一、模具铣刀的特点和应用

（三）模具加工中仿形加工刀具的选用

当模具型腔为复杂的立体曲面，而又难以分解成若干简单型面来加工时，宜采用仿形铣削加工，仿形铣削加工效率较高，特别适用于型腔的粗加工。仿形铣涵盖二维和三维凸面和凹面形状的多轴铣削。零件越大和待加工形状越复杂，工艺规划就变得越重要。典型的仿形铣削如图4-87所示。

仿形铣削主要指对凸形凹腔和曲面的铣削，常用于模具制造轮廓的加工。仿形铣刀多采用圆弧刃，与普通铣相比，在相同进给条件下可获得较小的加工残余面积，从而提高表面加工质量。

1.仿形铣刀特点

仿形铣刀是配备带有圆切削刃的可转位刀片的刀具。该铣刀全部带有圆切削刃（用于圆环面铣刀或球头铣刀的可转位刀片）或部分带有圆切削刃，仿形铣刀分类中包括套式铣刀、带螺旋刀柄的铣刀、模块化（螺旋）铣刀等。

仿形铣刀使用圆形刀片，使得仿形铣刀具备多种优点，可实现小背吃刀量、大进给，这是高速加工发展趋势下的一个补充，仿形铣刀具有如下优点：

1）进刀能力强。一些仿形铣刀可以象钻头那样，直接进刀，切入工件。

2）螺旋插补。综合运用仿形铣刀和螺旋插补可以容易、快速地加工大直径孔。

3）切削刃强度。由于没有尖角，圆形刀片能承受更大的刀具偏转和振动，允许加工中提高转速、增大进给，同时减少崩刃的危险。

4）切削刃数目。圆形刀片拥有更多可用的切削刃。根据刀片的尺寸以及背吃刀量，圆形刀片可以有4〜8次有效的转位，材料去除量至少是普通菱形和方形刀片的两倍。这种优势可以减少操作者换刀片的次数，效率高，经济性好。

5）高效切削。使用圆形刀片不需要很高的机床功率即可拥有很高的金属切削率。因为圆形刀片的强度高，所以可以选用比直角铣刀更大的进给量进行加工，甚至可以在轻型机床上进行较大负载的粗加工。

6）粗加工后工件表面精度较高。采用圆形刀片铣削后的表面不像直角刀具粗加工表面后残留了明显的凸凹不平，而表面残留高度较低。采用圆形刀片粗加工后的工件表面精度较高，可以直接进行半精加工，甚至可直接进行精加工。

2.仿形铣刀选用

1）仿形铣刀刀片的分类及选择。仿形铣刀主要有圆刀片的铣刀和球头铣刀。装圆刀片的铣刀如图4-88所示。球头型铣刀及刀片如图4-89所示。

2）刀体、刀片的选择。仿形铣刀刀体的选择可根据应用场合工况决定刀体选择（见表4-19）。

注：资料来源于《山高铣削手册》。

3）加工阶段的选择。粗加工一般用圆刀片刀具，精加工使用整体硬质合金球头立铣刀，带可互换整体式硬质合金切削头的立铣刀（见图4-90）。

4）在仿形铣削中，常用的刀具有圆刀片的铣刀、球头铣刀、可换铣削头式球头铣刀及整体硬质合金球头立铣刀4种。表4-20在考虑切削加工稳定性、加工成本和生产率等几个方面，对这4种常用的仿形铣刀进行了比较。

5）切削速度的计算（示意图见图4-91、图4-92）。当计算球头铣刀或圆刀片刀具的切削速度时，实际切削速度vc将更低（如果ap较小时），工作台进给和生产效率将受到严重限制。

图4-91 球头铣刀

图4-92 圆刀片

根据实际或有效切削直径 有：

对于球头铣刀有效切削直径 的计算：

式中 n——转速，单位为r/min；

vc——切削速度，单位为m/min；

Dcap——有效刀具直径，单位为mm；

Dc——刀具公称直径，单位为mm；

ap——轴向背吃刀量，单位为mm。

圆刀片刀具的有效直径的计算：

式中 Dc——刀具公称直径，单位为mm；

i c——刀片公称直径，单位为mm；

ap——轴向背吃刀量，单位为mm。

（未完待续）