硬质合金可转位刀片是切削刀具不可或缺的一部分

当硬质合金可转位刀片于20世纪60年代早期问世，就显著改变了刀具的设计，并取代焊接刀片式刀具成为市场主流刀具。可转位刀片的机械装卡方式具有大幅提高生产率的优点，对刀片及刀体的维护保养更便捷、高效。技术的进展及粉末冶金领域的发展促进了可转位刀片的进步，具有复杂形状的刀片取代了之前带有简单形状的刀片，远比早前的可转位刀片先进。

总体而言，刀片形状对于刀具几何形状而言是一个关键要素。例如，在铣削加工中，意欲通过改变刀片在刀体上的位置来改变铣刀的切削角度受限颇多，其结果往往远离优化的初心。高效的切削需要沿切削刃的前刀面角度及后刀面角度连续一致，这对前刀面形状复杂的车刀而言是非常必要的，而对双面刀片上下两面的前刀面及后刀面也同样重要。沿刀片切削刃的负倒棱处理使得切削刃更强固，为实现坡走铣而设计的副切削刃，进一步增加了刀具设计的复杂性。

刀片必须确保切削过程产生的切屑流能被精准地控制，故而邻接前刀面切削刃的断屑槽形状需被特别设计。断屑槽对于车削而言非常重要，特别是加工长切屑材料时;在这样的加工条件下，断屑槽控制着切屑流的流向，使得切屑弯折并折断为小段切屑。找到最适合的刀片形状用于高效切削及实施切屑控制并非一个简单的任务，刀具供应商们基于丰厚的技术沉淀可为用户提供成功的加工解决方案。

可转位刀片是经压制工序后的烧结品

刀片成型压机采用复合了自动化控制及计算机控制的专业集成控制系统，以确保粉末冶金工艺的稳定性及高重复性。因此，压制复杂形状刀片成为可能且不必担心裂纹的产生，并由此打下突破刀片几何成型技术挑战的技术基础。

能确保获得满意的切屑控制，特别是能使切屑折断的前刀面，往往复合了凹面(凹槽)及凸面(凸起)等元素设计。通过磨削方式制造出这样的前刀面，一来在技术上受限二来代价昂贵，这也是第一代可转位刀片前刀面为平面的主要原因。不同于以往，随着粉末冶金技术的发展，工程师们能更自如地设计制造出如意的刀片前刀面形状。

今天，刀具设计工程师们借助于诸如计算机辅助设计(CAD)及建模这类先进办公工具工作，这些工具的采用从根本上改变了刀片的发展进程。新的办公工具为各种过程的模拟开放了可能性，如切屑成型、切屑流向。因此，可以实现在计算机上通过对虚拟刀片的各种参数进行更改而优化刀片几何形状，来自制造技术及设计方法这两方面的进展使得可转位刀片的生产制造实现了重大突破。

伊斯卡用于面铣刀的IQ845 SYHU 0704刀片就是经由计算机建模后采用先进压制技术生产的非常不错的例证，这是一款相当成功的产品。(图1)

图1  伊斯卡用于面铣刀的IQ845 SYHU 0704刀片

计算机建模考查切屑流向对优化刀片前刀面形状设计作出了重大贡献，伊斯卡CNMG-F3M刀片(图 2)就是采用这一方法设计制造的案例，该刀片特别为ISO M材料组的奥氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢及双相不锈钢的精车加工而设计。

图2  伊斯卡CNMG-F3M刀片

粉末冶金技术不仅作用于刀片前刀面，还作用于刀片切削刃。例如，伊斯卡风火轮铣刀系列的P290 ACKT刀片(图3)后刀面的波形切削刃就直接烧结成型。刀片波形切削刃将切屑撕裂，大大改善了不稳定切削条件下的铣削加工结果。

图3 伊斯卡风火轮铣刀系列的P290 ACKT刀片

切削刀具装卡机夹式刀片的概念使得焊接刀片式刀具在市场上的应用逐步减少，而焊接刀片是最早烧结出的具有合格精度及尺寸稳定性的刀片;然而，在高精度切削加工中，整体硬质合金及焊接式硬质合金旋转刀具依旧不可替代。焊接式刀具浑然一体，依止于严格的公差等级磨制而成，相比于机夹式刀具，往往具有精度更高的优势。这里提供一个可行的用机夹式刀具替代上述整体刀具的办法，不仅能克服精度不足的问题，还能提高刀具的通用性及经济性，即采用技术创新且简单的模块式刀体夹持各式各样的整体硬质合金刀头来取代。

伊斯卡提供不同类型的刀头实现不同的加工应用：变形金刚立铣刀(MULTI-MASTER)，用于铣削及钻削加工;T-型槽铣刀(T-SLOT)，用于铣槽及切槽加工;束魔变色龙钻(SUMOCHAM)、IQ变色龙钻700系列(CHAMIQDRILL)及变色龙钻(CHAMDRILL)用于钻削加工;卡口式铰刀(BAYO T-REAM)用于铰削加工。可换式刀头的生产制造基于先进前沿的压制技术及烧结工艺。伊斯卡提供两种类型的刀头：其一，刀体长度比整体硬质合金刀具长度短，其刀头经过预烧结成型，通过精密磨制获取最终尺寸;其二，粉末冶金技术的发展对刀头的生产制造产生了正面的影响，通过工艺流程的控制能成功地生产制造出高等级的特定形状的具有更佳的切削性能及切屑控制的刀头，这样的刀头甚至是试图简单地采用磨削工艺也很难获取的。(图4)

图4  变色龙钻CHAMDRILL

现代技术的发展为不同形状的硬质合金可转位刀片及可换式刀头的生产制造打开了一扇门。这不仅体现于伊斯卡在金属切削领域年复一年的研发产出;还进一步举证了伊斯卡对提高刀具加工性能的承诺。毕竟从根本上而言，可转位刀具仅由三要素组成：刀体、刀片或刀头、紧固件。

现代化刀具切削部位形状经过仔细的修整，可直接去除工件材料，无论是小直径刀具还是常规结构刀具。伊斯卡研发部门承诺开发出技术创新的智能切削刀具解决方案及加工技术以提高金属切削的生产工艺水准。