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新型刀具有效提高生产效率
2008/7/14/10:02

目前，国内常见的铸铁平面铣刀大致分为两大类，即：密齿铣刀和常齿铣刀。常齿铣刀具有正轴向前角和正径向前角，可用于铸铁和钢件等材料的加工，通常被用于加工中心或普通铣床等设备上。常齿铣刀本身的应用范围广，灵活性好，切削力轻快，所需的机床功率小，加工表面质量好。与密齿铣刀相比，常齿铣刀的缺点是，齿数少、效率低、刀片刃口强度相对较弱。

为了适应汽车工业的新材料和新工艺，刀具制造商致力于新产品研发。万耐特公司的Penta-Saf平面铣刀就是常齿铣刀中的佼佼者。

精妙的设计

Penta-Saf铣刀基于双正前角设计，在刀体上有15°的正前角，安装上正前角的刀片，可以获得一个25°的大工作前角。这一设计决定了Penta-Saf铣刀的使用范围十分广泛，可以用于钢件、不锈钢、铸铁、耐热合金及有色金属的加工。

Penta-Saf铣刀的刀片采用五边形设计。与市场上最常见的正方形刀片相比，在不损失最大切深的前提条件下有着更好的经济性，且刀片的硬质合金部分比正方形刀片还要多出30％。此外，刀片的定位方式也是Penta-Saf铣刀最为关键的设计环节。

Penta-Saf铣刀的主要特点如下：

1. Penta-Saf铣刀定位面的方向是迎着切削力的方向，从而保证在加工过程中刀片可以紧紧地压在刀片座内，不会因为切削力使刀片发生位移或偏转。而 45°装的传统正方形刀片的铣刀通常存在这个问题，刀片有磨损。当切削力增大的时候，45°装正方形刀片铣刀的切削噪音会明显增大，而Penta-Saf 铣刀则不会。

2. 由于采用五边形刀片和60°主偏角的设计，Penta-Saf铣刀可以让刀片在轴向上更接近工件表面，减小了刀片的悬伸，大大提高刀片的强度。

3. Penta-Saf铣刀刀片自身的硬质合金部分对切削力的抵抗能力明显要强很多。从图1和图2中标有4的部分不难看出，五边形刀片的硬质合金面积要比正方形刀片大出一倍。

图1 五边形刀片的受力分析

图2 传统正方形刀片的受力分析

4. Penta-Saf铣刀采用5.47mm的加厚刀片，增加了刀片的强度。

加工案例

在一系列铸铁铣削的应用中，尤其是在机床、工件和夹具的刚性较弱，刀具悬伸较长和机床功率较小时，Penta-Saf铣刀有着极其出众的表现。
实例一：

零件为汽车拨叉，工件材料为球墨铸铁；机床采用德国进口卧式加工中心；刀具要求悬伸较大，切削为断续切削，切深3～4.5mm；使用乳化液进行冷却；刀盘直径为80mm，铣刀齿数 Z为6，表面粗糙度要求为Ra6.3。

竞争对手刀具的使用情况：刀盘主偏角为45°，采用正角正方形的刀片，线速度Vc=250
m/min，转速n=1 000r/min，每齿进给量fz=0.133mm/z，进给速度F=800mm/min。切削很轻快, 但刀片刃口总是发生崩裂，最终加工了350件。

Penta- Saf铣刀的使用情况：刀盘主偏角为60°，采用正角五边形刀片，线速度Vc=230m/min，转速n=900r/min，每齿进给量fz=0.15 mm/z，进给速度F=800mm/min。切削轻快,表面光洁度保持良好，加工了550件，而且刃口情况良好，属于正常磨损。

最终，Penta-Saf铣刀增加了55%的刀片寿命。由于竞争对手的刀片只能转位四次，而Penta-Saf铣刀的刀片可以转位五次，使得加工成本再降低25%。

实例二：

零件为液压叉车转节，工件材料为球墨铸铁；机床采用日本进口卧式加工中心，机床刚性好；铣刀直径是100mm，切深是4～5mm；零件加工部位刚性较差；采用压缩空气冷却；要求的表面粗糙度为Ra3.2。

竞争对手刀具的使用情况：刀片形状是负角四边形，线速度Vc=230m/min，转速n=730r/min，齿数Z=8，每齿进给量fz=0.12 mm/z，进给速度F=700mm/min。由于是负前角切削，阻力很大，刀片磨损很快，光洁度不良，噪声越来越大，最终寿命仅为23件。

Penta-Saf铣刀的使用情况：刀片形状是正角五边形，线速度Vc=250m/min，转速n=800 r/min，齿数Z=7，每转进给量fz=0.15，进给速度F=850mm/min。Penta-Saf铣刀切削轻快，表面光洁度保持良好，加工了48件。

最终，Penta-Saf铣刀在提升效率的同时，增加了48%的刀片寿命。