最近的发展正在帮助带刀片的工具保持其相对于实体工具的强大市场地位
NANMILL 是一款用于 90o 方肩铣削的小直径多齿立铣刀。销售数字不会说谎：可转位切削工具——具有称为刀片的可拆卸切削尖端——在机械车间大受欢迎。根据麦肯锡公司的一份报告，2017 年可转位刀具约占美国铣刀销售额的 63%，而整体硬质合金刀具和整体非硬质合金刀具分别占 26% 和 11%。
虽然并非适用于所有切削应用，可转位刀具与整体刀具相比具有许多固有优势，这些优势构成了它们在刀具市场上的竞争优势。此外，近年来，可转位工具的竞争地位得到了加强增加了刀具寿命、提高了切削性能并加快了更换速度的元素。
是什么导致了可转位刀具的流行？从根本上说，它们是高效的金属切削工具，因为它们的结构通常由安装在钢体中的许多硬质合金刀片组成。工具制造商 Walter USA LLC（威斯康星州沃科夏）的产品经理 Luke Pollock 表示，这种结构非常坚固，能够进行高马力切削，从而实现最大的材料去除率。
虽然硬质合金工具非常坚硬，可以抵抗磨料磨损，“它也很脆，所以你能用多大的力推动它是有限的，”波洛克说。然而，对于可转位工具，钢体的韧性开始发挥作用。 “你通常不会想到可转位铣刀体会断裂，但整体硬质合金刀具总是会断裂，”他指出，并补充说钢体还使可转位刀具不易受到损坏
可转位刀具的钢体被反复使用，而只有切削刃被更换。通常，硬质合金刀片会有多个切削刃。磨损时，通过转动或翻转刀片（即分度）到未使用的切削刃来更换切削刃。根据 Pollock 的说法，一些刀具设计师专注于在一个刀片上创建尽可能多的切削刃，以提高使用他们的刀具的成本效益。
由于与钢相比，硬质合金的成本相对较高，因此固体-硬质合金刀具往往比可转位刀具小。虽然普通硬质合金立铣刀的直径可能是 ½" (12.7 mm) 或 ¾" (19 mm)，Pollock 说，可转位刀具通常从 ¾" (19 mm) 开始，2" (50.8 mm) 和3 英寸（76.2 毫米）直径尺寸更常见。
更大的尺寸也是可能的。“你不能用整体硬质合金制造直径 10 英寸（254 毫米）的刀具，因为它不会经济上可行，”波洛克说。 “但是使用钢制车身，这样做非常容易且具有成本效益。”
NANMILL 带有微小的三角形刀片。这是由于钢的价格以及在钢中加工刀片槽相对容易身体。 “如果您有一个 10 英寸（254 毫米）直径的工具，您可以轻松地将 10、15 甚至 18 个硬质合金切削刃放入钢体中，”Pollock 说。
在 Greenleaf Corp.，Saegertown , Pa., 刀具设计者发现，在他们的面铣刀上增加更多的刀槽实际上增加了刀具中刀片的寿命。不同之处在于这些额外刀槽中的额外刀片。更多的刀片稳定了切削并减少了每个刀片上的力，这反过来又减少了刀片必须转位的次数，Greenleaf 应用工程部的 Martin Dillaman 解释说经理。他说：“您可能会通过在刀具中添加一两个刀片来增加一些成本，但生产率的提高超过了这一点。”
不过，Dillaman 补充说，刀具设计师必须注意不要添加这样的刀片许多刀片槽表明刀具中不再有足够的钢材来保持足够的强度。此外，使用带有大量刀片的刀具的用户必须确保他们的机器能够胜任使用所有刀具的任务。
“当切削中有多个齿时，旋转所需的力切割器显着上升，”他说。 “因此，您可能会遇到基本上会使机器停止运行的情况。”
Dillaman 补充说，为防止这种情况发生，用户必须了解其机器的扭矩能力，并在必要时调整其切割操作以确保机器没有超载。此类调整可能包括降低进给率或切削深度。
模块化 EH 系统使更换刀头更容易.可转位刀具的一个小问题
虽然可转位刀具是粗加工中最受欢迎的选择，但对于需要更小刀具直径或更高精度的切削应用，情况就不同了。例如，在孔加工中，可转位刀具工具在美国切削工具市场的份额要低得多，根据麦肯锡公司的数据，2017 年仅占 30%，而硬质合金工具占 40%，固体非硬质合金工具占剩余的 30%。
为什么整体硬质合金刀具在这些应用中具有优势？与可转位刀具相比，“使用整体硬质合金圆形刀具会更加精确，”Tim Aydt 说道，可转位铣削密歇根州特洛伊市 Seco Tools LLC 的产品经理。将更容易维护。”他补充说，可转位刀“主要仅用于金属去除，通常用于制造更大零件的大型机器。”
然而，一些公司生产的刀具具有可更换的切削刃，这些刀具的目标是传统上采用整体硬质合金的刀具草皮。例如，位于德克萨斯州阿灵顿的 Iscar Metals Inc. 最近推出了直径达 5/16 英寸（7.9 毫米）的可转位立铣刀。其理念是“补充整体硬质合金刀具，而不是完全取代它们，”Bryan 说Stusak，Iscar 的国家铣削产品经理。
Excelerator 面铣刀可容纳多个刀片。该公司的小直径可转位铣刀具有非常小的刀片。Stusak 声称他的公司在五轴方面处于行业领先地位压制插入物。“我们有一个能够以非常小的直径压制和成型刀片并保持严格的公差，”他说。
另一家试图将可更换切削刃转移到整体硬质合金领域的工具制造商是位于新泽西州费尔劳恩的山特维克可乐满。该公司提供一种可更换刀头 (EH) 系统，由可拆卸的硬质合金刀尖组成，通常可拧入钢体中。山特维克可乐满销售工程师 Anja Redzepagic 指出，除了减少硬质合金的数量和成本外，EH 系统还加快并简化了更换切削头的过程，因为它不需要从机器上拆下整个刀具。
位于伊利诺伊州弗农希尔斯的 YG-1 Tool (USA) Co. 推出了类似的产品。 “传统上，可转位铣削有自己的通道，而实体刀具有自己的通道。您使用可转位刀具进行粗加工，并使用实体刀具进行更复杂的细节、严格的公差或精加工，”该公司的 Jan Andersson 说道。Andersson 的可转位产品管理总监。
今天，Andersson 表示，直径大致在 ½" (12.7 mm) 到 ¾" ( 19 毫米）。该领域的一个关键发展是安德森称之为“半可转位”工具的出现，该工具具有可拧入钢或硬质合金载体的硬质合金前端。他指出，使用半可转位工具，“您仍然可以获得可转位工具的优势，因为您只是更换工具的一部分，而且您可以获得与使用实体工具相比更高的精度。”
与 EH 系统一样，YG-1 在这一类别中的产品称为 iSmart，可显着降低与硬质合金相关的刀具成本和更换时间。然而，不利的一面是，螺纹接头的存在意味着半可转位刀具无法达到整体硬质合金刀具的精度。因此，安德森将它们归入半精加工类别ory，介于设计用于粗加工的工具和能够进行超精加工的工具之间。
从成本的角度来看，可转位工具需要大量的前期投资。然而，根据山高刀具的 Aydt 的说法，投资成本可以在几个月内收回，具体取决于应用。
Duratomic 涂层为用户提供了一种视觉方式来确定是否使用了刀片边缘。Once on the工作，可转位工具可以比整体硬质合金工具持续更长的时间。 “您可以继续使用 [可转位工具] 三、五年甚至 10 年，具体取决于您使用它的目的，”Aydt 说。然而，他补充说，载体最终总会磨损，随着时间的推移，由于施加在它们上的巨大热量和压力，口袋会变形。
如何制造更好的可转位元件
为了扩展为了延长其可转位刀体的使用寿命，山特维克可乐满在加工型腔之前使用热处理工艺对钢进行预硬化。根据 Redzepagic 的说法，这使得在使用工具时更难损坏型腔。另一项延长可转位工具寿命的技术进步是现代静电压力机。 Andersson 指出，这些压力机在嵌件生产方面往往比老式压力机更精确。 “只要刀片与刀片之间的偏差较小，就可以减少跳动并延长铣刀寿命，”他说。
可转位刀具领域的另一项进步是 Iscar 开发专为机加工设计的专有刀片材质等级用于航空航天应用的耐热高温合金。 Stusak 声称这些刀片材质的使用寿命通常比 Iscar 产品组合中的典型材质长约 20%。虽然他不愿讨论具体细节，但他确实透露了合金在刀片的硬质合金基体中加入元素，使其在较高的加工温度下具有更高的硬度。
创建大直径可转位铣刀以最大限度地提高材料去除率很容易。在以下领域取得了其他进展涂料。其中之一是山高刀具的最新 Duratomic 涂层，它具有公司所谓的“用过的边缘检测”功能。
要了解其工作原理，请考虑带有黑色刀片的可转位刀具。观察其中一个刀片边缘的操作员可能无法判断它们是否已被使用过。因此，刀片可能会被不必要地转位甚至更换。
然而，使用铬 Duratomic 涂层后，与工件有任何接触的刀片边缘会变黑，从而很容易发现使用过的边缘。想法是减少ins的数量商店浪费的边缘。
Aydt 经常亲眼目睹这种浪费。当他和他的山高同事走进商店并查看他们用过的硬质合金刀片桶时，“很多时候我们可以看出他们扔掉了未使用的边缘，”他说。 “用过的刀刃检测可以防止这种情况发生。”
除了涂层本身，涂层的应用方法也会对刀片产生重大影响。 Greenleaf 的 Dillaman 说：“如今，涂层的应用使得在显微镜下观察涂层时波峰和波谷要小得多。”
有了更均匀的涂层表面，切削刃生产的零件具有更好的表面光洁度，Dillaman 指出。此外，他说，缺乏更薄（因此更脆弱）区域的涂层将更好地保护插入基板免受热影响。
更好实践的重要性
无论是不是商店选择升级他们的可转位工具技术，他们绝不会错过升级其插入索引和更改实践的机会。根据 Sandvik 的 Redzepagic 的说法，许多工具制造商现在都在这一重要领域提供客户指导——而且通常急需这种指导。
iSmart 立铣刀允许用户在不拆卸刀柄的情况下更换机器中的刀头。“有人在这个行业在索引插入时已经形成了非常糟糕的做法，”她说。 “令我惊讶的是，该领域的教育如此之少，而且仍有多少店主要求我们为他们的员工[提供]这种类型的教育。”
Redzepagic 在以下领域提出的最重要建议之一刀片分度和更换：当刀片槽中有垫片时，请仔细观察。如果插入物在该垫片上留下了印记，请确保更换垫片，因为刀片需要放在平坦的表面上。否则，刀片将能够在刀槽中四处移动——这种运动会损坏刀片和刀体。
Redzepagic 还建议拆卸刀片的车间人员确保清洁凹槽，彻底吹掉任何可能划伤表面并对刀片紧固产生不利影响的切屑。如果不这样做，结果又会是破坏工具主体的插入运动。
虽然在制造操作中似乎总是强调和重视速度，但 Pollock 坚持认为不应该如此车间人员在从事工具维护活动时的首要任务。 “在这个领域，节省时间不一定是最重要的事情，”他说。 “在这个过程中做好准确的工作也很重要。”
