高级铣削材质和槽型有助于提高传统面铣削的材料去除率。 （由 Walter USA LLC 提供）涂层、材料和几何形状创造了创新的组合和挑战。
没有人可以指责切削刀具制造商没有尝试每种可能的涂层、基材、材料和几何形状的组合他们寻求为客户赢得竞争优势。
可转位切削刀具的改进几乎扩展到每个切削工艺。直到通过数据分析（未来数字化和 IIoT 的明显可能性）足以建立比较和竞争工具性能基准的那一天，切削工具制造商将依赖久经考验的可靠工具...场。以下是主要刀具制造商如何推进可转位刀具技术。
可转位刀具的一大优势
“可转位刀具几乎适用于所有类型的应用：铣削、车削和切槽、钻孔、开槽、镗孔和铰孔，”威斯康星州沃科夏市 Walter USA LLC 产品经理 Luke Pollock 解释说。“他们都使用不同样式的刀片，专为满足应用需求而设计。通常，可转位刀具被认为更大，因此更坚固，与实体刀具相比能够进行更高马力的切削和更高的材料去除率。因此，可转位工具在传统上占主导地位的应用程序中变得更具竞争力d by round tools.”
可转位刀具几乎可用于所有应用。 “我们看到更多的应用在高速铝加工中，”他说。 “刀片几何形状和材质等级的进步，以及刀片的平衡刀具和刚性夹持，允许可转位刀具在更高的转速和 sfm 下使用。铝加工可以利用高转速，机床制造商一直在开发以这些速度运行的主轴。传统上，由于平衡性和刚度，必须在这些应用中使用实心刀具。”
正切削几何形状可以保持可接受的刀具寿命（如果没有增加的话），并允许较低的马力切削和较小的扭矩机器，根据 Pollock 的说法。然而，这会产生薄弱的切削刃。
“当前的刀片基体和冲压技术可实现不易崩刃的自由切削正角几何形状，”他说。 “甚至可以将正角槽型添加到刀片中负基本形状或什至切向安装的刀片。”
钎焊工具通常被认为具有更严格的公差，因为组装的工具可以完成（研磨和抛光）。这些钎焊形式的较硬材料通常受限于可用于工具设计的切削几何形状。可转位刀片有机会将几何形状压入刀片中，因此只需使用具有不同几何形状或等级的不同刀片即可处理不同的加工应用。
Pollock 说，有些机器和应用需要这些机器可以推动工具在铝加工中的能力。 “但我认为更普遍的一点是，现代切削工具允许机器做更多的事情。硬质合金基体和易切削几何形状提高了小型机器加工更多种类材料和大型零件的能力，”他说。
专注于可转位钻孔
Iscar 说今天的 CNC 机器能够最大限度地提高 SumoCham 钻头的性能。（由 Iscar Metals 提供）近年来，德克萨斯州阿灵顿的 Iscar Metals Inc. 通过调整来提高性能碳化钨基体中的合金元素，使用各种涂层的新组合并应用涂层后处理。伊斯卡还为各种材料组应用开发了不同的边缘准备几何形状。
“这些特性有助于Iscar 全国钻孔产品专家 Craig Ewing 说。
据 Ewing 称，Iscar 现在提供 0.157 的可转位头钻头-1.575″ (4.0-40.0 mm) 直径。该范围的大部分以 0.004″ (0.10 毫米）增量。钻体提供 1.5xD、3xD、5xD、8xD 和 12xD 钻孔深度，部分钻体提供倒角环以进行组合操作。此外，标准工具设计也被纳入特殊工具应用中，以提高中到大批量零件运行的生产率。专用刀具通常比标准刀具贵，但由于它使用标准的可转位硬质合金刀片，因此可以大大降低易损件成本。
伊斯卡继续扩大具有新切削几何形状的钻孔刀具系列。在 Sumo-Cham 生产线中，有针对钢 (P)、不锈钢 (M)、铸铁 (K) 和有色金属 (N) 材料的不同边缘预处理。
对于深孔应用 ( >8xD)，伊斯卡还增加了双刃钻头以及采用自定心、分屑和平底槽型设计的刀片。在 DR-Twist 系列（四个切削刃刀片）中，有适用于一般应用的槽型（中型到高进给）、软材料（低到中等进给）、长切屑材料（添加断屑槽）和铝（研磨锐边、抛光面）。
用于钻孔，与 SumoCham 和 DR-Twist 一起使用线，Iscar 提供 LogIQ-3-Cham、Cham-IQ Drill、Combi-Cham 和 Modu-Drill，以及整体硬质合金钻头。 LogIQ-3-Cham 三刃钻头由于额外的刃而提供更高的进给率，并在直径公差和圆度方面创建更精确的孔。 Modu-Drill 系列 [1.299-1.575" (33-40 mm)] 具有适用于不同尺寸和样式的可互换头（Cham-IQ 钻头、Combi-Cham 和 DR-DH）。
对于深孔应用，Iscar 提供一系列单管和双管变型的 BTA 钻头；可转位枪钻，包括 Sumo-Gun 和 Tri-Deep；以及标准枪钻。可转位铰孔工具包括 Bayo-T-Ream、Index -H-Ream 和 Solid-H-Ream。
“新型可转位切削刀具通常需要更快的主轴速度、更高的进给率和多轴功能，当今的现代 CNC 机器能够最大限度地发挥其性能，”Ewing 说。 “例如，一个 0.157” [4[4-mm]umoCham 钻头可以在 11,000 rpm 以上和高达 40 ipm [1[1 m/min]n 低碳钢上运行。即使在低端，您也需要 6,000 rpm 以上的转速才能使用此工具。 10 到 15 年前的一些机器无法正确运行此工具。
“今天的车铣复合机产品可以轻松地将许多操作组合到一个设置中，而这些操作通常必须在多个过程中完成过去的设置。 Iscar 提供可利用这些机床功能的可转位刀具解决方案，例如用于车削、端面加工和螺纹加工的多功能刀具。”
陶瓷、硬质合金性能
Greenleaf Corp.，宾夕法尼亚州 Saegertown 一直致力于改进几何形状，以匹配其陶瓷和硬质合金牌号的性能。以下是基于对产品的书面评估和Greenleaf 应用工程团队提供的技术进步。
“通过将我们获得专利的 Excelerator 球头刀片几何形状与我们的 WG-600 和 XSYTIN-1 材质等级相结合，我们为客户提供了铣削硬化和难加工材料的能力，并且具有完整的加工性能。 -半径陶瓷可转位刀具。我们的 Excelerator 球头刀片具有获得专利的几何形状，可在各种材料上提供更好的性能、更长的刀具寿命和出色的切削作用。”
Greenleaf 的最新进展和最新产品是相位增韧的 XSYTIN-1 陶瓷，它具有“前所未有的边缘强度，transverse 断裂强度（支持大力的能力，即重切屑流）、抗热震性和韧性。 XSYTIN-1 也是 Greenleaf 产品组合中用途最广泛的陶瓷，可成功加工软低碳钢、堆焊钴基合金以及介于两者之间的任何材料，”Greenleaf 团队表示。
晶须增强陶瓷具有足够的硬度（以及足够的韧性）来加工硬质合金刀具缺乏硬度和 CBN 缺乏韧性的大多数材料。此外，与 CBN 相比，与可转位陶瓷相关的每个切削刃的刀具成本要低得多。
另一种尚未成为陶瓷可转位刀具应用领域的材料是不锈钢。据该公司称，现在可以使用 Greenleaf 的晶须增强陶瓷有效地加工双相钢、300 系列和沉淀硬化钢。
WG-600 是一种涂层晶须增强陶瓷，尤其适用于表现出“出色的车削性能。最后，即使是大晶粒硬质合金缺乏韧性（严重中断、杂质、锻造氧化皮）的应用，现在也可以使用 XSYTIN-1 解决，而其他陶瓷和硬质合金刀具会断裂。”
仍有最大化的空间陶瓷可转位工具。 “除非我们在最先进的、专门制造的最新一代机器上运行，否则我们在应用陶瓷可转位工具时会受到刚度、动力学或功率的限制。在理想的环境中，我们能够使用 WG-300 以 1,476 sfm (450 m/min) 或使用 XSYTIN-1 以 820 sfm (250 m/min) 转动 Inconel 718，但切屑非常重，”根据
高速或高切削力甚至会放大机器中最小的不稳定性，导致偏转，并且由于该过程本质上是循环的，因此会导致振动。无论陶瓷有多坚硬，振动都会导致不规则的机械负载，从而导致不规则的磨损，然后转化为
“公平地说，还有其他不确定因素可能导致不稳定，例如，夹具缺乏刚性和减振，”该团队表示。 “相对较少的机床还配备了高压冷却液，这对于耐热高温合金的粗车和中车非常有利，因为它大大改善了切屑管理（并且在某种程度上也改善了热量的散发工具）。”
寻求解决方案
山特维克可乐满表示正在取得巨大收益其多向可转位 PrimeTurning 刀具提高了生产率和刀具寿命，如图所示。 （由山特维克可乐满提供）改进可转位刀具要求新泽西州费尔劳恩工具制造商山特维克可乐满美国东部产品管理部 John Winter 表示，我们采用了一种整体方法。为后处理工艺提供更坚固的刃线的几何形状，使涂层具有更硬、更光滑的表面。”
可转位切削工具正在用于创新应用。 “可转位刀具的最大进步在于这些刀具的应用，”温特说。 “我们正在摆脱 ISO 标准，并通过创意设计突破工具和机器的极限。 PrimeTurning 就是一个完美的例子。使用多向车削，我们看到了生产率和刀具寿命的巨大提高。过去，ISO 铣削是流行的选择，但现在您很难在商店中找到 ISO 铣削。通过在 ISO 转向之外看g，我们可以突破刀具、机床和硬质合金刀片的极限。”
当谈到可转位切削刀具与钎焊 PCD、CBN 和硬质合金刀尖刀具的性能比较时，“这是一个问题成本和应用，”温特说。 “任何时候您都可以使用可转位刀具，成本会更低。性能体现在切削材料（PCD、CBN 或硬质合金）上，这取决于刀具是否适合应用。”
一个例子是镗大孔，可转位镗杆将适合与使用小孔，其中只有钎焊尖头杆可以适合。铣削和钻孔也是如此。 “在这里，您可以发现 PCD 脉纹工具与钎焊工具相比的进步，在钎焊工具中，PCD 被压入未钎焊的工具中，”他说。 “这使我们能够根据铣刀或钻尖对 PCD 进行整形，从而为这些工具提供更好的性能。”
Winter 表示，可转位铣削的最新发展，tur宁和钻孔工具是更多特定于应用程序的工具，旨在以最高性能水平执行一组操作。流程将得到优化，以最大限度地利用机床、工件夹具和用于特定应用或组件的工具。
“时间就是金钱。通过推动机床和机床推动刀具，我们可以满足客户的需求，帮助节省时间并提高利润，”Winter 解释说。
最大限度地提高可转位切削刀具的性能取决于操作员是否正在推动他们的机器在加工和工艺方面发挥最大潜力。 “我们需要就最佳实践对我们的客户进行教育，以更加了解他们的机器利用率，”他说。 “许多店主或工厂经理只能对他们的实际机器利用率进行有根据的猜测，而这种利用率有时比他们想象的要低得多。指示灯、秒表和剪贴板正在被机器取代d 带有传感器的刀具，可以提供数千个数据点。”
Winter 以山特维克可乐满的 CoroPlus 数字加工系统为例。 “通过使用 CoroPlus，您可以使用机器分析来准确了解可以在哪些方面进行改进以最大限度地提高产量。 CoroPlus 是数据驱动的过程控制，它将推动工具和机器达到现代工具可能达到的最高生产率水平，”他说。
高级涂层、应用
Seco Tools LLC , Troy, Mich.，开发了先进的涂层，例如用于加工钛的铌 PVD 薄涂层，并计划进一步改进其用于一般类型钢和铸铁加工的基于 Duratomic 氧化铝的 CVD 涂层。
山高Double Quattromill 22面铣刀l 粗加工和半精加工在 IMTS 2018 上推出，用于重型 DOC 加工。还将推出 Double Quattromill 14 面铣刀。 （由 Seco Tools LLC 提供）“我们看到了市场的分裂，可转位刀具用于粗加工而硬质合金立铣刀用于精加工，尤其是当生产部件越来越接近-净形状，”产品营销经理 Todd Miller 说。 “如今对可转位刀具的需求与对整体刀具的需求一样大。”
切削刀具的改进范围从一些实际牌号（为了更好地进行湿式或干式加工而在基体中使用添加剂进行精炼）到产品升级.例如，对山高 Perfomax 可转位刀片钻头的改进包括改进、高度抛光的主体，采用用于排屑的波纹技术，提高硬度以提高耐磨性，并完全消除涂层。
“在车削中，每个人都有相同ISO 标准刀柄，因此我们的 Steadyline 防振刀柄、Jet Stream 刀柄和第二代 Duratomic 涂层等技术产生了很大的不同，”Miller 说。 “在铣削领域，有许多技术进步和工艺改进。如今，动态铣削等工艺需要高科技刀具，以极高的进给率加工全轴向 DOC 和轻型径向 DOC。”
在其铣削产品系列中，山高刀具推出了双刀- 名为 Double Quattromill 14 的双面铣刀，以其在 IMTS 2018 上推出的用于粗加工和半精加工的 Double Quattromill 22 面铣刀的成功为基础，用于重型 DOC 加工。
“我们正在整合相同的积极因素我们的单面刀片刀具的切削作用和有效切削前角与我们的双面刀片刀具相得益彰。将单面四刃方形刀片的几何形状结合到双面刀片允许您获得自由切削动作和经济性，”他说。
