模具加工中仿形加工刀具的選用

典型仿形銑削加工示意圖

仿形銑削主要指對凸形凹腔和曲面的銑削，常用于模具制造輪廓的加工。仿形銑刀多采用圓弧刃，與普通銑相比，在相同進給條件下可獲得較小的加工殘余面積，從而提高表面加工質量。

1.仿形銑刀特點  仿形銑刀是配備帶有圓切削刃的可轉位刀片的刀具。該銑刀全部帶有圓切削刃（用于圓環面銑刀或球頭銑刀的可轉位刀片）或部分帶有圓切削刃，仿形銑刀分類中包括套式銑刀、帶螺旋刀柄的銑刀、模塊化（螺旋）銑刀等。

仿形銑刀使用圓形刀片，使得仿形銑刀具備多種優點，可實現小背吃刀量、大進給，這是高速加工發展趨勢下的一個補充，仿形銑刀具有如下優點：

1）進刀能力強。一些仿形銑刀可以象鉆頭那樣，直接進刀，切入工件。

2）螺旋插補。綜合運用仿形銑刀和螺旋插補可以容易、快速地加工大直徑孔。

3）切削刃強度。由于沒有尖角，圓形刀片能承受更大的刀具偏轉和振動，允許加工中提高轉速、增大進給，同時減少崩刃的危險。

4）切削刃數目。圓形刀片擁有更多可用的切削刃。根據刀片的尺寸以及背吃刀量，圓形刀片可以有4~8次有效的轉位，材料去除量至少是普通菱形和方形刀片的兩倍。這種優勢可以減少操作者換刀片的次數，效率高，經濟性好。

5）高效切削。使用圓形刀片不需要很高的機床功率即可擁有很高的金屬切削率。因為圓形刀片的強度高，所以可以選用比直角銑刀更大的進給量進行加工，甚至可以在輕型機床上進行較大負載的粗加工。

6）粗加工后工件表面精度較高。采用圓形刀片銑削后的表面不像直角刀具粗加工表面后殘留了明顯的凸凹不平，而表面殘留高度較低。采用圓形刀片粗加工后的工件表面精度較高，可以直接進行半精加工，甚至可直接進行精加工。

2.仿形銑刀選用

1）仿形銑刀刀片的分類及選擇。仿形銑刀主要有圓刀片的銑刀和球頭銑刀。裝圓刀片的銑刀、球頭型銑刀及刀片如圖所示。

裝圓刀片的銑刀

球頭型銑刀及刀片

2）刀體、刀片的選擇。仿形銑刀刀體的選擇可根據應用場合工況決定刀體選擇。

 不同工況刀體選擇

3）加工階段的選擇。粗加工一般用圓刀片刀具，精加工使用整體硬質合金球頭立銑刀，帶可互換整體式硬質合金切削頭的立銑刀。

不同加工階段仿形用銑刀的選擇

a）仿形粗加工用銑刀 b）仿形精加工用銑刀

4）在仿形銑削中，常用的刀具有圓刀片的銑刀、球頭銑刀、可換銑削頭式球頭銑刀及整體硬質合金球頭立銑刀4種。下表在考慮切削加工穩定性、加工成本和生產率等幾個方面，對這4種常用的仿形銑刀進行了比較。

不同類型銑刀在仿形加工中的選用

5）切削速度的計算。當計算球頭銑刀或圓刀片刀具的切削速度時，實際切削速度v_c將更低（如果a_p較小時），工作臺進給和生產效率將受到嚴重限制。

球頭銑刀

圓刀片

根據實際或有效切削直徑D_cap有：

對于球頭銑刀有效切削直徑D_cap的計算：

式中

n——轉速，單位為r/min；

v_c——切削速度，單位為m/min；

D_cap——有效刀具直徑，單位為mm；

D_c——刀具公稱直徑，單位為mm；

a_p——軸向背吃刀量，單位為mm。

圓刀片刀具的有效直徑的計算：

式中

D_c——刀具公稱直徑，單位為mm；

i_c——刀片公稱直徑，單位為mm；

a_p——軸向背吃刀量，單位為mm。