优化刀具寿命：导程角对车削操作的影响

厌倦了使用菱形切削工具进行导角工作？我们探索由导角带来的问题，并与刀具制造商讨论优化以满足您的需求的最佳方法。

对于通用车削加工，CNMG 型 80 度金刚石长期以来一直是首选刀片。它们广泛可用，价格合理，并且在各种材料中提供良好的刀具寿命。它们还允许机械师使用相同的工具来面对和转动工件，从而简化设置并减少因换刀而浪费的时间。由于这种双重用途，80 度金刚石至少可以腾出一个工具站，这对于拥挤的车床刀塔来说是一个重要的考虑因素。

现状：负导程角影响刀具寿命

当工件材料属于“切割起来不太有趣”类别时，挑战就来了。镍或钴基耐热超合金，例如 Inconel 718 和钴铬 (CoCr)、Ti-6Al-4V 钛、大多数工具钢以及 300 系列或 PH 不锈钢会给机械师带来许多问题，包括积屑瘤 (BUE)、后刀面磨损过度，尤其是切深开槽。

不幸的是，这些问题在某种程度上是自己造成的。通过使用 80 度金刚石刀片，车床机械师使用负 5 度导程角刀具进行切削，这对刀具寿命不利——假设使用通常的“端面和车削”式刀柄。无论是铣削还是车削，切换到正导角不仅可以使切屑变薄，而且可以将切削力分散到更长的硬质合金长度上，从而减少或在某些情况下消除故障模式。

“负导角刀具是所有车削刀具中最常用的，”肯纳金属公司美洲知识中心项目经理 Aaron Schade 说。 “这并不意味着它们是最好的，只是每个人都在使用它。因为您在两个方向都有间隙，所以负前导角使工具更加通用——您可以面对零件然后转向肩部，而具有正前导角的工具意味着您需要第二个返回这些操作的工具。”

圆与圆：圆形刀具刀片的价值

虽然这些好处难以量化，但改用具有正导角的刀具可以显着提高刀具寿命。当刀具寿命更长时，生产率就会提高，这要么是因为停机时间减少，要么是因为进给率可以显着提高。

“我们尽可能推荐圆形刀片，主要是因为对于希望在尽可能短的时间内去除大量材料或刀具寿命有问题的客户来说，它们是最具成本效益的解决方案，”产品经理 Aaron-Michael Eller 说用于山高刀具的 ISO 车削和高级材料。 “例如，在使用浅切深的直线转弯中，您可以轻松地为每个刀片获得十几个或更多的索引，并疯狂地喂它。”

这就是为什么肯纳金属、山高刀具、山特维克可乐满和所有车削刀具制造商提供的刀柄可以接受具有 15 度、45 度和 75 度主角的圆形和各种菱形刀片。所有这些都为显着改善车间的车削操作提供了机会。

不是那么快：导程角会导致颤振和工具偏斜

然而，尽管有潜在的好处，但也有不利的一面——随着导角变得更正，刀具啮合增加，产生更高的切削力，现在沿径向移动；机械师可能已经消除了切深缺口，但可能会面临颤振和刀具偏斜。

此外，切屑变薄效应意味着这些切屑更难控制，可能需要更高的进给率来补偿。正是这些考虑，再加上需要第二把工具来面对工件并清理与任何肩部相邻的未切割区域，这解释了为什么大多数机械师采用阻力最小的 80 度路径。

虽然采用正超前角转向策略无疑是一种平衡行为，并且可能需要一系列耗时的测试才能掌握，但两位专家都同意，对于正确的应用，这是值得付出努力的。

“是的，您将需要一个相当严格的设置，是的，您必须稍微调整您的工艺，但正导角通常等同于提高金属去除率、刀具寿命和生产率，”山高的 Eller 说。

为什么正确的刀架如此重要？阅读“ 高性能加工课程：不要忘记刀柄 。”

确定最佳切削刀具没有神奇的公式

第一个过程变化是确定什么导程角是最好的。这个过程绝对是更多并不总是更好的例子之一。假设切削深度恒定，从负 5 度刀具切换到具有正 45 度导程角的刀具可将工件接合度提高 40%。同样，几乎肯定需要调整切割参数才能达到预期的效果。

由于切削力始终垂直于刀具的导程角，因此正向意味着更大的径向刀具压力施加到工件上。在这些情况下和大多数钻孔操作中车削细长轴和薄壁零件时，中性导程角通常是最好的，因为进给力几乎完全在 Z 轴上。这是一个复杂的权衡。不幸的是，没有确定最佳切削刀具的神奇公式。

“您需要充分了解导程角对车削操作的影响，但同时要认识到零件配置在刀具选择中也起着至关重要的作用，”Schade 说。 “如果它是没有台肩和端面的直 Z 轴切割，那么实际上有无限数量的工具选项，而底切、仿形、台肩和其他零件特征往往会限制使用单个工具可以完成的工作。”

“加工中的一切都取决于应用程序，最重要的是掌握可用选项并充分利用它们 - 切换到正导程角就是这样的选项之一，”Schade 说。

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