刀尖半径为何如此重要？

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如下图所示，刀尖圆弧是由交叉线主切削刃和侧切削刃形成的，也称为刃圆半径。

在切削过程中，为了提高刀尖强度和降低机床表面粗糙度，刀尖处通常存在圆弧过渡刃。另外，一般免修磨刀片都有一定半径的圆弧作为过渡。即使对于专门磨尖的车削刀尖，它仍然具有一定的拱形倒角。任何车削尖端上都不存在绝对的拐角。

通过图1的比较可以看出，刀尖半径和每转进给量对工件表面粗糙度影响最大。要达到理论表面粗糙度要求，正确的刀尖半径和进给量必须被选择。一般情况下，刀尖圆角半径以进给速度的三到四倍为宜。

对于刀尖半径和每转进给量的选择，也可以通过下面理论经验公式（1）来确定。

Ra=f*f/r*125

其中：

Ra（μm）——表面粗糙度；

f(mm/rev)——每转进给量；

r(mm)——刀尖圆弧半径；

125——常数。

将刀尖半径设定值和进给量代入，即可计算出理论表面粗糙度和表面粗糙度。

例：刀尖圆弧半径为0.8mm，进给速度为0.2 mm/r，将理论表面粗糙度代入公式。

Ra=0.2*0.2/0.8*125=6.25μm

理论表面粗糙度为：6.25μm

值得注意的是，如果半径太大，会因刀具与工件接触过多而产生振动。相反，如果半径太小，尖端就会变弱并很快磨损。需要经常重新锐利。因此，圆角半径一般为0.3~0.4mm。

圆角半径（边缘半径）补偿

数控车床加工时，需要对拐角半径进行补偿。

编程时，通常将刀尖视为一个点，但实际中存在圆角。当平行或垂直于轴线的表面，如端面、外径、内径等，按照理论尖端点编程的程序进行加工时，不会出现误差。

但在实际加工中，会出现过切、多切的情况。我们将讨论以下两种情况：

1、车削端面及内外圆柱面

下图显示了圆弧的尖端及其方向。用于编程和对刀的刀尖点是理想的刀尖点。由于刀尖圆弧的存在，实际切削点是刀刃圆弧与切削表面的切点。车削端面时，刀尖圆弧的实际切削点与理想刀尖点的Z坐标相同；使用车外孔和内孔时，实际切削点与理想刀尖点的X坐标值相同。因此，车削端面和内外圆柱面时无需进行刀尖半径补偿。

2、加工锥面、圆弧面时车削锥面、圆弧面

当加工路径与机床轴线不平行时，实际切削点与理想刀尖点在X、Z坐标方向上存在位置偏差。刀尖半径对加工精度的影响如下图所示。如果使用理想的刀尖点进行编程，将会减少切削或过切，从而导致加工误差。刀尖圆弧半径越大，加工误差越大。

在车刀的实际加工中，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是理想的点，而是圆弧。加工与坐标轴平行的圆柱和端面轮廓时，刀尖圆弧不影响其尺寸和形状，但加工圆锥、圆弧等非坐标方向轮廓时，刀具切削点在刀刃圆弧处。如果向上改变，刀尖的圆弧会引起尺寸和形状误差，导致切削次数减少或增多。这种由于刀尖不是理想点而是圆弧引起的加工误差，可以通过刀尖半径补偿功能来消除。