立铣刀是 CNC 铣削的一个基本组成部分，它是对材料进行成形和细加工的主要切削设备。它们广泛用于航空航天、汽车和模具制造等行业，这些行业提供各种形状、尺寸和材料，每种材料都针对特定类型的加工任务而设计。除了选择合适的立铣刀时应考虑哪些因素外，了解立铣刀的类型以及应将它们应用于何处也至关重要；因此，这将有助于提高铣削性能精度并延长刀具的使用寿命。本手册重点介绍立铣刀的技术细节，以便您可以将 CNC 铣削操作提升到另一个层次。
什么是 立铣刀?
定义 立铣刀
工业铣削应用的切削工具是立铣刀。它与钻头的不同之处在于它在轴向和径向切削。使用它们可以在各种材料（例如金属、木材或塑料）上创建形状、轮廓、槽和孔。立铣刀有不同的几何形状，其中大多数由高速钢 (HSS) 或整体硬质合金制成，以实现精度和长使用寿命。槽和螺旋槽可实现排屑，从而提高切削性能，也是立铣刀设计的一部分。
立铣刀与…… 钻头： 有什么不同？
虽然立铣刀和钻头都是机械加工中使用的切削刀具，但它们的功能和设计特点却有很大不同。钻头主要用于轴向切削，即直接向下切入材料以形成圆柱形孔。相反，立铣刀既可以进行轴向切削，也可以进行径向切削，因此用途广泛，可以加工出不同的形状和轮廓。以下是一些技术参数以及主要区别：
切削方向：
- 钻孔：仅轴向（上下）
- 立铣刀：轴向和径向（上、下、左右）
设计特点：
- 刀具上有一个或多个沿其长度方向螺旋排列的凹槽，这些凹槽可以是左旋的，也可以是右旋的。
- 立铣刀：这些刀具具有不同数量的螺旋槽（通常为 2、3 或 4），从而有助于更好地去除切屑并提高切削效率。
材料去除率 (MRR)：
- 钻头：垂直下潜时 MRR 更高
- 立铣刀：MRR 提供更多选择 – 切入式切削加周边铣削操作
刀具几何形状：
- 钻头：尖端有凿子刃，用于切割。
- 立铣刀：具有平头或球头端，可实现更精确的轮廓和表面光洁度。
材料适用性：
- 钻头非常适合在不同类型的材料上钻孔，例如金属（如钢板）、木材（如橡木板）和塑料。
它最适合用于轮廓加工目的，即在两个部件以直角相交的边缘线上产生槽或凹槽，然后通过焊接工艺等永久地连接在一起。这通常在类似的材料上完成，通常由 HSS（高速钢）或硬质合金工具制成。
常见应用 立铣刀
立铣刀在机械加工行业中必不可少。它们用于各种应用，包括：
- 轮廓加工：立铣刀非常适合在工件上创建复杂的轮廓和复杂的几何形状；这在模具制造和精密工程中很常见。
- 开槽和开凹坑：这些工具擅长切割槽或凹坑，这在生产具有内部腔体的部件（如框架或外壳）时是必需的。
- 轮廓铣削：用于需要创建光滑曲面的轮廓铣削操作；通常用于航空航天、汽车和医疗器械行业。
通过选择合适的立铣刀，可以在任务过程中实现更高的质量标准和效率水平。
如何选择合适的 切割用具?
理解 切削刀具材料：硬质合金、高速钢等
选择合适的材料对于您的切削刀具来说非常重要，这样才能发挥最佳性能并延长使用寿命。切削刀具中常用的材料有：
- 碳化物：这是最硬的材料，具有很强的耐磨性。当碳化物与其他材料高速接触时，碳化物会使其快速磨损。碳化物的耐热性还允许进行不需要冷却液的干式加工操作。
- 高速钢 (HSS)：高速钢坚韧且即使在较高温度下也能保持硬度，因此适合用于复杂几何形状或断续切削。尽管在较低速度下切削速度不如碳化物快，但它仍可有效切削各种材料。
- 陶瓷：陶瓷是快速加工铸铁或超级合金等硬质材料的绝佳工具。它们具有出色的耐磨性和热硬度，但比碳化物或高速钢更容易破碎，因为它们往往很脆。
- 金属陶瓷：这种材料结合了陶瓷的韧性和金属的硬度，非常适合精加工和实现高表面质量。
- 钻石和立方氮化硼 (CBN)：这两种材料的硬度和导热性在当今机械加工行业中使用的所有材料中名列前茅。钻石适用于非铁金属，而立方氮化硼则更适合切割黑色金属。
每种刀具根据其成分需要不同的特性。因此，通过了解这些具体要求，制造商可以选择合适的刀具，以提高生产过程中的生产效率，同时又不损害通过这种方式生产的成品的质量标准。
种类 立铣刀 及其用途
立铣刀是一种多功能铣削工具，可用于对各种材料进行整形、切割和精加工。有不同类型的立铣刀专为特定任务和材料而设计。
- 平头铣刀：这种铣刀具有方形端部，主要用于铣削平面、凹槽和肩部。它们可以在凹槽和槽的底部形成 90 度角。平头铣刀适用于通用铣削。
- 球头立铣刀：球头立铣刀的末端为圆形，非常适合轮廓加工和 3D 轮廓加工。它们可在复杂表面上实现光滑的表面处理，常用于模具和冲模应用。
- 圆角立铣刀：这种立铣刀的角部具有圆角，可增强刀具强度并降低崩刃的可能性。它们非常适合制作圆角、轮廓和曲面 - 基本上，任何可以用平头铣刀或球头铣刀完成的事情。
- 粗加工立铣刀：粗加工立铣刀又称为猪头铣刀，具有锯齿状齿，可快速去除大量材料。它们非常适合可能中断切削的重型粗加工操作。
- 精加工立铣刀：精加工立铣刀提供卓越的表面光洁度和精度，因为它们专为高精度加工而设计。通常在粗加工零件后使用，以精加工最终尺寸。
- 锥形立铣刀：锥形立铣刀可切割成角度的形状；这些在模具工作中是必不可少的，您需要在模具工作中切割小腔或柱子，以及像圆锥形物体上那样的更宽的锥度。
- 倒角立铣刀：倒角立铣刀具有倾斜的切削刃，可以创建斜边或通过去除毛刺/平滑边缘等方式准备焊接表面。
- 下切/上切立铣刀：下切将切屑向下推，防止顶面磨损，而上切将切屑向上拉；适用于深槽和凹陷操作，否则切屑可能会堵塞凹槽。
了解每种立铣刀的最佳功能可以帮助机械师选择合适的刀具来完成工作，最终提高他们的铣削性能。
涂层与…… 无涂层：选择哪一个 铣床?
当您必须为铣床选择涂层和无涂层立铣刀时，请考虑材料特性、切削条件和应用要求。
- 涂层立铣刀：这些刀具采用氮化钛 (TiN)、碳氮化钛 (TiCN) 或氮化铝钛 (AlTiN) 等材料处理。涂层立铣刀可延长刀具寿命、减少摩擦并提高耐热性。因此，它们可用于需要加工较硬材料的高速应用中。它们特别适用于有色金属、钢和超级合金。涂层通过最大限度地减少磨损来实现这一点，从而实现更高的切削速度和进给。
- 无涂层立铣刀：无涂层立铣刀通常用于铝、木材和塑料等较软的材料。它们的成本低于涂有一层保护材料的同类产品；因此，当工作要求不高时，它们最合适。这些类型的工具在低速下就足够了，因为低速时产生的热量很少，这可能会导致工具过度磨损。
总之，如果您要对难以加工的金属进行一些重型加工，则建议使用涂层立铣刀，但除此之外，对于大多数涉及软材料的工作，未涂层立铣刀就足够了。重要的是评估与铣削操作相关的所有方面，以便根据要执行的具体任务以及所涉及的材料特性来确定是否需要使用涂层或非涂层立铣刀。
的主要特点是什么 硬质合金立铣刀?
使用的优点 硬质合金立铣刀
与传统高速钢刀具相比，硬质合金立铣刀具有许多重要优势。首先，由于硬度增加，它们可以提高切削速度，从而提高生产率。其次，硬质合金立铣刀可以保持更长时间的锋利，从而减少刀具磨损并延长刀具寿命，尤其是在严苛的加工条件下。此外，它们的耐热性更好，这对于高速和进给操作非常重要，因为这使刀具能够承受更高的温度而不会降低性能。总之，这些特点使硬质合金立铣刀非常适合使用不锈钢、钛或铸铁等硬质材料的精加工切割。
标准 长笛 硬质合金立铣刀的设计
硬质合金立铣刀有许多标准的槽形配置，每种配置都是针对特定的切削条件和加工应用而设计的：
双刃立铣刀
- 应用：最适合用于铝和塑料等软材料。
- 技术参数：排屑槽容量更大，排屑效果更佳，减少堵塞。排屑槽更宽，适合高速切削。
三刃立铣刀
- 应用：它们平衡了切屑去除和刀具强度，因此可以用于中等硬度的材料。
- 技术参数：它兼具两刃立铣刀的快速排屑性能和四刃立铣刀的坚固或更佳的表面质量。它比两刃设计能提供更好的表面质量。
四刃立铣刀
- 用途：建议在使用不锈钢等较硬的材料或需要良好的表面处理时使用。
- 技术参数：刀槽越多意味着进给率越高，表面光洁度越好，但与刀槽越少相比，排屑空间越小。还可以以较低的切削速度运行，以免产生过多的热量。
可变槽立铣刀
- 用途：广泛应用于难加工材料的高性能加工中。
- 技术参数：通过改变相邻齿之间的间距来实现，从而减少振动并抑制颤动。因此，可以实现更平稳的铣削操作，增强稳定性和表面光洁度，同时仍能快速去除材料。
高螺旋立铣刀
- 应用：软材料加工，大批量生产。
- 技术参数：大于 40 度的螺旋角有助于提高排屑效率并降低切削力。这样可以更快地去除更多毛坯，从而获得出色的表面效果。
每种槽型设计都有特定的技术参数，旨在使其在不同的加工条件下对特定材料发挥最佳性能，从而确保在效率和准确性至关重要的各种用途中的有效性。
探索 涂料 硬质合金立铣刀
涂层的主要目的是提高硬质合金立铣刀的性能和使用寿命。它还旨在提高耐磨性，降低摩擦力并提高整体切削效率。以下是常用的各种涂层：
氮化钛（TiN）：
- 用途：用途广泛，可用于不同的材料，例如黑色金属和有色金属。
- 优点：硬度显著提高，使其更耐磨损；这种化合物的抗摩擦性能也更好，可以实现更快的操作。
碳氮化钛（TiCN）：
- 用途：适用于不锈钢或铸铁等较硬的材料。
- 优点：比 TiN 涂层硬度更高的涂层，在切割如此坚硬的物质时，大大提高了其抗磨损能力；此外，添加碳可进一步延长工具的使用寿命。
氮化铝钛（AlTiN）：
- 应用：高温应用中高强度合金的干加工。
- 优点：这种涂层具有良好的抗氧化性能和优异的高温硬度。这种涂层允许更快的切削速度和进给，非常适合高性能加工工艺。
通过选择正确的涂层，操作员可以延长硬质合金立铣刀的使用寿命并提高生产率，从而节省各种工业环境中的成本。
如何扩展 刀具寿命 你的 立铣刀?
正确维护和处理 切割工具
只有通过持续的保养和正确的操作，才能延长切削刀具的使用寿命并最大限度地提高其性能。以下是一些维护刀具的最佳实践：
- 定期检查：经常检查立铣刀是否磨损、碎裂或任何形式的损坏。如果及早发现磨损，可以防止刀具进一步损坏，从而保持均匀的切割。
- 正确保管：始终将切割物存放在干净干燥的地方。为避免物理损坏和生锈，工具应存放在为此目的设计的架子或其他存储系统上；切勿将它们松散地存放在抽屉中，以免它们发生碰撞，从而导致破损。
- 正确使用：应使用推荐的速度和进给率来加工不同的材料，以免对材料施加过大的压力，否则可能会导致材料快速磨损。同样，操作员也不得使工具超负荷工作，因为这种行为要么会导致工具过早撕裂，要么会导致工具彻底损坏。
- 重复使用和重新磨锐：建议根据使用情况以一定的时间间隔对立铣刀进行修整，以保持其锋利度，从而延长其使用寿命并提高这些设备切割时的效率。
- 使用冷却液：加工时，务必使用与特定操作相匹配的适当冷却液或润滑剂。正确使用冷却液有助于最大程度地减少摩擦并消除工件的热量，从而防止通过两个表面之间的剪切作用（切屑形成区）去除材料时边缘过度磨损。
通过该处理方案，操作人员将获得更高的性能水平、更长的使用寿命以及与切削刀具相关的更高的生产率。
优化 数控机床 长寿设置
设置优化对于延长数控机床的寿命和提高其性能非常必要。以下是一些注意事项：
- 速率校准和速度：进给速率应根据主轴速度进行调整，主轴速度因加工过程中使用的各种材料而异；否则，工具可能会很快磨损。如果这两个参数没有故意设置得太高或太低，还可以节省电力。
- 监控负载：实时监控系统可防止机器超出其能力范围，从而导致电机烧坏或因过载而出现其他驱动故障。
- 故障前的维护：设计一个全面的计划，定期检查传动带、轴承、润滑系统等关键部件，确保持续平稳运行，不会发生故障。
- 控制环境：如果您想要保持准确性，那么就该开始调节机器运行房间内的热量水平，因为任何细微的变化都可能导致膨胀，从而导致冷凝，从而影响可靠性和准确性。
- 升级软件版本——升级有助于引入新特性和功能，提高效率，从而延长这些设备的使用寿命，同时使它们比以前运行得更好，从而在生产过程中产生更准确的结果。
如果任何操作员希望他的 CNC 机床在其整个使用寿命期间保持高效，则应遵循上述步骤。
了解专业 立铣刀类型
何时使用 球头立铣刀 对阵 方头铣刀
要确定是使用方头立铣刀还是球头立铣刀，首先应考虑相关应用以及希望实现的目标。球头立铣刀主要用于三维轮廓加工和成型。这是因为它们最适合处理复杂的表面轮廓，例如弯曲、圆形和混合边缘，因为它们的半球形尖端可以在雕刻或 3D 铣削时实现光滑的表面处理。相反，当需要加工平面时，使用方头立铣刀；这些工具还可用于制作底部有尖角或边缘的槽或肩。使用这种类型的铣刀的主要优势在于它能够在涉及直线切割路径和锋利边缘的操作（如平面铣削和侧铣）上表现良好。为了选择正确的立铣刀类型，重要的是要了解需要做什么，从而了解与任务性质相关的各种因素，从而提高加工过程中的性能。相反，当需要加工平面时，使用方头立铣刀；这些工具还可用于制作底部带有尖角或边缘的槽或肩部。
探索 高性能 和 粗加工端 米尔斯
高速加工需要高性能立铣刀，其设计旨在更快、更有效地工作。它们比其他立铣刀切割得更好，进给率更高，完成周期更快。它们通常具有增强的涂层和几何形状，使其使用寿命更长，同时在极端切削条件下保持精确。难以加工的材料需要高性能立铣刀；例如，硬化钢或超级合金将以出色的表面质量和严格的公差完成。
粗加工立铣刀（粗加工立铣刀）用于快速去除大量材料。这些铣刀的切削刃具有锯齿状的锯齿，可破碎切屑并减少切削力，从而使其在早期加工操作中效率最高。在使用 HP 或精加工立铣刀进行精加工之前，通常会在加工开始时使用粗加工刀具进行大量切削，此时表面光洁度并不重要，但速度和体积最重要。关键在于正确选择刀具：了解每种刀具最擅长做什么，机械师就有机会进行优化，从而实现加工过程结果的效率和精度。
应用 燕尾榫 和 拐角半径 立铣刀
燕尾榫立铣刀是一种专用工具，主要用于制作燕尾榫接头，燕尾榫接头是一种在木工、铣削和金属加工中很常见的特殊接头。这种铣刀对于以精确的角度创建凹槽非常重要，这些凹槽将紧密贴合在两件工件之间。在生产固定装置、滑轨和导轨的过程中，加工黑色金属或有色金属时，总是使用燕尾榫立铣刀，因为它们可以产生良好的效果。
使用圆角立铣刀的目的是将两个部件相接的边缘修圆，以增加强度并减少因应力集中而导致的故障。这些工具广泛应用于需要耐磨或长寿命的情况，例如制造具有许多复杂部件的医疗设备模具、能源行业等。此外，增加圆角可防止磨损，同时提高表面光洁度质量，因为锋利的边缘区域会很快磨损，导致表面粗糙。
常见问题 (FAQ)
问：什么是立铣刀？它在 CNC 铣削操作中如何使用？
答：立铣刀是一种在 CNC 铣削过程中从工件表面去除材料的切削工具。其顶部和侧面的锋利边缘使其能够进行精确的切割、开槽或轮廓表面加工。优质的立铣刀对于高效去除材料和实现高质量的表面处理必不可少。
问：为什么通常使用整体硬质合金来制造立铣刀？
答：整体硬质合金立铣刀之所以出名，是因为它们非常坚硬、坚固，即使在高温下也能保持锋利。它们可以切割各种材料，如铝、铸铁或不锈钢。
问：刃数对立铣刀的性能有何影响？
答：立铣刀上的刃数越多，它从工件上去除材料和排出切屑的速度就越快。例如，当需要在切削效率和表面光滑度之间取得平衡时，4 刃刀具在通用铣削中效果良好，而刃数越多通常可产生更精细的表面，因此适合较硬的材料。
问：立铣刀涂层（例如 TiAlN 和 AlTiN）之间有何区别？
答：使用 TiAlN（氮化铝钛）或 AlTiN（氮化铝钛）等物质进行涂层处理可改善性能特征，包括使用寿命。例如，TiAIN 在需要耐热性的较高速度下表现更佳，而且也适用于坚硬的材料，而 AlTiN 具有出色的抗氧化性，因此应选择它用于涉及高温的应用。
问：螺旋角对立铣刀的性能有什么影响？
答：螺旋角决定了切削过程中切屑排出的效率，并影响切削力的大小。较大的螺旋角可增强切屑排出，从而产生更光滑的表面光洁度，这主要适用于铝等较软的材料。相反，较小的螺旋角可提供更坚固的刀片，从而在加工较硬的工件材料时提高性能。
问：如何选择正确的立铣刀来切割铜？
答：合适的立铣刀应具有锋利的切削刃和适当的涂层，以减少铜加工过程中的摩擦。涂层还可以通过减少热量和防止切屑粘附来提高性能。
问：为什么我应该使用 Harvey Tool 的微型立铣刀？
答：Harvey Tool 提供多种类型的立铣刀，适用于精密和小规模操作。这些微型立铣刀擅长精细加工、复杂切割以及在必要时使用尖角或边缘进行细节处理，使其成为原型设计或任何其他形式的精密金属加工项目的理想选择。
问：LOC 在选择合适的立铣刀方面起什么作用？
答：选择合适的刀具时，切削长度 (LOC) 至关重要，因为它决定了刀具可以切入材料的深度。较长的切削长度允许更深的切削，但可能会降低稳定性；较短的切削长度可确保刚性和精确的切削，同时避免刀具系统过载，从而提高加工过程中的效率。
问：立铣刀刀具中的 OAL 是什么意思？
答：立铣刀的总长度 (OAL) 会影响其可达性和刚性。较长的总长度可在工件内达到更大的范围，但容易偏斜；较短的总长度稳定性更好，但会牺牲一定程度；因此，应始终考虑精度。
问：如何才能延长工具的使用寿命而无需频繁更换？
答：保持切削速度、进给和深度比以及使用适当的冷却剂或润滑剂以防止过热非常重要，过热可能会导致刀具损坏，例如崩刃或边缘钝化。不小心存放会导致刀具钝化，而定期检查有助于识别磨损的零件，从而尽早更换。所以也要始终记住这些事情。
