由于铝材具有不合理的经济因素，因此必须使用适合这些材料的立铣刀。本指南旨在帮助机械师了解有关铝材立铣刀的基本知识和技术细节。本文介绍了立铣刀材料、立铣刀几何形状、立铣刀涂层和立铣刀切削技术等因素，以便读者能够理解本文并提高加工任务的有效性和效率。您将了解哪些类型的立铣刀 立铣刀的几何形状和其他特征 使用遮罩时，会影响铝加工的表面光洁度和刀具寿命以及生产率。本文对加工领域的资深从业者或新手都会有所帮助。
什么是立铣刀？它如何用于铝加工？
一个 立铣刀是一种切削 立铣刀通常用于许多铣削应用中，其螺旋切削刃位于圆柱面或端面或两者上。例如，在加工铝时，立铣刀用于切割、开槽和将部件塑造成复杂的设计。这些工具是根据铝在加工时的特性（即可锻性）而设计的，可产生适合 CNC 的长而杂乱的切屑。使用专为铝设计的高速钢立铣刀或钴或硬质合金端钻头，并具有正确的切削角度和凹槽，将改善表面的切削性能。在进行铝加工时，立铣刀非常重要，通过适当的选择，可以正确去除所有接头和切屑，同时将工具磨损降至最低，并实现令人满意的坚固性和几何形状。
了解铝用立铣刀
铝立铣刀是为各种应用而设计和开发的，以便优化其性能。例如，选择硬质合金或高速钢（如 HSS）作为材料，有助于在 CNC 应用中实现有效的切削工艺。这些刀具通常具有光滑的排屑槽，以防止刀具严重堵塞和产生热量。关于几何形状，螺旋角的简单偏好是更高的角度，因为这样更容易切削和减少振动。刀具上涂有 TiN 或 ZrN 等特殊耐磨涂层，以增加耐用性。仔细考虑和应用立铣刀规格来加工铝件可提高精度、缩短加工周期并改善加工部件的表面光洁度。
铝加工用立铣刀的类型
在铝加工方面，有几种具有不同用途的立铣刀类别：粗加工立铣刀 - 这些铣削工具在加工过程中必不可少，因为它们能够在合理的时间范围内并在为加工设计的区域内完成设定的目标，因为它们专为高度粗加工切割而设计。
- 精加工立铣刀：这些立铣刀具有相对光滑的边缘和操作，以便在最后阶段实现表面的高质量加工。
- 球头立铣刀通过提供适当的刀具几何形状来帮助加工三维表面。该刀具的圆形切削刃适合进行凹槽加工和仿形加工。
- 单刃立铣刀：它们具有更大的切屑去除能力，因此在切割较软的铝合金时效率最高。
- 高螺旋立铣刀：由于螺旋角较大，因此切割更容易，颤动更少，适合用于最后的修饰。
立铣刀属于框架设计中的关键部件，它可以成就或破坏铝零件制造中付出的全部努力。
使用立铣刀加工铝材的优势
我认为使用立铣刀对铝进行加工的最佳方式如下。首先，立铣刀可以实现更好的表面光洁度和精确切割，这对于制造公差较小的零件至关重要。它们的使用与快速加工有关，从而缩短了生产时间和成本。专为铝设计的立铣刀还具有有助于切割铝的涂层，这可以延长刀具的使用寿命并减少更换次数，从而降低运营成本。这些优势有助于提高整个过程的效率并提高铝加工最终产品的质量。
如何选择最佳的铝加工立铣刀？
刃数考虑因素：2 刃和 3 刃立铣刀
重要的是要知道为什么用于加工铝的两刃和三刃立铣刀各有各的优势。由于两刃立铣刀的槽隙较大，因此可以更有效地去除切屑，这在快速加工较软的铝合金时非常有利。这降低了切削力和崩刃的可能性。然而，三刃立铣刀是切屑清除和表面光洁度之间的折衷方案。它在刚性和表面光洁度方面比两刃立铣刀表现更好，因此适用于高精度工艺。总而言之，我的决定将取决于项目的具体情况，例如表面要求和材料去除率。
几何形状和螺旋角的重要性
立铣刀的几何形状和螺旋角是直接影响铝工件加工性能和最终表面质量的变量之一。螺旋角的平均范围为 35-450，它会影响切屑清除率和成形切削效率。由于切削力减小和残留物去除效率提高，迎角增大可实现更清晰的切割和更好的表面处理。将其归因于决定切削运动学的几何形状（通常是前角和后角），这种观点是合理的。锋利的刀具刃口和正确的后角有助于减少刀具撞击加工硬化控制，同时为高速铝加工提供足够的强度。人们已经注意到，铣刀中准确的几何形状和适当的螺旋角选择是提高最终产品产量和精度的关键。
整体硬质合金立铣刀的优点
整体立铣刀主要用于铝和类似材料，主要是因为它们的硬度和耐磨性。整体钨 硬质合金立铣刀 美国的刀具可实现高速切削，同时保持出色的刀具强度和使用寿命。整体硬质合金立铣刀在刚性方面的性能更好，这意味着振动减少，因此这些刀具更精确，表面光洁度更好。这也使它们适合要求苛刻的工作，因为它们可以承受大量热量或压力而不会变形，并且可以在压力下保持有效。此外，整体硬质合金立铣刀可以保持其切削刃的事实也提高了这些刀具在精度方面的效率，这在加工中至关重要。
高性能铝立铣刀的主要特点是什么？
涂层在铝切削中的作用
在高性能铝立铣刀上涂上涂层对于提高其切削性能和耐磨性至关重要。在现有的涂层中，氮化铝钛 (TiAlN) 和类金刚石碳 (DLC) 在进行铝加工时脱颖而出，主要是因为它们具有高硬度，可确保热稳定性和低滑动摩擦。TiAlN 涂层使刀具在极端磨损和高温条件下具有耐用性，因此刀具可以在高切削速度和较高温度条件下使用而不会发生故障。DLC 涂层具有极低摩擦特性，专门设计用于降低铝材料和刀具表面之间的粘结力，有助于减轻积屑瘤，从而实现更好的表面质量。涂层的选择是可以对刀具性能产生积极影响的重要因素，因为它可以延长刀具寿命并提高高速铝铣加工操作中的生产率。
切割直径和总长度的意义
高性能铝制立铣刀的切削直径和总长度被视为影响刀具功能和效率的关键参数。切削直径决定了刀具可以去除多少材料、可以改变多少体积以及加工表面的质量。直径越大，材料去除率越高，从而提高效率并减少所需的加工时间。另一方面，直径越小，则用于精度极高的精细工作。
在设计立铣刀时考虑其总长度的另一个原因是，立铣刀还必须在可达性和刚度之间进行结构设计。较长的立铣刀有利于实现深腔和难以接近的位置所需的可达性，但会伴随高挠度和振动，从而导致表面光洁度和精度受损。与任何其他切削刀具一样，立铣刀的形状也决定了预期的刚性或挠度。当可能存在轮辋设计信息时，应使用短立铣刀来实现所需的轮辋设计信息，最好是在需要刚性和较小挠度的情况下，尤其是在高速努力实现精度的情况下。为了避免立铣刀在执行指定工艺任务时性能不佳、损坏和操作不正确，可以选择最佳切削直径和总长度。
高进给立铣刀与粗加工立铣刀
值得注意的是，高进给立铣刀和粗加工立铣刀在铣削操作中的用途不同，但两者都强调提高材料去除工艺的效率。高进给立铣刀通过在短时间内采用浅切削深度和高进给率，以高效的材料去除率和保温率工作。它们特别适用于批量生产环境，这些环境需要快速完成任务和/或最大限度地缩短循环时间，最常见于模具应用或其他需要加工深腔且振动较小的工艺。
粗加工立铣刀，通常称为粗加工立铣刀，专门用于在加工周期的最初阶段去除大量材料。这种立铣刀的切削刃上通常设计有凸起，即锯齿状边缘，有助于减少所涉及的力并产生热量；因此，可以在不增加刀具磨损的情况下进行更高效的粗加工。在坚硬的材料中或在精加工操作之前，粗加工立铣刀非常适合去除大量毛坯。是否使用高进给立铣刀或粗加工立铣刀的决定最终取决于要进行的加工类型和数量、要加工的材料以及要在时间、精度和表面光洁度方面实现的目标。
如何利用立铣刀优化铝加工？
为特定的铝应用选择合适的工具
选择适合铝加工应用的立铣刀是一个多方面的问题，需要考虑许多标准，包括刀具几何形状、刀具材料涂层和切削条件。应使用具有高螺旋角的横截面立铣刀，因为它们可以分析切屑，使得在切削较软的铝合金时切屑焊接的可能性非常小。对于铣削铝，通常选择普通无涂层硬质合金立铣刀，因为它们具有非常明确的切削刃，并且不易积聚铝。此外，一些设计有涂层的刀具可以提高切削操作中的表面质量和刀具寿命，特别是对于磨料类型铝的 CNC 加工。更重要的是，在 CNC 加工中设置切削速度和进给率也是必不可少的，人们发现更高的速度更好，因为材料去除有效并且切屑粘附减少。冷却液或气流会导致运行衰减的最佳温度和切屑堵塞。最后，在本节中，刀具的选择应满足特定的操作要求，并更加强调工艺效率、表面粗糙度和刀具寿命。
速度和进给率对性能的影响
挤压铝材时立铣刀的性能在很大程度上取决于速度和进给率等影响因素。在铣削中，适当的切削速度对于提高材料去除率和避免切屑粘连和刀具过度磨损等问题非常重要。使用高切削速度的加工类型（例如铝加工）会降低切削力并改善表面光洁度。必须通过使用适当的进给率来缓解这种情况，以免刀具承受过大的负荷。增加进给率可以缩短循环时间并提高生产率，但这些因素不应损害所需的表面光洁度。结合特定铝合金的进给率和速度参数需要了解合金的成分和刀具的配置。正确的 MPB 设置、微调以及对所有参数和控件的主动监控可提高性能、刀具和表面光洁度。还建议激活监控和例程以根据实时加工条件调整特定参数。
常见问题和疑难解答
在加工铝材时，切屑形成、刀具磨损和最终产品的表面质量等因素都是持续存在的挑战，可以通过正确选择刀具来解决，以避免切屑焊接的影响，切削速度必须足够快。如有必要，必须使用冷却液或吹气来降低温度，以免出现沉积物。如果为设备选择了错误的材料或设计，或者施加了不正确的进给电流，则会发生刀具磨损。不正确的速度、进给或刀具条件可能导致表面光洁度较差；可以改进加工方面以改善光洁度。这些问题可以得到充分解决，包括通过定期检查和维修（包括磨刀和更换刀具）来提高加工性能。
硬质合金立铣刀和整体硬质合金立铣刀之间有何区别？
硬质合金立铣刀与整体硬质合金立铣刀的比较
硬质合金立铣刀和整体硬质合金立铣刀都用于机械加工，但它们的成分和应用有所不同。通常，硬质合金立铣刀由旋转硬质合金刀具和钢柄组成，这使其在应用范围内具有灵活性。它们还覆盖有各种涂层，特别是在工作条件恶劣时，它们在使用过程中需要保护。然而，整体硬质合金立铣刀仅由碳化钨制成，因此预计会增加刚度或降低灵活性。使用这种类型的立铣刀，可以以高转速和加热工作部件的方式工作 - 换句话说，与其他立铣刀相比，这种设备的工作速度加快了数倍，从而确保了高精度加工，公差更严格，表面光洁度更好。最后，两者之间的区别基于操作要求，例如要加工的材料、要实现的表面光洁度和生产量。
铝铣削的耐久性和性能
铝铣削特别依赖于立铣刀类型；因此，正确使用刀具是性能和刀具寿命的关键要素。整体硬质合金立铣刀是最常见的，因为它们即使在高热应力下也不会弯曲或失去切削刃，这意味着更好的表面质量和生产率。考虑到铝需要的快速速度，这些工具可提供准确性，因为它们完全由硬质合金制成。涂层硬质合金立铣刀紧随其后，因为它们的传统耐磨涂层使立铣刀在硬铝合金中切割得更快、更好、更高效。刀具选择优化与优化正确的加工参数相结合，可以提高刀具的耐用性，从而减少刀具更换频率，最终降低铣削工艺成本。
成本效益和应用
在对硬质合金立铣刀进行成本分析时，应针对铣削应用分析功能成本，即购买刀具和刀具总寿命。整体硬质合金立铣刀更厚，使用寿命更长。这证明了初始高成本的合理性，因为在此类应用中，可以节省大量频繁更换的成本，这些应用可能具有高容量和高精度，并且需要严格的公差。它们在时间方面也更有效率，因为它们可以在更快的主轴速度下使用，从而缩短加工时间。另一方面，涂层硬质合金立铣刀最初更便宜，因为在需要中等精度和耐磨性的应用中，投入成本低，操作效率高，这使得它们在初始成本上更便宜，但在压力较小的操作情况下是最佳的。应用通过考虑所用材料和预期最终产品等因素来指导刀具选择，从而可以提高性能并保持经济性。
为什么要使用专门用于加工铝等有色金属材料的立铣刀？
使用有色金属专用工具的重要性
例如，用于切割铝等非铁材料的专业立铣刀非常重要，因为这些材料柔软且易弯曲。非铁专用刀具的制造方式是通过控制积屑边缘来提高切割效率，这是铝加工中使用的普通刀具的常见问题。此类刀具具有特殊设计，包括更锋利的边缘和用于排屑的大凹槽。它们还可以避免产生热量，从而实现光滑的表面和更好的耐磨性。使用正确类型的铣刀可以有效地完成手头的任务，将最少的能量用于制造所需的机械零件，从而消除刀具的“过度杀伤”操作。
单刃和方头立铣刀的优点
单槽立铣刀在加工铝等材料时非常有用，因为它们可以改善切屑排出，降低切屑堆积风险，并减少加工过程中产生的热量。这种类型的立铣刀可确保出色的表面光洁度和更高的进给率，从而提高生产率。另一方面，方形立铣刀具有尖角，有助于切削操作，因此特别适合开槽和轮廓切削。这些类型的立铣刀具有平底，因此可以减轻更复杂几何形状中的突出特征。使用这些立铣刀可提高特定加工过程的效率和准确性，从而提高生产率和刀具寿命。
专用涂层可延长刀具寿命
涂层技术主要用于延长加工非铁材料刀具的使用寿命。氮化钛 (TiN)、碳氮化钛 (TiCN)、氮化铝钛 (AlTiN) 等。这些涂层坚硬且摩擦力小，有助于减少刀具在操作过程中的磨损和发热。一些涂层适当地强化了切削刃并提高了耐热性，这对于高速或连续切削至关重要。通过在制造设备组件时使用适当的涂层，工具的有效性将得到提高，工具将便于随时间推移而减少变化，并且实现加工零件的高质量和高精度将成为现实。
参考来源
常见问题 (FAQ)
问：选择铝切割立铣刀时应该考虑哪些因素？
答：选择用于铝材切割的立铣刀时，还需要考虑立铣刀材质、排屑槽数量（铝材通常为 2 个排屑槽）、刀柄直径、切削长度以及立铣刀是否镀锌或未镀锌等因素。此类立铣刀会磨损，材料去除率过高会降低效率。
问：为什么有人会使用 2 刃立铣刀来切割铝？
答：建议使用 2 刃立铣刀来加工铝材，因为它具有最宽的排屑槽，可以快速清除切屑，因此堵塞风险更小，切割效果更好。这更适合铝材铣削和其他需要更多关注的有色金属铣削。
问：ZRN涂层立铣刀对于切削铝合金能带来什么优势？
答：专为铝合金设计的 Zrn 涂层立铣刀具有耐高温等优点，因此在切削时可提高刀具的耐用性和降低摩擦。许多难以磨损的多碳化物涂层刀具会使它们更难维护，并且在再次使用此类刀具时会出现问题。
问：柄直径如何影响立铣刀的性能？
答：刀柄直径会影响立铣刀操作的刚性和稳定性。较大的刀柄直径可能会最大程度地减少刀具偏转，从而提高高速操作和精密切割的性能。
问：为什么立铣刀的切削长度如此重要？
答：切削长度是决定立铣刀可以钻入工件的最大高度的测量值。选择合适的切削长度也很重要，这样既能有效去除大量材料，又能确保刀具的稳定性不被破坏，从而增加刀具断裂的可能性。
问：是否有设计允许切割粗糙铝表面和最终铝表面的立铣刀？
答：是的，有专为仿形和轮廓加工而制造的多功能立铣刀，可用于操作的粗切削和精加工工艺。这些立铣刀通常包含对所有两种工艺都有效的技术，以更好地利用和提高立铣刀的性能：粗加工工艺中使用的沉积和精加工工艺中的光滑表面光洁度沉积。
问：铝加工中使用普通立铣刀有哪些缺点？
答：高速立铣刀，正如人们通常所说的那样，非常有用，尤其是对于铝和其他有色金属而言。
问：立铣刀拐角处的半径大小如何影响铝的立铣性能？
答：立铣刀的圆角半径会影响切削刃强度和最终产品的表面光洁度。圆角半径越大，刀具磨损越小，进给和速度也越高。
问：为什么在铝铣削中使用高进给 U 型立铣刀是明智的？
答：高进给 U 型立铣刀在给定时间内可以去除比高流变性材料更多的材料。由于它们可以改善切屑去除并降低切削力，因此非常适合铝甚至其他轻金属的重型加工。
问：美国制造的立铣刀用于铣削铝时性能是否更好？
答：美国生产的许多立铣刀往往具有高标准，因此性能符合预期。铣削铝时，更换刀具以使用高端立铣刀将提高表面光洁度、刀具寿命和总体生产率。
