异形槽加工刀具改进优化

常州宝菱重工机械有限公司 （江苏 213019） 张永洁

随着数控机床在生产实际中的广泛应用，其具有高速、高精加工特点，通过对异形槽公差要求进行分析，提出刀具优化方案，充分发挥数控机床特性和整体硬质合金刀具的高速切削特点，设计成形切削刀具实现多工序一次加工，在保证零件加工质量前提下提升生产效率，提升企业的经济效益和创新能力。

图1 异形槽公差及尺寸图

图2 粗加工直槽D16整体硬质合金波刃立铣刀

图3 粗加工槽型D30整体硬质合金波刃成形刀

图4 精加工直槽D16整体硬质合金立铣刀

图5 精加工槽型D30整体硬质合金成形刀

1. 异形槽加工刀具优化

如图1所示，要提高粗加工效率，必须选用合理刀具同时进行切削参数优化，传统加工方法用D16（HSS材质）立铣刀进行粗加工直槽，然后用粗切成型刀进行槽型粗加工，D16（HSS材质）立铣刀进行精加工直槽，最后成型刀进行左右补偿进行精加工，效率低，产品质量得不到保证，表面粗糙度值达不到3.2μm。按这种方法加工，发挥不出数控设备特性，且增加生产成本，因此必须进行刀具优化和切削改善。

原加工工步及选用刀具：D16高速钢立铣刀粗加工直槽19.11mm至16mm→D30高速钢粗切成形刀粗加工30.623mm至30mm，底部留量0.1mm→D16高速钢立铣刀精铣19.11mm至成品→D30高速钢成形铣刀精铣30.623mm至成品。

现加工工步及选用刀具：D16过中心钻铣刀和D16整体硬质合金波刃立铣刀（见图2）配合粗加工直槽19.11mm至16mm→D30整体硬质合金波刃成形刀（见图3）粗加工30.623mm至30mm，底部留量0.1mm→D16整体硬质合金立铣刀（见图4）精铣19.11mm至成品→D30整体硬质合金成形刀（见图5）精铣30.623mm至成品。

在粗加工直槽时，我们选用过中心钻铣刀先钻出排孔（见图6），然后再用波刃整体硬质合金立铣刀（见图7）加工，效率高、刀具耐用且消耗较低。这种改善的效果对比分析如表1所示。

从表1可以看出此工序效率提高80.59%，得出虽然刀具成本增加了，但设备成本降低了，刀具寿命也大大提高。

从成形粗切、精切对比表（见表2～表4）中可以看出效率分别提高68.75%和64.55%。

现方法效率大幅提升，质量稳定，也给我们持续优化注入信心，我们进行设计开发组合式成形刀具，并进行制造和试切应用。

固化加工工步及选用刀具（见表5）：D16过中心钻铣刀 和D16整体硬质合金波刃立铣刀配合粗加工直槽19.11mm至16mm→D30.023组合式整体硬质合金波刃粗切刀粗加工30.623mm至30mm，19.1mm至18.5mm，底部、侧面留量0.3mm→D30.023组合式整体硬质合金成形铣刀精铣19.1mm、30.623mm至成品（见表6）。

通过表4和表6对比，成形定寸铣刀无需通过半径补偿来回切削，切削长度从420mm降为210mm，所以加工时间大大缩短，同时复合刀具的成功应用使得多工步一次完成。

2. 结语

组合成形刀具的设计制作并应用于生产，配合正确的切削参数，55条异形槽槽型加工效率得到大幅度提升， 并且形成了标准化加工，不仅保证了产品的质量且提升了生产效率，最大限度的发挥出数控机床特性。

图6 加工排孔

图7 钻铣刀

表1 异形槽直槽粗加工

表2 成形刀粗加工对比

表3 槽口精加工对比

表4 成形刀精加工对比

表5 组合式成形刀具加工流程

表6 组合式成形刀具实际效果