CNC（计算机数控）立铣刀对于加工各种工件（包括金属、塑料和复合材料）必不可少。这些多用途铣刀提供各种形式、尺寸和布置，用于切割、铣削和成型自动化设备中的机器部件。为了获得更好的性能，必须了解各种类型的立铣刀、它们的用途以及相关的性能决定因素。在本文中，作者明确关注 CNC 立铣刀，包括它们的设计、材料和在车间项目中的使用，提高读者在加工任务中做出正确选择的能力。
什么是立铣刀？为什么它很重要？
了解立铣刀
这 立铣刀是一种具有圆柱形特征的加工刀具 并用于需要从各个方向进行切削的操作。与仅在水平方向钻孔的钻具相比，立铣刀是用于铣削的工具，可以进行水平、倾斜和孔表面加工。立铣刀的形状是影响其有效性的重要因素；凹槽的存在、切削刃的角度和涂层决定了立铣刀在特定材料中的应用。立铣刀的凹槽数量可能不同，这会影响切屑清除和沟槽性能。CNC立铣刀在机械加工中至关重要，因为它们具有适应性和准确性，可以在金属和其他形式的制造中制造复杂的图案和严格的公差。
立铣刀和路由器钻头之间的主要区别
立铣刀和铣刀是机械加工中使用的两种不同的工具，了解这些工具的区别有助于为相关操作选择正确的工具。
- 我应该使用哪种立铣刀设计和几何形状才能获得最佳效果？立铣刀是一种切割工具；它最适合用于金属和其他固体材料。它有多个凹槽，有助于快速切割和光滑的表面处理，不会产生碎屑。然而，铣刀主要用于木材和塑料等软质材料，因此设计有少量凹槽或只有一个凹槽。
- 切削方向：本节中的所有数据 立铣刀是可以上下两个方向切削的切削刀具。因此，它们可以进行复杂的铣削操作和其他复杂的设计。虽然相同的钻头有时可以旋转进行切削，但它们的设计更多地是沿边缘切削和沿轴向进行异形铣削。
- 应用用途 立铣刀非常适合用于需要精确细致工作的 CNC 加工。它们还用于需要高精度和精密度的铣削操作，例如航空航天和汽车行业。铣刀主要用于木工和细木工，因此用于塑形和装饰切割。
总而言之，虽然立铣刀和路由器钻头在其领域都很有价值，但它们具有使其适用于不同用途的特性和功能。
整体硬质合金在 CNC 立铣刀中的作用
CNC 立铣刀采用整体硬质合金制造，具有耐磨和硬度优势。整体硬质合金制成的刀具在刀具寿命方面比 HSS 或钴刀具长几倍，适用于高速加工工艺。这种材料的重量大，可确保切削过程中的刚性，最大限度地减少刀具的影响，并提高其精度。此外，整体硬质合金立铣刀在较高温度下仍能保持锋利，从而可以提高进给率和对工件进行深度切削。因此，整体硬质合金刀具的特性可提高各种加工方法的生产率和成本效益，使其成为需要最佳性能的刀具应用的首选。
如何选择合适的数控立铣刀？
需要考虑的因素：凹槽、柄部和直径
了解所进行工作的性质和所使用的材料将指导选择合适的 CNC 立铣刀。
- 排屑槽配置：立铣刀上的排屑槽数量会影响其切削动作以及切屑的清除情况。具有两个或三个排屑槽的立铣刀可以加工更大容量的凹槽和不同的切削深度，同时具有较高的去除率。另一方面，多排屑立铣刀有助于捕获切屑材料并改善表面光洁度；因此，这些类型的立铣刀最适合软材料。
- 柄类型：立铣刀的柄在与不同刀架和加工配置的连接方面非常重要。立铣刀有迷你柄、中型柄和大型柄，根据情况和所需的坚固程度来选择。增加柄直径往往可以稳定和最小化加工过程中的切削振动。另一方面，小直径可以制造形状复杂、细节精细的工具。因此，选择合适的柄非常重要。
- 了解立铣刀的直径可进一步确保达到所需的切削深度并在整个铣削操作过程中保持准确。对于特殊用途和复杂图形，可使用较小直径的立铣刀（从 1/16 英寸到 1/4 英寸），而对于需要在短时间内去除更多材料的批量加工工艺，使用较大直径的立铣刀效率更高。选择这样的切削直径至关重要，这样才能确保切削操作高效并且工件完好无损。
鉴于上述情况，在选择 CNC 立铣刀时，您将能够很好地理解其中一些因素，并选择最适合您的因素，以便在您的加工项目中获得最佳性能和结果。
何时使用球头立铣刀与方头立铣刀
此外，值得注意的是，要找到价格合理的标准球头立铣刀和有效的立铣刀可能具有挑战性，它们主要用于水平位置的轮廓铣削和 3D 加工。这些刀具的独特之处在于它们的圆形端部，这在一定程度上有助于空间结构的一次性轮廓修整。然而，它们的有效性将根据特定任务和刀具的使用而有所不同。它们主要用于挖槽和创建阶梯特征。在这种情况下，在球头和方头切削刃之间进行选择似乎是不可避免的。
选择不同类型的刀具进行材料去除
根据材料、所需的表面处理类型和加工操作的性质，确定任何切削材料所需的刀具类型至关重要。所使用的不同刀具在很大程度上影响切削过程的生产率和效率。例如，从经济性和耐用性的角度来看，在相对低到中等硬度的材料上使用 HSS 刀具是合理的。硬质耐磨硬质合金刀具在加工硬质材料时非常有用，可以实现更高的速度和进给，从而提高生产率。此外，可以使用会产生过多热量的切削材料（例如铝）、氮化钛 (TiN) 等涂层来保护刀具并改善表面光洁度。最后，刀具的使用必须与项目的目标和目的、成分的性质以及最终产品的质量相匹配。
立铣刀有哪些不同类型？
粗加工立铣刀及其用途概述
粗加工立铣刀之所以被称为粗加工立铣刀，是因为它们在任何加工操作的初始阶段去除材料时最有效。Kyynik Winner 粗加工立铣刀（碳化钨）是大型槽形刀具，槽形比精加工立铣刀少。因此，它们可以进行调整以进行更深的侵入并增强切屑清除能力。当需要去除而不是精加工材料时，这些类型的立铣刀在加工不锈钢、铝或任何其他合金时最有效。
因此，其强大的切削能力可以大大减少加工工作所花费的时间，并且可以应用于材料的批量去除、轮廓表面或模具下沉工艺。购买粗加工立铣刀时，必须考虑槽设计、涂层和工件材料。使用粗加工立铣刀和后续的精加工工具可以提高工艺效率以及最终产品的效果。
了解倒角立铣刀及其应用
倒角立铣刀使结构具有角度交叉，特别是在边缘处，称为倒角，为结构提供实用和美观的优势。这些技术通常会吸收一些角度，可能是 30 度、45 度或 60 度，并用于切断部件的边缘。设备机加工部件的修整伴随着尖角的去除，这不仅是为了美化目的，也是为了在组装部件时简化几何连接。
倒角立铣刀还可用于制造、航空航天和汽车工业中更高级的应用。这种工具在需要边缘准备的操作中很有用，例如焊接准备和组装。此外，倒角可以帮助减轻零件的局部应力，从而提高设备性能。在选择倒角立铣刀的每种情况下，都必须注意要实现的角度、可用的材料以及工具的尺寸大小，以获得所需的性能结果。
使用长距离立铣刀和超长型号的好处
这种带有长距离立铣刀和超长突出部分的切削工具是机床，尤其适用于需要跨越难以触及的表面的应用。其中之一是可以在不移动工件的情况下将更多此类加工纳入制造过程，从而提高生产率并缩短循环时间。这与航空航天和汽车行业有关，因为这些零件往往具有非常复杂的形状，包括深而窄的腔体。
同样，长距离立铣刀的设计具有较高的刚性，在大多数情况下，使用时不会产生过多的振动，从而阻止了端面上的蒸汽生长。这种加长立铣刀通常长度较宽，可以延伸到较薄或较封闭的区域，在这些区域很难去除齿状工件。此外，这些立铣刀具有不同的切削长度和槽形，可用于不同的材料和切削情况，从而提高了各种任务的性能。必须选择与材料和涂层以及切削参数相关的适当类型的长距离立铣刀，以获得最佳的操作效果和零件精度。
如何使用直端铣刀优化 CNC 铣削？
设置速度和进给以实现高效的 CNC 铣削
正确校准适当立铣刀的速度和进给对于 CNC 铣削操作的效率至关重要。主轴速度通常以每分钟转数表示，必须根据工件材料和条件、刀具直径和加工操作来确定。用于此目的的公式是：
[ \text{RPM} = \frac{(切割速度 \times 12)}{ \pi \times 直径} ]
其中切割速度以SFM为单位，直径以英寸为单位。
为了有效去除材料并防止刀具损坏，还必须得出另一个变量，即进给率，该变量在 IPM 中显示。进给率可以按以下方式计算：
[ \text{IPM} = \text{RPM} \times \text{切屑负载} \times \text{总刃数} ]
切屑负荷是指每次完整旋转中每个齿切除的材料量，这些二维量非常重要，因为它们有助于在机床的刀具寿命和生产率之间取得平衡，更重要的是，由于所用材料类型和执行加工任务的刀具不同，这些值应根据机床的响应进行控制。
螺旋角和槽设计的重要性
立铣刀的螺旋角和槽口都为成功加工提供了足够的自由度，以适应相应的刀具动态。切削刃相对于刀具中心线的倾斜度（称为螺旋角）对切屑排出和切削力有重大影响。例如，对于正在加工的材料，使用高螺旋角可以促进有效切屑排出，从而有助于最大限度地减少施加在加工刀具上的扭矩；因此，它主要用于高进给率下的较软材料。然而，较低的螺旋角可以在较硬的材料下保持稳定性，但往往会产生不理想的切屑流速。
影响切削效率的另一个参数是排屑槽设计，其中包括排屑槽形状和排屑槽数量等参数。排屑槽数量越少，材料去除越彻底，因为排屑槽空间越大；排屑槽数量越多，切削面积越大，因此可以实现更精细的表面处理，但代价是排屑量减少。任何给定的螺旋角和排屑槽设计都必须考虑切削性能、排屑量和总体生产率。
实现卓越表面光洁度的秘诀
在 CNC 加工中获得良好的表面光洁度很大程度上取决于以下因素和技术：
- 优化切削参数：控制加工材料的主轴转速、进给率和切削深度。可以提高切削速度以改善表面状况，但应采取适当措施避免过热或刀具快速退化。
- 选择合适的工具：选择切削工具时应特别小心。为了获得最佳性能，应使用特定的涂层和几何形状。具有特定角度的更锋利的工具可通过更顺畅的操作实现更好的表面效果。
- 实施适当的刀具路径策略：确保在设计开发的正确阶段恰当地使用思考者，并确保这些思考者认识到需要限制坚固立铣刀厚部分的方向变化，例如端面滚道和赤道环。适当的刀具路径可以帮助充分接触材料，因此使用 Speed Tiger 立铣刀可以加工出更精细的表面。
- 保持刀具状态：保持切削和立铣刀质量刀具处于安全的工作环境中将有助于减少劣质刀具对表面质量的不利影响。建立定期刀具修整制度可能会提高表面质量的一致性。
- 控制环境因素：应确保加工环境的稳定性，以避免加工过程中产生振动。适当的固定和机器参数可以限制颤动，这是影响表面光洁度的因素之一。
专注于这些策略可使制造商提高加工表面的质量，从而在使用合适的立铣刀时提高产品的使用率和美观度。
CNC 立铣刀的维护和保养
如何磨砺和维护 CNC 立铣刀
为了保持最佳功能和使用寿命，CNC 立铣刀的调整和维护是需要考虑的重要活动。切削立铣刀的一个例子是立铣刀，它可以通过以下方式磨锐：
- 清洁立铣刀：检查工具之前，应使用清洁剂清除碎屑和杂物。
- 选择合适的磨削和切削工具：使用适合立铣刀材料的带有正确砂轮的工具磨床或适当的磨刀机。
- 设置角度：磨床中切割凹槽、切割或浮雕的某些部件可能需要调整。两槽立铣刀的一般标准是 30 度角。
- 研磨切削刃：对研磨部件的切削刃施加均匀且可控的压力，以免它们升温并改变工具的硬度。
- 检查工具：立铣刀磨锐后，所有切削刃长度和其他表面（包括凹槽）应相等，并且不存在任何不规则的粗糙度。
- 定期修复：显然，值得注意的是，这些立铣刀需要定期进行磨刀周期、检查和清洁周期，这涉及到工具的使用频率及其在加工材料上的应用。
- 正确存放：每次使用后，我都会将立铣刀重新安装到适当的刀架或盒中，以避免机器轴承磨损，并为我的 CNC 机器上的任何未来操作做好准备。
这样，操作员可以有效地磨砺 CNC 立铣刀，使刀具保持其性能，从而提高加工过程的生产率。
延长铣刀寿命的最佳实践
为了延长铣刀的使用寿命，可以提出以下建议：
合适的材料选择：选择适合工件材料和加工过程的正确刀具材料（例如硬质合金，高速钢），以减少磨损。
- 最佳切削参数：将进给率、主轴转速和切削深度调整到最适合材料的水平。这可防止刀具承受超过刀具可承受水平的热量和机械应力，尤其是在材料易碎的情况下。
- 定期检查：尽可能经常检查工具是否有磨损、损坏或钝边。这样可以在工具造成加工问题之前对其进行维修或更换。
- 适当的冷却和润滑：操作时使用切削液和冷却剂可减少摩擦并消除操作产生的热量。这不仅有助于保护工具，还可以提高成品部件的表面光洁度。
- 尽量减少刀具更换：积累类似的零件并一次加工，这样刀具更换频率就会降低或设置保持不变。这可以避免不必要的刀具磨损并提高刀具的使用率。
- 避免冲击载荷：确保工具在加工过程中不会承受突然载荷或过度载荷，以免造成碎裂或断裂。
- 保持工具有序：工具应存放在干净、干燥的地方并放置在支架中，以防止感染和磨损，从而确保在使用过程中达到最佳性能。
通过遵循这些最佳实践，机械师绝对可以延长所提及工具的使用寿命并提高其性能。这将使可行流程更加顺畅，并最终节省成本。
常见问题及其解决方法
- 刀具磨损和钝化：刀具过早磨损是所有加工过程中最常见的挑战之一。钝化的指标包括表面质量差和切削力增加。要排除故障，请评估切削参数并确保有适合切削的刀具材料和有助于防止磨损的冷却液。
- 颤动和振动：过度振动会导致性能不佳，例如表面光洁度差和刀具寿命短。不当设置（例如夹紧或刀具选择不当）可能是问题的原因。为了抵消颤动的影响，必须改变切削速度和进给等参数，然后还必须适当固定工件。可以建议加工时使用加工刀具的加工几何形状，以提高机床操作期间加工刀具的稳定性。
- 表面光洁度不一致：表面光洁度的差异可能由各种问题引起，例如刀具磨损、进给率低、润滑不良等。为了解决这个问题，必须始终如一地监控刀具状况并清洁冷却液系统以消除污垢。显然，即使这些参数足以消除表面光洁度的干扰，维护这些设计参数也是必不可少的。
这些原因概括了机械师遇到的一些常见问题，这些问题可以通过纠正措施解决。因此，可以加快操作速度，同时保持预期的高质量标准。
参考来源
常见问题 (FAQ)
问：什么是 CNC 立铣刀，它如何与 CNC 机床配合使用？
答：立铣刀是 CNC 设备中使用的切削刀具，用于 CNC 机床的铣削。铣削操作中使用的切削刀具之一采用旋转刀片，刀片围绕工件旋转并切入工件：立铣刀。在 CNC 加工过程中，立铣刀对于精确加工至关重要，它们可以在 CNC 铣床上进行开槽、仿形和钻孔。
问：硬质合金立铣刀和高速钢立铣刀有什么区别？
答：具体来说，硬质合金立铣刀属于硬质合金立铣刀，其硬度更高，比高速钢立铣刀更耐损坏。它们可以更长时间地保持刀具的锐边，还可以承受更快的切割，这有助于实现更高的切割速度。另一方面，与高速钢相比，硬质合金锯片的缺点是易碎且价格昂贵。其中包括被称为立铣刀的切削工具，它们具有高速钢的耐磨性，但其强度也适中，可以承受中等操作。
问：我怎么知道我的 CNC 立铣刀上要用到多少个槽？
答：对于立铣刀，刃数不仅有助于排屑，还会影响切削。两刃立铣刀最适合较软的材料，因为它们可以增强排屑能力，而排屑能力是加快加工速度所必需的。三刃立铣刀在切削效率和排屑能力之间找到了合理的平衡点。四刃立铣刀可留下更精细的表面，最适合加工较硬的材料；因此，在寻找用于各种用途的最佳立铣刀时，它们非常有用。在大多数情况下，高进给立铣刀具有更多刃数，这是因为某些应用的性质要求这样做。
问：数控立铣刀的切削直径和柄部直径有何重要意义？
答：切削直径决定了立铣刀能够实现的切削量，而刀柄直径则决定了刀柄与机器夹头或刀架的配合度。必须确保刀柄直径与所用 CNC 机器的规格相匹配。切削直径可能等于或小于刀柄直径，具体取决于刀具的构造方式及其工作方式。
问：为什么制造商应该使用 AlTiN 或 TiAlN 等涂层立铣刀？
答：AlTiN（氮化铝钛）或 TiAlN（氮化钛铝）等材料对提高立铣刀的寿命和性能非常有帮助。这些涂层的硬度、摩擦力和耐热性有助于立铣刀通过提高切削速度和切削进给来更快地工作，特别是在加工钛、不锈钢等难切削材料时。涂层立铣刀在耐磨性和切削能力方面通常优于非涂层刀具。
问：上切和下切 CNC 路由器钻头有什么区别？
答：上切立铣刀具有顺时针螺旋槽，可将切屑从已加工部分带走，从而有助于更顺利地完成底部加工。这主要适用于切入式切割，并且会快速浪费材料。下切立铣刀在主轴上设有凹槽，这些凹槽向下螺旋以迫使向上的切屑在切口内向下移动，从而获得更干净的表面角度。这特别适合对预制板和单板进行干净的切割。一些立铣刀设计为两者的组合，称为压缩或上下切割工具。
问：槽长度如何影响立铣刀的性能？
答：槽长，或通常所说的切削长度，用于评估立铣刀在一次行程中可以切削多深。但是，切削更深、更锋利的表面光洁度的能力将以牺牲刚性为代价。较长的槽长将提供几何切削深度，因此占用更多角度，但可以切削较薄的部件。较短的槽长将提供更刚性的工具，不易弯曲，并且对于需要更高精度的操作非常有用。工具的总长度（包括未切出的部分）决定了小直径凹槽或深腔中的延伸和间隙。
问：在对 PCB 进行布线时，我需要考虑立铣刀的哪些因素？
答：对于 PCB 布线，切削立铣刀应选择非常微型（0.1 毫米至 3.175 毫米）的微粒硬质合金立铣刀。这些刀具应具有较高的螺旋角，以实现干净的铜和 FR4 材料切削。坚持使用双槽设计，这在切屑提取方面或在工作中使用合适的立铣刀时效率更高。使用 TiAlN 等涂层有助于进一步准备刀具。还应注意去毛刺的速度和进给，以及构成 PCB PCL 的精细材料的光洁度。
