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傳統(tǒng)模具制造有時很慢，并且有很多工序，如果模具制造者使用“先鉆孔后銑削”的方式，這些缺點尤為明顯。這個操作需要制造者先在工件上鉆一個余隙孔，然后在更換刀具后，使用立銑刀慢慢銑削材料。更換刀具降低了生產(chǎn)效率，如果出現(xiàn)刀具突出過多，刀具震動或者夾具不穩(wěn)等情況，制造者就不得不減慢銑削速度。
一些模具制造者使用高性能銑刀生產(chǎn)大中型模具，這樣就能很好地解決這些問題。通過使用多種工件進入方法，這些銑刀不需要先在工件上鉆余隙孔。在空間允許的地方，這種機床能夠使用螺旋插補法在固體材料上鉆孔。在其他情況下，銑刀能夠以一定的角度斜線切入工件或沿Z軸垂直切入工件。
一旦這些初步工序完成后，同樣的刀具就能像標準面銑刀那樣沿著X和Y 軸切人工件。模具制造者只要有一個斜切/垂直進入/面銑刀(RPF刀具)和CNC編程就能完成以前要用很多刀具和設(shè)置并且要用更長的加工時間才能完成的操作。
當斜線切入工件或垂直切入工件時，刀片同時用其內(nèi)刃和外刃切削。在空腔生產(chǎn)操作中，同其他類型的刀具相比，這種同時切削行為能夠減少80%的加工時間。RPF刀具的設(shè)計提高了生產(chǎn)力，它包括高剪切刀片幾何結(jié)構(gòu)，這就增強了自由切削作用并且改進了模具表面的光潔度，還包括大切屑凹槽和可轉(zhuǎn)位螺紋刀片以幫助切屑流出。因為刀具的高正前角幾何結(jié)構(gòu)能很好地清除切屑，它們的性能在臥式或立式加工機床上幾乎相當。
現(xiàn)在，RPF刀具有直徑從1英寸到6英寸的標準刀具，還有直徑達到8英寸的特殊刀具。還有專門為刀具設(shè)計的有各種刀尖半徑的圓形和長圓形刀片。
增加進入
為了從使用RPF刀具中獲益，模具制造者必須為CNC 車床編程來利用刀具的獨特銑削作用。RPF刀具應(yīng)該被編程為順銑切削。這在加工硬化材料時尤其重要。在其他材料上使用RPF刀具時，并不一定要使用順銑，但順銑仍是被推薦使用的
其次要考慮的問題是選擇進入工件和制造空腔的方法。RPF刀具能夠用螺旋插補、斜線切入、垂直切入方式進入工件。
螺旋插補法
在使用三軸機床加工時，螺旋插補是這三種進入方法中最有效的進入方法。要想螺旋插補一個孔，刀具要沿一個直徑稍小于兩倍刀具直徑的圓周運動。隨著刀具沿切口的運動，刀具也沿著Z軸向下運動，因此刀具不斷向工件內(nèi)部切入。用這種方法，刀具只有一次切入和退出工件，保持更為一致的DOC和切削負載，而不用在Z軸上停歇。
同其他的進入方法相比，螺旋插補法能夠延長刀具壽命、進入時能更好的控制切屑、提高金屬除去率和縮短周期時間。而且使用螺旋插補法，在刀具進入工件過程中，制造者通過調(diào)整螺旋斜角(刀具每轉(zhuǎn)在Z軸進入工件的深度)就能違禁詞程度的利用現(xiàn)有的馬力。
使用螺旋插補法，進入操作的深度獨立于DOC，并且還能用在接下來在X和Y軸的平面銑削操作。模具制造者使用螺旋插補法能夠先銑削達到空腔的違禁詞深度，然后退回刀具開始平面銑削空腔的剩余部分。要想達到空腔的違禁詞深度，就需要多個x/y 軸的加工道次。
首先用進入操作切削到空腔違禁詞深度，然后進行平面銑削，這使得模具制造者能夠在平面銑削階段違禁詞限度地利用機床馬力，因為如果每個平面銑削加工道次都以斜線切入或Z軸垂直切入操作開始，他能夠設(shè)置機床以比原來能達到的DOC更大的DOC進行平面銑削。例如，在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)碰到工件前，一個帶長圓形刀片直徑為2英寸的RPF刀具沿Z軸垂直切入的深度只有0.25英寸。
同一個刀具和刀片組合在X和Y 軸方向平面銑削深度能達到0.437英寸。如果已經(jīng)使用螺旋插補法鉆了余隙孔，模具制造者使用中高馬力機床就能夠使平面銑削達到這個違禁詞DOC。但是如果刀具必須先垂直切入工件，然后在X和Y軸進行平面銑削的話，垂直切入操作會將平面銑削DOC限制在0.25英寸以內(nèi)。
使用螺旋插補法切入工件，理想狀態(tài)下，在加工完成后，工件表面中心應(yīng)該是平整底部，而不會有圓柱或圓錐，這些還需要用一個加工道次除去。這要通過將加工孔直徑限制在特定范圍內(nèi)完成。
為了制造一個平整底部，切削孔的違禁詞直徑可以通過公式2D-IC計算出來，這里2D等于2倍刀具直徑， IC等于刀片的寬度。例如，使用一個直徑為3英寸的刀具和寬度為0.625英寸的刀片，能夠切削的違禁詞直徑為5.375 (2x3英寸)-0.625英寸刀刃寬度。如果有必要，模具制造者能夠切削一個更大直徑的孔，但是在切削中心會留下一個圓柱，這個圓柱的直徑就等于超過計算出的切削孔違禁詞直徑的數(shù)值部分。
最小直徑是用公式2D- 2IC計算出來的。這是一個絕對最小值。如果模具制造者試圖螺旋插補一個直徑小于此的孔，位于孔中心的仍未切削的工件部分就會撞到刀具。
斜線切入法
如果一個模具空腔太小，無法進行螺旋插補銑削，這時就有必要使用斜線切入或垂直切入法。要將刀具斜線切入工件，隨著刀具向深處運動，模具制造者逐漸增加DOC。增加速率是由每個RPF刀具直徑能達到的違禁詞角度控制的。斜線切入法比垂直切入法更受歡迎，因為在這個操作中銑削顫振和加工硬化等問題都較少，而且需要的機床馬力較小。
但是只有在X或Y軸有足夠的空間時，才能用斜線切入法。某些情況下，或許有足夠大的空間使用斜線切入法進入工件，但是若斜線切入法，空間還未足夠大到使刀具切削到違禁詞銑削深度。如果空腔的長度或?qū)挾炔辉试S斜線切入到違禁詞銑削深度，這也會限制每個加工道次中X和Y軸上平面銑削使用的DOC。這種情況下，要想切削到特定的深度，就需要更多次的切削加工道次。
Z軸垂直切入法
Z軸垂直切入法進入工件是最后的選擇，但是當空腔空間太小，不能進行螺旋插補和斜線切入時，就很有必有使用這種方法了。在Z軸垂直切入法中，模具制造者讓刀具直接垂直進入工件，并且要達到刀具設(shè)計的違禁詞深度，然后沿X和Y軸移動刀具。切削到空腔的違禁詞深度，需要反復(fù)垂直切入工件和反復(fù)進行x/y軸平面銑削操作。
當使用垂直切入法進入難加工的材料時，每切入0.02英寸都要設(shè)定0.5秒的停歇時間來打碎垂直切入形成的連續(xù)切屑。這些停歇會增加周期時間。
平面銑削
為了在X和Y軸成功進行平面銑削，無論是采用哪種切入方式，模具制造者必須遵從一些指導(dǎo)方針。如果整個空腔切口寬度一致，刀具就能進行最高效的切削。通過把切入點偏移進空腔就能達到這種效果。切口的最佳寬度是刀具直徑的60% 到 80%，切削加工硬化材料或使用低馬力機床來進行平面銑削時，切口寬度為刀具直徑的60%。為了延長刀具壽命，模具制造者盡量避免在加工硬化材料或磨損性材料上以刀具直徑作為切口直徑進行切削。
在RPF刀具轉(zhuǎn)向的地方可能會出現(xiàn)顫振問題。為了消除這個問題，模具制造者要設(shè)置刀尖圓弧半徑大于刀具半徑。這會將刀具和工件之間的徑向嚙合減到最小。這個設(shè)置改變還能消除老式CNC機床在轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)短暫停歇現(xiàn)象。
機床和夾具
工程師、編程員和使用者在尋找夾具、機床、制冷系統(tǒng)和刀具的違禁詞生產(chǎn)能力組合同時，他們必須記得RPF刀具的操作不同于傳統(tǒng)的圓形刀片面銑刀。RPF刀具除去大量的材料，產(chǎn)生更大的切削力。結(jié)果，對傳統(tǒng)切削刀具來說剛性夠大的夾具，同RPF刀具一起使用時，其剛性就不夠了。使用傳統(tǒng)加工技術(shù)生產(chǎn)時，工件夾持工具剛性不夠會造成工件變形或顫震。
隨著刀具直徑變大，對機床馬力的要求也會隨之增加，并且馬力的要求能限制某一特定機床上使用刀具大小。盡管一個空腔可能需要直徑為6英寸的刀具加工，但是機床功率達不到高效運用這種刀具的要求。圖4提供了一些常見的刀具直徑和機床違禁詞馬力之間的對應(yīng)指標。
盡可能地使用冷卻液沖去工件空腔里的切屑。如果面銑刀沒有通軸供應(yīng)冷卻液功能，在圓筒形銑刀的緊固螺釘上沿軸方向鉆一個直徑為0.125英寸的孔，這樣就能用冷卻液將切屑從空腔底部向外沖出。這個改進在切削小直徑的、較深的孔時尤其有用。
在使用RPF刀具前，使用者首先應(yīng)查看尺寸合適該機床的圓筒形銑刀接頭的庫存。要考慮到直徑和關(guān)鍵尺寸。模具制造者還需要考慮到空腔的深度。如果太深，圓筒形銑刀接頭可能不夠長，達不到空腔底部。這樣的話，制造者要能夠提供合適長度的接頭。為了避免刀具變形，不要使用比需要長度過長的接頭。
因為RPF刀具較高的金屬除去率并及其能減少加工步驟的能力，航空航天業(yè)的模具制造者和機械師對使用RPF刀具越來越感興趣。通過合適改動編程、加工條件和模具夾具，RPF刀具能夠滿足使用者在模具銑削中高生產(chǎn)力和高成本效益的要求。
