數控車床在不穩定工況下的切削加工及先進刀具幾何形狀對降低切削力的影響
2025-6-19 來源： 作者：
在不穩定工況下加工幾何形狀復雜的工件時，制造商會面臨重大挑戰：加工表面質量下降，加工效率降低，刀具磨損加劇，刀具壽命縮短，甚至導致刀具破損。本文綜述ISCAR針對不穩定工況下的切削加工所面臨的挑戰及最新解決方案。
一、不穩定工況下的切削加工挑戰
材料在去除過程中產生的切削力，會影響薄壁件、高長徑比工件或非均質材料工件加工穩定性，這些切削力可能導致以下問題：
? 振動與工件變形：干擾切削過程穩定性。
? 刀具過早磨損：造成刀具異常運動，加劇損耗。
? 表面質量與尺寸精度下降：會產生不合格工件。
二、ISCAR創新解決方案
作為IMC集團旗下成員，ISCAR等領先刀具制造商已開發出獨特的刀片幾何設計，可有效降低切削力并提升加工穩定性。
LOGIQ-4-TURN刀片
ISCAR的LOGIQ-4-TURN刀片技術特點：
? 配置4個有效切削刃，顯著延長刀片使用壽命，提高刀片利用率。
? 采用正前角設計，有效降低切削力。
? 經優化的幾何構型可有效減振，即使在不穩定工況下仍能顯著提升加工穩定性。
? LOGIQ-4-TURN刀片可完美替代常見的CNMG負角刀片。
（圖1）
與CNMG刀片不同，其正前角幾何設計能有效降低切削力和振動，即使在嚴苛的加工條件下也能提供更出色的穩定性與表面粗糙度。
LOGIQ-6-TURN刀片
基于這一理念，ISCAR進一步推出LOGIQ-6-TURN創新刀片——這款智能三角形刀片配備六個正前角切削刃，為不穩定工件加工提供了更完善的減振解決方案。
（圖2）
該刀片的核心優勢在于完全兼容標準TNMG刀片刀桿，用戶無需更換現有刀柄即可直接升級。通過先進的幾何構型設計確保切削過程平穩。
LOGIQ-6-TURN刀片具有三大技術優勢：
? 切削力降低。
? 工藝穩定性提升。
? 表面質量改善。
（圖3）
其六刃口設計與卓越性能的完美結合，使該刀片成為以下應用場景的理想選擇：工件加工時易產生震動，機床輸出功率扭矩等偏低，加工工況受限于加工系統剛性。
抗振系統——Whisper Line系列
針對不穩定工況加工的又一創新解決方案是ISCAR專利的Whisper Line減振刀柄系統。
（圖4）
其專有技術可實現：
? 即使在大懸伸量工況下仍保持穩定切削。
? 有效抑制顫振。
? 即使在低工藝剛性不足工況下，也能提升表面粗糙度與尺寸精度。
通過使用Whisper Line系列刀柄，制造商能夠顯著提升不穩定工況下的加工性能，從而提高生產效率并延長刀具使用壽命。
冷卻技術與工藝優化
除先進幾何結構和抗振系統外，集成于刀具內部的異形冷卻通道對實現切削區精準冷卻至關重要。高效冷卻可顯著降低切削溫度并抑制工件變形。通過優化切削速度、切深及進給率等關鍵參數，并配合實時監控系統快速響應工況變化，構建穩定可靠的加工過程。
三、破局加工難題
在不穩定工況下進行工件加工是制造業面臨的重大挑戰。然而，通過采用ISCAR LOGIQ-4-TURN等創新刀具、Whisper Line減振刀柄、創新型冷卻系統及動態工藝優化等先進技術方案，制造商能夠實現卓越的表面粗糙度、刀具壽命和加工穩定性，最終提升生產效率和工件質量。
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