刀具刃口半径和刀尖半径的区别

机加工或金属切削是一种减材制造工艺，其中使用切削工具从预成型坯料中以切屑的形式逐渐去除多余的材料，以赋予预期的形状、尺寸和表面光洁度。为了连续去除（剪断）材料层，锋利的刀具是必不可少的。在加工过程中，基于预期特征的几何形状和选定的操作，在特定方向上提供工件和切削工具之间的相对运动。因此，刀具通过其尖端压缩一层薄薄的材料，然后将其剪掉。由于整个材料的剪切作用是由该刀具实现的，所以它的几何形状、方位和材料是影响整个加工性能的三个关键因素。

刀具几何结构包含什么？

刀具几何处理直接影响加工能力和性能的切削刀具的各种几何特征。每种加工操作都有一个基本的刀具形状；然而，许多几何特征可能在一定限度内变化，以在特定条件下提供最佳结果，保持基本形状不变。此类特征也在各种工具指定系统（例如 ASA、ORS、NRS、MRS 等）中以标准化方式显示。

前刀面和后刀面是每个刀具的两个重要表面，它们的倾斜度分别用前角和后角来表示。某些刀具也可能有多个后刀面，因此它们被称为主副后刀面，相应的角度称为主副后角。特定刀具可能具有基于其测量方向（或平面）的不同角度，并且同样反映在刀具特征中（例如，侧倾角和后倾角 - 均表示前倾面的倾斜度，但方向不同）。

除了前角和后角之外，刀具签名还可以显示其他信息，例如刀尖半径。但是，工具几何形状可能包含除工具签名中的信息之外的其他相关信息。边缘半径就是一个重要的例子。

刀刃和刀尖的概念

当两个实体表面相交时出现物理边缘，当三个或更多实体表面相交时出现鼻子。在刀具中，前刀面和后刀面相交处出现刃口，称为切削刃。如果刀具包含两个后刀面，则会产生两个切削刃——主切削刃（前刀面和主后刀面的交点）和副切削刃（前刀面和副后刀面的交点）。一个刀具可能包含一个或多个切削刃，因此刀具可以分为单点刀具和多点刀具。

当三个刀尖面（前刀面、主刀面和辅助刀面）相交时，刀尖就出现了。在加工过程中，这个机头与工件保持物理接触，并受到极大的压力和摩擦。

什么是边半径？

没有边缘是完全锋利的。即使它非常锋利，也无法准确测量，因为每种测量仪器的能力有限。事实上，锐度不能直接测量。测量的是边缘圆度，锐度与圆度成反比。边缘的圆度或半径越高，越不锋利。所以圆度是边缘半径的定量测量；而锐度是基于圆度值的定性测量。

边缘半径值： 虽然理论上圆度的最低限度是相关材料的原子半径，但实际上这样的边缘强度很低，因此没有应用。这表明非常锋利的切削刃（非常小的半径）将具有低强度，因此会在加工过程中快速断裂。因此，在刀具的每个边缘都提供了合适的圆度，从而不会很快失效或变钝。边缘半径值通常在微型和精密工具的 0.5 – 10µm 和传统工具的 10 – 500µm 之间变化。

边缘半径对宏观加工的影响： 在车削、铣削、钻孔等传统宏观加工中，该参数对整体加工性能的影响微乎其微，因为未切削的切屑厚度远远大于刀刃半径。通常未切割的切屑厚度为 0.2 – 2mm，而边缘半径为 0.5 – 10µm；这意味着大 500 – 1000 倍。由于它在常规加工中是微不足道的参数，因此不包含在相应刀具的刀具签名中。

边缘半径对微加工的影响： 然而，当以微米或纳米尺度进行加工时，边缘半径成为影响切削能力和加工表面质量的一个主要参数。在这种情况下，刃口半径与未切削的切屑厚度相当。例如，在微型铣刀（微型立铣刀）中，刃口半径通常为 2 – 5 µm，而进给率（相当于立铣中的未切削切屑厚度）仅为 0.5 – 10 µm/刃。同样，在金刚石车削（精密加工）中，边缘半径是一个重要参数。各种调查表明，最小切削深度必须在刃口半径的 10 – 50%（基于其他参数）范围内，以便在每次走刀时有效地去除材料。

什么是机头半径？

在刀具中，刀尖是前刀面、主后刀面和副后刀面相交的结果。像往常一样，它不能完全锋利，并且在刀尖上提供了一种合适的圆度。当在参考平面上测量时，这个圆形鼻的半径给出了鼻半径的值。它是常规加工的一个重要参数，它的值也接近于未切削的切屑厚度。

刀尖半径值： 传统刀具的刀尖半径通常在 0.8 – 2mm 之间变化；而未切割的切屑厚度可以是 0.2 – 2mm。对于微型刀具，刀尖半径要小得多，通常为几十微米。

本文介绍了边缘半径和刀尖半径之间的科学比较。总而言之，可以说在切削刃上提供的半径基本上是边缘半径，而在刀尖上提供的半径称为刀尖半径。在传统的宏观加工中，边缘半径影响不大，但在微观或精密加工中，它是一个主要参数。然而刀尖半径总是影响加工性能。