汽车覆盖件模具加工中的刀具选择

毅郎益

现代汽车模具加工中，由于原来高频淬火后采用打磨的方法来完成的加工改为用硬质合金铣刀来完成，因此模具的表面质量及精度都有很大的提高。但是这对刀具便提出了更高的要求，刀具要有更高的制造精度及材料。此外，涂层也要达到淬火后加工的要求。
大量使用镶片硬质合金铣刀、大直径的整体硬质合金球头铣刀使加工表面质量的精度更高，但使用成本也较高，目前很多汽车模具企业都没有重磨的能力，因此使用受到一定限制。汽车覆盖件模具加工一般不采用冷却液，干式切削使得刀具的工作条件变的非常恶劣。另外，一副模具的切削加工时间相对较长，一把刀具的切削时间有的甚至达到10h以上。
考虑到以上特点在汽车覆盖件模具上的刀具选择有以下几点需要引起注意：
# ?, N/ C' w+ A（1）刀柄的跳动控制在最小范围内，一般4倍直径处测量刀具跳动控制在0.005~0.01mm以下。高精度刀柄可以提高零件的加工精度及刀具的寿命。同时，刀柄的动平衡也是很重要的。从图1中可以看出，在20000 r/min时刀柄的动不平衡造成刀柄的弯曲达到0.07mm，对于精加工而言，这是影响刀具精度和寿命的重要因素之一。
" K1 ?- T7 [9 U% t4 G: T' T4 b  N, c （2）精铣镶片球头铣刀刀片的制造精度要达到±0.006以下（这个精度已经达到整体硬质合金球头铣刀R的精度），安装精度达到±0.01。S形切削刃大幅度降低了切削力，同时也更适合高硬度材料的高速精加工。
（3）刀片的切削刃形如图2所示，是瑞士FRAISA整体球刀的切削刃形。在加热淬火后加工中FRAISA可以提供加工硬度HRC＜68的整体硬质合金铣刀、CBN球头和R角铣刀。这些刀具的采用使得模具加工的周期大大缩短。
( i* N& x- p, H8 v2 U: ~) C7 o（4） 尽可能的减少刀具的振动，采用硬质合金刀杆对于刀片的使用寿命十分重要。
; y; F, ]: X. Y% T# f8 P（5）Shrink-fit热装刀具的使用要根据具体情况，在没有冷却液干式切削的情况下，长时间的加工产生的切削热会影响刀具的夹持力。另外，由于加热装置的使用，刀柄的精度也会受到一定的影响。如果加热温度控制不好，刀柄的精度会很快丧失。日本MST公司为了解决这个问题，研制了一种特殊材料用于热装刀柄的制造，由于热涨温度低，因此可以避免刀柄过热现象。
（6）选用R角铣刀做粗和半精加工，这样加工效率可以大大提高。
总之，一幅模具的表面质量和精度受到很多方面的影响。其中包括：在刀具方面，刀具的几何角度、刀具的偏心、刀具磨损、刀具的制造质量及涂层；在机床方面，机床的刚性、进给、主轴的驱动功率和工件的夹持；在加工工艺方面，进给速度、切削速度、每齿进给量、程序的编制和冷却系统；在工件方面，工件形状、工件定位和工件材料等。
文章关键词： 汽车 模具 刀具