導語：如何才能寫好一篇冷作模具鋼，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1冷作模具材料以及性能要求

冷作模具是模具的一種，它包含冷擠壓模、冷沖模、冷鐓模、拉絲模、搓絲模和壓印模等。對比熱作模具來說，冷作模具的表面質量要求、尺寸精度高，工作載荷大，而且加工的批量較大，大多是最終產品。基于這種工況的要求，冷作模具多數采用高合金或高碳鋼制作。冷作模具鋼對硬度、韌度、強度、抗疲勞能力以及抗磨能力的要求較高，對一些會產生劇烈變形的模具對材料的抗斷裂和變形能力要求會更高。為了給選擇模具材料以及制定熱處理工藝提供一些參考，根據以往的研究者的文章整理了部分冷作模具鋼的典型熱處理工藝以及力學性能，列于表1[3]。

2冷作模具失效問題分析

表2為國內冷擠壓、冷沖、冷鐓模具的失效情況統計結果。可以看出，磨損失效和過載失效是冷作模具的主要失效類型，大約占總數的80%以上。而冷沖模具的失效類型主要是正常磨損，冷擠壓模具的主要失效類型是脆斷或者正常磨損，而冷鐓模具的主要失效類型是斷裂或者非正常磨損。

2.1冷作模具鋼的工作應力、硬度與壽命之間的關系經過統計調查知道，冷擠壓模具承受的平均工作應力最大，約2500MPa，冷鐓模具約1500MPa，而冷沖模具約是500MPa。另外，實際生產應用中還要承受10%~20%的隨機載荷，局部應力會更大。冷作模具鋼的工作壽命是受硬度等綜合作用影響的。圖1為不同W6Mo5Cr4V2鋼冷擠壓沖頭失效類型的使用壽命與硬度。可以看出，A+B和C是兩個低硬度和低壽命區域，在低壽命區，當硬度小于63HRC時失效以塑變為主，而當硬度大于64HRC時失效以脆斷為主。另外早期失效還應分析材料以及其他因素影響。

2.2冷作模具的主要失效形式疲勞失效、磨損失效以及過載失效等是冷作模具的主要失效形式。圖2為幾種冷作模具鋼的典型失效形態。過載失效包括強度不足（圖2a）和韌度不足（圖2b）兩大類失效，其中更應重視的韌度不足導致的脆斷失效，它在失效發生前沒有顯著的塑性變形，宏觀斷口也沒有剪切唇，會導致模具的永久失效。解決這類失效的早期經驗方法是變形失效增加硬度，脆斷失效減少硬度。磨損失效包括正常磨損（圖2c）與非正常磨損失效（圖2d）兩大類，正常磨損失效主要與模具表面的抗磨損能力有關，而非正常磨損失效容易發生在冷擠壓模具以及拉伸、彎曲模具中。疲勞失效與多沖疲勞失效（圖2e）類似，實驗結果顯示，其裂紋源在距表面約200μm處，而改善多沖疲勞抗力的有效方法是改善模具表面應力狀態。

2.3冷作模具的抗斷裂能力分析通常采用硬度、αK、σs、σb、σf等指標評價失效抗力或者承載能力，存在裂紋缺口的還有缺口強度、KIC和JIC等指標，主要是因為這些指標的重現性較好，通過實驗測得的數據比較穩定，可以較好的反映材料的失效抗力。圖3為常見工程材料的斷裂韌度分布圖。脆性失效時W6Mo5Cr4V2鋼冷擠壓沖頭模具所承受的工作應變能是斷裂消耗能的近千倍，基本上所有的能量都轉變成擴展動能，致使沖頭爆裂。在選取模具材料和制定合理的熱處理工藝方面，能夠減少冷作模具失效的途徑主要有：細化冷作模具鋼的晶粒、提高模具的表面質量、復相組織增韌增強、纖維增強、復合多層梯度材料，以及通過不同的加工、熱處理工藝改善模具抗力。

3結論

篇2

D是一種工具鋼，含碳量達1．5％，含鉻量達11．5％，經熱處理硬度可達60HRC。它是一種半不銹鋼，D鋼具有較好的耐磨性以及適中的韌性，缺點是耐腐蝕性略顯不足。

D鋼材高耐磨、微變形冷作模具鋼，風硬工具鋼。D鋼可用來制造截面大、形狀復雜、經受沖擊力大、要求耐磨性高的冷作模具鋼，如硅鋼片沖模、冷切剪刀、切邊模等。

（來源：文章屋網 ）

篇3

【關鍵詞】模具制造 熱處理技術

前言：由于模具制造水平的不斷提高，模具行業的先進技術也隨之不斷進步，模具國家產業化也取得了非常好的成績，這些年來，我國機械制造技術不斷進步，在模具行業的發展增長的勢頭也有所控制，模具技術的機械工業產品出口也在穩定增長，在這樣一個大環境下，我國如何在模具制造技術方面打開一個新局面變得尤其重要，模具水平象征著一個國家的生產力，模具制造技術的發展也在影響著國家的經濟的發展，有著十分重要的作用。熱處理技術與模具材料的組合也成為了人們眼中比較重要的問題之一，如何處理好這些方面的困境將是我們現在重要的課題之一。

一、真空熱處理

模具鋼經過真空熱處理之后有比較良好的表面形態，變形比較小。同大氣下的淬火相比較而言，真空油淬之后模具表面硬化還算比較均勻，并且稍微高一些，最為主要原因是因為真空加熱的時候，模具鋼表面表現的活性狀態，而且不脫碳，不能產生阻礙模具鋼冷卻的一層氧化膜。而在真空之下加熱，鋼的表面有著一種脫氣效果，因而擁有比較高的力學方面性能，加熱爐內真空度越高，鋼抗彎強度也就越高。真空淬火之后，鋼的斷裂韌性也有所增高，模具壽命比常規工藝普遍提高百分之四十以上，甚至更高。這種冷作模具真空淬火技術早已得到比較廣泛的應用。

二、深冷處理

這些年來的分析研究工作表明，我們可以了解到，模具鋼經深冷處理，可以提高其力學性能，一些模具經深冷處理后顯著提高了使用壽命。模具鋼的深冷可以在淬火和回火工序之間進行，也可以在淬火與回火之后再進行一下深冷處理。如果在淬火或者回火之后鋼中仍然保留有一些殘余的奧氏體，然而在深層次冷處理之后仍然需要再來進行一次回火。深冷處理能提高鋼的耐磨性和抗回火穩定性。深冷處理不僅用于冷作模具，也可用于熱作模具和硬質合金。深冷處理技術已越來越受到模具熱處理工作者的關注，早已開發研究出一種專門用于深冷處理的設備。不同鋼種在深冷過程當中的組織上變化及其在微觀機制及其對物質力學性能方面的影響，尚需進一步分析與研究。

三、模具的高溫淬火和降溫淬火

一些熱作模具鋼，例如3Cr2W8V和H13以及5CrNiMo等等，采用一些高于常規淬火溫度下進行加熱淬火，這樣可以減少模具鋼中碳化物的數量并保證質量、加大改善其形態與分布，使固溶于奧氏體中的一些碳化物分布更加均勻化，淬火之后可以在鋼中能夠獲得更多的板條馬氏體，這樣能夠提高鋼斷裂韌性與冷熱疲勞抗力，從而能延長該模具使用期限與壽命。打個比方：3Cr2W8V鋼制的一種熱擠壓模具，一般常規淬火溫度為1080～1120℃，回火溫度為560～580℃。當淬火溫度提高至1200℃，回火溫度為680℃（2次），模具壽命也就提高了好幾倍。

W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V高速鋼和Cr12MoV等高合金冷作模具鋼，可適當降低它的淬火溫度，可以不斷改善它的塑韌性，也可以減少脆性開裂傾向，從而能夠提高模具的使用壽命。比如W6Mo5Cr4V2，它的淬火溫度就可以選1140～1160℃。

四、化學熱處理

化學熱處理能夠有效地不斷提高一些模具表面的耐磨性、耐蝕性和抗咬合以及抗氧化性等等性能。幾乎絕大多數的化學熱處理工藝都可以用于模具鋼的表面處理。

研究工作表明，高碳及低合金工具鋼和中高碳高合金鋼均可進行滲碳或碳氮共滲。高碳低合金鋼滲碳或碳氮共滲時，應盡可能選取較低的加熱溫度和較短的保溫時間，此時可保證表層有較多的未溶碳化物核心，滲碳和碳氮共滲后，表層碳化物呈顆粒狀，碳化物總體積也有明顯增加，可以增加鋼的耐磨性。W6Mo5Cr4V2和65Nb鋼制模具進行滲碳以及65Nb鋼制模具真空滲碳后，模具的壽命均有顯著提高。

采用500～650℃高溫回火的合金鋼模具，均可在低于回火溫度的范圍內或在回火的同時進行表面滲氮或氮碳共滲。

滲氮工藝目前多采用離子滲氮、高頻滲氮等工藝。離子滲氮可以縮短滲氮時間，并可獲得高質量的滲層。離子滲氮可以提高壓鑄模的抗蝕性、耐磨性、抗熱疲勞性和抗粘附性能。

氮碳共滲可以在氣體介質或者液體介質當中進行，滲透層脆性比較小，共滲時間對比滲氮時間而言也大為縮短。壓鑄模和熱擠壓模經氮碳共滲之后可以顯著提高它的熱疲勞性能。氮碳共滲對于一些冷鐓模和冷擠壓模以及冷沖模等等都有非常好的使用與應用效果。

冷作模具與熱作模具也可以進行硫氮或者硫氮碳共滲。這些年來許許多多分析研究工作都可以表明稀土有著比較明顯的催滲效果，從而這樣大力發展了稀土氮共滲與稀土氮碳共滲等等新型工藝。

結束語

隨著社會的不斷發展，在全球經濟一體化這個背景之下，資本和技術以及勞動力這幾個市場也在重新進行著整合。不難發現我國會成為一個裝備制造業上的大國。但是在現代化的制造行業之中，所有的工程設備都會用到在模具工藝下所制造的產品，模具制造在熱處理方面也就得到一定的應用。模具的設計及其制造也有了更好的發展空間，在商業之上也有著無限的機會。在當今大環境下，模具與熱處理的有效完整結合，不僅能使模具的使用壽命增加，也能在一定程度上節約能源，能使得模具使用次數增多，那些產品的質量也能得到一定的保障。在模具行業領域也是一大壯舉。

參考文獻：

[1]洪慎章，方穎.21世紀模具的發展趨勢[J].中國模具信息，2006.

篇4

關鍵詞：模具；材料選用；性能優化

1 模具材料的選用

模具材料的選用需要集合模具的具體生產條件和工作條件以及材料的性能等因素進行選擇。

1.1 模具的工作條件

不同的工作條件下，模具材料的選擇存在一定的差異，具體如下：

（1）在模具的工作過程中，對材料強度的要求隨著其所需承載能力發生變化，對材料韌性的要求則隨著其所受沖擊力發生變化。

（2）冷作模具在工作過程中，所受的沖擊力和摩擦力通常較大，因此對模具的強度、硬度及韌性等具有較高的要求，一般選用冷作模具鋼作為主要材料；熱作模具在工程中則主要受到高溫及熱應力的作用，因此，需要較好的抗疲勞性能和熱穩定性，一般結合實際工作溫度選擇合適的熱作模具鋼。

1.2 模具的結構因素

不同的模具結構對模具材料的要求也有一定差異，針對模具結構的差異，可以按照如下方法選用不同的材料：

（1）模具在熱處理加工過程中，受熱與冷卻速度的均勻性受到截面積的影響，當截面積越大時，均勻性越差。在這種條件下，需要選擇導熱性及淬透性較好的材料，從而保證截面性能的均勻性。

（2）當模具的形狀較為簡單時，容易加工成型，可以選擇低成本的碳素工具鋼作為主要材料；當模具形狀較為復雜時，部分位置容易產生集中應力，因此，需要選擇高性能合金材料，并配合合理的淬火方式進行加工。

（3）當模具的精度要求越高時，要求加工過程中的變形越小，因此，需要根據具體的加工精度選擇不同變形大小的模具材料。

1.3 模具的設計因素

在通常情況下，會將尺寸小、結構簡單的模具以整體結構進行設計，為了滿足整體結構模具型腔工作所需性能，一般會選擇性能較好的材料；而對于結構復雜的大型模具，由于材料的費用在模具制造的總成本中會占據較大的比例，因此，通常采用多部分結構進行拼接。模具本體主要是對整體結構進行支承，因此對性能要求不高，可以選擇成本相對較低的碳素鋼材料；而針對模具中對工作性能要求的關鍵部位，則應該選用高性能的材料。

2 模具材料性能優化方法

2.1 強韌化技術

為了使模具材料的性能充分發揮，通常采用熱處理技術來盡可能地增加板條馬氏體的相對數量，從而提升材料的強度和韌性。要想增加板條馬氏體組織的數量，需要結合實際材料的特性選擇合適的淬火溫度及冷卻速度，不同鋼種的特性差異較大，在進行熱處理工藝時難以進行精確控制。

下貝氏體形成于貝氏體轉變時的較低溫度范圍，而中、高碳鋼則為350℃～Ms之間[1]。鐵素體在下貝氏體中呈細小狀且均勻分布，在鐵素體內存在沉淀析出大量彌散的細小碳化物，具有較高的位錯密度。因此，下貝氏體具有極高的強度和韌性，同時還具有較好的機械性能，有效避免了板條馬氏體容易造成模具變形的缺點。為了提升模具材料的強韌度，需要以模具的使用要求及破壞特征為出發點，尤其需要注意馬氏體組織材料容易變形的問題，可以通過選用有下貝氏體組織的材料作為模具的主要制造材料。

2.2 表面強化技術

表面強化處理技術是提高模具材料性能的方法之一，通過利用表面工程技術對模具表面進行強化處理（包括改性和涂覆鍍層兩種方式），可以有效提高模具表面的性能，且不會對模具內部的性能產生任何影響。目前，常用的模具表面強化技術主要有化學熱處理方法、表面覆層及處理和表面淬火及加工強化三種方法。

熱作模具在工作過程中，由于基體硬度較小，在溫度急速變化過程中，模具材料存在較大的彈塑性變形，同時加上模具型腔深切結構復雜，表面強化層容易發生塌陷、過早產生熱疲勞、剝落等問題。針對這一問題，在對熱作模具表面進行強化處理時，應該避免對硬度的過分追求，而是需要同時提升模具的強度、韌性和耐熱強度，即可使模具材料在實際應用過程中具有較好的綜合性能。

2.3 復合強化技術

通過合金化、塑性變形以及熱處理等多種強化技術結合起來，可以更好地滿足模具材料在不同工況下對性能的需求。

（1）彌散強化。彌散強化是通過對合金第二相外加一些堅硬的細質點，并使這些細質點以細小彌散的形態均勻分布在基體中，從而實現強化的目的。在通常情況下，冷作模具可以通過合適的實效處理，來實現強化；而熱作模具則可以通過加入鈦、鋁等元素，利用微合金化，使過冷的奧氏體發生相間沉淀并由鐵素體中析出彌散碳化物，這些微粒可以避免合金發生錯位運動，從而使模具性能更加穩定。彌散強化對模具的工作溫度具有一定的要求，通常要求模具的工作溫度小于650℃，如果溫度過高，就會使彌散為例集聚長大的速度加快，材料的塑性變形抗性快速下降，強度也隨之下降。

（2）固溶強化。固溶強化主要是通過形成固溶體的方式提升材料的性能，其利用溶質原子與錯位的交互作用來達到強化材料的目的。當模具的工作溫度超高650℃時[2]，彌散強化的強化作用會出現大幅度降低，而固溶強化的效果與溫度有關，當溫度越高時，固溶強化的效果越明顯，因此，當彌散強化效果降低時，可以利用固溶強化機制保證模具材料的性能。

3 結束語

模具材料的具體選擇需要結合材料的化學成分、模具的性能要求、處理工藝等多個方面的因素。同時，還需要考慮材料的成本及加工難度等因素，確定合適的模具材料。另外，可以通過強化技術對模具材料的性能進行優化，以彌補材料在某些特定條件下或者某方面的性能缺陷，全面提升模具產品的質量水平，進一步推動整個裝備制造業的發展。

參考文獻

篇5

關鍵詞數控車床；滾壓刀具；滾壓；反光燈罩

廣東省機械高級技工學校的校企合作車間接到了如圖1所示的反光燈罩的加工，此類產品在批量生產中通常采用沖壓工藝。由于是試樣，為了提高效率通^在數控車床上的滾壓加工，達到了產品所需的效果。

該反光燈罩壁厚為1mm，而且表面要求無裂痕，如果通過沖壓成型需要制作一套專業模具，不但提高了生產成本，同時也耽誤時間；數控車削加工也容易產生變形。經過多次試驗，我們設計了一把專用滾壓刀具，并對工件進行特殊裝夾（圖2）在數控車床上進行滾壓加工。從而不僅達到了產品的設計要求，也減少生產時間，降低了生產成本。

1工藝分析

1.1模芯的材料

由于板材本身的鋼性和硬度不高，塑性較高，不需要對表面處理做特殊要求，因此對模具材料的強度及剛性要求相對較低，最終從經濟性及使用壽命兩方面進行考慮，通過分析和查表選擇牌號為Cr12的冷作模具鋼當作模芯材料。

1.2刀具與工件裝夾

由于燈罩材料選用#1070鋁合金薄板，在使用中需要起到聚光和反光作用，因此對產品內壁的粗糙度要求比較高，同時產品厚度較薄，如果是普通滾刀滾壓的話很容易把產品壓裂。我們經過反復試驗，并尋找相應的加工方案，最終設計了一把形狀如圖2所示的滾刀。滾刀體材料選擇高速鋼（w18cr4v），這種鋼材具有良好的塑性、韌性、強度和硬度，能承受震動和沖擊負荷，根據經驗滾刀體的直徑約為產品最大外徑值的1/2～3/5，這里取1/2，通過計算得出旋輪工作直徑為30mm。

產品在滾壓過程中，采用三爪卡盤1外加活動頂尖5進行安裝，首先用采用三爪卡盤夾住粗加工過的模芯2，以模芯左端的臺階定位裝夾，安裝后進行精加工使其達到標準尺寸；毛坯3安裝在模芯的右端面處，為了便于拆裝模芯的右端設計有一個外圓直徑為19mm的臺階，裝夾的時候為了能使毛坯與模芯同時旋轉，我們在頂尖處加多一截外圓直徑為40mm，內孔直徑為20mm的尼龍套類零件，最后再用活動頂尖5頂住，這樣能保證裝夾牢固可靠，拆裝便捷。同時設計了一把專用滾壓刀具安裝在刀架上面，具體的裝夾方式如圖2所示。

為了保證產品的合格率，刀具的安裝角度非常重要。分別設置為：1）引導角y，它主要對毛坯起預壓的作用，防止在擠壓過程中使材料表面出現隆起或堆積的現象，普通滾壓中，一般取3°～9°之間，通過實際加工刀具引導角y為4°；2）成型角，它的大小直接影響著滾壓時軸向力與徑向力之間的分配，成型角過小會使徑向分力變大，軸向分力變小，材料表面出現隆起的情況就會變小，所以一般取值為15°～45°之間，實際取值為22°；3）退出角B，退出角對于零件的影響較小，主要是滾壓后退刀的時候不能碰到零件。但是也不能選擇過大的退出角度，角度過大會影響到圓角半徑處的強度，造成圓角處的強度降低，導致圓角斷裂。實際取值約為60°。

2燈罩類產品的滾壓

加工時參數的選擇：轉速及進給速度也對零件的加工起著至關重要的作用，根據經驗鋁合金件的旋壓加工轉速控制在500r/min～800r/min，轉速快旋輪接觸毛坯時容易產生較大的沖擊力將毛坯打壞，太慢則會使零件表面壓痕間距過大，影響粗糙度，因此選擇轉速為600r/min；旋壓進給速度的選擇根據滾壓刀具圓弧處的半徑和產品最小處的半徑來確定，因為產品最小處的變形量最大，所以根據計算得出進給速度約為107mm/min；滾壓的次數約為20次，最后兩次作為根據以上要求最終完成該零件的滾壓加工。

3加工出現的主要問題及分析

1）滾刀刀柄安裝不正確，導致產品開裂，加工時滾刀如果不能合理的與鋁板接觸，導致滾刀不能與鋁板同時旋轉，滾刀直接將鋁板擠裂。因此必須多次對滾刀安裝的角度進行調整，并進行多次試車，使滾刀體與鋁板同時旋轉，讓加工達到可行狀態。2）滾刀處的圓弧半徑不合理，導致產品開裂，滾刀與鋁板第一時間接觸時會產生較大的應力，如果應力過于集中，很容易使鋁板出現開裂的狀態，導致鋁板報廢。因此滾刀兩邊的圓角顯得非常重要，經過反復測驗，我們得出把圓角半徑設為1.9mm，能使產品加工達到所需要的要求。

篇6

近幾年，使用切削刀具的用戶的需求也發生了變化。以前，人們普遍認為刀具是消耗品，所以想通過減少使用量來降低刀具費用。最近人們的觀點發生了轉變，認為應該通過充分發揮刀具的作用來降低加工費。這也正是日立工具公司4年前提出的“加工減半運動”的觀點。為了配合用戶這種需求的變化，工具生產商有必要集中精力開發效率更高的刀具。

1．整體硬質合金立銑刀“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越來越明顯，這種需求漸漸轉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，適用的主流刀具是小直徑球頭立銑刀（日立工具也在生產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行高效深切削時會出現以下問題（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，開發了小直徑長頸系列Epoch深切削圓角立銑刀。在使用小直徑立銑刀進行深切削時，如果刀具切削刃前端的切削阻力太大，就會產生振動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球頭立銑刀與R角立銑刀進行對比可知，后者的切削刃接觸面積較小，切削阻力也相對較小。

此外，在進行等高線切削時，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通常能形成一定的切削面，故具有加工穩定可靠的優點。

現在開發的Epoch深切削圓角立銑刀能夠防止深切削時產生的顫振。為了進一步提高加工效率，采用了倒錐形設計。這種設計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，從而可實現穩定加工。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。

以下通過加工實例介紹Epoch深切削圓角立銑刀的特點。

（2）加工實例

①溝槽高效加工實例

為了對溝槽進行高效加工，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，就會使無法提高切削速度的中心刃承受很大的負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果可以看出：若加大設定的XY步距，則中心刃處的破損程度也會加大；若減小設定的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果可知，不但切削穩定，而且磨損減小，對高硬度（約50HRC）熱模鍛鋼工件的溝槽加工效果良好。

在本加工實例中，與球頭立銑刀相比，新型圓角立銑刀所需加工時間縮短約1/4，加工費用降低一半以上。

②高硬度材料的深切削

從用長頸型立銑刀加工SKD11冷作模具鋼（60HRC）的結果可以看出，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。可以推斷，由于球頭立銑刀的切削刃接觸長度較大，因此切削阻力也大，切削速度高的外周切削刃容易受損。這一點與例①相同，圓角立銑刀具有明顯優勢。

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比可以看到，其它公司生產的圓角立銑刀由于沒有采用倒錐形設計，對超過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為采用了背斜式形狀的獨特設計，外周切削刃為點接觸式切削，即使在用直切法加工高硬度材料時，切削阻力也很小，且加工狀態穩定。

由Epoch深切削圓角立銑刀的加工實例可知，該刀具性能優異，尤其對高硬度材料進行深切削時具有明顯優勢。總之，充分發揮圓角立銑刀的作用，可對經過熱處理淬火的材料直接進行溝槽加工，因加工過程縮短，可大幅降低加工費用。實驗證明，采用圓角立銑刀加工效率可提高5倍以上，而加工費可降低35%。

2．用于大進給粗加工的可轉位圓角立銑刀

（1）多刃型大進給圓角立銑刀

模具行業普遍采用小切深、大進給的切削方式來實現高效加工，但市場需求要求進一步提高加工效率。針對這種需要，日立工具開發了多切削刃刀具，以及在大進給條件下也能承受高切削速度的涂層。

多刃型大進給圓角刀具的設計理念是在有限的刀具外徑內，根據以往的刃數設計方法，將切削刃尺寸縮小，但又不會降低刃口強度。將大進給圓角立銑刀的刀片主切削刃半徑設定為R8。與半徑同為R8的圓刀片相比，它具有相同的刃口強度，但又最大限度地縮小了刀片面積，從而實現了多刃化。以前外徑為φ32的刀片都是2個刀刃，而多刃型大進給圓角立銑刀的刀刃數多達5個，比以往的產品提高了2.5倍。

（2）大進給刀具的特點

以前用于粗加工的可轉位刀具普遍配用圓刀片，表面上看似乎可獲得很大的切深量，可一次切除大量材料，但由于其切削刃與被加工材料的接觸長度大于直線刃刀片的接觸長度，因此切削阻力增大，很難實現大進給切削。此外，圓刀片在刀具懸伸較長的加工場合受到徑向力作用，易造成刀具彎曲而發生振顫。多刃型大進給圓角立銑刀的切削刃設計在刀具回轉軸的底部，因此切削阻力主要作用于軸向，即多刃型大進給圓角立銑刀即使懸伸較長也不易發生顫振，能夠實現穩定加工。同時，通過將刀片小型化，使切削刃長度比以往的大進給刀具明顯縮短，減小了切削阻力，從而通過多刃化有效控制了切削力。

（3）小切深、大進給加工的優點

小切深、大進給加工是大進給刀具的應用條件，其優點是材料切除率大、加工效率高。與采用大切深的高效加工相比，在切深量減小的情況下，可在機床工作臺的最大進給限制范圍內進行高效率的快速進給加工。

采用圓刀片通過加大切深來提高加工效率時，加工后工件上會留下明顯的切削殘留部分，這將增加后續精加工刀具的加工負荷。雖然粗加工效率很高，但會降低后續工序的加工效率。與此相比，采用小切深、大進給加工時，粗加工的切削殘留部分減少，更接近最終精加工的形狀，從而可減輕后續工序精加工刀具的負荷，使粗加工和精加工的效率同時得到提高，穩定可靠地實現高效加工。

3．超JX涂層

如上所述，在通過改進刀刃形狀、增加刀刃數量以提高加工效率的同時，如能提高刀具回轉速度，加快切削速度和進給速度，就能進一步提高加工效率。但是，在高于現行切削速度時，目前的刀具涂層對切削產生的高溫和壓力承受能力不足。因此，我們重新認識了小切深、大進給切削對切削刃的影響，確定了高速化必需的性能：即使在高溫下也具有能抑制大進給切削產生的切屑與刀具之間摩擦的性能。為此，日立工具成功地開發了性極強的鈦化合物系列涂層。這種能用于高效加工的新性能JX涂層能有效降低月牙洼磨損和后刀面磨損，并有效防止刃口粘結現象。

（1）低摩擦系數、高硬度、高韌性的JX涂層

JX涂層在鈦、鋁系化合物中添加了自材料，能利用切削熱在涂層表面形成薄氧化層。該氧化層可提高性能，控制切削溫度上升，同時降低切削刃與被加工工件之間的親和性，抑制切削刃的粘結。JX涂層的硬度與硬度最高的TiSiN系涂層相當，高硬度可防止高速高效加工環境下的切削刃磨損，大幅延長刀具的使用壽命。陶瓷系硬質涂層難以有效防止銑削加工特有的斷續切削造成的熱裂紋，但JX涂層由于韌性大幅提高，因此具有很高的抗崩刃性。可以看出，JX涂層是同時具有性、耐摩耗性、抗崩刃性的新一代涂層。在刀刃數和使用壽命相同的前提下，它比以前涂層的切削速度提高了40%。

（2）多刀刃、大進給圓角立銑刀的高速切削實例

使用多刃型大進給圓角立銑刀和JX涂層刀片在最新型的數控加工中心機床（切削進給速度最高可達50m/min）上進行高效加工的實例：多刃型大進給圓角立銑刀的刀刃外徑為φ32mm，有5個切削刃；刀片牌號為JX1045；被加工材料為40CrMnMo7（相當于JIS標準的SKT3）。在切削速度Vc＝300mm/min、主軸轉速n=3000/min、切削進給速度Vf＝50m/min、每齒進給量fz＝3.3mm/齒、切深ɑp×ɑe＝0.3×25mm的切削條件下，可輕快完成切削。加工所用的高速數控加工中心在國內外尚未普遍使用，與目前普遍使用的切削進給速度10～20m/min的高速數控加工中心相比，加工效率可提高2.5～5倍。而新一代多刃型大進給圓角立銑刀可使現有高速數控機床的功能發揮到極致。

總結