刀具刃口处理和切屑厚度

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一、刀具刃口处理1. 刃口处理的概念与目的刃口处理（刃口钝化）是指通过一定的加工工艺，将刀具刃口处理成特定形状，以达到增加切削刃强度、提高切削性能的目的 。刃口处理主要解决刃磨后的刃口微观缺陷，使其峰值减少或消除，达到圆滑平整、既锋利坚固又耐用的效果 。2. 常见刃口处理形式根据用途不同，硬质合金刀具刃口处理形式主要有五种 ：[td]

刃口形式	形成方式	特点	典型应用
锐刃	前、后刀面相交自然形成	刃口锋利、强度差、易磨损、易崩刃	精加工刀具
倒棱刃	刃口附近前刀面磨出很窄的负前角棱边	大幅提高刃口强度、缓解刀片受热、避免切削力突增而失效	粗加工、半精加工、重载加工
消振棱刃	刃口附近后刀面磨出很窄的负后角棱边	增大刀具与工件接触面积、消除切削振动、具导向功能	工艺系统刚性不足时的单刃刀具
白刃	后刀面磨一条后角为0°的窄边/刃带	支撑导向、挤压光整	铰刀、拉刀等多刃刀具
倒圆刃	刃口磨成一定参数的圆角	增加刃口强度、提高刀具寿命，最常用	粗加工和半精加工的可转位刀具

倒圆的两种形状：圆弧形刃口：刃口转角处形成对称圆弧（T=F）瀑布形刃口：刃口转角处形成不对称圆弧（T>F），实际生产中更难得到完全对称圆弧，瀑布形更常见3. 倒圆/倒棱的具体参数倒圆刃口（KENNAMETAL 术语）：全圆弧：T = F（对称）瀑布形/椭圆形/抛物线形倒圆：T > F（不对称）负倒棱：宽度 0.1~2mm，角度 1°~20°倒角刃口：宽度 0.13~0.5mm，角度 20°~45°刃口修磨宽度（刀片刃磨）：前面倒棱：棱边宽0.01~0.03mm或小于1/2进给量，保证原前角作用，又提高切削刃强度后面倒棱：棱边宽0.05~0.10mm或小于1/2 VB量（VB为后刀面磨损量），减少刀具初始磨损，直接进入正常磨损期，对加工公差较小的孔类效果很好4. 刃口处理的方法[td]

处理方法	说明
振动强化	通过振动处理强化刃口
油石手工加工	手工用油石将刃口磨圆
介质强化	通过介质作用强化
研磨浆强化	用研磨浆处理
含磨料的橡胶轮强化	用橡胶磨轮处理
干/湿喷砂法强化	用喷磨介质喷磨刃口
翻滚强化	翻滚式钝化
毛刷强化	用磨刷磨刃口
PVD涂层处理	通过涂层覆盖刃口

手工修磨刀具推荐工具：湿加工状态下，选用250~400目金刚石磨轮、140目金刚石锉刀、400~800目金刚石磨石。修磨前提检查：处理前必须检查切削刃刃高差是否在0.02mm内，以及刃口是否有缺陷（使用过的刀具可能产生材质热裂变）。5. 刃口形状的精细描述由于刃口形状复杂，仅用粗略形状及刃口半径值不足以完全描述。Denkena B. 提出用切削刃部分线段 Sγ、Sα 和 k来描述刃口形状：R：刃口半径Sα、Sγ：分别代表前刀面和后刀面切线垂直线的交点到前刀面和后刀面之间的距离k：形状因子，等于Sγ 与 Sα 之比

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二、切屑厚度1. 切屑厚度的定义切屑厚度是指相邻刀齿切削刃运动轨迹间的距离，在基面中测量。铣削时切屑厚度随时变化。

平均切屑厚度(hm)

平均切屑厚度(hm)必须比刃口处理的尺寸大

– 保证正确的切屑形式
– 防止切屑摩擦
2. 主偏角对切屑厚度的影响切屑厚度 = 进给量 × 主偏角比例系数[td]

主偏角	主偏角比例系数
90°	1.00
75°	0.96
60°	0.86
45°	0.71

规律：90°主偏角时平均切屑厚度最大主偏角越小，切屑宽度增加而切屑厚度减小采用圆弧刃时很难界定整个切削刃的主偏角，其平均切屑厚度与切削深度 aₚ 和刀片直径 d 的比例有关3. 切屑厚度与进给率补偿当径向切削率（aₑ/Dc）变化时，需调整每齿进给量以维持恒定的平均切屑厚度：[td]

径向切削率	每齿进给 fz	平均切屑厚度 hm
100%	0.152 mm	0.107 mm
50%	0.152 mm	0.107 mm
40%	0.168 mm	0.107 mm
20%	0.236 mm	0.107 mm
10%	0.335 mm	0.107 mm

即径向切削率越低，越需要增大每齿进给量以维持相同平均切屑厚度。

圆刀片的进给补偿

圆刀片的主偏角变化取决于DOC

• 计算进给率时必须考虑径向宽度和切削深度

对于圆刀片，切削载荷和主偏角随切削深度而变化

4. 切屑厚度的重要性不同切削刃几何角度的特性和可用性很大程度上基于所使用（或设定）的平均切屑厚度 hₘ。各种使用中的结果（如切削温度、切削力、切屑的形成和排出、刀具寿命、切削刃磨损和振动）受切削刃几何角度和平均切屑厚度相互关系的影响非常强烈 。切削速度（m/min）主轴转速（r/min）每齿进给量（mm）平均切屑厚度是铣削中的一个重要参考量，对深入了解铣削状态、提高铣削效率、增加铣刀寿命都有重要作用5. 切屑厚度与磨削（磨屑厚度）在磨削中，最大未变形切屑厚度 h_max 是重要参数：砂轮线速度增大时，切屑最大未变形厚度减小，单颗磨粒磨削力减小，磨削表面塑性去除增强。最大未变形切屑厚度增大时，磨削力增大，且脆性断裂趋势增强6.平均切屑厚度的计算

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三、刃口处理与切屑厚度的关联核心联系：切削刃几何形状（包括刃口处理形式）与平均切屑厚度之间需合理匹配 。例如，倒棱宽度通常取小于进给量（1/2 f），其目的就是保证倒棱处理不干扰正常切屑的形成；而切屑厚度则直接影响刃口所承受的载荷，需根据合理的切屑厚度来选择相应的刃口形式和处理参数 。

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