在CNC加工中，刀具壽命是指切削刀具從刀尖處開始初次切削到磨損所經過的時間或從工件表面開始測量的實際長度。刀具切削時間是刀具制造商計算刀具壽命的關鍵評估指標。

顯著影響刀具壽命的兩個主要因素：

切割速度（線速度）

切削速度對刀具壽命有顯著影響。如果切削速度超過所加工材料的規(guī)定速度 20%，刀具壽命將縮短至原來使用壽命的一半。如果切削速度增加到規(guī)定速度以上 50%，刀具壽命將縮短至原來使用壽命的五分之一。

振動

除了切削速度外，振動對刀具壽命也有顯著影響。振動的主要原因是加工裝置的剛性。工件表面的振動表現(xiàn)為刀具與工件之間的持續(xù)錘擊，而不是正常切削。這會增加刀具崩裂和斷裂的程度，從而大大縮短刀具的使用壽命。

數(shù)控刀具使用壽命的估算方法

根據(jù)切割時間估算

在金屬切削刀具行業(yè)，切削速度建議通?；?CNC 刀具壽命 15 分鐘。在實際應用中，通常使用 CNC 刀具制造商提供的推薦值的 75%。在此降低的切削速度下，CNC 刀具的預計刀具壽命約為 60 分鐘。

單個切削刃可加工的工件估計數(shù)量可采用以下公式計算：

N = (19100 * V * f) / (D * h)

其中：N：刀具壽命，即可加工的工件數(shù)量（單位：件）V：刀具選擇的切削速度（單位：米/分）f：加工時的進給速度（單位：毫米/轉）D：被加工工件的直徑（單位：毫米）h：加工長度（單位：毫米）

車削直徑為 60 毫米、長度為 110 毫米的工件。刀具制造商建議切削速度為每分鐘 200 米。計劃刀具切削時間壽命 T 為 60 分鐘。實際使用的切削速度為每分鐘 150 米，進給率為每轉 0.1 毫米。計算預計刀具壽命：

N = (19100 * 150 * 0.1) / (60 * 110) = 43.4

在給定的條件下，每個切削刃大約可以加工43個工件。

根據(jù)切削距離計算數(shù)控刀具壽命

切削距離是指切削刃行進的總距離，假設單個切削刃從開始到失效以恒定速度連續(xù)切削非常大的工件。該距離稱為切削距離壽命，用“L”表示。

單個切削刃可加工的工件估計數(shù)量可采用以下公式計算：

N = (318300 * 長 * 寬) / (深 * 高)

其中： N：刀具壽命，可加工的工件數(shù)量 L：估計的切削距離壽命，以公里為單位 f：加工時的進給速度，以每轉毫米為單位 D：加工工件的直徑，以毫米為單位 h：加工的長度，以毫米為單位

例如，當車削直徑為50毫米、長度為100毫米的工件時，進給率為每轉0.1毫米，而刀具制造商建議的切削距離壽命為10公里，則預計刀具壽命可計算如下：

N = (318300 * 10 * 0.1) / (50 * 100) = 63.66

在給定的條件下，每個切削刃大約可以加工63個工件。

根據(jù)經驗值估算刀具壽命

業(yè)內資深的專業(yè)人士憑借其豐富的經驗，對于采用常見材料和常用數(shù)控刀具加工特定材料，可以直接估算出刀具的使用壽命。

例如，直徑為φ25～φ30的涂層硬質合金鉆頭，在鉆削普通碳鋼時，累計鉆孔長度大約為20～30米；在加工鑄鐵時，累計總長度一般在80～100米左右。

上述三種估算方法只是典型情況下的粗略估算。無論是基于切削時間還是切削距離的估算，這些方法都趨于保守。一般情況下，刀具制造商不提供這些估算方法，因為 CNC 刀具的計算方法是在特定的實驗室環(huán)境中確定的，可能不適用于作為一般準則。

提高刀具壽命的方法

改善矩陣

通過在 1-5μm 范圍內改變碳化鎢的顆粒尺寸，工具制造商可以改變硬質合金工具的基體特性?；w材料的顆粒尺寸對切削性能和工具壽命起著至關重要的作用。較小的顆粒尺寸可使工具具有更好的耐磨性，而較大的顆粒尺寸可提高工具的韌性。

此外，硬質合金數(shù)控刀具材料中鈷含量由6%提高至12%，可提高韌性，因此，無論是韌性還是耐磨性，都可以通過調整鈷含量來滿足特定的切削工藝要求。

通過在外表面附近形成富鈷層或在硬質合金材料中選擇性添加其他合金元素（如鈦、鉭、釩、鈮等），也可以提高刀具基體的性能。富鈷層可以顯著提高切削刃強度，從而提高粗加工和斷續(xù)切削刀具的性能。

選擇合適的涂層

涂層也有助于提高硬質合金數(shù)控刀具刀片的切削性能。當前的涂層技術包括：

1氮化鈦（TiN）涂層：這是一種通用的PVD和CVD涂層，可提高工具的硬度和氧化溫度。

2碳氮化鈦（TiCN）涂層：通過向TiN中添加碳元素，該涂層可提高硬度和表面光滑度。

3氮化鋁鈦 (TiAlN) 和氮化鋁鈦 (AlTiN) 涂層：這些涂層與氧化鋁 (Al2O3) 層結合使用可延長高溫切削過程中的刀具壽命。氧化鋁涂層特別適合干切削和近干切削。

4氮化鉻（CrN）涂層：該涂層具有良好的抗粘附性能，可作為解決碎屑粘附問題的解決方案。

珩磨刃

在許多情況下，刀片切削刃的制備（或刃口珩磨）已成為決定加工成功的關鍵因素。珩磨工藝參數(shù)需要根據(jù)具體的加工要求確定。珩磨量可從小到0.007mm，大到0.05mm。通常，用于大多數(shù)鋼和鑄鐵的連續(xù)車削和銑削的刀片需要進行相當程度的刃口珩磨。珩磨量取決于硬質合金的牌號和涂層類型（CVD或PCD涂層）。對于重載斷續(xù)切削刀片，大量的刃口珩磨或T形刃口加工已成為先決條件。

相反，加工不銹鋼、高溫合金用的刀片由于容易形成切屑堆積，要求切削刃鋒利，且只能進行輕微珩磨（低至0.01mm），甚至可定制更小的珩磨量。同樣，加工鋁合金用的刀片也要求切削刃鋒利。