近年來，隨著全球化的進(jìn)程，制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)也變得越來越激烈。為了在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，許多企業(yè)都致力于“降低成本”、“縮短交貨期”、“提高質(zhì)量”等各種課題的研究。特別是最近在重新認(rèn)識(shí)“日本制造”的同時(shí)，模具的高精度化、高效化加工已成為重要的關(guān)鍵詞。換言之，模具加工過程中不可或缺的工具??切削刀具的作用現(xiàn)在已被認(rèn)為是至關(guān)重要的因素。
近幾年，使用切削刀具的用戶的需求也發(fā)生了變化。以前，人們普遍認(rèn)為刀具是消耗品，所以想通過減少使用量來降低刀具費(fèi)用。最近人們的觀點(diǎn)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，認(rèn)為應(yīng)該通過充分發(fā)揮刀具的作用來降低加工費(fèi)。這也正是日立工具公司4年前提出的“加工減半運(yùn)動(dòng)”的觀點(diǎn)。為了配合用戶這種需求的變化，工具生產(chǎn)商有必要集中精力開發(fā)效率更高的刀具。
本文將介紹以下內(nèi)容：近期為配合模具加工需求而開發(fā)的用于精加工的高效小直徑整體硬質(zhì)合金立銑刀（Epoch深切削圓角立銑刀）；用于粗加工的高效圓角立銑刀（多刃型大進(jìn)給圓角立銑刀）；能在高效加工條件下大幅提高刀具性能的最新超潤(rùn)滑涂層（JX涂層）的開發(fā)、性能和加工實(shí)例。
1．整體硬質(zhì)合金立銑刀“Epoch深加工圓角立銑刀（Epoch Deep Radius）”
（1）切削性能
近幾年，用切削加工替代以前的放電加工的趨勢(shì)越來越明顯，這種需求漸漸轉(zhuǎn)向切削工件上窄而深的部位。使用立銑刀深切削加工這種窄而深的部位時(shí)，適用的主流刀具是小直徑球頭立銑刀（日立工具也在生產(chǎn)Epoch深切削球頭立銑刀、Epoch筆式深切削球頭立銑刀系列）。但是，使用小直徑球頭立銑刀進(jìn)行高效深切削時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下問題（即用切削加工替代放電加工存在的問題）：①切削阻力容易增大；②中心部位的切削速度很難提高（頂端中心刃部分易受損）；③存在理論上的切削殘留部分（刀具徑向切入量不能太大）。
日立工具為解決以上問題，開發(fā)了小直徑長(zhǎng)頸系列Epoch深切削圓角立銑刀。在使用小直徑立銑刀進(jìn)行深切削時(shí)，如果刀具切削刃前端的切削阻力太大，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)而無法在高效切削條件下加工，從而影響加工效率。從切削阻力的角度對(duì)球頭立銑刀與R角立銑刀進(jìn)行對(duì)比可知，后者的切削刃接觸面積較小，切削阻力也相對(duì)較小。
此外，在進(jìn)行等高線切削時(shí)，球頭立銑刀存在理論上的切削殘留部分，尤其是切削速度低的端部橫刃容易破損。而圓角立銑刀加工時(shí)通常能形成一定的切削面，故具有加工穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)在開發(fā)的Epoch深切削圓角立銑刀能夠防止深切削時(shí)產(chǎn)生的顫振。為了進(jìn)一步提高加工效率，采用了倒錐形設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)可防止切削過程中因刀具彎曲造成外周刃與被切削材料接觸，從而可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工。此外，刀具涂層采用了具有高硬度和高耐熱、耐磨性能的TH（TiSiN）硬涂層，非常適合高硬度材料的直接深切削加工。
以下通過加工實(shí)例介紹Epoch深切削圓角立銑刀的特點(diǎn)。
（2）加工實(shí)例
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為了對(duì)溝槽進(jìn)行高效加工，需要在一定程度上加大XY方向的步距，但如果使用球頭立銑刀加工，就會(huì)使無法提高切削速度的中心刃承受很大的負(fù)荷而不得不降低切削條件。
從使用球頭立銑刀加工溝槽的結(jié)果可以看出：若加大設(shè)定的XY步距，則中心刃處的破損程度也會(huì)加大；若減小設(shè)定的XY步距，降低切削條件，雖未觀察到中心刃受損，但前端中心橫刃的磨損卻有所增大。從使用Epoch深切削圓角立銑刀加工溝槽的結(jié)果可知，不但切削穩(wěn)定，而且磨損減小，對(duì)高硬度（約50HRC）熱模鍛鋼工件的溝槽加工效果良好。
在本加工實(shí)例中，與球頭立銑刀相比，新型圓角立銑刀所需加工時(shí)間縮短約1/4，加工費(fèi)用降低一半以上。
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從用長(zhǎng)頸型立銑刀加工SKD11冷作模具鋼（60HRC）的結(jié)果可以看出，球頭立銑刀的外周切削刃有很大破損；而Epoch深加工圓角立銑刀無破損，只有均勻磨損�？梢酝茢�，由于球頭立銑刀的切削刃接觸長(zhǎng)度較大，因此切削阻力也大，切削速度高的外周切削刃容易受損。這一點(diǎn)與例①相同，圓角立銑刀具有明顯優(yōu)勢(shì)。
由在相同加工條件下日立工具的圓角立銑刀與其它公司圓角立銑刀的對(duì)比可以看到，其它公司生產(chǎn)的圓角立銑刀由于沒有采用倒錐形設(shè)計(jì)，對(duì)超過60HRC的高硬度材料加工效果不太理想。日立工具的新一代深切削圓角立銑刀因?yàn)椴捎昧吮承笔叫螤畹莫?dú)特設(shè)計(jì)，外周切削刃為點(diǎn)接觸式切削，即使在用直切法加工高硬度材料時(shí)，切削阻力也很小，且加工狀態(tài)穩(wěn)定。
由Epoch深切削圓角立銑刀的加工實(shí)例可知，該刀具性能優(yōu)異，尤其對(duì)高硬度材料進(jìn)行深切削時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì)。總之，充分發(fā)揮圓角立銑刀的作用，可對(duì)經(jīng)過熱處理淬火的材料直接進(jìn)行溝槽加工，因加工過程縮短，可大幅降低加工費(fèi)用。實(shí)驗(yàn)證明，采用圓角立銑刀加工效率可提高5倍以上，而加工費(fèi)可降低35%。
