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伊斯卡（kǎ）的切斷之（zhī）路（lù）

2023-2-8 來源：伊斯卡作者：Andrei Petrilin 技術經理

一、顛（diān）覆規則，開（kāi）創（chuàng）先河

早在七十年代，伊斯卡就推出了自夾式（SELF-GRIP）係列切斷刀具，這是伊斯卡原創（chuàng）的凝聚了先進（jìn）切斷刀具設計理念的（de）係列名稱。根據自夾式（SELF-GRIP）切斷刀（dāo）具的設（shè）計（jì）理念，無需機械鎖緊元素，利用刀板的彈性變形即可（kě）將壓製硬質合金刀片夾（jiá）緊在刀板上。當時，其他刀具製造商們也試圖運用相同的（de）原理將（jiāng）刀片夾緊在切（qiē）斷刀杆上。然（rán）而，正是伊斯卡提出的這一可靠又可行（háng）的理念，為切斷刀具的加工（gōng）應用製定了行業標準。（圖1）

圖（tú）1–自夾式SELF-GRIP切斷刀

事實證明（míng），自夾式切斷刀（dāo）SELF-GRIP係列（liè）為切（qiē）斷應用帶來了顛覆性的轉變。在它麵世後不久，其他刀具製造（zào）商們也陸（lù）續推出類似設計的切斷刀。然而，伊斯卡（kǎ）早已確（què）立了其在切斷應用方麵的權（quán）威地位，並迅（xùn）速成（chéng）為行業中無可匹敵的領軍者。這也使得直（zhí）至今日（rì），每當（dāng）伊斯卡推出切斷刀總會備受關注，毫無疑問伊斯卡受之無愧。

二、發展之路，不斷求索

在切斷應用中，刀片的夾緊剛性是一個關鍵因素（sù）。更小（xiǎo）的刀（dāo）片切寬能更經濟得當地利用工件材料。工件直徑的增加會（huì）導致刀（dāo）板懸伸隨之增加。窄的刀片和刀板寬度會降低刀具的動態加工性能（néng），並最終影響整個加工係統的加工性能。提高夾緊剛性並增加刀具強度，以確保（bǎo）在惡劣加工條件下進行高效切削，這是設計切斷刀時的側重點。

伊斯卡自夾式切斷刀SELF-GRIP的設計理（lǐ）念帶來（lái）了突破，激勵著伊斯卡高產的研（yán）發工程師時至今日還不斷對它進行完善。“經典（diǎn）版”SELF-GRIP係列刀（dāo）具現已升級，通過新（xīn）的幾何形狀的刀片（piàn）和有效的加工方式實現高（gāo）效的金屬切斷。伊斯卡切斷刀的演化（huà）例證了一個產品合理的發展曆程——通過幾代研發工程（chéng）師采用高技術含量的解決方案實現產品的升級進化。

精準的高壓冷（lěng）卻（HPC）具備（bèi）顯著的競（jìng）爭優勢，它能（néng）夠幫助提高切斷性能：通過降（jiàng）低（dī）切削區域（yù）的溫度並確保良好的斷屑，進而顯著提高表（biǎo）麵光潔度（dù）並延長（zhǎng）刀具壽命。在加工那些難（nán）切削的耐熱高溫合金和奧氏體不鏽鋼時，采用高壓冷卻射流能減少甚至免除（chú）積屑瘤（liú）的產生。可（kě）見高壓冷卻（què）在切斷應用中極具優勢。

在薄刀板中實現有效的內冷卻通道是一項有難度的（de）任務。伊斯卡針對這（zhè）一問題提出了有力的解決方案。其中之一就是在（zài）SELF-GRIP係（xì）列成功麵世幾年之後研發的DO-GRIP係列（liè）雙頭切斷刀。DO-GRIP雙頭切斷刀適配刀片，兩端切削刃相扭轉（zhuǎn），切削深度不受刀片長度限製。（圖（tú）2）

圖2–配（pèi）有高（gāo）壓內冷卻通（tōng）道（dào）的DO-GRIP刀板

PENTACUT係列刀具配備五角星形硬質合金刀片，最初計劃用於切斷直徑較小的工件（jiàn）、管材和薄壁零件。這（zhè）些成本（běn）節約型的刀片具有五個（gè）可轉位的切削刃，對碳化（huà）鎢硬（yìng）質（zhì）合金的利用更充分，更經濟。刀片由穿過其（qí）中心孔的螺釘鎖緊（jǐn）在定（dìng）位槽中。當PENTACUT刀片用於大直徑工件時，沿用五角霸王刀片的設（shè）計遇到了瓶頸：為（wéi）了成功完成大直（zhí）徑加（jiā）工任務，刀片需要增大尺寸，但實現起（qǐ）來無論（lùn）是在技術上、還是在製造成本、使用成本上都遭遇阻礙。

終於，伊斯卡推出的（de）PENTA-IQ-GRIP係列刀具給出了答案——該係列切斷刀同樣配備有五個切（qiē）削刃的可轉位刀片，可用來切斷直徑達40 mm（1.5” 英寸）的工件（jiàn）。得（dé）益於創新的燕尾槽定位原理，該刀具使（shǐ）用尺寸相對較小的刀片，可提供高剛性（xìng）的夾緊，從而顯著延長了刀具（jù）壽命（mìng），改善（shàn）了零件的平直度和切斷表麵光潔度。此（cǐ）外，PENTA-IQ-GRIP係列刀具還可帶有HPC（高壓冷卻）功能。（圖3）

圖3-五角霸王刀PENTA-IQ-GRIP帶燕尾槽定位（wèi）夾持結（jié）構，高壓冷卻射流沿兩個方（fāng）向噴射至切削區域

SELF-GRIP的夾緊設計利用了刀板的彈性變形，為改良版刀具的推出奠定了基礎，升級版本將夾緊強度提升到了一個新的高度。自夾式切槽切斷刀TANG-GRIP的功能設計基於對刀片最大支持（chí）的原則，以抵消（xiāo）加工作業過程中（zhōng）施加在刀具上的切削力。與SELF-GRIP刀具設計不同的是，作用（yòng）於刀（dāo）片定位槽的力（lì）的方向（xiàng）發（fā）生了變化，因此刀片的支撐（chēng）依靠定位槽（cáo）長而牢靠的後（hòu）側止推麵來實（shí）現。TANG-GRIP擁有一個強固的止推（tuī）麵，這一點與（yǔ）大多數自夾式（shì）切斷刀利用摩擦力進行定位有所不同（tóng）。這樣的機械設計解決了刀片在退刀過程中（zhōng）脫落的問題。顯著提高的剛性可大幅延長刀具和定位槽的使用壽命。憑借強固的刀（dāo）片設計和強化的切削刃（rèn），TANG-GRIP能夠以極（jí）高的進給速度進行切斷，從而將生產（chǎn）率提上一個台階。（圖4）

圖4–立裝自夾式切斷刀TANG-GRIP係（xì）列可實現高剛性的刀片夾緊

盡管如此（cǐ），該改良版本也具有一定的弊端。提高（gāo）進給速度會導致切削力的增加。當切削直徑和切削深度變（biàn）大（dà）時，情況（kuàng）會更糟糕（gāo）——導致（zhì）刀（dāo）板產生撓曲，而刀板的撓曲也許會（huì）成（chéng）為影響整個工藝係統的重要因素。利用Y軸切斷是（shì）解決該問（wèn）題的一（yī）種方法。刀板會以更適合的方式安裝。Y軸（zhóu）切斷方式在Y軸驅動的多任務機床中很常見，可確保適當的進給，但這種類型的機床（chuáng）尚未普及。

三、持之以恒，終將製勝

與沿X軸的傳統切斷方式相比，沿Y軸切斷利（lì）用了切向切削（xuē）力，顯著提（tí）高了刀板的動態加工性能。當沿徑向力方向切斷時，刀板的剛（gāng）性會降低。對此，伊斯卡高產的研發工程師又（yòu）一次發明了強大的製勝法寶——推出（chū）LOGIQ F-GRIP係列刀具，這一（yī）新係列（liè）的特點（diǎn）是（shì）方形刀板，帶有四個刀片定位槽，可用於安裝刀片。方形刀板既能用於X軸加工，也能（néng）用於（yú）Y軸加工，設計更均衡，具有高剛性。該刀夾（jiá）擁有4個定位槽，能夠顯著延長刀（dāo）具壽命（mìng）。如（rú）果（guǒ）其（qí）中一個（gè）定位槽損壞，可對刀板輕鬆地進行轉位操作。方形刀板可被安裝在強化設計的刀座中，分帶有或不帶有高（gāo）壓冷卻通道（dào）兩種方式，以確保裝配後的切斷刀具耐用度高。該係列刀（dāo）具即使用（yòng）於切斷直徑較大（dà）的工（gōng）件，其突出的剛（gāng）性也可在窄切寬下實現高度穩定（dìng）的高（gāo）效切（qiē）斷，同時保證節省原材料。該係列（liè）刀具適用於所有類（lèi）型的車床，無論（lùn）是（shì）否（fǒu）是Y軸驅動。（圖5）

圖5–LOGIQ F-GRIP刀具為切斷作（zuò）業打開（kāi）了新的視角

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在切斷刀的領域尋找正確答案的路上（shàng），製造商們無一不徘（pái）徊在道路的分岔口。伊斯卡用其開創先河的刀（dāo）具奠定了裏程碑，之後推（tuī）出的眾多新（xīn）品不斷證明伊斯卡致力於推出先進（jìn）解決方（fāng）案，以滿足客戶需求的實力。

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