背景：

　　隨著時(shí)代的變遷，切削刀具的形狀和切削刃幾何參數(shù)經(jīng)歷了一系列有趣的演變。

　　伴隨著對更高生產(chǎn)效率和加工效率的不懈追求，研制新合金牌號并推介至生產(chǎn)車間，促使了智能精密刀具演變的日益加快。客觀而言，金屬切削可轉(zhuǎn)位刀片不斷演化，其幾何參數(shù)被不斷地修正，形狀也經(jīng)歷了多次重新設(shè)計(jì)。

　　在20世紀(jì)中葉，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布了ISO標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了制造可轉(zhuǎn)位刀片應(yīng)遵循的具體尺寸和特性，其目的在于保證不同制造商的可轉(zhuǎn)位刀片和刀槽的兼容性。

　　ISO標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)床操作員、安裝協(xié)調(diào)員以及生產(chǎn)組長們一貫執(zhí)行的規(guī)范，但新的技術(shù)革命催生了一系列設(shè)計(jì)迥然不同的刀具，它們不僅具有令人印象深刻的幾何形體，能滿足各行業(yè)對高速刀具的苛刻要求，還同時(shí)保持較長的每刃壽命。

　　緣起：

　　為了提升生產(chǎn)效率和實(shí)現(xiàn)快速金屬切削（FMR），人們不斷拋開ISO標(biāo)準(zhǔn)另辟蹊徑，追求精密獨(dú)特的切削刃幾何參數(shù)設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的途徑之一是尋找一種提高切削速度和進(jìn)給量的方法，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)切除大量材料。

　　然而，對刀刃幾何形狀進(jìn)行改進(jìn)以提高加工效率的嘗試遭遇到了小功率CNC加工中心主軸功率不足、低扭矩、夾具夾持力不足等限制因素的制約。

　　考慮到上述限制，刀具制造商把主要精力集中在設(shè)計(jì)更低切削力的刀片刀刃上。切削力減小后，即使提高刀具進(jìn)給量和切削速度，也能夠使刀具的加工操作相對平穩(wěn)；而且，因切削力的降低，還能在一定程度上降低振動。

　　超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金基體的發(fā)展，兼以一系列出色的耐熱、耐磨涂層，以及先進(jìn)的粉末金屬壓制技術(shù)，共同促進(jìn)很多具有獨(dú)特幾何形狀、新穎切削刃刀具的成功問世。

　　來自計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展，如CAD/ CAM軟件及其他設(shè)計(jì)軟件，也使得研發(fā)部門的工程師及刀具設(shè)計(jì)工程師受益匪淺。

　　計(jì)算機(jī)軟件、有限元分析系統(tǒng)和仿真軟件成為研發(fā)部門工程師達(dá)成設(shè)計(jì)目標(biāo)的主要支持及輔助工具。在對切削刃的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，這些軟件可以提供正確的決策數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步提高加工效率和生產(chǎn)效率。

　　在這種創(chuàng)新趨勢下誕生了螺旋切削刃，這種刀具不僅可以降低能耗，而且能夠在低功率機(jī)床上實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的加工任務(wù)。同時(shí)，這種創(chuàng)新趨勢也促進(jìn)了大正前角切削刃、立裝夾持機(jī)構(gòu)以及其它高性價(jià)比設(shè)計(jì)元素（如多切削刃刀片）的發(fā)展。

　　下面按加工類別對幾款新型刀片進(jìn)行介紹：

　　銑削

　　革新的可轉(zhuǎn)位刀片設(shè)計(jì)，先進(jìn)的幾何形體等一系列對刀具的改進(jìn)提升了刀具在切削加工中的表現(xiàn)，通過銑削加工最能體現(xiàn)。

　　從數(shù)學(xué)公式計(jì)算的角度看，提高切削速度和進(jìn)給量在銑削加工中具有關(guān)鍵作用，因其直接作用為提高金屬去除率（用Q表示）。

　　伊斯卡正在著力推進(jìn)刀具的幾何參數(shù)的改變、創(chuàng)新發(fā)展切削刃的形狀和設(shè)計(jì)，以便讓用戶能夠獲得更高的金屬去除率Q。

　　銑刀片結(jié)構(gòu)日新月異，演變?nèi)栽诶^續(xù)。提升生產(chǎn)效率，推動銑削理念的不斷推陳出新，設(shè)計(jì)指向更高進(jìn)給率、直指高金屬去除率。

　　案例之一，伊斯卡飛碟銑刀（Feedmill）凸三角形銑刀片，大圓弧切削刃，具有刀片進(jìn)給速度高，每齒去除材料多的優(yōu)點(diǎn)。

　　另外，刀片底部帶有圓柱形凸起部分，該凸起部分能夠安裝在刀槽內(nèi)的匹配孔里，這使得刀片可承載更高的切削力，并能夠在超常規(guī)進(jìn)給速度下運(yùn)轉(zhuǎn)?；诖嗽O(shè)計(jì)，刀片的夾緊更加牢固，并將通常作用于夾緊螺釘?shù)拇蟛糠謶?yīng)力傳遞至凸起部分。由于刀具獨(dú)特的幾何參數(shù)設(shè)計(jì)，使切削力沿軸向作用到主軸上，即使應(yīng)用于大懸伸加工，也能保持很高的穩(wěn)定性。

　　案例之二，在立裝銑削系列中，蝴蝶刀片表現(xiàn)出高的切屑可控性。立裝夾持機(jī)構(gòu)減小了施加在螺釘上的應(yīng)力，進(jìn)而消除了螺釘失效的潛在風(fēng)險(xiǎn)。蝴蝶銑刀（TANGMILL）單次走刀就能實(shí)現(xiàn)切深達(dá)14mm的高精度90°方肩銑。立裝銑刀片兼以大正前角切削刃，可降低加工過程中的切削力。

　　案例之三，伊斯卡風(fēng)火輪（Shredmill）系列銑刀，該銑刀刀片為圓形，帶有鋸齒切削刃。刀片底部帶有一個(gè)圓柱形凸起部分，刀片可實(shí)現(xiàn)四次轉(zhuǎn)位。

　　在進(jìn)行超深腔銑削加工時(shí)，即使空冷吹氣進(jìn)行排屑，由于切屑形狀、重量和尺寸的影響，排屑也會經(jīng)常出現(xiàn)問題。在深腔加工中，有一種現(xiàn)象，就是對余留的長切屑，一起進(jìn)行二次切削。

　　而使用風(fēng)火輪刀片進(jìn)行加工時(shí)，由于其獨(dú)特的鋸齒切削刃設(shè)計(jì)，產(chǎn)生的切屑很小，避免二次切削。

　　另外，刀片切削刃上的鋸齒交疊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了“全效率”刀具結(jié)構(gòu)。深腔大懸伸刀具容易引起振動和不穩(wěn)定。

　　案例之四，為實(shí)現(xiàn)模具加工中的大進(jìn)給粗銑及型腔加工， HELIDO H600刀片植入了三種成熟的設(shè)計(jì)理念：螺旋切削刃使刀具切入更加平穩(wěn)；17°主偏角減少了刀具的徑向力；伊斯卡束魔涂層技術(shù)（Sumo Tec）延長刀刃使用壽命。每個(gè)凸三角形刀片周邊磨制形成六個(gè)切削刃，并緊固在楔形定位槽內(nèi)。

　　切槽和切斷

　　案例之五，五角霸王刀的問世。對于切槽和切斷加工，刀片的幾何參數(shù)和形狀從單刃、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)刀片演變?yōu)槲褰切蔚镀?，這種刀片具有五個(gè)切削刃，每個(gè)切削刃都帶有卷屑槽。因此在進(jìn)行切槽、切斷和側(cè)壁車削時(shí)經(jīng)濟(jì)性很高。

從幾何學(xué)角度而言，由于五角刀片帶有止推擋塊，因此具有很高的徑向精度。

　　這種多功能車刀在進(jìn)行切槽、側(cè)壁車削和端面車削等一系列工作時(shí)，確保在大切深、高進(jìn)給情況下工件側(cè)壁具有高精度。

　　這種五角形設(shè)計(jì)使刀片更加強(qiáng)固，因此具有更高的切削參數(shù)、更出色的直線度及表面光潔度，尤其是在槽底和側(cè)壁處。

　　案例之六，立裝槽刀，譬如，TANG-GRIP立裝自夾式槽刀，單頭，全新的夾持方式。此設(shè)計(jì)使得刀片高剛性立裝夾持于刀槽，刀槽壽命更長。另外，可實(shí)現(xiàn)在高進(jìn)給率下，獲得高直線度和高表面光潔度。此類刀具，切削力作用于接觸面長，剛性佳的刀槽后壁。

　　與先前的夾緊系統(tǒng)相比，這種新型設(shè)計(jì)的刀具沒有上壓爪，因此更適用于大直徑工件的切斷和斷續(xù)加工，排屑更流暢。所有這些特性使退刀時(shí)刀片可能脫落的問題得以解決。

　　結(jié)束語

　　如今，整個(gè)制造業(yè)都在努力提高生產(chǎn)效率。越來越多的制造商正在積極優(yōu)化生產(chǎn)過程，期望將生產(chǎn)成本降到最低。

　　這種不遺余力的追求，顛覆了傳統(tǒng)刀具在形狀、幾何參數(shù)和卷屑槽方面的設(shè)計(jì)理念。

　　在這種創(chuàng)新趨勢下誕生的螺旋切削刃刀具不僅可以降低能耗，而且能夠在低功耗機(jī)床上進(jìn)行高強(qiáng)度的加工任務(wù)。同時(shí)，這種創(chuàng)新趨勢也促進(jìn)了大正前角切削刃、立裝夾持機(jī)構(gòu)以及其它高生產(chǎn)效率設(shè)計(jì)元素的運(yùn)用。