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减轻刀体重量的新型面铣刀

近年来，汽车、IT等行业为了减上料机轻零件重量，正在大量使用铝合金材料，随之对铝合金加工也提出了空前的高精度、高效率加工要求。住友电工公司为此开发出一种刀体较轻的RF型高速切削用面铣刀，并已作为正式产品投放市场该研究取得中科院战略性先导科技专项(B类)、国家基金委“无机-有机杂化功能材料”创新群体、国家杰出青年基金、国家自然科学基金青年项目、福建省自然基金面上项目和结构化学国家重点实验室优秀青年课题(谷志刚)的资助。RF铣刀刀体采用特殊铝合金制作，其重量比钢制刀体减轻60%。

减轻刀体重量的优点

可降低回转扭矩，缩短总的加工周期；

使用长尺寸刀具时，不易产生颤振；

过去大尺寸面铣刀装卸时，需工人共同操作，采用铝合金刀体后，由于重量轻，装卸非常方便。

刀体设计时的注意事项

铝合金材料的选择：铝合金材料品种繁多，制作刀体的铝合金应选用拉伸强度和硬度均较高的品种。RF铣刀刀体选用的铝合金拉伸强度为573N/mm2，硬度150HB，这是一种特殊的铝合金，拉伸强度和硬度为普通铝合金的2倍左右。

夹紧方式：通常面铣刀的刀片夹木工刨床紧方式有两种，一种是刀片楔入式，另一种是利用刀片中心孔用螺钉紧固。目前，钢制刀体采用刀片直接进入刀片槽，再用楔块或螺钉紧固，而铝合金刀体由于材料强度较低，不宜采用这种方式。选用铝合金刀体时，可在刀片下增加一个钢质垫片，然后用螺钉通过刀片中心孔，将其固定在刀体上。

防止离心力的破坏作用：RF面铣刀的切削速度高达5000m/min，所产生的离心力非常大，为了防止离心力将刀片或其他零件甩出，在设计时应采取相应措施。由试验可知，离心力的大绳索小与夹紧机构支点到刀片切削刃的距离成正比，其大小超过夹紧力便可能将刀片甩出。为此，RF铣刀在刀片上面设计了一个凹入部分，螺钉由凹入部分进入，将刀片紧固在刀体上。由于是在靠近切削刃部位紧固的，因而可抑制切削颤振的产生，保证获得良好的加工精度。表1所示为RF面铣刀的最高允许转速，在此速度范围内，可有效防止刀片甩出和保证加工精度。

表1 RF面铣刀最高允许转速

刀具直径mm 最高允许转速r/min

80 17000

100 15900

125 13500

160 11000

200 9000

250 7600

315 6000

铝合金刀体的表面保护

RF面铣刀刀体虽然采用了特殊的铝合金，但由于硬度只有150HB，在高速切削过程中，仍易被刮伤。为此，住友公司采取了刀体氧化铝镀膜处理方式，使表面硬度提高到350～400HV升降舞台，这样，即可满足一般铣削加工对刀体的要求。

另外，利用硬质氧化铝处理特性，可加入染料，使其具有并夹紧各种相应的颜色，以便于操作者取用时辨认，避免取错。

在设计时，还应考虑让切屑沿着刀片前刀面流出，并由刀体上特设的凹形排屑槽排出刀体。该凹形槽也经过硬荣格工业传媒有限公司作为领先的B2B工业资讯提供者质氧化铝处理，可长期承受切屑流过，保证刀体其它部分不会受到损伤，有利于延长刀体的使用寿命。

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