减少进给和转速就会提高刀具寿命？

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许多刚开始学习数控的人为了保守起见，往往会以小于推荐进给和速度进行加工。他们认为这样可以降低刀具损坏的风险。毕竟，这样比较保险些？

但是，如果速度太慢或切割太轻会对您的刀具寿命造成影响，该怎么办？

事实证明这是真的，两种因素造成的，即切屑变薄和摩擦。下面让我们了解它们是什么，以及如何处理它们，以免它们损坏我们的刀具。

当进给太慢时：

大多数新手都惊讶地发现，如果进给速度太慢，刀具很快就会损坏。你可能听说过，进给速度太慢会导致“摩擦”，从而损坏刀具。

这是怎么回事？这个“摩擦”到底是什么？

下面是切削刃与材料加工的放大视图：

两种切屑负载：上图切屑负载的切屑厚度 > 刀具刃口半径。下图切屑负载的切屑厚度 < 刀具刃口半径，摩擦增大

图中，刀具刃口半径中心线沿着黄线运动。

如果半径相对于切削深度（底部）过大（如上图所示），则所有力都会将切屑推到刀刃下方。这就是当进给率和切屑负荷过低时您会听到的“摩擦”效应。由于力将切屑向下推而不是将其向上拉，刀刃会沿着切口顶部摩擦。摩擦会产生大量热量，这会缩短刀具寿命。

刀具制造商会告诉您，进给量太少与进给量太多（或主轴转速太高）一样会降低刀具寿命。但进给量多少才算太少？这个问题似乎很难回答。我使用百度搜索了下，试图找出哪些速度和进给量会导致刀具产生“抛光”现象。以下是我发现的结果：

• 最小切屑厚度为切削刃半径的 5-20%。低于该水平，切屑将不会形成，刀具将“犁”过工件，导致塑性变形和大量热量。
• 一般来说，硬质合金加工的切屑厚度不应小于0.1mm，否则会有摩擦的风险，从而缩短刀具寿命并引起颤动。
• 使用 20 微米作为微铣刀的刀刃半径。当切深低于刀刃半径时，前角会变负，并得出结论，存在一个最小切深，低于此负荷时，刀具将无法切削。对于不同类型的钢，该负荷约为半径的 0.2 到 0.35 倍。
• 使用 1 到 5 微米作为微铣削边缘半径，即 0.000039 英寸到 0.0002 英寸。

我总结了两点：

1. 如果切削量过少，材料易受加工硬化影响，则存在加工硬化风险。如果过度刺激加工硬化，刀具寿命将缩短。想象一下，将一把硬化切屑扔进刀具路径中——这可不是什么好事！

2. 除了加工硬化之外，如果切削量远小于切削刃半径，则会产生摩擦，切屑会变得不干净。这会加热刀具和材料，并大大缩短刀具寿命。

弄清楚加工硬化部分很容易。如果你的材料容易受到影响，请按照制造商的建议加工，不要胡乱操作。

弄清楚切削半径问题比较困难。大多数时候我们不知道切削半径是多少。例如，我说的不是车床刀具的刀尖半径。我说的是锋利刀刃的实际半径。换句话说，半径越小，刀具越锋利。许多硬质合金刀片相当钝。

现代的铝加工刀具通常更加锋利，而且可以承受更少的切深。一般来说，可转位刀具的锋利度不如立铣刀，因此需要承受更高的切深。

具有讽刺意味的是，正当您以为自己在轻轻切削时对刀具来说很轻松时，刀具可能正在因摩擦而造成更大的损坏。

径向切屑变薄

您是否相信，特别是对于轻切削，基本进给和速度公式与 SFM 和切屑负荷表相结合经常会产生错误的结果并大大增加刀具的磨损？

这是由于一种称为“切屑变薄”的现象造成的，或者更准确地说是“径向切屑变薄”。

首先要注意的是，建议的切屑负载和 SFM 会根据加工内容而变化，特别是切削深度。

不幸的是，由于“切屑变薄”，避免摩擦问题变得更加困难。

什么是切屑变薄？

由于几何形状，当您的径向啮合（沿刀具轴线向下看的切削宽度）小于直径的一半时，脱落的切屑实际上比公式预测的要薄。原因如下图：

蓝色部分的切口较浅。与切口较深的红色部分相比，蓝色部分有多薄

您可以看到，切屑越来越厚，直到我们将刀具埋入其直径的 1/2 处。这是最厚处。

随着切削宽度越来越低，切屑变薄对进给率的影响几乎呈指数级增长！

除非您总是切深超过 1/2 的刀具直径，否则您需要调整切深以减薄切屑，否则您可能会过早磨损刀具，并且无法充分利用刀具的材料去除率。