直角銑刀

　　在銑削加工應(yīng)用中，直角銑刀(90°主偏角銑刀)是最常用的銑削刀具。它們廣泛應(yīng)用于方肩銑削、開槽銑削、有凸臺(tái)(搭子面)的端面銑削等。還可以用坡走銑削和車銑加工的方式加工某些面。無論是可轉(zhuǎn)位銑刀、整硬銑刀還是焊接銑刀，直角銑刀在各刀具制造商的通用銑削系列中都是占主導(dǎo)地位的產(chǎn)品。

　　在選擇直角銑刀時(shí)，有幾個(gè)重要的決定性因素需要考慮，例如工件材料、加工余量、精度要求、工件表面質(zhì)量、系統(tǒng)剛性、機(jī)床性能。這些因素不僅影響到對(duì)銑刀類型、刃口角度形狀、刀具結(jié)構(gòu)的選擇，也是刀具在制造商在進(jìn)行刀具設(shè)計(jì)時(shí)考慮的關(guān)鍵點(diǎn)。例如采用整硬銑刀實(shí)現(xiàn)高精度銑削加工;采用可轉(zhuǎn)位銑刀滿足重載切削的同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低刀具成本的需求。整硬銑刀和焊接式銑刀需要精磨加工出所需的刃口角度形狀，而可轉(zhuǎn)位銑刀中的壓制刀片直接決定刀具的刃口角度形狀。

　　二十世紀(jì)九十年代初，隨著伊斯卡創(chuàng)新推出安裝螺旋刃刀片結(jié)構(gòu)的HELIMILL系列直角銑刀，金屬切削加工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大飛躍。螺旋刃刀片的高效切削刃由頂面(前刀面)和螺旋側(cè)面(后刀面)構(gòu)成。這是一個(gè)里程碑式的刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，刀片具有恒定的正前角和沿著切削刃邊恒定的后角。這一開創(chuàng)性的結(jié)構(gòu)大大降低切削功耗使得切削更加平穩(wěn)。伊斯卡HELIMILL系列引領(lǐng)了一種全新的刀片設(shè)計(jì)理念，裝夾刀片后形成恒定的切削后角成為新的刀片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)桿，走在銑削技術(shù)發(fā)展的最前沿。

　　直角銑刀刀片外形種類眾多，包含矩形、正方形、平行四邊形、菱形、三角形或凸三角形。刀片的形狀不僅決定了刀片可轉(zhuǎn)位刃口數(shù)，而且也會(huì)影響刀片的其他一些重要特性。與矩形刀片相比，正方形或三角形刀片更寬。刀片寬度更寬有利于設(shè)計(jì)直徑更大的中心螺釘孔，通過使用規(guī)格更大的螺釘實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)固的刀片鎖緊。然而刀片寬度的增大不僅會(huì)限定銑刀最小直徑的范圍，而且沿徑向更深的刀片定位槽還會(huì)降低刀體的強(qiáng)度。而這也僅僅只是可轉(zhuǎn)位直角銑刀設(shè)計(jì)中需要權(quán)衡的一個(gè)因素。設(shè)計(jì)中還有多個(gè)因素需要考慮，如選沿徑向分布的平裝刀片還是選沿切向分布的立裝刀片，刀片刀尖圓角半徑范圍，刀片是否帶修光刃，刀片是否帶分屑功能等。銑刀設(shè)計(jì)中必須考慮的因素還有被加工材料的特性和銑削的方式。

　　伊斯卡最新的直角銑刀

　　隨著刀具市場(chǎng)上各種形狀和形式刀片的普及，設(shè)計(jì)出新的刀片形狀已經(jīng)成為過去。伊斯卡最新研發(fā)的NEOLOGIQ系列直角銑刀產(chǎn)品，旨在探索實(shí)現(xiàn)滿足快速高效銑削的刀具解決方案。

　　伊斯卡研發(fā)工程師全新設(shè)計(jì)的NEODO S890銑刀，可以勝任鋼件、鑄鐵件的粗加工及半精加工。這款直角銑刀，適用于工況欠佳的銑削環(huán)境，刀具設(shè)計(jì)綜合實(shí)現(xiàn)了降低成本、提高效率的需求。銑刀夾持結(jié)構(gòu)強(qiáng)固的雙面刀片，刀片為正方形，刀片的頂面、底面及側(cè)面均采用伊斯卡獨(dú)有的壓制技術(shù)壓制成型。刀片帶8個(gè)右旋螺旋刃，頂面及底面各帶4個(gè)。當(dāng)?shù)镀b夾于銑刀體時(shí)，形成徑向正前角和軸向負(fù)前角，從而確保在各種工況和斷續(xù)切削情況下，均能降低機(jī)床功率消耗，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)輕快的切削。燕尾槽結(jié)構(gòu)定位槽使得刀片與刀體剛性定位夾緊，顯著提高刀具整體剛性。刀片帶修光刃，可以提高加工產(chǎn)品的表面質(zhì)量。突破想象的全新正方形外形結(jié)構(gòu)和壓制技術(shù)優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，為面銑加工提供了高效、經(jīng)濟(jì)的解決方案，尤其適合工件有類似于凸臺(tái)(搭子面)這種有干涉的情況。

圖1. 高成本效益NEODO S890系列銑刀

　　夾持雙面凸三角形刀片的HELIDO直角銑刀系列，刀片帶6個(gè)切削刃，能用于密齒型銑刀的設(shè)計(jì)，以提高切削進(jìn)給率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的最大化。銑刀具有雙正前角結(jié)構(gòu)，軸向正前角和徑向正前角。這一特點(diǎn)有利于降低切削加工功耗，使得在低功率機(jī)床上能進(jìn)行粗銑加工。功能強(qiáng)大的HELIDO系列銑刀通用于方肩銑、槽銑、側(cè)插銑和坡走銑，還可以進(jìn)行螺旋插補(bǔ)銑。這類銑刀的主要優(yōu)勢(shì)是綜合了90°精確輪廓精度、高生產(chǎn)率、低成本等眾多優(yōu)點(diǎn)。

圖2.夾持雙面凸三角銑刀片的HELIDO 600銑刀

　　高效銑削鋁合金和其他有色金屬(ISO N材料組)對(duì)刀具提出了鋒利切削刃和前刀面拋光處理的要求。帶分屑槽切削刃是進(jìn)一步提高銑刀切削性能的途徑。單面三角形鋸齒狀切削刃的HELI3MILL銑刀刀片是直角銑刀中的一大利器，是非常經(jīng)濟(jì)-高效的銑刀。

圖3.夾持鋸齒狀HELI 3 MILL銑刀片的銑刀

　　結(jié)語

　　以上給出的案例證實(shí)了探索改進(jìn)優(yōu)化可轉(zhuǎn)位直角銑刀的路遠(yuǎn)未窮盡。即使在開發(fā)設(shè)計(jì)新刀片時(shí)有更多的主偏角銑刀可以考慮，但開發(fā)出全新的直角銑刀仍會(huì)是很具吸引力的解決方案。