图1 工具的飘摆量

本文中介绍了可有效抑制刀具飘摆的整体硬质合金刀杆【顽固到底“金箍棒”】(MSN型)，以及与它配套使用的整体硬质合金可换头【万弧S-可换头】(STLP型)】和【防振S-可换头(SMSR型)】的切削性能和加工实例。

【顽固到底“金箍棒”(MSN型)】的特征

硬质合金的弹性模量为520 GPa，约为合金钢206 GPa的2.5倍。一般情况下，由于硬质合金螺纹的加工难度和精度，用钢件制作螺纹部分然后焊接至合金杆上的构造一直占主流地位。直到充分利用硬质合金高强度特性的整体硬质合金杆【顽固到底“金箍棒”】的问世 ，让切削条件增加了2～3倍，大幅地减少了加工时间，并且即使在加工深度L/D=6或更深的深工件加工中也可以保持稳定地加工且不发生振刀现象(图2)。

图2 顽固到底“金箍棒”整体硬质合金杆（MSN型）

【万弧S-可换头(STLP型)】的特征

【万弧S-可换头】是一款在20°的外围锥度上加上大R1500mm的切削刃设计，增大步距，从而实现立壁的高效精加工的鼓形刀具。

它的特点是，相对于加工表面，通过将轴倾斜20°，可以让刀具在较短悬长的情况下接近工件，并且与球头立铣刀和牛鼻刀具相比，步距增加了，从而提高了加工效率并可以获得良好表面光洁度的五轴加工用刀具。【万弧S-可换头】的刀头头部为球形，可以用于清角/清根加工和复杂形状面的加工。刀具材质采用了具有出色的抗氧化性、耐热性的【DH涂层】和微粒子硬质合金相结合的【DH115】。普通钢、预硬钢的加工不在话下，也可以应对不锈钢、钛合金、耐热合金和铝合金等广泛被加工材料。刀具规格有Φ16和Φ20。30°螺旋角的设计，阻力低;4刃型的设计实现高效率加工(图3)。

图3 万弧S-可换头（STLP型）及配套的顽固到底“金箍棒”硬质合金杆MSN

【万弧S-可换头(STLP型)】的加工实例

这是一个加工塑胶模具的例子。 被加工材料为预硬钢(35HRC)，加工机床为HSK-A63规格的五轴加工中心。 使用的刀具和加工条件为：

刀具型号：STLP-4160T20R4-M8，Φ16;

加工条件：Vc=142 m/min(刀尖直径处)、fz=0.08 mm/t;

半精加工：ap=4 mm，ae=0.15 mm;

精加工：ap=2 mm，ae=0.1 mm;

刀具悬长= 220 mm，顺铣，吹气风冷。

之前，从半精加工到精加工需要4.5 h，但使用了万弧S-可换头后，将时间大幅减少至51 min就加工完成，且加工表面非常漂亮(图4)。

图4 预硬钢的塑胶模具

【防振型S-可换头(SMSR型)】的特征

【防振型S-可换头SMSR型】是采用了不等分割、不等导程的设计，具有优良的防振效果的整体硬质合金立铣刀可换头。

它采用了正前角加42°～45°的强螺旋角设计，有效减小切削过程中产生的阻力。此外，半径角R采用了不等导程的设计，大幅减少振动现象。刀具材质采用具有出色抗氧化性和耐热性的【DH涂层】与超微粒子硬质合金组合而成的【DH115】。另外，在各切削刃口上设置有内部冷却孔，可将切削液直接供给至切削刃，改善了耐熔屑问题的同时抑制了加工振动。因此，它不仅可应用于普通钢、预硬钢的加工，不锈钢、钛合金和耐热合金的加工亦可从容应对。刀具规格有Φ16～Φ32，刀尖半径角有R0.5～R3(图5)。

图5 防振型S-可换头（SMSR型）

【防振S-可换头(SMSR型)】的加工事例

在内转角部的机械加工中，由于加工余量的增加，同时切削刀片的数量也增加，导致了机械加工的阻力变大，从而容易发生振刀问题。接下来，我们就在容易引起机械加工振动的钛合金Ti-6Al-4V加工中，与传统产品相比，通过对转角零件进行机械加工来评估抗振S-可换头的抗振性能。使用的机床是BT50的立式加工中心，使用的刀具和加工条件如下所示：

刀具型号：SMSR-4160R20-M8，Φ16-R2;传统产品，Φ16-R2(8个刃口);

加工条件：Vc=60 m/min(传统产品：40 m/min)，fz=0.08 mm/t(传统产品：0.02 mm/t)，ap=6 mm，ae=0.15 mm，悬长=105 mm，顺铣，内部冷却(水溶性切削油)。

以往的产品加工的工件表面出现了振刀引起的振纹，防振型S-可换头与传统产品相比，即使在更快更高效的加工条件下，防振S-可换头没有出现振纹获得了良好的加工表面。由此我们用事实证明了它优异的减振性能(图6)。

图6 防振性能比较

综上所述，对防止振动有效的硬质合金刀杆【顽固到底】以及与之组合使用的【万弧S-可换头(STLP型)】和【防振S-可换头(SMSR型)】的机械加工性能及切削性能的改善，黛杰通过实例进行了详细介绍。

除了以上介绍的整体硬质合金可换头之外，该系列还有多刃型圆角立铣刀可换头【S-可换头(SMSA型)】、用于铝材加工的立铣刀可换头【S-可换头(SMAL型)】， 还有许多机夹式的可换头刀具等，系列齐全，用途广泛。展望未来，黛杰将继续致力于提出新产品和创新加工技术，以便我们进一步扩大有效活用【顽固到底】的特性及可换头的强强组合，为进一步提高生产力竭尽全力。