MF5槽型——刀具的几何角度因素

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 当尝试对刀片的价值进行评定时，需要知道加工过程中的几件事情。
    
    首先，刀片的性能由硬质合金的材质等级决定，而材质等级必须由使用者根据工件材料来选择。这两者之间的共性是切削速度。切削速度和硬质合金材质等级是在选择时考虑其相互配合的两个参数。
    
    其次，刀片的性能也非常依赖其几何角度，而刀片的几何角度必须根据所进行的加工类型来选择，如粗加工还是精加工。这里的共性指标是几何角度相关的切削工况（进给量和切削深度）。
    
    在本文中，我想强调切削刃的几何角度及如何正确地建立几何角度和切削深度、进给量和所进行的加工类型之间的关联关系。
    
    几何角度类型
     
    硬质合金刀片的几何角度有两种基本的类型。第一种被称作微观几何角度或一种锋利的微观几何角度，它距切削刃非常近。在形成切屑的那一刻，靠这部分的几何角度来弯曲、折断和切除。这些典型的“F”槽型生成短切屑。像这样的切削刃的机械强度是相当有限的——每样东西都集中在切削刃上，提高了脆性。这就要求我们在使用这种类型的槽型时限制切削深度和进给量。
    
    另一种几何角度的基本类型被称作粗加工槽型或“R”槽型。粗加工槽型的大优势是它使切削刃的强度更好；缺点是我们让排屑更自由，生成更长的切屑。
    
    最有意思的几何角度是“F”和“R”槽型的组合。在山高，我们把这些组合的槽型称作“M”槽型，例如新的MF5槽型。有了这些槽型，我们试图找到机械强度和良好的断屑能力尽可能最佳的组合。
    
    无论我们提供什么样的槽型，我们总是能让它工作，只要我们遵循一些有关切削工况（即切削深度和进给量）的基本原则。
    
    切削深度的基本原则是它绝不能小于刀片的刀尖圆弧半径。例如，如果你使用的刀片的刀尖圆角为0.8 mm，最小切削深度通常应该是0.8mm。但是，在精加工时，我们必须接受这一总是生成长切屑的自然趋势，因为我们的用量低于这个限制值。
    
    选择的切削深度也不能太高，因为我们会冒刀片机械负荷超载的风险并将最终导致刀片破坏。
    
    基本原则是切削深度绝不能超过切削刃的有效长度（对于如“V“形刀片之类更易碎的刀片，我们必须进一步降低那个数值）。
    
    对于一片刀片，我们必须考虑的另一件事是进给量。通常，进给量的最大值是刀片的刀尖圆弧半径的一半。例如，如果你有一种刀片的刀尖圆弧半径是0.8mm，通常我们使用的进给量绝不能高于0.4mm。 
    
    修光刃刀片
    
    对于所谓的“修光刃”刀片的需求在不断增加。修光刃提供了克服这种进给量限制的可能性并能应用更高的进给量（以较小的切削深度），即使刀片具有较小的刀尖圆弧半径。牢记，当你需求生产率最大化时，这是很重要的。
    
    进给量不能太小，因为切削刃将不能切削而且加工随即减为摩擦过程。对于某些“F“槽型，我们能获得非常低的进给量，因为这些切削刃是针对非常低的进给量进行专门开发的。
    
    另一个非常重要的因素是切削深度和进给量之间的比值，用以获得成形良好的切屑，如不太长也不太短的切屑。切削深度与进给量的比值也应该在某个范围之内。基于英制计量的长切屑材料，切削深度与进给量的比值应该在5到15之间。
    
    通常，我们认为切削深度与进给量的理想比值约为10。例如，如果我们已经选择了进给量约为0.3mm，与其结合使用的理想切削深度将是3mm。
    
    理想的比值
     
    所有这些考虑因素，当被一起放在一张图上，就是我们大多数客户所熟知的断屑图。切削深度不能太高也不能太低；切削深度与进给量的比值应该接近形成正确切屑形状的理想状态，而且这两者的数值不能太高，因为不然的话我们将冒刀片破坏的风险。看一下断屑图，你能直接地看出如何解决断屑问题。如果你正在使用的这些参数超出范围，问题就将产生。
    
    当然，几何角度对于车削加工的影响有很多内容可讲。切削刃的几何角度是切削刃本身的几何角度、断屑槽型和刀尖几何角度的总和。正确选择几何角度的最佳组合为进一步优化选择提供了很多种可行性。
    
    如果用户希望再向前一步并恰好需要一些经过技术优化的刀片，这也可能使用如MF5这样的新槽型。
     
    在切削区，我们看到“MF”槽型表现出它是一种相当锋利的槽型；使用这种类型的刀片，切削力及那些与切削力相关的参数是相对较低的。这种锋利的切削刃与一种我们称作“R”槽型的几何角度相结合，就在距切削刃的十分之几毫米处。它是一种为切屑顺畅地形成提供一些空间的几何角度，进一步降低了作用在切削刃上的切削力。
    
    在这个方面，MF5槽型是一种机械强度相当好且在选择切削深度和进给量时给我们更多的确定性，结果使切削力更低。在车削时，这是一种非常引人关注的情形，因为我们还进一步降低了振动的风险，我们不必需要太多的功率来使刀片工作，而且我们也没有太多让工件或刀具产生弯曲变形的风险。

如果我们朝着刀片的刀尖看过去，我们能看到两个小的凸台，它通过限制切屑从切削刃上排出的自由度来提供良好的切屑控制。在刀片前刀面上的那两个凸台在某种程度上为我们提供了神秘的优势；与冷却液的压力结合在一起，它们朝着刀尖方向推过去，形成一种“压力舱”。我们能看到冷却液会进入到压力舱，在切屑的底边上生成额外的压力并进一步将其抬升。这个压力有利于切屑的折断。这是我们第一次看到这种类型的槽型，而这肯定会为加工的优化提供非常大的优势。通过使用这种槽型，生成过长切屑的风险被极大地降低。
    
    如果被正确地使用，我们在MF5内设计的切削几何角度是针对金属加工的现代思想进行“定制”的。

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