可轉位的新標準刀片：精心設計的複雜形狀可實現有效切削

鎢鋼可轉位刀片是當今切削刀具不可或缺的一部分。鎢鋼刀片於60年代初問世，其刀具設計發生重大變化，將帶有鎢鋼刀尖的刀具安裝在後燃燒器上。可轉位刀片的機械夾持在生產率及有效使用鎢鋼和刀具維護方面提供顯著優勢。

技術和冶金學的進步促進可轉位刀片的開發，這種可轉位刀片比其前任產品要先進得多，而複雜的形狀已取代了過去刀片的簡單形式。

刀片的形狀是鎢鋼切削刀具幾何形狀的關鍵因素。例如，在銑削時，通過改變刀具中刀片位置的幾何形狀變化非常有限，結果離最佳結果差遠。有效的機加工要求沿著切削刃的固定前角和後角，這需要刀片頂部（以及雙面刀片的底部）及其周邊的複雜輪廓。刀面加強切削刃和次刃的刃口，從而通過向下斜銑加工來更好地銑削，這進一步增加了設計的複雜性。

刀片必須確保精確控制切削動作所產生的切屑流，因此與切削刃相鄰的前刀面上的斷屑槽必須經過特殊設計。這對於車削尤為重要，特別是在加工材料產生長切屑的情況下。在此，斷屑槽控制切屑流向，從而使切屑翻轉並分成較小的片段。

尋找有效的切削和切屑控制的最佳刀片形狀並非易事，刀具製造商已利用新技術來開發成功的解決方案。

可轉位刀片是燒結產品。將專用的自動化和電腦控制系統集成到刀具製造設備中，可確保粉末冶金工藝的穩定性和可重複性。結果，可以壓制複雜的形狀而不必擔心出現裂紋，並且開發用於形成具有挑戰性的刀片幾何形狀的技術基礎。

確保令人滿意的切屑控制（特別是斷屑）的表面是凹凸元素的組合：凹槽、凸台等。通過磨削製造該表面非常有限且昂貴。這是第一代可轉位刀片採用扁平形式的主要原因之一。相反，利用粉末冶金，可以根據需要構造刀片的前刀刃。

如今，切削刀具設計工程師可以使用先進的工作工具，例如計算機輔助設計（CAD）和建模，它們實質上改變刀片開發的過程。新方法開闢模擬各種過程的可能性，例如切屑形成和切屑流動。因此，可以通過更改虛擬刀片的各種參數，在計算機上設計出最佳的幾何形狀。製造技術和設計方法這兩個方面的進步已導致可轉位刀片生產的重大突破。

ISCAR的用於面銑刀的IQ845 SYHU 0704刀片是計算機建模和高級沖壓如何成功生產出產品的一個很好的例子（圖1）。計算機建模對切屑流的影響極大地優化該系列的前刀面形狀。 ISCAR刀片 CNMG-F3M（圖2、3），該刀片專門設計用於ISO M材料（奧氏體、沉澱硬化和雙相不銹鋼）的精加工。粉末冶金應用於刀片的表面及其切削刃。例如，ISCAR MILLSHRED系列的刀片P290 ACKT具有鋸齒狀的切削刃（圖4），可用於燒結。鋸齒狀的切削刃將切屑切碎，因此大大改善了在不穩定條件下的銑削效果。

一旦機械行業學會了生產具有可接受的精度和尺寸穩定性的燒結刀片，搭配機械夾持刀片的切削刀具的概念就被推到了釬焊的切削刃應用領域。但是，對於高精度切削，旋轉的鎢鋼以及釬焊刀具仍保持領先。與帶有刀片的組裝好的刀具相比，一件式整體刀具經過嚴格的公差限制磨削，始終具有精度優勢。有一種可行的可轉位替代方案，不僅可以克服精度不足的問題，還可以通過使其通用性和經濟性來改進刀具：一種創新而又簡單的模塊化刀具，可以結合各種可更換的鎢鋼刀頭。

ISCAR的刀具系列針對不同類型的加工：MULTI-MASTER（銑削和鑽孔）；T型槽（銑槽和槽）； SUMOCHAM、CHAMIQDRILL和CHAMDRILL（鑽探）； BAYO T-REAM（擴口）。製造可更換的刀具刀頭是基於先進的壓制和燒結工藝。刀頭有兩種。一種是長度減小的刀具，通常由鎢鋼製成，而第二種刀頭則具有特定的預燒結形狀，可通過精磨達到最終尺寸。粉末冶金技術的進步影響第二種噴頭，而技術進步已成功生產出高度特殊的形狀，以改善切削性能和切屑控制，而使用磨削操作很難或甚至根本無法達到這種形狀（圖5）。

現代技術的發展為用各種形狀的鎢鋼生產可轉位刀片和可更換刀頭打開了大門。這反映該領域多年研究和開發的成果，並進一步說明ISCAR對開發加工性能的承諾。從本質上講，可轉位切削刀具僅包括三個部分：刀具主體、刀片（刀片）或刀頭以及夾持元件。

儘管尺寸小且結構均勻，但這種現代刀具精心設計的切削區域可直接去除材料。 ISCAR的研發部門致力於智能切削刀具解決方案和技術的發展，以改善金屬切削的生產流程。

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圖2


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圖5