新型多功能高效三面刃铣刀

　　圆盘形三面刃铣刀过去多用于老式卧式铣床，铣刀装在铣床上有两端支承的刀杆上，铣刀圆周面与两侧前平面三面有刀刃，圆周面上的刀刃切削速度最高。它可用于加工槽、台阶面、零件侧平面、零件两侧平行平面等。如支承刚性较差，在加工一侧平面时，由于单方向受力，刀片刀具承受弯矩易震颤变形移位脱落，限制了采用较大的切削用量，加工效率较低。

　　三面刃铣刀有高速钢、硬质合金制的整体式、镶刀齿式、装可转位刀片式等，刀齿的排列有直齿、螺旋齿、不等螺旋角槽的错齿等。随着现代的多轴多功能数控机床的不断发展，为在工件一次安装的基础上尽量高效加工出多个表面，需使刀具能自由活动，较少采用两端支承刀杆装刀，而多采用一端支承悬臂伸出式的刀杆，目前这种悬伸刀杆多用在各种钻头、端面铣刀、立铣刀等，而三面刃铣刀则较少使用。但是如果设法改进三面刃铣刀使之减少切削力，多方面增强悬臂刀杆、刀片的刚性和它们安装的刚性，则可抑制震颤，发挥三面刃铣刀能加工多种表面的优点，特别是要求严格的孔端平行表面。

　　三菱公司最近开发的一款新型VAS型三面刃铣刀异军突起，在特定的加工场合发挥出高效加工性能，受到用户注目，这款新型刀具（如图1）是两侧装有特殊可转位刀片的三面刃铣刀。VAS型三面刃铣刀基本型有VAS300、VAS400、

　　VAS500三种，它们的直径、宽度、铣刀孔径和尺寸有所不同，刀片尺寸大小也不同，可进行台阶铣、单侧和双侧铣等，VAS型系列铣刀是在原来的VOS400装四方刀片三面刃铣刀的基础上发展起来的。VOS400型三面刃铣刀则是在一般主偏角为90゜的通用的台阶面铣刀基础上发展演变形成的。

　　下面介绍一下VAS型三面刃铣刀的特点和优点：

　　（1）刀片形状的特点：为减少切削力，提高切削效率和增强刀刃，三菱公司设计的特形刀片（如图2）一个特形刀片可转换使用对称的两面四个刀角。按不同的加工需要，刀片具体的形状结构还可结合不同断屑槽来选择。加工时为减少切削力，可选择具有大前角的低切削阻力型断屑槽。在切削条件不稳定如加工表面不连续、硬度不均匀、切除余量较大时，应选择使刀尖刀刃不易损伤的强化型断屑槽。为可一次加工出台阶面间不同的转角，刀片特别制出多种的刀尖圆弧半径，最小是0.4mm，最大是5mm，可据需要选择后同时加工出较精确的圆弧。

　　（2）刀片安装的特点：图2可见它主要是加工两侧面，在加工侧面时，可转位刀片安装后受力的厚度是长边L，不是刀片自身厚度S，立装使刀片受力承受的厚度大为增加，即可以较高的切削用量实现高效加工，老式铣刀刀片安装受力厚度是刀片厚度，增强刀片常需在刀片下加放硬质合金刀垫，立装则可省去。VAS型铣刀刀片的底面和两个侧面，可同时作为它在刀体上的定位安装支承基面，使刀片使安装刚性得以提高。

　　（3）刀片材料的特点：用于切削钢的刀片材料是MP6120和VP15TF。MP6120的基体材料是适合加工钢的硬质合金牌号，基体上是具有专利强韧融合技术沉积的复合涂层。图3可见MP6120复合涂层的基本层是含高铝的Al-(Al,Ti)N，这是在铝钛氮化物的基础上加入较高的铝，以增强表面硬度和热稳定性，由此提高了切削加工时刀片的耐磨、耐龟裂、耐粘结性能，图3中的黄色层是(Al,Cr)N，它可提高涂层的耐热膨胀与收缩性能，多层结构还可减少铣削承受冲击载荷时易产生的裂纹并防止其扩散。这个涂层与常用碳钢间的摩擦系数仅为0.4，远低于过去涂层的0.7。以上多种优异的性能保证了在切削钢类零件的高效高质量。

　　适合钢同时也可适合灰铸铁和球墨铸铁铣削的刀片材料是VP15TF,因加工铸铁形成的是断续切屑，切削力不断变化，刀片抗破损能力韧性必须好，故VP15TF基体材料采用了韧性好的超微粒硬质合金TF15，特殊物理技术沉积的(Al,Ti)N膜层（图4）呈紫黑色，强度和硬度均高（硬度达Hv2800），涂层结合力高达80N，氧化开始温度即耐热性可达840ºC，因(AL,Ti)N导热性较差，切削热难以传到刀具基体，可使其基体在高温切削条件下，保持高硬度和耐磨性，另外，在高温高压切削环境下(Al,Ti)N中的铝会发生氧化，形成非晶质的Al2O3保护膜，可防止涂层和基体材料发生氧化，使刀片加工时的化学与热稳定性提高，延长了刀片寿命。此先进技术生成的涂层具有优异的通用性，更是它的一大优点。

　　VAS型三面刃铣刀具的加工效率很高。在铣削HB180-280合金钢的台阶面和侧平面时，可用以下切削条件：切削速度V=130-180m/min，在切削深度ap，切削宽度ae和铣刀直径Dc比ae/Dc 50%时，每齿进给量fz可为0.08-0.2mm。在加工铸铁时，切削条件可为：V=110-160m/min，ap 4mm时，fz=0.08-0.15mm。

　　在缸体、箱体加工中，VAS型三面刃铣刀能发挥更大的作用，下图表是它的两个使用实例请参考：以下两例的制动盘材料是球墨铸铁FCD450（相当我国GB标准QT400-QT500间），汽缸体材料是灰铸铁FC250（相当我国GB标准HT250），按图表中采用的切削条件，刀具寿命与加工效率，加工质量都远高于过去，实际根据用户具体加工条件，还有潜力可以进一步发挥。