模具加工在機械行業所居的地位不言而喻，其技術水平高低關系著國家制造業發展， 同時也能側面反應出一個國家綜合技術實力的強弱。銑削是模具加工的主要加工方式，工作量約占模具切削的80%～90%，因此銑刀的合理選擇對提高模具加工質量和加工效率尤為重要。一般來說，需要切削加工的模具可由平面、溝槽、曲面、臺肩、鉆孔等加工特征組成，故本文針對幾種典型的加工特征來分析模具銑刀的選用。

      一、模具的平面銑削

      模具的平面銑削分為普通面銑、高進給面銑和重載面銑。一般平面銑削選用盤銑刀和平底立銑刀，下面從面銑刀直徑、齒數、刀具角度、刀片四個方面來談談面銑刀的選用。

      1. 面銑刀直徑的選擇

      加工平面面積不大，選擇的刀具直徑比平面寬度大，這樣可以實現單次平面銑削。在平面銑刀的寬度達到加工面寬度的1.3～1.6倍時，可以有效保證切屑的較好形成及排出；加工平面面積大的時候，就需要選用直徑大小合適的銑削刀，分多次銑削平面。加工平面較小，工件分散時，需選用直徑較小的立銑刀進行銑削。為使加工效率最高，銑刀應有2/3的直徑與工件接觸，即銑刀直徑等于被銑削寬度的1.5倍。順銑時，合理使用這個刀具直徑與切削寬度的比值，將會保證銑刀在切入工件時有非常適合的角度。如果不能肯定機床是否有足夠的功率來維持銑刀在這樣的比率下切削，可以把軸向切削厚度分兩次或多次完成，從而盡可能保持銑刀直徑與切削寬度的比值。

      2. 面銑刀齒數的選擇

     對于模具面銑刀而言，根據刀齒的直徑大小，可以分為疏齒、細齒、密齒。

     其中，疏齒刀（見圖1）應用于工件的粗加工，其每25.4 mm直徑用1～1.5片刀片，容屑空間較大，這種刀具可以用于能產生連續切屑的軟材料的切削，選用長刀片、大寬度切削。密齒刀（見圖2）有利于平穩條件下的加工，多用于精銑，其軸向切深為0.25～0.64 mm，每齒的切削負荷小，所需功率不大，可應用在薄壁材料的加工。齒距的大小將決定銑削時同時參與切削的刀齒數目，切削時應至少有一個刀片在切削，以避免銑削沖擊，導致刀具的損壞和機床的超負荷。

     3. 刀角度的選擇

     刀具徑向和軸向前角的組合決

     定切削角，如圖３所示，常用的基本組合方式包括：徑向負前角和軸向負前角；徑向正前角和軸向正前角；徑向負前角和軸向正前角；徑向正前角和軸向負前角。

     軸向和徑向前角均為負值（簡稱“雙負”）的刀具多用于鑄鐵和鑄鋼的粗加工，但要求機床功率高和剛性足夠大。“雙負”的刀片其切削刃強度高，能經受較大的切削載荷。雙角均負的刀具要求機床、工件和夾具的剛性較高。

     軸向、徑向前角均正（ 簡稱“雙正”）的刀具由于增大了切削角，因此切削輕快且排屑順利，但切削刃強度較差。該種組合方式適用于加工軟材料和不銹鋼、耐熱鋼、普通鋼和鑄鐵等。在小功率機床、工藝系統剛性不足以及有積屑瘤產生時應優先選用該種組合形式。

     徑向負前角和軸向正前角的組合，負的徑向前角提高了切削刃的強度，而正的軸向前角又產生了一個剪切作用力。該種組合方式加工時切削刃抗沖擊性能較強，切削刃也較鋒利，因此適用于鋼、鑄鋼和鑄鐵大余量銑削。徑向正前角和軸向負前角使斷屑向中心以下方向，使得切屑會刮傷被加工表面，故排屑不佳。

      4. 銑刀片的選擇

     平面銑削時銑刀片制備的選擇也是一種考慮因素，粗加工最好選用壓制的刀片， 這可使加工成本降低。壓制刀的尺寸精度及刃口鋒利程度比磨制刀片差，但是壓制刀片的刃口強度較好，對于粗銑，耐沖擊并能承受較大的背吃刀量和進給量。壓制的刀片前刀面上有卷屑槽，可減小切削力，同時還可減小與工件、切屑的摩擦，降低功率需求。但是壓制的刀片表面不像磨制刀片那么緊密，尺寸精度較差，在銑刀刀體上各刀尖高度相差較多。由于壓制刀片的經濟性，所以在生產上得到廣泛應用。

     對于精銑， 最好選用磨制刀片， 這種刀片具有較好的尺寸精度，使得刀刃在銑削中的定位精度較高，可得到較高的加工精度及較低表面粗糙度值。另外，精加工所用的磨制銑刀片的發展趨勢是磨出卷屑槽，形成大的正前角切削刃，允許刀片在小進給、小背吃刀量切削。

     二、模具的槽銑

     模具溝槽加工時，通常情況下利用三面刃切削，但是由于模具槽形的多樣性，并且三面刃銑刀只局限于線性槽，因此應用更廣泛的是立銑刀，在需要軸向進給時，會選擇刀底部帶有橫刃的立銑刀。立銑刀的選擇主要應考慮工件材料和加工部位。在加工切屑呈長條狀、韌性強的材料時，參數應選擇直齒或是左旋。切削時為減小切削阻力，可沿著齒的長度方向進行加工。在切削鋁、鑄件時，選擇齒數少且旋角大的銑刀， 這樣可以減少切削熱。在進行溝槽加工時，要根據切屑的排出量選擇適當的齒槽，否則發生切屑堵塞，常常損壞刀具。模具槽銑刀具選用及注意事項如表1所示。

     三、模具的臺肩銑削

     模具臺肩銑削應用較多的是90°主偏角的方肩銑刀，由于方肩銑刀的廣泛的應用場合，與插銑、圓周插補、螺旋插補等多種的銑削方式，使得方肩銑刀在粗加工和精加工中都會被考慮。但是90°主偏角會給刀片帶來徑向力過大的缺點，進而會影響刀軸徑向振動，因此在利用方肩銑刀加工時候，特別是側銑模具臺肩時候，要結合加工工藝來綜合考慮加工參數的和刀具選擇。表2是不同模具臺肩場合刀具的選用及注意事項。

     四、模具曲面銑削

     曲面加工是模具制造上應用最多的加工場合，加工模具自由曲面常用的刀具主要有：平底立銑刀、球頭銑刀、錐柄立銑刀、環形刀等。其中球頭立銑刀的應用最為普遍，這里著重介紹球頭銑刀的在曲面加工時的一般選用原則。球頭銑刀的相關參數有轉速、切深、行距、每齒進給量、進給速度、球面半徑、步長等。由于模具曲面加工時候避免干涉的考慮，因此在球刀走刀時候的軸傾角、直徑、加工步行距長尤為重要：

     1. 球頭銑刀軸傾角的選擇

    （1）從不產生局部干涉角度考慮確定最小軸傾角，當走刀軌跡線是凹曲線。為避免干涉和改善切削狀況，必須將端銑刀的刀軸矢量繞刀觸點沿進給方向旋轉一個角度以獲得較好的零件表面質量。由圖４可知，為避免切削干涉，刀軸最小傾角應為

     2. 球頭立銑刀半徑的選擇

      球頭立銑刀的半徑是由曲面的最大曲率決定， 假設最大曲率為k1、k2，且K=k1·k2<0。設k1>0，k2<0，則k1對應于被加曲面的凹面，為防止走刀步長內的過切干涉，應以max{k1}為依據確定刀具的半徑

      3. 行距的選擇

        行距的選擇關系著后刀面殘留溝紋的高度，殘留溝紋高度越大則表面粗糙度大， 行距若選的小，表面精度提高，但是程序運行時間長，影響著加工效率因此, 行距的選
擇應力求做到恰到好處。行距的選擇取決于銑刀半徑及允許的溝紋高度和曲面的曲率變化情況。可考慮用下列方法進行計算

     4. 合理的步長

     選擇合理的步長L。步長L的確定方法與平面輪廓曲線加工時步長的計算方法相同，取決于曲面的曲率半徑與允許的插補誤差允其值應小于零件加工精度) 。步長L 可按式( 4) 進行計算

      行距和步長的選擇主要針對于曲面加工中的最常用的平行走刀方式，這種走刀方式也是精加工最普遍的走刀方法，另外上述參數公式中的曲率半徑在實際工件上難以測量，一般可利用Master － CAM軟件計算。加工時曲面可以根據曲率的不同劃分不同區域，選擇適當的加工參數。

       五、結語

      本文基于四種基本的加工特征來談模具銑削時銑刀的選用，其中在平面銑削加工過程中主要從刀具直徑、齒數、刀具角度和刀片選擇四個方面分析刀具選用; 在模具溝槽銑削加工時，主要針對不同銑槽的種類來進行立銑刀三面刃銑刀的選擇，并提出一些注意事項; 在模具臺肩銑削時，主要針對不同的應用場合進行不同種類方肩銑刀的選用; 最后，
對于模具曲面加工應用最廣泛的球頭銑刀，從刀具半徑、軸傾角、行距、步長分析加工自由曲面過程中刀具參數的選用。除此之外，模具加工銑刀的選擇還應注意模具的材料、模具加工特征的組成形式、加工精度效率要求以及工序安排等多個方面，在模具銑刀選用時要綜合考慮這些因素。