浅谈刀具切削三要素

把刀用好

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  N9 a/ K+ G. E$ w        切削三要素至于刀具是至关重要的指标，刀具使用的正确与否全在这三个要素里面。可以说三要素的合理使用是刀具应用的关键。这些要素不仅影响刀具寿命（刀具成本），加工质量，更影响加工效率。
        
        到底是那三个要素呢？
  H1 g4 Q3 t: P* z( K        线速度V（m/min），切深/背吃刀量ap（mm），进给f（mm/r）（本文主要讲车削刀具，所以进给单位为mm/r）这三要素如何定义的就不详细说明了，可以网上随便搜索。
        
0 x  P0 I  k) a8 i: n& H9 x# U: `        三要素对刀具寿命的影响如下：
        
        
  f- s; D+ h% |2 _
        可以看出，线速度对刀具寿命的影响最大，进给其次，影响最小的是切深。

        由于线速度由于受被加工材料，刀片材质，刀片角度，刀片涂层等因素影响，实际应用中差别比较大。所以放在最后。先来说说受刀片形状和角度限定的进给和切深。

       刀片除了材质，涂层，还有形状、角度和尺寸限定。材质和涂层以及角度影响线速度。形状、角度和尺寸影响切深和进给。因为这些决定了刀片的强度。

' G: ~& C  V" N# ^( ]       一）先说切深。
* t: x; O5 s' B" _# A1 d      
2 N0 g; I' Q# a' t- z$ y3 x# A       这是主偏角90度时各种刀片的推荐最大切深。
       *注：90度主偏角时，实际最大切深可以达到整个刃长，但是此时进给很小，几乎没有实际意义。所以还是推荐的最大切深有应用的价值。
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/ @+ a  g: V" `$ h  o       由于很多时候，主偏角未必是90度，所以可以参照下图换算：
              
       此表格是非90度主偏角时根据切深换算刀具刃长。在大切深情况下需要换算，否则实际切深超过刀片刃长会导致蹭刀甚至撞刀。
) G& H$ S' _. V6 y$ C      
( ]0 Q, d+ b9 A) {       最大切深受刀片刃长的影响，但是由于刀片有R的存在，而R角的大小又影响刀片的强度，进而又会影响最大切深。另外，切深一定的情况下，R角的大小还影响排屑。
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0 @. e! s" d+ g$ ~" m( l2 ~      
  y9 d/ a/ g5 w# E7 F; B       所以，建议切深不小于R角的2/3。

) I/ d" y& [" w7 J4 I- @       二）进给
       进给也和R角有关，同时，也和角度有关。
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      上图，就推荐了正前角和负前角刀片各R角的推荐最大进给。
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- H9 T( F8 K/ ?5 t       进给不光和R角有关，更和断屑槽有关。举例用CNMG 120408-PM试验切削钢件，在不同的切深和进给下，铁屑形状的变化：
      

7 D3 ^" X" K  g$ @2 b       明显，只有红框内的铁屑形状是比较理想的。所以针对该刀片大小角度和R角以及槽型，推荐的切深和进给如下：
      

& Q# D# Q) O' b5 c1 j* S       可以看到，推荐ap0.5～5.5mm（最小0.4mm～最大8.6mm），f0.15～0.5mm/r（最小0.1mm/r～最大0.65mm/r）。

       那么怎么根据槽型确定进给呢？
9 @+ t* t; o9 @0 F# j3 G       常见的槽型有以下几种（图做很烂，意思明白就成）：
* }& O6 h( T4 `$ R8 T       1.
% y7 K" H4 ?4 r8 _/ k        
" W) |- ]  s2 c  d* a; v6 s       2.
      
        3.
" f; Y+ ]! K+ D) S8 e9 X        
" d' ]! u3 h9 H; \+ H8 a        4.
        
( P, b" v1 N3 H) G        5.平板的，也就是无断屑槽，这种一般用于铸铁加工，或者短屑材料的加工。
+ ^0 b) y/ p' C  I' X
; B6 x: b. x1 f/ k5 B- b9 e- r. }        上述1～3种槽型，一般加工长屑材料时（钢件，不锈钢等），最小进给一般都会大于L值，否则，后面的卷屑槽将不起作用。
        第4种，由于前角很锋利，没有槽宽L，这种槽型的最小进给跟前角后角R角有关。前角不是夸张的话，一般02圆角f最小0.01～0.03，04圆角，f最小0.03~0.05左右，08圆角f最小0.08～0.12。可以理解为R角的1/10左右。当然，前角越大，f就要越小。
4 Y: X& j) \6 q7 I$ N  g       加工铸铁的平板刀片，类似第4种，最小进给也和R角相关，即取R角的1/10左右。
       *注：上述跟槽型有关的建议值都是最小进给值。

4 N$ G+ h" i5 `- m* T       说完了进给和切深，影响最大的线速度就不得不说了。但是由于线速度牵扯的因素实在太多，也没有一定的规则好遵循。所以只能简单的说下我个人的推荐：
, b! j" D( T8 _       主要分P，M和K类零件：
       1）P类（钢件）
       CVD涂层：负前角：120～250m/min（硬度/ISO分组越高线速度越高，下同）
, K, {) i# w! ~$ I; a! ~                        正前角：150～350m/min
       PVD涂层：负前角：80～150m/min
2 F( Z( x* j" T" O$ T4 t3 c2 z                        正前角：100～180m/min
  O: H7 p! Q( Z: ]  O
. f# a2 t' W* t2 T' s( y0 Q       2）M类（不锈钢）
- z: N" @3 [$ x2 h3 i9 U4 j       CVD涂层：负前角：100～180m/min
  C5 G$ d& T& a6 q& m" @                        正前角：120～220m/min
) \$ Q' P$ E; S. w4 b0 H% q4 q+ N       PVD涂层：负前角：60～120m/min
                        正前角：80～150m/min      

       3）K类（铸铁）
       CVD涂层：负前角：150～300m/min
& Q# x( ^2 G# x                        正前角：180～400m/min
% n# g" \' I7 P$ B4 g4 o4 V       PVD涂层：负前角：100～200m/min
                        正前角：150～250m/min      

       *注：超细微粒PVD涂层刀具最小线速度可以达到50～60m/min，甚至更低。
       以上数值只是推荐，100m/min和500m/min一样可以干活，差别只在于刀具寿命。在不追求效率的情况下，刀具线速度在承受范围内越低越好（注意,CVD涂层刀片过低的话会产生积屑瘤）。然而，由于设备和人工越来越昂贵，单位时间成本也就越来越昂贵，所以刀具寿命和切削效率是一对矛盾体。如何取舍，要经过系统的测算成本。

        写到这里，忽然发现，其实用刀具的人好好看下刀片盒子背面的推荐参数就啥都有了。
/ s" F4 @* [3 [, H4 }8 @         
        简单吧，简单。简单吧，不简单。
% P+ @+ M5 J2 B        从事刀具销售和技术工作好多年了，在客户那里几乎没看到有几个工程师会好好看小小刀片盒背面的信息。经常会有500m/min线速度，0.05进给，0.1切深加工，然后叫刀具寿命奇差。这不废话嘛，你把自行车开法拉利那么快，不散架才怪！
; O; l; J" f* r( G
       由于三要素在铣削中的应用跟车削中相差不大，限于篇幅，就不一一细说了。最后，让我喊一声“把刀用好”！
* m$ D- U1 o5 D- `$ C, c2 A; M: v

walyem

太专业啦

社区小义工

Sandvik Coromant

木子田

技术贴值得学习啊！

门童

其实除了这三样，冷却润滑也很重要！把冷却用户，有时效率翻翻，刀具寿命也翻翻！

黄亨瑞

大侠的帖子真好，
有营养！
- U" w8 g) f4 X* D. n! R& c; i
“三要素”是基本功，
* S  O, O1 e) n! _0 M0 ~经过深入、延展后，
能挖出“金矿‘。
操作者吃透，
可以顶半个工艺员；
企业用到位，
% a7 I) g( Q  b+ {质量成本管理才落到实处。

ltk5614

从没看过刀具盒子背面，下周上班看看。

口风琴

好帖，实在，有营养！

hb406863722

大侠讲的车削，但拍的刀片盒却是山特维克铣刀片

lhd1977

有用，下次試試