刀具切削刃的硬度必須高于被切削材料的硬度。提高刀具硬度可以延長刀具壽命，對(duì)于溫度很高的高速切削加工尤其如此。不過，刀具硬度越高，其脆性也越大。在粗車加工中（尤其是在需要切除氧化硬皮或切深不斷變化的斷續(xù)切削中），不均勻的切削力可能會(huì)使高硬度的刀片發(fā)生破裂或崩刃。機(jī)床、夾具或工件不穩(wěn)定可能也會(huì)導(dǎo)致刀具失效。

增強(qiáng)刀具的韌性（如通過提高刀片材料中鈷結(jié)合劑的含量）可以改善其抗沖擊性能，但與此同時(shí)，刀具硬度降低會(huì)使其在高速切削時(shí)磨損加快和/或發(fā)生變形。因此，優(yōu)化的關(guān)鍵在于根據(jù)被加工工件材料來平衡刀具性能。

一、刀片強(qiáng)度與切削速度

有些刀片牌號(hào)的設(shè)計(jì)旨在最大限度地增加其硬度和耐磨性，為了提高切削速度，不惜犧牲一部分抗沖擊性或韌性。這些刀具通常更適合以穩(wěn)定的切削參數(shù)，對(duì)無需斷續(xù)切削的工件進(jìn)行高速粗車加工。然而，有些刀片牌號(hào)需要在不穩(wěn)定的加工條件下，提供更長和可預(yù)測的刀具壽命。為了增加韌性，這些刀片牌號(hào)不得不犧牲一部分耐熱性和高速車削能力。

雖然刀片的基體材料和涂層決定了其基本的粗加工性能，但其斷屑臺(tái)幾何形狀也能對(duì)刀具的切削性能起到微調(diào)作用。

二、刀片槽型與切屑控制

與刀具材料類似，在設(shè)計(jì)刀具幾何參數(shù)時(shí)也需要綜合權(quán)衡。正的切削槽型和鋒利的切削刃可以減小切削力和優(yōu)化切屑流。但是，與刀尖圓弧較大的切削刃相比，鋒利的切削刃更容易磨損和破損。

為了提高切削刃的強(qiáng)度，可以制備一些刃口幾何特征（如T型棱帶和倒棱）。T型棱帶是在切削刃后面制備出的強(qiáng)化區(qū)，它形成的正切削角可以為特定的加工及工件材料提供足夠的強(qiáng)度，并盡可能減小切削力。刃口倒棱可以強(qiáng)化鋒利切削刃最薄弱的部位，但需要付出切削力增大的代價(jià)。

“硬性”切屑控制槽型可通過較小的銳角來引導(dǎo)切屑，從而實(shí)現(xiàn)卷屑和即刻斷屑。這種幾何槽型非常適合加工會(huì)產(chǎn)生長切屑的工件材料，但它也會(huì)增大切削刃的負(fù)荷。而“軟性”切屑控制槽型可以減小切削刃負(fù)荷，但會(huì)形成較長的切屑。

三、刀片設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

從山高刀具公司設(shè)計(jì)的M5、M6和MR7刀片牌號(hào)上，可以看出不同粗車幾何槽型的差異。這些基本上按其在粗車加工中可采用切深和進(jìn)給率的遞增順序來排列的刀片牌號(hào)采用負(fù)的幾何槽型，具有垂直的后刀面，并且設(shè)計(jì)為雙面刀片。

M5槽型兼具較高的切削刃強(qiáng)度和較小的切削力。刀片刀尖處制備了寬度為0.30mm、角度為5°的正角T型棱帶，其后為一直延伸到刀片前刀面、傾斜20°的過渡區(qū)。切削刃的其余部分制備了角度為1°的負(fù)倒棱，其后是寬度為0.31mm、角度為5°的正角T型棱帶，然后是一直延伸到前刀面、傾斜18°的過渡區(qū)。制備的負(fù)倒棱提高了刃口強(qiáng)度，而開放的排屑槽有利于高韌性合金產(chǎn)生的長切屑順暢流動(dòng)。M5槽型適合車削各種工件材料，包括鋼、不銹鋼、鑄鐵和高溫合金。

MR7槽型主要用于重型斷續(xù)切削和粗車加工（如粗車帶硬殼和氧化皮的鋼、鑄鐵和不銹鋼鍛件/鑄件）。為了最大限度地提高刃口強(qiáng)度，在刀尖處和切削刃的其他部位均制備了更寬（0.35mm）的0°T型棱帶，其后為更平緩（17°）、一直延伸到刀片前刀面的過渡區(qū)。雖然更寬、更扁的T型棱帶和更平緩的過渡角提高了刀片強(qiáng)度，但同時(shí)也產(chǎn)生了較大的切削力，因?yàn)樵摬坌涂偟膩碚f不是很鋒利?？傊?，MR7槽型的強(qiáng)度可與用于重載粗車加工的單面刀片相媲美。

不同幾何特征的組合使M6槽型的切削性能介于M5與MR7槽型之間（有部分重疊）。刀尖處的4°正角T型棱帶寬度為0.25mm（比M5或MR7槽型稍窄一些），與前刀面之間有一個(gè)傾斜19°的過渡區(qū)。切削刃上制備了寬度為0.30mm的0°T型棱帶，其后是延伸至刀片前刀面的21°過渡區(qū)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既具有較高的刃口強(qiáng)度，又具有較寬敞的排屑槽，可以加快切屑流動(dòng)。

雖然這三種刀片槽型的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和加工范圍不同，但它們都采用了相同的設(shè)計(jì)策略——保護(hù)切削刃，盡可能減小切削力和使排屑效率最大化。這些刀片的設(shè)計(jì)表明，只要應(yīng)用得當(dāng)，刀片幾何特征的綜合平衡和優(yōu)化組合可對(duì)粗車加工的最終結(jié)果產(chǎn)生積極的影響。