設計可轉位刀片前刀面的工程師需要相當水平的工程技能：與金屬切削原理以及切屑成型過程相關的知識茶凳；理解不同被加工材料特定的特征择示；了知粉末冶金原理以及制造燒結產品的限制豆赏；受過適用于刀具設計的培訓并具有相關設計經(jīng)驗挣菲。刀片前刀面決定了刀具的切削幾何形狀，乃至刀具的全體切削性能（切削能力）掷邦，對刀片前刀面進行最優(yōu)化的成型設計是刀片設計的關鍵所在白胀。

多年來，切削刀具制造商的技術選擇在很大程度上決定了刀片前刀面形狀抚岗。例如或杠，最早期的可轉位刀具所夾持的刀片前刀面是平的。而想要在車削加工中將長切屑打斷研矗，往往需要在刀體上額外安裝一個高于刀片的凸起部件赵溢。在某些刀具設計中，即便是卡固刀片的上壓爪也扮演著斷屑槽的角色芒浪。面對平前刀面車刀片的另一常見解決方案是通過磨削在刀片前刀面形成卷屑凹窩歧余。凹窩促使切屑折卷為螺旋狀切屑氢滋，進而折斷為更小的切屑段。以上兩種方式都是在特定的時間情境下迫不得已得出的跟努，但他們離完美尚遠价忙。

工件成為了切屑流向上的天然屏障，有時也會導致切屑折斷垛撬。切屑引起工件的嚴重磨損皮围，顯著降低刀具壽命。凹窩的形狀與尺寸嚴重依賴于砂輪达快，這大大降低了凹窩形狀的可能性捏裂。然而主要的問題是從長遠的試驗來看，完全有必要研發(fā)出能在加工各種被加工材料時確保具有穩(wěn)定加工性能的斷屑槽热品。在某種程度上而言巍糯，斷屑槽的設計更像是不斷試驗不斷試錯的過程。

粉末冶金技術的進步極大地改善了這一狀況客扎，帶來了新的機器設備及基于計算機的控制，顯著提高了一系列工藝過程的穩(wěn)定性及可靠性罚斗。燒結硬質合金產品的技術促成刀片前刀面具有多種多樣的形狀徙鱼，打破了刀片斷屑面對凹窩或對凸起部件的依賴。前刀面看上去可以具有凹面與凸面的結合针姿，局部凸起等等特點袱吆。這樣復雜的幾何形狀設計使得能提供必要的切屑成型，有效的切屑控制距淫。當今的可轉位刀片前刀面依然具有與此相同的表面肌理這一特征绞绒。

1.CAD帶來的沖擊

為切削刀具研發(fā)部門(R&D)引進計算機輔助設計CAD系統(tǒng)，對刀片前刀面形狀設計帶來不小的沖擊榕暇。CAD為刀具設計工程師們提供了強大的工具蓬衡，在刀片設計中能用于3D建模、工程技術以及分析可能出現(xiàn)的制約因素彤枢，當然狰晚，還用于設計刀片的前刀面。最先進的產品燒結技術與前沿的CAD系統(tǒng)以及最新式的CNC數(shù)控機床的結合须彼，標志著切削刀具行業(yè)的巨大飛躍乒萝。它不僅使得生產制造各式各樣具有復雜幾何形狀的刀片成為可能，還大大縮短了設計過程司箫。

切削刀具設計與生產制造水平的整體提升大大降低了對刀片檢測的需求想预。然而，通過切削加工試驗對具有新型幾何形狀的刀片進行切削性能的研究所需的時間仍相當長绕众。切削試驗考驗著所有的可轉位刀片設計瞪卜，而并不僅僅是車削肴摊。對于銑削刀片而言，前刀面形狀設計主要從切屑成型的角度考慮靴亩；銑削是斷續(xù)切削的過程血明，因此并無斷屑的困難。銑刀片前刀面設計的是卷屑槽伪睬；而車刀片前刀面設計的是斷屑槽腊尤。說得更明確一些，車刀片的前刀面設計也主要關注于切屑成型口溃，然而其必須也能斷屑揩页。從幾何的視角來看，每一可轉位刀片的前刀面都是凹面區(qū)域與凸面區(qū)域的結合體烹俗。

2.3D建模帶來的沖擊

科學研究爆侣、大量的試驗、對金屬切削領域沉淀的信息的分析幢妄，結合計算機技術的重大進步兔仰，為切削刀具領域提供了強大的新式設計工具，即切屑成型的三維建模蕉鸳。第一個簡化的切屑成型模型基于經(jīng)驗與計算數(shù)據(jù)乎赴，存在嚴重的誤差。隨著進一步的發(fā)展潮尝，基于有限元法FEM榕吼，將切削過程建模系統(tǒng)整體提高至全新的水平。今天勉失，切削刀具設計工程師們使用先進的軟件羹蚣，該軟件能實現(xiàn)無限接近于實際切削狀況的切屑成型仿真。盡管該軟件仍然不能取代切削試驗乱凿，卻對可轉位刀片的有效設計做出突出貢獻忘当，重點是，刀片的前刀面設計氏腐。

3.為加工作業(yè)適配相應形狀的刀片

伊斯卡甩宣，切削刀具領域的領軍公司，已實施了建模實踐冻哈，使得即便是在設計階段杯削，研發(fā)部門的工程師們就已能決定刀片的哪種幾何形狀適合于哪種應用。

(暫不可見)MG車削刀片

在車刀片CNMG 120404-F3P的設計中优隔，人們發(fā)現(xiàn)模擬切削運動在刀片前端面的形狀設計上很有用褐泊。復雜圖案的設計并不是研發(fā)團隊炫技之舉，事實上棋少，建模被證實在實現(xiàn)團隊確保最佳切削性能的目標上是非常有用的工具杯娶。

3.2.ICG刀頭黎伤，用于束魔變色龍鉆(SUMOCHAM)

鉆削難加工材料奧氏體不銹鋼及雙相不銹鋼（ISO M材料組）時存在困難，特別是鉆深很大時栅苞。為提高這類材料的鉆削加工性能催舅，伊斯卡研發(fā)出帶分屑槽的硬質合金刀頭ICG。刀頭直徑范圍為14-25.9mm蓄氧。刀頭裝夾于標準束魔變色龍鉆桿（SUMOCHAM）上函似，提供高品質的鉆孔加工，最大鉆深達12xD喉童。刀頭切削刃上設計有分屑槽撇寞，特別的卷屑設計確保具有出色的切屑控制性能，在深腔鉆削應用中的排屑問題就這樣被輕易地解決了堂氯。

在卷屑槽作用于切屑成型的過程中蔑担，切屑流建模是流程中重要的一步，也是決定設計方案是否成功所不可分割的一部分咽白。

3.3.NANMILL銑刀

在最新的“LOGIQ”系列中啤握，伊斯卡發(fā)布了一系列新型性能提升的切削刀具系列，并推出一系列小直徑可轉位銑刀（直徑小于20mm）晶框。盡管這一直徑范圍一直以來被認為更適合于整體硬質合金刀具恨统，新的可轉位銑刀作為取而代之的刀具依然表現(xiàn)出吸引力及成本優(yōu)勢。

直徑范圍為8-16mm的可轉位銑刀NANMILL系列集新設計概念于一體：夾緊螺釘位于刀片前端面三妈，螺釘頭扮演著夾緊楔塊的作用。然而莫绣，為防止螺釘端頭與生成的切屑之間產生任何形式的接觸（這是這款設計所潛在的結果）策见，刀片卷屑槽還需額外解決這一難題。卷屑過程的建模是成功解決這一問題的關鍵所在妆浅。

切屑成型仿真已成為有效塑造刀片前刀面的有用的工具蒜材。關于建模進一步的進展應該是為刀具設計工程師們帶來更接近于優(yōu)化的卷屑槽形狀，能顯著提高設計刀具的品質爵缸。

（伊斯卡技術經(jīng)理 Andrei Petrilin）

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