低切削力多功能APX立铣刀
•
技术综合
图1 APX立铣刀系列产品
图2 凸起状前刀面
图3 二级前刀面
图4 所耗功率比较
图5 抗破损性能比较
图6 切削生成的解析例子
加工中心，尤其是汽车零部件的新型生产线，大都已进行了更新换代。小型加工中心的主轴转速很高，与大型加工中心相比，刚性相对较低，因此，要求所用刀具在刚性较低的机床上，仍能发挥高效切削加工性能。用户迫切要求工具厂家开发出低切削力、多功能、高精度、高效率的切削工具。
APX立铣刀的特点
- 刚性高，切削力小
- 为了降低切削力，在APX立铣刀的设计中采取了多种措施。首先，为了提高切屑剥离性能，将前刀面设计为凸起状(图2)，前角取得很大，如刀具直径为Ø25mm时，径向前角最大取为+25°，轴向前角最大取为+18°；其次，为了提高排屑性能，将刀片设计成二级前刀面，凸起状刀齿可减小与切屑的接触面积，从而降低切削力(图3)。这种刀具设计应用了切削仿真技术，预先计算出实际切削时的切削力和切屑的温度。另外，后刀面被压制成螺纹状，以提高其抗破损性能。这种设计的优点是切削时不易发生颤振，即使在BT30等低刚性机床上进行铣削加工，APX立铣刀也可充分发挥其优异性能。
- 图4所示为APX立铣刀与其它公司最新刀具品种所耗功率的比较。被加工材料SCM440，切削速度160m/min，切深6mm，切削宽度6mm，进给量0.1～0.2mm/齿，采用干式顺铣加工。结果表明，APX立铣刀所耗功率最小，切削刃锋利度最高。图5所示为抗破损性能的比较。三菱公司的产品由于齿形设计特殊，并经过miracle涂层处理，在切削力较低的情况下，仍具有良好的抗破损性能。
- 具有最佳三维曲线切削刃形状
- 刀片主切削刃部分为凸起状三维曲线形状，可加工出高精度侧壁表面，提高零件的加工质量。这种三维形状是对切屑生成方向等进行仿真解析后设计而成(图6)，它可以使切屑在最适宜的时候剥离，从而使被加工零件获得极为良好的加工表面。
- 图7所示为切削加工侧壁表面时的偏差测量结果。当切削深度为6mm时，APX立铣刀加工侧壁的偏差值为21µm，其它公司的同规格刀具的加工偏差值均大于APX立铣刀。如用APX立铣刀进行精加工，切削负荷更小，其偏差值甚至已接近可忽略不计的水平。
- 多功能
- APX立铣刀与三菱公司以前的产品相比，多功能的特点最为突出。APX立铣刀可进行各种加工作业，用一把刀具即可完成各种三维切削加工。特别是用于飞机零件的叶片加工等领域时，更可发挥其独特的切削效果。另外，在刀柄设计方面，柄部直径略小于刀齿直径，是一种偏置式结构，这种结构便于进行深腔加工。
- 刀片材料耐磨性优异
- APX立铣刀配备了两种miracle涂层刀片，即“VP15TF”和“VP20RT”，前一种刀片已公开发售，后一种刀片拟于2005年5月投放市场。“VP15TF”是一种适应性广泛的通用型刀片；“VP20RT”则是只限于不锈钢加工的专用型刀片。图10所示为切削高硬度材料SKD11(50HRC)时磨损情况的比较。切削条件为切削速度80m/min，切深5mm，切削宽度1mm，进给量0.05mm/齿。在试验过程中，VP15TF涂层刀片具有非常长的使用寿命。APX立铣刀切削长度达10m以后，刀具后面磨损量仅0.14mm，而其它公司的刀具在相同切削条件下，切削长度在5m以下即出现剧烈磨损。
- 附表所示为在BT30BT30、BT40加工中心上的切削实例。例1为在BT30立式加工中心上加工，该用户采用原有刀具加工时，因振动而产生很大噪声，作业环境较差；采用APX立铣刀加工后，噪声大幅度减小，工具寿命延长2倍以上。例2表明，采用原有刀具加工后，出现较大毛刺，去除这些毛刺极为费时，加工成本相应提高；改用APX立铣刀后，由于切削刃锋利度高，毛刺也较少，加工后去毛刺的时间大为缩短。例3为干式加工的实例，采用原有刀具时，切削热很高，工件往往因产生热变形而报废；采用APX立铣刀后，切削热大幅度下降，有效抑制了工件变形，可进行稳定的干式切削加工。例4是在高刚性加工中心上进行高效率沟槽加工的实例，机床功率5.5/3.7kW，最高转速8000r/min，被加工材料S55C，切削速度160m/min，进给量0.25mm/齿，切深6mm，切削宽度20mm，APX立铣刀所耗功率较低，但切削效率却达到143cc/min，加工面质量也极为良好。
图7 加工侧壁表面的质量对比
图8 多种加工功能
图9 刀柄结构
图10 加工高硬度材料时的耐磨性比较 加工实例例1例2例3例4刀具型号APX3000R162SA16SAAPX3000R203SA20SAAPX3000R162SA16SAAPX3000R203SA20SA选用刀片AOMT120616PEERM
(VP15TF)AOMT120608PEERM
(VP20RF)AOMT120608PEERM
(VP20RF)AOMT120608PEERM
(VP15TF)被加工材料切削条件切削速度
(m/min)150160160160进给量
(mm/齿)0.050.100.110.25切削深度
(mm)1.53.22.66切削宽度
(mm)1.55.11420切削液
(mm)湿式切削湿式切削干式切削干式切削选用机床BT30立式加工中心BT40立式加工中心BT40卧式加工中心BT40卧式加工中心加工效果与其它公司产品相比，切削噪音低，使用寿命长，工具寿命延长2倍切屑形成良好，毛刺减少，切削噪音低切削噪音低，毛刺少，工件变形小使用新一代高刚性加工中心，APX立铣刀的切削力较低，但加工效率却大幅提高
作者：西部车床，如若转载，请注明出处：https://www.lathe.cc/2023/01/6597.html