针对目前在模具生产中高硬度材料的广泛使用，三菱于1991年在世界上首先向用户推出使用特殊涂层的MIRACLE立铣刀，从而实现了对难切削高硬度材料进行的直接加工。
模具加工中立铣刀的选型
一般情况下，我们会从以下三个要点来进行立铣刀的选型：
1、根据加工工件的种类及硬度来选择刀具涂层种类。如加工碳素钢等硬度在HRC40以下的工件时，可选用三菱综合材料公司的MIRACLE40涂层。加工合金钢S、工具钢等硬度在HRC50左右的工件时，可选用MIRACLE涂层。在加工硬度更高的工件时可选择刀具形状、硬质合金材料、涂层均为加工高硬度材料专用的高硬度加工用MIRACLE涂层。
2、根据加工工件的形状来选择立铣刀刀颈形状。球头立铣刀的刀颈形状分为标准型、长颈型和锥颈型，可根据工件的加工深度和形状进行选择。长颈型和锥颈型可进行深挖加工，在两者中选择时应考虑干涉角度。同时，与长颈型相比，锥颈型立铣刀的刚性高，可提高切削条件，并实现更好的加工精度，应尽量选择锥颈型立铣刀。
3、根据加工精度选择不同球头精度的立铣刀。球头立铣刀的圆弧精度通常为±10μm，但也有±5μm的高精度立铣刀，在进行高精度加工时可以选用。
模具加工的发展方向
在模具生产中高硬度材料的使用日趋广泛。我公司于1991年在世界上率先向用户推出使用(Al,Ti)N涂层的MIRACLE立铣刀，实现了对难以切削的高硬度材料进行直接加工，缩短了模具加工和零部件加工的时间，为降低生产成本作出了贡献。之后，又研制出采用 (Al,Ti,Si)N涂层的高硬度加工用MIRACLE系列，实现了对硬度为60HRC以上的材料进行高速加工。
近几年随着加工中心主轴的高速化和热套工具技术的发展，对高硬度材料进行高速加工正逐渐成为主流。同时，为延长模具寿命，被削材料的硬度也有上升趋势，因此在对高硬度材料进行高速加工中的刀具寿命提出了更高的要求。
为满足用户的需要，我公司新研制了比高硬度加工用MIRACLE立铣刀的性能更进一步的IMPACTMIRACLE立铣刀。其采用了更为适合对高硬度材料进行高速加工的新涂层、新硬质合金材料、新形状，目前有直角型（VF-MD）和2刃球头型（VF-2SB）的2款产品可供用户使用（图1）。本文将对其特点和切削性能进行介绍。
IMPACT MIRACLE的特点
1、涂层及硬质合金材料IMPACT MIRACLE立铣刀系列采用新研制的IMPACTMIRACLE涂层。
表1中介绍了IMPACTMIRACLE涂层的基本特性，其采用的独特被膜技术成功地实现了(Al,Ti,Si)N的单相纳米结晶。作为高硬度材料加工用涂层中被公认为优秀的(Al,Ti,Si)N在稳定的单相状态下实现纳米结晶，使硬度和氧化开始温度分别提高至3,700HV和1,300℃，并能够在切削温度很高的高硬度材料的高速切削中可发挥优异的耐磨性。凭借新开发的单相纳米结晶技术，SKD11材料在高温下的摩擦系数降低至0.48，使得其对高硬度模具材料进行高精度、高质量加工的优势更为突出。
涂层下面的硬质合金母材采用大幅提高了耐磨性和耐缺损性的最新开发的专用母材—超微粒硬质合金。IMPACT MIRACLE涂层的被膜结合力高达100N，可发挥优异的耐磨损性和耐缺损性。
2、形状
加工高硬度材料时刀具的使用寿命不单是因为刀具磨损，很多是因为刀具缺损而到达使用寿命。随着近几年对高硬度材料进行低切深、高速、大进给加工成为主流，IMPACT MIRACLE立铣刀不单提高了耐缺损性，而且还针对此加工方法进行了工具形状的优化设计。nextpage
IMPACT MIRACLE立铣刀的直角型VF-MD与本公司以往产品VC-MD（以下称作VC-MD）同样是6刃，外圆前角为负角，螺旋角为45°（刀具直径φ3以上）。对VC-MD的底刃实施切口倒角处理后，虽然提高了刀边的刃尖强度，但此切口处理使刃尖部位的外圆前角为0°，与外圆负角刀刃相比强度略低。因此，VF-MD采用新型的二段切口，外圆前角为负角，使刀边部位的耐缺损性得到进一步提高。IMPACT MIRACLE立铣刀2刃球头型VF-2SB采用耐缺损性的S形切削刃圆弧和负前角，并且VF-2SB的R精度为±5μm，外圆精度0~-10μm，刀杆直径为h5，精度与我公司高精度球头立铣刀MIRACLE NOVA相同，可对高硬度材料进行高精度加工。并且，凭借IMPACT MIRACLE涂层优异的耐磨损性，可在长时间内保持高精度的加工面。
切削性能
1、VF-MD
图2显示了使用VF-MDφ6mm对SKD11(60HRC)进行加工时切削刃损伤状态。当时的切削条件如表2所示。
其他公司制高硬度材料加工用立铣刀在切削至62m时，因火花大量增加而停止使用。此时的边界部磨损量已经大于VF-MD，显示了IMPACT MIRACLE涂层优异的耐磨性。VF-MD及我公司以往产品均加工了100m，但以往产品因刃尖缺损而到达使用寿命。VF-MD的刃尖强化二段切口、IMPACT MIRACLE涂层及新开发的超微粒硬质合金的优异的耐磨损性在加工中发挥了巨大的作用。
图3显示了使用VF-MDφ6mm对SKD61（52HRC） 进行加工时的切削刃损伤状态。当时的切削条件如表3所示。切深为ae5mm，ap0.3mm，加工形态近似于浅槽加工。
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原本虽然切深不大，但进行槽加工时有必要降低切削条件。这是因为此时切削刃与被削材料的接触时间与侧面加工相比较长，在气冷的冷却效果不充分的情况下，切削热量容易聚集。此次高速切削测试中，我公司以往产品和其他公司产品切削1m后，刀边部位发生缺损，同时出现切屑堵塞使切削无法继续进行，但VF-MD可正常进行加工，这是因为IMPACT MIRACLE涂层良好的耐热性和前述二段切口的处理发挥了巨大的效应。
2．VF-2SB使用VF-2SB R1mm在2种不同的切削条件下对SKD11（60HRC）进行了切削，并与我公司以往产品和其他公司加工高硬度材料的球头立铣刀进行了比较。（切削条件如表4）
图4显示了试验1的条件下加工100m后的刀具损伤状态。图5显示了在试验2的条件下刀具的磨损量。
在两种切削条件下，VF-2SB与我公司以往产品和其他公司产品相比，在耐磨性上均显示了压倒性的优势，并且仍可继续切削。IMPACT MIRACLE涂层的高耐磨性直接对产品性能起到至关重要的作用。
以上介绍了IMPACT MIRACLE立铣刀VF-MD和VF-2SB的特点与性能。IMPACT MIRACLE立铣刀是在涂层、硬质合金材料、刀具形状上极具特点的对高硬度材料进行高速加工用的刀具。我公司还拥有MIRACLE40、MIRACLE涂层、高硬度材料加工用MIRACLE涂层等多种涂层系列产品。根据不同被削材料选择适当的涂层系列产品将使长寿命、高质量的加工得以实现。
