多邊形刀片車削技術，高效加工新突破
2025-8-20 來源：伊斯卡 作者：-
"每款新型刀具的誕生，都將為加工工藝帶來全新突破"。可轉位刀片通過幾何拓撲學的創新突破，從簡單構型發展為高度復雜的立體形態，在降低成本的前提下實現切削力學的精準調控，最終達成效率與精度的雙重躍升。
01、從“舍棄式”到“可轉位” 刀片幾何設計的進化之路
將硬質合金可轉位刀片以機械方式夾緊到刀體上形成組裝式切削刀具的概念在 20 世紀 50 年代末首次得到實際應用。自此，隨著粉末冶金和壓制技術的進步，刀片幾何形狀經歷了顯著演進，已從早期相對簡單的幾何構型發展為高度復雜的立體形態。在現代刀片設計中，傳統棱角分明的平面結構已普遍被流暢的三維曲面所替代，這些創新源自持續優化的設計實踐，旨在實現以下技術目標的完美平衡：
? 優化切削幾何構型實現高效切屑控制與理想斷屑形態。
? 智能輪廓設計拓展加工適應范圍。
? 切削材料的高效可持續利用。
應用于車削、銑削、鉆削及螺紋加工的可轉位切削刀片，其幾何形狀呈現出顯著多樣性：包括方形、圓形、八角形、菱形、三角形、曲線形等多種構型。按切削刃分布可分為單面刀片（僅上表面設切削刃）與雙面刀片（正反兩面均設切削刃，可翻轉使用）。值得關注的是，相關術語體系也隨之演變：早期機械夾固式刀片被稱為"舍棄式"，強調其一次性使用特性；而現代術語則普遍采用"可轉位"這一表述，著重體現刀片多切削刃重復利用的技術優勢。
表面看來，刀片的幾何形狀與表面構型似乎已趨于極限，豐富多樣的刀片輪廓設計似乎接近飽和。然而，刀具制造商持不同見解——為達成前文所述技術目標的最優平衡，他們持續推出創新幾何構型的刀片設計。值得注意的是，即便采用成熟的經典刀片配置，同樣能滿足新的設計需求。這一理念的最新例證，可見于ISCAR最新LOGIQUICK系列中的可轉位車削刀片創新設計。
02、五邊形高效切削方案 經濟性與多功能性的完美融合
POMG是一款雙面五邊形硬質合金刀片，是DOVE-IQ-TURN車削系列刀具的最新產品。其五邊形結構和可翻轉設計提供十個可轉位切削刃（頂面五個，底面五個），實現最佳成本效益。特殊設計的側面形狀使刀片能夠牢固夾持在燕尾形刀槽中，確保極高的剛性固定以承受加工過程中的重大機械負荷。該刀片設計用于兩種不同切入角的刀具：55°用于切深達5毫米的粗加工到半精加工，14.5°用于切深不超過1.5毫米的高進給車削。刀片轉角采用圓弧過渡設計，兩側各配有一個修光平面，該設計旨在提高表面粗糙度，即使在高進給率粗加工時也能保持良好效果。（圖1）
綜上所述，這種正五邊形刀片憑借其創新的設計特性，實現了三大核心優勢：高經濟性、多功能性和結構耐久性，既能保證高效切削，又能獲得優質表面加工效果。這為降低加工成本（特別是粗車工序）提供了新的技術解決方案。
03、內凹六邊形刀片 幾何創新解鎖多向切削潛能
在車削加工中，幾何形狀為內凹等邊六邊形的可轉位刀片具有顯著優勢——可大幅擴展刀片的有效加工范圍。該幾何形狀既能加工難到達的切削區域，又可增加可轉位切削刃數量。其對稱性完美適配多向切削的工藝要求。因此，ISCAR最新Q6-MNMG刀片采用內凹等邊六邊形設計絕非偶然，該刀片裝配于QUICK-TURN系列刀具，可實現多向（如正向/反向）車削、仿形加工、端面車削等操作，尤其適用于高負荷粗加工工況。為確保多向車削時的定位穩定性并承受變向切削力，刀片正反兩面均設有三條定位棱脊，與刀槽底部的對應溝槽精準配合。值得注意的是，這些位于前刀面的棱脊結構不會阻礙切削過程中的排屑。這款采用內凹六邊形可轉位刀片的全新解決方案，不僅展現出卓越的加工性能，更能通過單一多功能車刀完成多樣化加工任務。（圖2）
內凹六邊形刀片在QUICK-T-LOCK系列產品中獲得了進一步應用，該系列同樣專為多向車削而設計。與前述基于負型刀片概念的方案不同，單面設計的QUICK-T-LOCK產品系列刀片Q3-MCMT刀片采用正角結構——其側面為傾斜面且底部尺寸小于頂部。相較于雙面刀片的負角輪廓，Q3的構型提供了更具正前角的切削角度，可實現更輕快、更平穩的切削。此外，Q3刀片的傾斜側面為加工難到達切削區域提供了更好的可達性。不過，單面刀片設計僅提供三個切削刃，數量僅為Q6刀片的一半。（圖3）
綜上所述，內凹六邊形幾何設計可成功應用于多向車削刀具的刀片設計，既能滿足大負荷粗加工需求，又能勝任精密輕切削加工。
04、刀座系統 幾何兼容性的智能化實踐
如何將不同形狀的刀片安裝在同一刀體上？解決這一難題為刀體的智能化應用注入了新動力，提升了其多功能性，并減少了客戶需要儲備的刀具種類。有時，一個精心設計的刀片槽可適配不同形狀的刀片。然而在大多數情況下，刀片槽的構型與刀片形狀密切相關，因此刀片槽基本上僅用于安裝相同輪廓的刀片。
針對此問題的有效解決方案是采用可更換式刀座模塊，這些模塊可安裝在刀體上。每個刀座模塊都設計有專門適配特定形狀刀片的定位槽。這種方法還具有額外優勢：當刀片損壞時，刀體不受影響，僅需更換受損的刀座模塊即可繼續使用原刀體。
這一創新理念已在ISCAR CER-M-TURN系列車削刀具中實現。該系列配備方形或多棱錐柄的刀體（刀柄）可適配多種可更換刀座模塊，分別用于安裝硬質合金、陶瓷、立方氮化硼（CBN）或聚晶金剛石（PCD）材質的菱形/圓形刀片。根據需求，刀座模塊還可加裝硬質合金墊片。刀體設有可調節方向的高壓冷卻液出口（HPC），精準導向切削刃以實現最佳冷卻潤滑效果。此外，該設計采用增強型夾緊機構，可有效防止脆性陶瓷/CBN刀片旋轉或崩裂，從而確保最佳加工性能并延長刀具壽命。（圖4）
可轉位刀片的幾何形狀取決于特定設計需求的實現。盡管可能的形狀種類客觀上有限，但刀片形態的創新演進從未停歇——即便是已知的輪廓構型，也在不斷開拓新的應用領域。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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