优化切削路径，延长刀具寿命

    机械加工市场发展到今天，光靠产品已不能满足用户的需求，向用户推荐优秀产品的同时，还要把正确与优化的加工方法传授给用户。没有掌握正确的铣削方法，再好的机床和刀具也不能发挥出应有的效率。
    铣削是一种非常灵活的加工方式，能够加工几乎任意形状的零件。但是加工灵活性也给切削过程增加了更多的变数，这使得优化切削过程变得更富挑战性。从本期起，我们将通过“山特维克可乐满应用中心”这一平台陆续与读者分享山特维克可乐满通过多年经验总结起来的优化铣削加工方法与加工策略，以期为广大用户提高生产效率，降低生产成本助一臂之力。
    山特维克可乐满销售工程师不仅提供优良的产品，同时把正确与优化的加工方法传授给用户。

    提起切削路径，首先让我们来详细分析一下铣刀切削刃的切削过程：铣削是切削刃不断切入和切出工件的循环过程。铣刀采用通用（径向）进给时，所形成的切屑厚度是不断变化的（插铣/轴向进给形成恒定的切屑厚度）。不管铣刀与工件的位置以及进给方向（顺铣/逆铣）如何变化，切削刃的切削作用都可分为三个切削区域，即“切入工件”、“圆弧切削”和“切出工件”。
    对于铣削来说，这三个切削区域是同时存在的，但是它们对切削作用的影响却差别甚大，而这直接关系到刀片的寿命：
    1）切入工件
    这是三个切削区域中，切削作用受影响程度最低的区域。切入工件时，不管是厚切屑还是薄切屑，硬质合金刀片都能很好地处理伴随产生的压应力的影响。
    2）圆弧切削
    满槽铣时，接触弧的最大弧度是180°。对于精加工仿形铣削，接触弧会非常短。接触弧越长，传递到切削刃上的热量就会越多。因此，根据切宽的不同，对刀片牌号的要求也会完全不同。
    长接触弧—— CVD 涂层牌号可提供最佳的热屏障。
    短接触弧——切屑通常很薄，PVD涂层牌号上更锋利的切削刃会产生较少的热量和切削压力。
    3）切出工件
    采用硬质合金刀片时，如果刀片切出工件时切屑较厚，这将导致刀具寿命的急剧降低。形成的切屑在切口的最终点缺乏足够的支撑，这将使切屑弯曲而不是继续被切削。因为方向的改变，作用到硬质合金刃口上的切削力（压应力变为拉应力）易使切削刃口发生断裂。
    对刀具寿命影响最大的切削区域是切出工件。要想提高刀具寿命，优化加工过程，切出工件时的切屑状态是我们关注的重点。
    通过对切出工件切屑厚度的研究，我们总结出了铣削加工中的一条黄金法则：
    加工工艺必须保证刀片在切出工件时切屑最薄。
    掌握了这一黄金法则，我们就可以在切削路径方面进行很多优化工作。顺铣与逆铣就是其中一例。顺铣切出工件时，切屑厚度是零，完全满足黄金法则，因此顺铣会带来更好的刀具寿命。
    我们再来看一下铣刀在切入工件时，直线切入与圆弧切入对刀具寿命的影响。
    如果我们编程时让刀具直线切入工件，刀刃切离工件时厚切屑会不断产生，直至刀具完全切入工件中，刀片切出工件时的厚切屑将导致刀具寿命降低，甚至彻底损坏，因此不得不在切入时降低进给。
    现在，我们向您推荐一种优化的加工方法，从而保证在刀具切入过程中获得最佳的进给率：
    顺时针方向圆弧切入。
    我们可以看到，铣刀圆弧切入使得刀片切出工件时切屑厚度总是为零，这样就可以获得更高的进给和更长的刀具寿命。
    同时需要注意的是，逆时针切入不仅解决不了切屑过厚的问题反而会使情况更为严重。
    4个实验对比了在切削耐热合金和不锈钢材料时，直线切入和圆弧切入对刀具寿命的影响。
    除了圆弧切入工件，还有另外一种铣削方法也值得推荐，那就是斜线切入。这种方法不仅可以保证刀片在切出工件时获得薄切屑，同时还可以满足切入工件时的小切宽，以降低振动倾向，提高刀具寿命。
    优化切削过程，延长刀具寿命，是机械加工业的一大课题。在切削路径上做一些小小的改变，也能给我们带来意想不到的效果。