新型鑄鐵加工面銑刀

三菱公司最近推出的一種新型高效且經濟的鑄鐵加工用面銑刀AHX640W,其特點為：刀片形狀為七角型，二面可共用14個刀角，經濟性大大超過一般正方形，三角形刀片；刀片採用二重前角，既保證一定強度，又使切削力下降，切削動力消耗減少，經濟性進一步提高；刀片結構厚實，剛性高，型面結構合理，可承受大進給切削載荷，提高切削效率；合理的刀盤結構，可安裝超多刀片數量，刀片數越多，每齒分擔負荷少，可實現超大進給高效加工；為識別各刀角使用情況，在各刃角處的金色塗層表面上，標明瞭刀角號，使用方便。

　　新型號AHX640面銑刀可裝刀片數多，同時參與切削齒數也增多，總的切削力會增加，應要求機床和工件的剛性要高。SE445和ASX445,OCTACUT是三菱先後開發的高品質面銑刀，它們與AHX640W的區別是既能加工鋼又能加工鑄鐵及其它材料，通用性廣是為最大特點。它們使用的刀片是20°正角刀片，切削鋒利，切削力低。當加工不同工件材料時，可選用不同的刀片材料。OCTACUT型，直徑在φ180以下，直徑較小的，除平面銑削外尚可用作多功能加工，可加工臺階面、型腔、倒角、斜面、孔等。

　　面銑刀刀片安裝方法，一般有楔塊固定型和螺釘固定型二種。通常楔塊固定型，安裝需5-6個零件，結構龐大，占空間體積多，故一定直徑的刀盤可裝刀片數少。螺釘固定型，可裝刀片較多，但為保證足夠夾緊力應採取附加措施。AHX640W則是採用了創造型的新楔塊固定式結構，它只需2個零件；楔塊與螺釘。其楔塊結構獨特，其上還做出一凸起，扣壓在刀片中孔中，在高速切削時，可防止刀片飛出，此類新型結構由於緊湊，可安裝刀片數多。

　　AHX640W面銑刀主要適用于鑄鐵的高效面銑加工為適應不同鑄鐵材料與表面狀態工件的加工，特準備幾類帶不同結構幾何形狀的斷屑槽刀片，供選擇安裝使用。如工件表面硬度，余量不均，或有斷續表面時，加工狀況不穩定，此時為保護刀片，延長其使用壽命，可選用前角為0°的HK斷屑槽刀片。

　　而一般表面狀態較均勻的粗半精加工可用具有20°前角的MK型斷屑槽刀片，為提高加工表面光潔度，尚可據刀盤刀齒數與切削條件，裝上一到數片帶修光刃的WK型刀片。以上三種刀片所用材料均是為此特殊開發的MC5020.

　　鑄鐵常用有普通灰口鑄鐵與球墨鑄鐵二類，前者強度低，較易加工，但由於切屑短而碎稱崩碎型切屑，產生這類切屑時，切削力變化大，易振動，要求刀片材料抗震性能高，而後者強度大，切屑阻力大，切屑會伸長，因此與刀片前刀面有相對滑動，使前刀面溫度提高，造成前刀面磨損，其磨損部位比切鋼時更靠近刀刃，故刀刃易損。另一方面它的切屑比切鋼的短，切削力也波動，造成切削振動，也可能使刀片產生崩刃破損。球墨鑄鐵的基體為硬珠光體時，刀片易磨損，基體為軟的鐵素體時，刀片的前刀面與後刀面又易熔附切屑，熔附的切屑被後續加工衝擊會被強制脫落造成崩刃，生成裂紋使切削不穩定。目前AHX640W所選用刀片材料MC5020,相對以前使用的刀片材料，有很大改進。耐磨性好，在加工球墨鑄鐵時可抑制，易發生崩刃（破損）與熱龜裂可實現長期穩定地加工。MC5020這種材料與塗層不僅可切削抗拉強度小於等於450MPa的普通鑄鐵，尚可切削抗拉強度達500-800MPa的高強度鑄鐵。

　　M5020材質的刀片儘管性能是超過以往的硬質合金塗層刀片，但要進一步提高切削速度，加工效率，並要求高的刀片壽命，必須更換用上比塗層硬質合金更好的材料。在切削鑄鐵方面，這就是採用導熱係數、硬度遠高於硬質合金的CBN（立方氮化硼）。CBN是用六方晶格氮化硼粉在高溫高壓下（約1600℃，5-6GPa,用二面或六面加壓形成單晶粉，單晶粉可用作磨料）。單晶粉再加觸媒劑，結合劑（約在1300℃，5-6GPa,再壓）可得到聚晶CBN的整體刀片或硬質合金基底上，帶CBN薄層的複合刀片。（較厚的CBN薄層可用特殊餛焊技術焊在刀片的一個或幾個刀角上）。結合劑一般有金屬型的Co、Ni等 ;陶瓷型的三氧化二鋁等；金屬陶瓷型的TiN、TiC、TiCN、AlN等。金屬型的韌性、導電性較好，但高溫下，結合劑軟化，耐磨及使用性能下降。陶瓷結合劑耐高溫磨損，粘結力強，但耐衝擊能力較差。一般金屬陶瓷結合劑具有較好的綜合性能。三菱公司也常將金屬陶瓷與陶瓷二類結合劑合用。

　　AHX640W所使用的刀片厚度為6.55mm,為負角刀片，其厚度大於SE445所用的刀片厚度4.76,ASX445所用刀片厚度3.97,OCTACUT所用8角刀片的3.97-5.0和圓形刀片的4.17-5.2（以上所比各型刀片均為正角刀片，鋒利性好）。可知AHX640W所用刀片能承受的切削負荷最高。以上各型面銑刀若均用MC5020材料所適用加工鑄鐵的切削速度ASX445為150-250m/min,SE445為100-250m/min,AHX640W所用刀片由於其幾何結構特點，在普通鑄鐵加工時，切削速度可達250-350m/min,高強度球墨鑄鐵可達150-300m/min,各類面銑刀所使用每齒進給量0.2-0.4mm是差不多的，但由於AHX640W可裝刀片數最多，加工時工作臺每分鐘進給量F=N×Z×f（N=銑刀每分鐘轉數，Z=刀齒數，f=每齒進給量）最高，若以φ180面銑刀為例。AHX640W可裝22個刀片，舊型只能裝10個刀片，同樣的每齒進給量，加工時間可縮短2/3.故可以顯見，針對鑄鐵加工可實現非常高的效率。在裝修光刃刀片進行光整加工時，切深在0.5mm以下到3mm,切削速度200到400m/min.每轉進給量為1-6mm.加工表面品質與刀片壽命遠超過一般產品。

　　聚晶CBN刀片中，CBN含量一般為50%-95%,按含量多少，結合劑的種類，某些牌號的CBN刀片適加工淬火鋼。某些適加工鑄鐵，耐熱合金，燒結合金等，為粗精銑鑄鐵，三菱公司最近開發了CB5030材質八角整體CBN刀片。用它切削抗拉強度在350MPa以下的普通鑄鐵切削速度可達800-1500m/min,每刃進給量達0.05-0.15mm.此類刀片CBN含量高，由於刀片是整體CBN,可進行大切削深度切削（最大達8mm）在粗精加工中均可實現高效加工。CB5030刀片其外表有TiN塗層，可使使用過的刀角易於辨認。CB5030可實現比M5020刀片更高的切削效率，它是八角形負角刀片，故正反面共可用16個刀角，非常經濟（切削深度3mm時）。