桶形铣刀大有可为

        五轴加工在现代金属切削领域越来越受欢迎。五轴加工具有明显的优点，例如只需一次装夹即可加工复杂形状的零件，而不改变工件的定位，同时保证了高加工精度并减少了加工节拍。先进的工件制造技术提高了精密锻造、铸造和主流增材制造(AM)的水平。这也导致了更复杂的几何形状的工件，切割，以减少加工余量和材料，并达到反映工件的最终形状的结果。这需要高性能的切削工具来精加工和半精加工复杂的几何表面。

        球头铣刀被认为是加工三维曲面的传统工具。球头铣刀是铣削加工中最常用的表面半精加工和精加工工具。五轴加工中心领域的发展，以及现代凸轮系统的重大进步，导致市场上出现了不同切削刃类型的刀具，即曲线或桶形立铣刀。虽然这些刀具为机械工人所熟知，但却常常被忽视。五轴加工，结合数控软件和复杂刀具配置的计算机建模，使桶形立铣刀的使用重新回到了公众的视野。

        这些立铣刀的切削刃是圆弧形的，代表半径大于刀具标称半径的一段圆弧。为便于比较，在球头铣刀中，刀具的半径为切削刃的半径。与球头铣刀相比，采用“多路径铣削技术”的曲面铣刀可以显著增加表面的步长，从而缩短切削时间。在加工复杂曲面时，三轴数控机床无法保证桶形刀具的正确切削位置。而五轴机床可以实现桶形铣刀的充分利用。

        桶形立铣刀有多种配置，如纯桶形、锥桶形、透镜形、椭圆形或抛物线形，这取决于切削刃相对于刀具轴的方向。刀具的刃口形状决定了刀具的应用。例如，透镜形铣刀适用于五轴和三轴机床，而锥形桶形立铣刀只适用于五轴机床。桶形刀设计用于多刃整体立铣刀，以提供更高的刀具精度和最大化刀具齿数。下图是直径范围为8-12 mm的整体硬质合金立铣刀（SCEM）。10mm锥桶形硬质合金立铣刀具有半径为85mm的弧形外圆切削刃。与10mm球头铣刀相比，该立铣刀的步距提高了四倍，并达到相同的加工表面粗糙度。

        众所周知，单刀片刀具比可更换的硬质合金尖端铣刀或整体硬质合金立铣刀精度低。但是，如果我们分析单刃刀具并在精度上做出一些妥协，那么单刀片刀具也可以与可更换或硬化的刀具竞争。单刀片刀具通过扩大桶形铣刀的直径范围来提高成本效益。与适合硬质合金立铣刀和可更换头的进给量相比，耐用的刀片结构和高刚性的刀片夹持使每齿的进给量有所增加。这确保了适当的进给速度，从而高效地进行加工。当加工稳定性较差时，减少齿数有助于控制振动。如今，单刀片桶形刀具设计成为了更加符合逻辑、更加合理的选择。

        桶形铣刀在现代制造业中有十分广阔的前景。桶体设计在金属加工工业中得到了广泛的应用，其中包括整体硬质合金桶形立铣刀、整体可替换桶形立铣刀和单叶片桶形立铣刀在内，这些产品构成了一个完整的桶形仿形铣刀家族，共同面对未来的挑战。