小立铣刀小键槽铣刀铣沟工艺的改进

2013-03-25王家贵

机械工程师 2013年4期

王家贵

（哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，哈尔滨150040）

1 小铣刀的特点和应用

立铣刀、键槽铣刀规格≤φ6mm均称为小立铣刀、小键槽铣刀，用于小型零件的切削加工。立铣刀主要用于加工凹槽，台阶面以及利用靠模加工成形面；键槽铣刀可直接用于铣削封闭式、半封闭式键槽或其它沟槽。小直径刀具整体尺寸小，因此其切削刃直径偏差、柄部直径偏差、圆周刃径向圆跳动公差、端刃端面圆跳动公差等，相对来说数值都比较小。加工中任何参数在数值上超差很小的值，但对此小铣刀的质量影响却很大，由于小铣刀刚性较差，因此在加工过程中较难控制各部尺寸。

2 工艺分析

小铣刀的主要工序为精车各部、铣刃沟、热处理、磨外圆、磨刃角。关键工序为铣刃沟、热处理、磨刃角。沟形决定排屑是否顺畅，刃形和热处理硬度决定铣刀的锋利程度和铣刀的使用寿命。

φ3～φ6的小铣刀外形有两种，一种为刃柄等径，另一种为刃细柄粗。刃柄等径则刚度稍差，刃细柄粗则刚度稍强。在铣沟槽序，不但将刃沟沟形铣出来，还要将其圆周刃带宽度铣出来，刃带宽F只有0.3～1mm，在同一把刀具上两刃、三刃刃带宽一致性差，不但不符合产品图样，也严重影响产品的外观质量。

就是因为小立铣刀、小键槽铣刀刚度差，铣刃沟时易产生弯曲，造成刃带宽窄和刃沟深浅不一致，即俗称大小牙。如果不合格，不仅浪费材料，而且前序的加工白白浪费了，这样无形中增加了产品的成本，因此，铣刃沟是小铣刀生产中的关键工序。

3 工艺改进

3.1 夹具的改进

为解决铣沟序中大小牙的问题，可将原固定套改为活动导套。

用原固定导套加工时，导套固定不动，工件在导套中边旋转边向前进给，这种加工缺点是：由于小铣刀大多为刃径小、柄径大的台阶式结构，所以导套也必须做成台阶状的（如图1），因铣沟刀与导套的相对位置不变，而且为保证铣刀刃带的有效长度，铣沟刀必须在导套的台阶处，这样，工件的顶端在还没有进入导套时就已进入了被切削状态，铣沟刀给它一个向下的力，使它在被切削时，左端处于一个无支撑状态，这样就会造成大小牙。

图1

要解决此问题，就必须有一个支撑始终跟着工件，即：一个始终跟着工件运动的导套，如图2，当工件被弹簧夹头夹着送入导套后，工件顶紧挡铁，推动导套沿导套座的槽滑动，当工件完成所要铣的沟长向后退时，导套座内的弹簧将导套沿导套座推出，这就使工件在切削过程中始终都被导套支撑着，从而消除了大小牙问题，经试用效果良好，解决了生产中的难题。

图2

3.2 铣沟刀的改进

原先我们使用的是尖齿铣刀中的单角度铣刀铣刃沟，单角度铣刀铣刃沟特点是切削刃具有良好的锋锐性，且切削齿数较多，铣削速度快，生产效率高，但铣出的沟形较单薄，刃沟与刃背接触处不够圆滑，刚性有所降低，排屑不够顺畅；为提高刀具刚性，我们对切削刃部的沟槽形状重新进行了设计，对能够最大限度地确保截面面积的切削刃截形进行设计，并且考虑切削时的抗折损性。根据沟形又重新设计了铲齿的成型铣刀，铲齿成型铣刀的特点是铣出沟形为圆滑过渡，沟形易于排屑，被铣铣刀刚性好。使用改进沟槽形状的小立铣刀和小键槽铣刀进行性能试验，切削寿命达到优等品。