提高小型精密模具加工质量

        模具包括冲压模、塑料模、压铸模、玻璃模、铸造模、锻造模等等。性能良好，高精度的模具能保证大量生产同一产品，使其生产效率大幅度提高，产品信赖性提高，而成本则大为下降，故模具工业常被成为“机械工业之母”。

        近年来，世界模具工业发展很快，我国也奋起直追。国内模具公司、工厂的规模，数量和生产水平都不断提高。同时各模具企业之间互相围绕着产品质量、生产周期和价格三方面进行着激烈的竞争，实际上，谁能在短生产周期中，向客户提供高质量、高精度、低成本、低价格的模具，谁就能在竞争中取胜和发展。为此，各企业需要优秀的人才；先进的CAD/CAM/CAE为代表的设计制造技术；材料技术；拥有五轴数控、高速数控等设备；还要求先进精良的最终切削加工执行工具－刀具。

        模具精加工所耗费的时间占模具总加工时间比例甚大。广义地说，模具精加工应包括精切削加工与研磨加工，若能提高精切削加工的效率与精度，不仅能缩短精切削加工的时间，还可能缩短或甚至无需以后的研磨工序。从而提高本企业的竞争能力。

        以IT产业为主体的精密冲压模具、塑料模具近年来需要量急速上升。这些模具的组成零件精密且复杂的居多，为加工这些零件，对切削刀具要求品质超常精良，形状多种多样。

        据统计，加工这类精密小型模具主要使用整体硬质合金小型立铣刀（占所需刀具的70%），而这些小型立铣刀直径大部分都在6mm以下。

        三菱综合材料公司，三菱综合材料神户切削工具公司历来就生产加工精密零件与精密模具的各类立铣刀。近年来为满足精密小型模具达到更高效、更精密的加工要求，开发了MSTAR（三菱之星）小型立铣刀系列。

        MSTAR系列立铣刀在基体材料上使用了三菱引以为荣的超微粒硬质合金TF15，在涂层采用三菱神户工具公司优异PVD技术（MIRACLE）生成的MS涂层（AlTiN）MSTAR共14种品种，各尺寸规格共746种。这14品种包括：

        直角头立铣刀

        1.2刃短刃直角头立铣刀MS2MS（ф0.2－12mm）

        2.2刃长刃直角头立铣刀MS2JS（ф1－12mm）

        3.2刃长颈直角头立铣刀MS2XL（ф0.2－6mm）

        4.2刃长颈直角头立铣刀MS2XL6（6mm柄）（ф0.3－2.5mm）

        5.4刃短刃直角头立铣刀MS4MC（ф1－12mm）

        6.4刃长刃直角头立铣刀MS4JC（ф1－12mm） nextpage

        球头立铣刀

        7.2刃短刃球头立铣刀MS2SB（R0.1－6mm）

        8.2刃中长刃球头立铣刀MS2MB（R0.25－6mm）

        9.2刃长颈球头立铣刀MS2XLB（R0.1－3mm）

        10.2刃长颈球头立铣刀MS2XLB6（6mm柄）（R0.1－1.25mm）

        11.2刃锥刃球头立铣刀MS2MTB（R0.2－1.5mm）

        圆弧头立铣刀

        12.2刃圆弧头立铣刀MS2MRB（R1－6mm）

        13.2刃长颈圆弧头立铣刀MS2XLRB（R1－6mm）

        筋槽立铣刀

        14.4刃锥形筋槽加工立铣刀MS4LT（ф0.2－3mm）

        立铣刀的螺旋角常用的有30o，45o，60o。30o的立铣刀适加工硬度HRC20左右的碳钢、合金钢、铸铁和石墨等。45o的立铣刀后刀面磨损，加工表面质量比30o的好，切削力也低，适加工硬度HRC40的碳钢、合金钢、予硬钢、不锈钢、铸铁、铝和铜合金等。

        基体材料与MIRACLE涂层性质如左表：

        MSTAR系列主铣刀的制造公差：

        直角头立铣刀制造公差

        D≤3为－0.005～0.028.

        D≤6为－0.015～－0.038

        8≤D为0～0.020

        球头主铣刀的制造公差

        R为±0.01，D<6为0～0.028，D=6为0～－0.038

        8≤D，为0～－0.020

        圆弧头主铣刀的制造公差

        D≤3，为－0.005～－0.028.

        3≤D≤6，为－0.015～－0.038

        筋槽加工用立铣刀制造公差

        D<0.5，为0～－0.02

        D≥0.5，为0～－0.04.

        斜角公差为±5。

nextpage        整体立铣刀自身的制造公差越高，加工精度亦越高，越易达到最终加工要求，这样可以大大缩短模具交货期，提高工厂竞争力。

        至今为止，精加工型腔成型部分的表面，仍主要采用整体球头立铣刀加工，因它富于柔性，适应仿形加工、等高线加工等而被广泛使用。为能高精度加工模具，对刀具要求如下：

        ①球头R部位精度必须高，且刀刃锋利，若R精度低，按程序加工模具，就难于保证尺寸精度。

        ②一般球头中心部位切削速度为零，该处不是在切削，而是在挤压啃咬工件，造成精加工表面质量恶化，这部位是刀具设计改进最重要之处。

        ③在精加工中，要求换刀是不可能的，因此要求刀具寿命长且稳定，为了不致产生突发性损伤，除开发最好的刀具材料与涂层外，也要设计制造可靠性高的刀刃形状。

        基体材料比重硬度（HRA）抗弯强度（Gpa）

        P20 （P类硬质合金） 14.9 90.5 2.0

        K10 （K类硬质合金） 14.9 92 2.0

        TF15 （超微粒硬质合金） 14.9 91 4.0

        项目 TiN （AlTi）N MIRACLE （AlTi）N

        硬度（Hv） 1900 2800 3100

        氧化开始温度（℃） 620 840 1100

        结合力（N） 60 80 100

        如表所知，优异的MSTAR材料与涂层使其耐磨性、耐缺损性均为提高，使用寿命得到延长。

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