■江蘇蘇鈴精工機(jī)械有限公司 （吳江 215213）

談文鈺

CNC加工中心用的立銑刀，品種規(guī)格繁多，從結(jié)構(gòu)來分有整體式合金立銑刀、可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金立銑刀(包括模塊式)及焊接式硬質(zhì)合金螺旋立銑刀3類。第1類和第2類使用面很廣，而第3類螺旋立銑刀使用面窄，使用不多。下面對螺旋立銑刀進(jìn)行分析。

國產(chǎn)螺旋立銑刀，自20世紀(jì)80年代已問世，當(dāng)時由于刀片需擠壓呈螺旋狀，工藝復(fù)雜難度大，遲遲未擴(kuò)大生產(chǎn)，后逐漸發(fā)展，在2008年國家已制定部標(biāo)，目前國內(nèi)已有數(shù)十家刀具專業(yè)廠生產(chǎn)螺旋立銑刀，品種規(guī)格齊全。以往螺旋立銑刀，用在普通銑床上較多，應(yīng)用在CNC加工中心上較少。常規(guī)螺旋立銑刀若在硬質(zhì)合金材質(zhì)、刀片截面尺寸、刀具幾何參數(shù)及刀體的強(qiáng)度等方面設(shè)計不妥會造成不少缺點(diǎn)?？蛇@種結(jié)構(gòu)立銑刀有它獨(dú)特的長處，不僅制作工藝較簡單、成本低，最主要的是切削性能好，切削刃銳利，刃口用鈍后還能多次修磨，刀具使用成本低，可彌補(bǔ)可轉(zhuǎn)位刀具在使用中的不足，若能提高刀具的強(qiáng)度，增加刀具的耐磨性，這類刀具是很理想的刀具。

1. 螺旋立銑刀的改進(jìn)

1998年株洲鉆石對螺旋立銑刀嘗試了改進(jìn)，硬質(zhì)合金刀片材質(zhì)從原來的單一YG8牌號改為亞微細(xì)顆粒YL10.2及YS25合金牌號。YL10.2合金硬度≥91.8HRC，抗彎強(qiáng)度達(dá)到4 000N/m2，主要適于切削各種鑄鐵、有色金屬及非金屬材料。YS25牌號是在WC-CO-TiC基礎(chǔ)上加入8%Tac元素，對應(yīng)ISO的P25～P30使用范圍，主要用于銑削各種鋼材，尤其是合金鋼之類材料效果突出。與常用硬質(zhì)合金刀片材料相比，這兩種合金材料無論是物理機(jī)械性能還是使用性能都有很大改善和提高，具有很強(qiáng)的耐磨性、抗沖擊韌性、抗氧化性、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散能力；同時增加了螺旋硬質(zhì)合金刀片的截面尺寸，刀體進(jìn)行了淬火處理，刀具刀尖處由原來倒角形改為小圓弧形。改進(jìn)后立銑刀經(jīng)蘇州沙迪克三光，在五面體龍門加工中心上多年使用，受到了好評。φ50mm新型螺旋立銑刀完全可替代從日本進(jìn)口的“住友”同規(guī)格銑刀，其價格是進(jìn)口刀的1/4，它的可切削耐用度、加工零件精度及表面粗糙度不遜色于日本著名品牌刀具。

2.導(dǎo)軌螺旋立銑刀

在提高螺旋立銑刀強(qiáng)度與耐用度的基礎(chǔ)上，只需改變刀具幾何參數(shù)就能解決技術(shù)難度較高的精加工，下面介紹新研發(fā)的精銑導(dǎo)軌用“導(dǎo)軌螺旋立銑刀”（見圖1）。此刀具是筆者與田潤科高工共同研發(fā)的，刀具是由株洲華新硬質(zhì)合金工具廠制造。

圖 1

眾所周知，精密機(jī)床如電火花慢走絲、電火花成型機(jī)及CNC加工中心等，機(jī)床主要大件床身、立柱及拖板上均裝有精度非常高的直線導(dǎo)軌定位，固定直線導(dǎo)軌是兩個相互垂直的兩組精加工基準(zhǔn)面，俗稱側(cè)導(dǎo)軌與平導(dǎo)軌面（見圖2），通常兩組導(dǎo)軌面長1.1～1.5m，直線度為0.005mm，相互平行度0.005mm，平面度為0.008mm，表面粗糙度值Ra=0.8～1.6μm。加工難度與精度非常高，為保證其精度很多相關(guān)公司除選用高精度的工作母機(jī)（如大隈、馬扎克等高精度龍門銑）外，還在刀具配置上選用進(jìn)口硬質(zhì)合金立銑刀或進(jìn)口可轉(zhuǎn)位立銑刀來切削，這樣不僅刀具價格昂貴，加工導(dǎo)軌質(zhì)量有時波動大，往往還要人工鏟刮來修正或上龍門導(dǎo)軌磨床返修；也有企業(yè)嘗試用國產(chǎn)硬質(zhì)合金標(biāo)準(zhǔn)螺旋立銑刀加工導(dǎo)軌面，但精度做不到，還常需程序插補(bǔ)來處理，提高工作面精度，有些大中型機(jī)床公司直接用C N C龍門導(dǎo)軌磨床進(jìn)行精磨，這樣加工成本更高。因此，精銑高精度的導(dǎo)軌面就成了不少企業(yè)的瓶頸。

硬質(zhì)合金導(dǎo)軌精銑刀是在標(biāo)準(zhǔn)螺旋立銑刀的基礎(chǔ)上作了較大改進(jìn)，雖外形相同，但切削的效果明顯不一樣，主要改進(jìn)有如下幾方面：

（1）常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)螺旋立銑刀，不論國內(nèi)外產(chǎn)品，刀具均采用密齒結(jié)構(gòu)，如φ 50mm常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)銑刀z=6，精銑導(dǎo)軌銑刀z=8～10，這樣同時加工的齒數(shù)增加，切削穩(wěn)定。

（2）刀具幾何參數(shù)改變，螺旋角不相同，1刃為25°，相鄰1刃為30°；減小端面付偏面（俗稱刀隙角）并改進(jìn)端面修刀刃。側(cè)切削刃留白刃為0.07mm，表面粗糙度需達(dá)鏡面要求。

圖 2

（3）切削頭部切削刃長度縮短，取刀具直徑的1/2，刀體淬火硬度58～60HRC。導(dǎo)軌螺旋立銑刀多年來一直在蘇州三光科技有限公司、蘇州萬立精機(jī)、江蘇蘇鈴精機(jī)、蘇州大器機(jī)械公司及常州新瑞等公司使用，均取得了很好效果，詳見蘇州三光集團(tuán)提供的切削對比表（見附表）。導(dǎo)軌螺旋立銑刀已申請專利，2014年已被國家知識產(chǎn)業(yè)局授權(quán)。

附 表

切削試驗結(jié)論：8刃新硬質(zhì)合金立銑刀與以前同規(guī)格硬質(zhì)合金銑刀相比，不僅刀具耐用度提高了2倍，而且生產(chǎn)效率分別提高11%和38%。

導(dǎo)軌螺旋立銑刀，由于切削刃鋒利，切削穩(wěn)定，耐用度又高，所以也適宜加工一些剛性差、精度高的加工工藝?yán)щy的零件。如江蘇蘇鈴精工機(jī)械承接德國某著名公司一加工任務(wù)，其中三坐標(biāo)測量儀器中的Y軸、Z軸及立柱都是薄壁框架鑄件（見圖3），德方駐滬辦事處曾在江浙一帶找過很多有實力機(jī)械廠加工，但均因薄壁易振，導(dǎo)致銑削精度達(dá)不到圖樣要求。江蘇蘇鈴精工選用了導(dǎo)軌螺旋立銑刀，很輕松加工了該公司上述難加工件，檢測精度合格，工件直接發(fā)往德國裝配。

螺旋立銑刀還能銑削復(fù)合材料，如有些儀器儀表廠的印刷線路板，此線路板的底板是玻璃層壓板，上面覆蓋著很薄的有色金屬線路，銑印刷線路板的斜插口時，若用一般銑刀，會因切削力大造成金屬線路與底板撕裂，而且刀具鈍化很快，用導(dǎo)軌螺旋立銑刀可以很順利解決這個難題，工作質(zhì)量穩(wěn)定，刀具壽命長。

圖 3

3. 結(jié)語

改進(jìn)后的螺旋立銑刀在CNC加工中心上，在精銑、半精銑上都發(fā)揮了獨(dú)特長處，既可改變刀具結(jié)構(gòu)與參數(shù)，也能進(jìn)行粗銑。

國產(chǎn)硬質(zhì)螺旋立銑刀是一種性價比較高的刀具，在CNC加工中心上具有很好的切削性能與使用價值。