淺談刀具切削三要素

把刀用好

        切削三要素至于刀具是至關重要的指標，刀具使用的正確與否全在這三個要素里面。可以說三要素的合理使用是刀具應用的關鍵。這些要素不僅影響刀具壽命（刀具成本），加工質量，更影響加工效率。
        
        到底是那三個要素呢？
        線速度V（m/min），切深/背吃刀量ap（mm），進給f（mm/r）（本文主要講車削刀具，所以進給單位為mm/r）這三要素如何定義的就不詳細說明了，可以網上隨便搜索。
        
        三要素對刀具壽命的影響如下：
7 I8 F3 L0 O# N) j# p        
        
7 {; q6 \  l) N
        可以看出，線速度對刀具壽命的影響最大，進給其次，影響最小的是切深。

        由于線速度由于受被加工材料，刀片材質，刀片角度，刀片涂層等因素影響，實際應用中差別比較大。所以放在最后。先來說說受刀片形狀和角度限定的進給和切深。

       刀片除了材質，涂層，還有形狀、角度和尺寸限定。材質和涂層以及角度影響線速度。形狀、角度和尺寸影響切深和進給。因為這些決定了刀片的強度。

9 ]1 a4 y6 s: F; l9 L$ F$ b" v       一）先說切深。
      
. h8 r# M4 k7 `; g8 I  {       這是主偏角90度時各種刀片的推薦最大切深。
- R/ @9 s7 I9 Z6 L2 y5 N" S2 a7 z       *注：90度主偏角時，實際最大切深可以達到整個刃長，但是此時進給很小，幾乎沒有實際意義。所以還是推薦的最大切深有應用的價值。

       由于很多時候，主偏角未必是90度，所以可以參照下圖換算：
- f5 h9 j' d% K) a; n- V              
- i0 S2 F8 {) J$ u( y       此表格是非90度主偏角時根據切深換算刀具刃長。在大切深情況下需要換算，否則實際切深超過刀片刃長會導致蹭刀甚至撞刀。
, R4 ?  |: f/ j  \      
       最大切深受刀片刃長的影響，但是由于刀片有R的存在，而R角的大小又影響刀片的強度，進而又會影響最大切深。另外，切深一定的情況下，R角的大小還影響排屑。
1 {$ `- L2 M& P7 R  R7 }        
      
1 ?0 ~# @( p/ a$ i* g, B1 s& l! z      
       所以，建議切深不小于R角的2/3。
0 ]* n9 ~' D6 v1 n2 }' I- X( j# ^1 x
; l" z. q4 v5 K5 P! z8 Z' v% B       二）進給
6 ^4 U2 q3 D, A2 l       進給也和R角有關，同時，也和角度有關。
5 p7 k2 M3 @5 J1 U, [2 b& r- v1 v      
      上圖，就推薦了正前角和負前角刀片各R角的推薦最大進給。
' a+ A) q3 T7 s' N: c
       進給不光和R角有關，更和斷屑槽有關。舉例用CNMG 120408-PM試驗切削鋼件，在不同的切深和進給下，鐵屑形狀的變化：
5 \2 h, q# [- y. j      
0 c% H" E: `8 r3 K+ D7 }) p
       明顯，只有紅框內的鐵屑形狀是比較理想的。所以針對該刀片大小角度和R角以及槽型，推薦的切深和進給如下：
      
5 P2 W5 P& D4 Q8 E% F
       可以看到，推薦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）。

5 w8 L& T6 T( K3 M$ B' x       那么怎么根據槽型確定進給呢？
0 R7 t9 _6 h  t; p; R       常見的槽型有以下幾種（圖做很爛，意思明白就成）：
       1.
        
! {' p/ c, u4 J* t& {" S: m       2.
  ]7 P8 b4 N# V4 t: o      
# u1 q: d( w# d7 J0 C( J0 f! U        3.
        
( u" P; ^0 f: u; y, r0 r) |% z5 E8 d        4.
        
        5.平板的，也就是無斷屑槽，這種一般用于鑄鐵加工，或者短屑材料的加工。

        上述1～3種槽型，一般加工長屑材料時（鋼件，不銹鋼等），最小進給一般都會大于L值，否則，后面的卷屑槽將不起作用。
        第4種，由于前角很鋒利，沒有槽寬L，這種槽型的最小進給跟前角后角R角有關。前角不是夸張的話，一般02圓角f最小0.01～0.03，04圓角，f最小0.03~0.05左右，08圓角f最小0.08～0.12。可以理解為R角的1/10左右。當然，前角越大，f就要越小。
       加工鑄鐵的平板刀片，類似第4種，最小進給也和R角相關，即取R角的1/10左右。
7 N4 U0 a& x0 P0 K" ^& n) `: g       *注：上述跟槽型有關的建議值都是最小進給值。
) Q; V, _" l$ A) P/ f5 Y
       說完了進給和切深，影響最大的線速度就不得不說了。但是由于線速度牽扯的因素實在太多，也沒有一定的規則好遵循。所以只能簡單的說下我個人的推薦：
       主要分P，M和K類零件：
       1）P類（鋼件）
       CVD涂層：負前角：120～250m/min（硬度/ISO分組越高線速度越高，下同）
                        正前角：150～350m/min
       PVD涂層：負前角：80～150m/min
                        正前角：100～180m/min
% k/ h7 d* e6 e3 H) h
6 \% A8 a8 x) I9 r; e       2）M類（不銹鋼）
       CVD涂層：負前角：100～180m/min
6 P5 ^8 W+ p- O% w1 k3 Q                        正前角：120～220m/min
       PVD涂層：負前角：60～120m/min
6 i. d& G7 ?# X/ B8 l2 j  ?- `                        正前角：80～150m/min      

$ G1 ~! z( W/ o       3）K類（鑄鐵）
( y! F, @4 w' q* L       CVD涂層：負前角：150～300m/min
                        正前角：180～400m/min
       PVD涂層：負前角：100～200m/min
3 o; [8 h5 i0 a. }) @- M$ ~+ ?  v# X                        正前角：150～250m/min      

       *注：超細微粒PVD涂層刀具最小線速度可以達到50～60m/min，甚至更低。
) U. V4 b6 j. W; I, H& S       以上數值只是推薦，100m/min和500m/min一樣可以干活，差別只在于刀具壽命。在不追求效率的情況下，刀具線速度在承受范圍內越低越好（注意,CVD涂層刀片過低的話會產生積屑瘤）。然而，由于設備和人工越來越昂貴，單位時間成本也就越來越昂貴，所以刀具壽命和切削效率是一對矛盾體。如何取舍，要經過系統的測算成本。

        寫到這里，忽然發現，其實用刀具的人好好看下刀片盒子背面的推薦參數就啥都有了。
         
        簡單吧，簡單。簡單吧，不簡單。
        從事刀具銷售和技術工作好多年了，在客戶那里幾乎沒看到有幾個工程師會好好看小小刀片盒背面的信息。經常會有500m/min線速度，0.05進給，0.1切深加工，然后叫刀具壽命奇差。這不廢話嘛，你把自行車開法拉利那么快，不散架才怪！
& ?( i. \# `0 s% R& w- Q: K
       由于三要素在銑削中的應用跟車削中相差不大，限于篇幅，就不一一細說了。最后，讓我喊一聲“把刀用好”！
. O( h: h9 m! a; Y9 W

walyem

太專業啦

社區小義工

Sandvik Coromant

木子田

技術貼值得學習啊！

門童

其實除了這三樣，冷卻潤滑也很重要！把冷卻用戶，有時效率翻翻，刀具壽命也翻翻！

黃亨瑞

大俠的帖子真好，
有營養！

' D% k& \. o; {/ |“三要素”是基本功，
經過深入、延展后，
7 ~! Y' I$ t2 F( l( f. m能挖出“金礦‘。
& I  y1 d: U' E5 s" B/ ?( c; t" [操作者吃透，
0 @2 Y: r  @6 g' ^; _, [% T$ m' z可以頂半個工藝員；
" W; J/ O  G. h- C  N企業用到位，
% \4 G! y  E4 {& p1 [4 d質量成本管理才落到實處。

ltk5614

從沒看過刀具盒子背面，下周上班看看。

口風琴

好帖，實在，有營養！

hb406863722

大俠講的車削，但拍的刀片盒卻是山特維克銑刀片
( B; L( K( `, h- D

lhd1977

有用，下次試試