模具加工最新需求及高效切削刀具

    近年来，随着全球化的进程，制造业的国际竞争也变得越来越激烈。为了在竞争中立于不败之地，许多企业都致力于“降低成本”、“缩短交货期”、“提高质量”等各种课题的研究。

    特别是最近在重新认识“日本制造”的同时，模具的高精度化、高效化加工已成为重要的关键词。换言之，模具加工过程中不可或缺的工具切削刀具的作用现在已被认为是至关重要的因素。

    近几年，使用切削刀具的用户的需求也发生了变化。以前，人们普遍认为刀具是消耗品，所以想通过减少使用量来降低刀具费用。最近人们的观点发生了转变，认为应该通过充分发挥刀具的作用来降低加工费。这也正是日立工具公司4年前提出的“加工减半运动”的观点。为了配合用户这种需求的变化，工具生产商有必要集中精力开发效率更高的刀具。

    本文将介绍以下内容：近期为配合模具加工需求而开发的用于精加工的高效小直径整体硬质合金立铣刀（Epoch深切削圆角立铣刀）；用于粗加工的高效圆角立铣刀（多刃型大进给圆角立铣刀）；能在高效加工条件下大幅提高刀具性能的最新超润滑涂层（JX涂层）的开发、性能和加工实例。

1．整体硬质合金立铣刀“Epoch深加工圆角立铣刀（Epoch Deep Radius）”

    近几年，用切削加工替代以前的放电加工的趋势越来越明显，这种需求渐渐转向切削工件上窄而深的部位。使用立铣刀深切削加工这种窄而深的部位时，适用的主流刀具是小直径球头立铣刀（日立工具也在生产Epoch深切削球头立铣刀、Epoch笔式深切削球头立铣刀系列）。但是，使用小直径球头立铣刀进行高效深切削时会出现以下问题（即用切削加工替代放电加工存在的问题）：①切削阻力容易增大；②中心部位的切削速度很难提高（顶端中心刃部分易受损）；③存在理论上的切削残留部分（刀具径向切入量不能太大）。

    日立工具为解决以上问题，开发了小直径长颈系列Epoch深切削圆角立铣刀。在使用小直径立铣刀进行深切削时，如果刀具切削刃前端的切削阻力太大，就会产生振动而无法在高效切削条件下加工，从而影响加工效率。从切削阻力的角度对球头立铣刀与R角立铣刀进行对比可知，后者的切削刃接触面积较小，切削阻力也相对较小。

    此外，在进行等高线切削时，球头立铣刀存在理论上的切削残留部分，尤其是切削速度低的端部横刃容易破损。而圆角立铣刀加工时通常能形成一定的切削面，故具有加工稳定可靠的优点。

    现在开发的Epoch深切削圆角立铣刀能够防止深切削时产生的颤振。为了进一步提高加工效率，采用了倒锥形设计。这种设计可防止切削过程中因刀具弯曲造成外周刃与被切削材料接触，从而可实现稳定加工。此外，刀具涂层采用了具有高硬度和高耐热、耐磨性能的TH（TiSiN）硬涂层，非常适合高硬度材料的直接深切削加工。