沈陽第一機床廠近年來，生產線的構成已逐步由專用機床轉沈陽第一機床廠換為柔性更好的小型加工中心，尤其是汽車零部件的新型生產線，大都已進行了更新換代。小型加工中心的主軸轉速很高，與大型加工中心相比，剛性相對較低，因此，要求所用刀具在剛性較低的機床上，仍能發揮高效切削加工性能。用戶迫切要求工具廠家開發出低切削力、多功能、高精度、高效率的切削工具。
三菱綜合材料公司的APX立銑刀(圖1)就是為滿足上述要求而開發的新產品。APX立銑刀是利用切削仿真技術對齒形進行重新設計的新一代可沈陽第一機床廠轉位多功能立銑刀品種。
APX立銑刀的特點
剛性高，切削力小
具有最佳三維曲線切削刃形狀
多功能
刀片材料耐磨性優異
為了降低切削力，在APX立銑刀的設計中采取沈陽第一機床廠了多種措施。首先，為了提高切屑剝離性能，將前刀面設計為凸起狀(圖2)，前角取得很大，如刀具直徑為Ø25mm時，徑向前角最大取為+25°，軸向前角最大取為+18°；其次，為了提高排屑性能，將刀片設計成二級前刀面，凸起狀刀齒可減小與切屑的接觸面積，從而降低切削力(圖3)。這種刀具設計應用了切削仿真技術，預先計算出實際切削時的切削力和切屑的溫度。另外，后刀面被壓制成螺紋狀，以提高其抗破損性能。這種設計的優沈陽第一機床廠點是切削時不易發生顫振，即使在BT30等低剛性機床上進行銑削加工，APX立銑刀也可充分發揮其優異性能。
圖4所示為APX立銑刀與其它公司最新刀具品種所耗功率的比較。被加工材料SCM440，切削速度160m/min，切深6mm，切削寬度6mm，進給量0.1～0.2mm/齒，采用干式順銑加工。結果表明，APX立銑刀所耗功率最小，切削刃鋒利度最高。圖5所示為抗破損性能的比較。三菱公司的產品沈陽第一機床廠由于齒形設計特殊，并經過miracle涂層處理，在切削力較低的情況下，仍具有良好的抗破損性能。
刀片主切削刃部分為凸起狀三維曲線形狀，可加工出高精度側壁表面，提高零件的加工質量。這種三維形狀是對切屑生成方向等進行仿真解析后設計而成(圖6)，它可以使切屑在最適宜的時候剝離，從而使被加工零件獲得極為良好的加工表面。
圖7所示為切削加工側壁表面時的偏差測量結果。當切削深度為6mm時，APX立銑刀加工側壁的偏差值為21µm，其它公司的同規格刀具的加工偏差值均大于APX立銑刀。如用A沈陽第一機床廠PX立銑刀進行精加工，切削負荷更小，其偏差值甚至已接近可忽略不計的水平。
APX立銑刀與三菱公司以前的產品相比，多功能的特點最為突出。APX立銑刀可進行各種加工作業，用一把刀具即可完成各種三維切削加工。特別是用于飛機零件的葉片加工等領域時，更可發揮其獨特的切削效果。另外，在刀柄設計方面，柄部直徑略小于刀齒直徑，是一種偏置式結構，這種結構便于進行深腔加工。
APX立銑刀配備了兩種miracle涂層刀片，即“VP15TF”和“VP20RT”，前一種沈陽第一機床廠刀片已公開發售，后一種刀片擬于2005年5月投放市場。“VP15TF”是一種適應性廣泛的通用型刀片；“VP20RT”則是只限于不銹鋼加工的專用型刀片。圖10所示為切削高硬度材料SKD11(50HRC)時磨損情況的比較。切削條件為切削速度80m/min，切深5mm，切削寬度1mm，進給量0.05mm/齒。在試驗過程中，VP15TF涂層刀片具有非常長的使用壽命。APX立銑刀切削長度達10m以后，刀具沈陽第一機床廠后面磨損量僅0.14mm，而其它公司的刀具在相同切削條件下，切削長度在5m以下即出現劇烈磨損。
附表所示為在BT30BT30、BT40加工中心上的切削實例。例1為在BT30立式加工中心上加工，該用戶采用原有刀具加工時，因振動而產生很大噪聲，作業環境較差；采用APX立銑刀加工后，噪聲大幅度減小，工具壽命延長2倍以上。例2表明，采用原有刀具加工后，出現較大毛刺，去除這些毛刺極為費時，加工成本相應提高；改用APX立銑刀后，由于切削刃鋒利度高，毛刺也較少，加工后去毛刺的時間大為縮短。例3為干式加工的實例，采用原有刀具時，切削熱很高，工件往往因產生熱變形而報廢；采用APX立銑刀后，切削熱大幅度沈陽第一機床廠下降，有效抑制了工件變形，可進行穩定的干式切削加工。例4是在高剛性加工中心上進行高效率溝槽加工的實例，機床功率5.5/3.7kW，最高轉速8000r/min，被加工材料S55C，切削速度160m/min，進給量0.25mm/齒，切深6mm，切削寬度20mm，APX立銑刀所耗功率較低，但切削效率卻達到143cc/min，加工面質量也極為良好。
圖7 加沈陽第一機床廠工側壁表面的質量對比
圖8 多種加工功能
圖9 刀柄結構
圖10 加工高硬度材料時的耐磨性比較
加工實例例1例2例3例4
刀具型號APX3000R162SA16SAAPX3000R203SA20SAAPX3000R162SA16SAAPX3000R203SA20SA
選用刀片AOMT120616PEERM
(VP15TF)AOMT120608PEERM
(VP20RF)AOMT120608PEERM
(VP20RF)AOMT120608PEERM
(VP15TF)
被加工材料
切削條件切削速度
(m/min)150160160160
進給量
(mm/齒)0.050.100.110.25
切削深度
(mm)1.53.22.66
切削寬度
(mm)1.55.11420
切削液
(mm)濕式切削濕式切削干式切削干式切削
選用機床BT30立式加工中心BT40立式加工中心沈陽第一機床廠BT40臥式加工中心BT40臥式加工中心
加工效果與其它公司產品相比，切削噪音低，使用壽命長，工具壽命延長2倍切屑形成良好，毛刺減少，切削噪音低切削沈陽第一機床廠噪音低，毛刺少，工件變形小使用新一代高剛性加工中心，APX立銑刀的切削力較低，但加工效率卻大幅提高
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