对于精密加工中的许多切削任务，两刃立铣刀是一种基本工具。它们有两个用于切削的刃口或凹槽，这使得它们能够去除材料并留下出色的表面。本文旨在通过研究这些工具的功能、展示它们的最佳用途、讨论一些优点和可能的缺点以及如何最有效地使用它们的技巧来全面介绍这些工具——无论您是经验丰富的机械加工专家还是刚刚开始，本指南都将有助于拓宽您对使用它们的理解 2 刃立铣刀 在不同情况下确保所有操作成功。
什么是 2 刃立铣刀？它与其他立铣刀有何不同？
定义 2 刃立铣刀
两刃立铣刀是一种通过旋转进行切削的刀具。这种类型的切削刀具有两个螺旋切削刃，称为槽。槽对称排列在刀具的中心轴周围，可快速去除切下的材料，从而实现高效操作。与其他类型的立铣刀（例如具有四个或更多个槽的立铣刀）相比，2 刃立铣刀具有更好的切屑清除能力，从而可防止切削过程中的堵塞和过热。这种设计使 2 刃立铣刀最适合用于较软的材料，在这些材料中，高进给率和大切屑负荷占主导地位，从而确保快速去除毛坯，同时获得良好的表面光洁度。
2 刃立铣刀和 4 刃立铣刀之间的区别
2 刃和 4 刃立铣刀的主要区别在于切削刃的数量，这直接影响其性能和对不同加工任务的适用性。
切屑清除
- 2 刃立铣刀： 它们的排屑槽间距较大，因此能够提供更好的排屑空间。这种设计降低了堵塞和过热的风险，因此最适合软材料和高进给率操作。
- 4 刃立铣刀： 排屑槽之间的间距更小，因此切屑间隙更小。因此，它们更适合用于加工需要较慢进给速度和更精细表面处理的硬质材料。
切割速度和表面光洁度
- 双刃立铣刀： 通常，这些刀具的进给率较高，因此能够快速高效地去除材料，尽管这可能会影响成品质量。常用于开槽和开槽操作。
- 四刃立铣刀： 这些刀具设计为缓慢进给，以实现更光滑的表面光洁度。通常用于较硬材料的精加工或精密加工。
强度加稳定性
- 双槽立铣刀： 由于切削刃较少，刚性较低，因此具有灵活性，但在重切削过程中容易偏转。
- 四刃立铣刀： 它们具有更大的强度，因为有更多的凹槽，这也增加了稳定性，因此即使处理更硬的材料也可以处理高精度的工作。
技术参数
- 进给速率 – 对于铝，两刃立铣刀的进给量通常约为每齿 0.001 英寸 - 0.002 英寸 (IPT)，而四刃立铣刀在钢应用中的进给量可能高达每齿 0.003 英寸 - 0.004 英寸 (IPT)。
- 切割速度 – 两槽立铣刀通常运行速度更快，例如加工铝时 SFM = 300-500 SFM（表面英尺/分钟），而四槽立铣刀运行速度可能较慢，例如加工钢时 SFM = 100-150 SFM。
- 切屑负载 – 两槽设计由于槽数较少，每个齿可处理更多的切屑，从而提高较软材料中切屑的排出效率。
有了这些差异，机械师就能够选择合适的立铣刀，以便在特定的工作应用中实现最高的生产率和最高质量的加工效果。
使用 2 刃立铣刀的优点
使用双刃立铣刀有许多具体的好处，特别是在加工铝等轻质金属时。首先，槽间凹槽较宽，更容易去除切屑，有助于防止堵塞，还可以增加切削深度。正因为如此，它们非常适合用于高速加工应用。其次，槽数越少，切削时所需的力就越小，因此偏转就越小，每次都能进行一致的切削，同时使它们非常适合精密开槽或开槽，因为精度至关重要。最后但并非最不重要的是，由于其设计，它通常可以以更高的速度运行，从而提高加工铜和其他有色金属时的效率。
2 刃立铣刀可以切削哪些材料？
较软的金属和 2 刃立铣刀兼容性
铝、黄铜和铜是较软的金属，可以用 2 刃立铣刀加工。但您应该知道，这些铣刀的设计方式是让切屑更容易、更快地排出，因为这对这些材料至关重要，因为切屑可能会造成堵塞，进而阻碍整齐的切割。此外，较少的槽意味着切削力减小，因此刀具磨损较少，同时确保在不严重磨损刀具的情况下实现精确切割；因此，2 刃立铣刀适合在开槽或加工较软的金属时提高工作速度。
适合塑料应用的 2 刃立铣刀
2 两刃立铣刀广泛应用于塑料加工。这些刀具的设计可以最佳地去除切屑，最重要的是，这可以保持刀具路径畅通，防止塑料熔化或粘在刀具上。此外，由于它的切削力比其他变体（如四刃）小，因此在切削过程中产生的热量较少，从而减少了沿刀体下部但更靠近与被加工工件接触处的热量积聚，从而最大限度地减少了在加工热塑性材料时可能发生的任何事情。
塑料加工技术参数
主轴转速： 10 000 至 20 000 转/分。
- 每分钟转速越高，意味着能更好地去除碎屑，并防止碎屑从尼龙和聚碳酸酯等材料中脱落。
进给速率： 50-300 IPM（英寸/分钟）。
- 这应该根据您使用的塑料类型进行调整，以便不需要过度的摩擦，同时仍确保顺利切割。
切削深度： 0.01英寸至0.25英寸。
- 建议您不要太深入材料，因为这可能会导致尺寸不准确，因为仅在其长度方向上的某一点施加太大的压力会导致弯曲，从而引起弯曲力矩，从而担心沿其路径其他地方的准确性，这些地方可能会发生弯曲，从而严重干扰预期结果，从而影响整体质量。
洪水冷却剂： 空气或雾冷却。
- 使用空气冷却或雾冷却可以防止塑料的脆性，但仍会散热。
这些参数使 2 刃立铣刀在以更快的速度工作时具有高表面光洁度能力，从而可以满足生产时间，节省工作时间，并确保更长的预期寿命超过执行该程序后的预期寿命，更不用说在加工步骤本身中发生的少量浪费了。
硬质材料的限制
通常情况下，不建议使用两刃立铣刀来加工硬化钢、钛合金和高温合金等硬质材料。工具设计限制了它们只能用于较软的材料。以下是主要原因：
- 缺乏刚性： 较少的槽数和较宽的槽芯比会降低刀具的刚度，从而导致刀具偏转较大，有时在承受与此类硬材料相关的高切削力时会导致刀具断裂。
- 散热： 硬质材料在加工过程中会产生大量热量，不幸的是，这种铣刀对这些工件所需的散热能力较差，因此可能因热损坏而很快磨损。
- 刀具磨损： 一般来说，较硬的工件具有磨蚀性，因此，它们在 2 刃刀具上的边缘磨损速度比任何其他专门为硬质合金金属加工设计的刀具都要快，即使有涂层，硬质合金刀具也能持续很长时间。
- 表面光洁度较差： 当刀片之间的空间有限导致切屑排出受限，或当切屑无法从精心加工的表面带走足够的热量而导致过热时，用 2 刃立铣刀加工坚硬金属时，加工出来的表面不会很光滑，从而导致零件质量低下。
为了在使用双刃铣刀加工硬质材料时获得最佳效果，建议使用专门为此目的制造的铣刀，因为它们带有更多具有先进涂层和更强配置的铣刀，可以更好地承受恶劣条件。
如何为您的项目选择合适的 2 刃立铣刀？
硬质合金立铣刀的注意事项
当挑选哪个 硬质合金立铣刀 适合您的项目，有几个关键事项需要考虑，它们将帮助您获得最佳性能：
- 材料兼容性： 考虑一下您使用的工件材料类型。硬质合金立铣刀非常适合加工坚硬、易磨蚀的材料，例如硬化钢、钛合金和超级合金。
- 涂层： 寻找具有特殊涂层（如 TiN、TiAlN 或 AlTiN）的立铣刀，这些涂层可提高耐热性并降低磨损，从而延长刀具寿命。
- 几何学： 选择具有增强芯的更高槽数的立铣刀，其设计具有高刚性，从而可以减少偏转并改善表面光洁度。
- 笛数： 通常，由于刚性增加（尤其是在硬质材料应用中），排屑槽数量越多，表面光洁度越好，但需要与排屑要求取得平衡。
- 切割参数： 应根据刀具制造商对特定类型立铣刀的建议来优化主轴转速、进给速度和切削深度，以最大程度地延长刀具寿命并提高加工效率。
- 冷却液使用量： 正确使用冷却液，这样它既可以控制热量的产生，又可以起到排屑的作用；不这样做可能会导致表面质量差，因为刀具会经常断裂，从而无法达到所需的表面粗糙度。
通过考虑这些因素，人们可以选择既符合项目材料又符合加工需求的硬质合金立铣刀，从而提高效率和质量。
选择涂层和无涂层立铣刀
涂层和无涂层立铣刀之间的选择取决于许多技术因素以及特定应用的考虑因素：
耐磨性：
- 涂层立铣刀： 为了增强耐磨性，可使用 TiN、TiAlN 或 AlTiN 等涂层在工具上形成坚硬的保护层，这在涉及硬化钢和高温合金等磨料材料的加工操作期间特别有用。
- 无涂层立铣刀： 这些更容易磨损，导致使用寿命缩短，特别是在用于较硬的材料时，但它们可以用于较软的材料或粗切割。
热稳定性：
- 涂层立铣刀： 通过应用某些涂层可以提高立铣刀的热稳定性，从而实现更高的耐高温性。这对于高速切削或产生大量热量的情况是必要的。
- TiN 涂层： 可承受高达600°C的温度。
- TiAlN 涂层： 可承受高达800°C的温度。
- AlTiN 涂层： 可承受高达900°C的温度。
- 无涂层立铣刀： 缺乏这种热屏障会使它们容易发生热变形，从而对刀具寿命和表面光洁度产生不利影响。
润滑性：
- 涂层立铣刀： 涂层可减少工件和刀具之间的摩擦，从而使切割更容易，表面粗糙度更低。还有助于去除切屑，并最大限度地减少积屑瘤 (BUE) 的形成。
- 无涂层立铣刀： 摩擦力增加可能会降低加工效率，导致表面光洁度较差。
成本：
- 涂层立铣刀： 通常成本较高，因为生产过程中涉及涂层等额外步骤。尽管初始投资较高，但延长的使用寿命和改进的性能可能保证其在许多应用中的使用。
- 无涂层立铣刀： 通常前期成本较低，因此对于基本或非密集型加工任务来说更经济，但由于磨损而频繁更换会增加长期成本。
应用适用性：
- 涂层立铣刀： 最适合高速应用、硬质材料加工以及需要更长的刀具寿命和更好的表面光洁度的情况。
- 无涂层立铣刀： 非常适合用于低速操作、软工件材料或成本是主要限制因素的情况。
总之，选择涂层立铣刀还是无涂层立铣刀应取决于要切割的材料、切削参数以及期望的项目结果。只有通过分析每种类型的优缺点，才能做出明智的决定，从而最大限度地提高性能，而不会损害成本效益。
刀柄直径和切削长度等因素
选择立铣刀时，必须考虑一些因素，包括刀柄直径和切削长度。这些因素决定了立铣刀的效率和性能：
柄径：
- 稳定性和刚度： 更大的刀柄直径可在加工操作过程中提供更高的稳定性和刚性，因为它可减少刀具偏转和振动。这可实现精确切割，尤其是在高速加工硬质材料时。
- 兼容性： 所用的夹头或刀架应具有匹配的柄直径。这可防止工具打滑，从而提高加工的安全性。
- 刀具寿命： 更大的刀柄可均匀分布切削力，从而延长立铣刀的使用寿命。
切割长度：
- 材料去除： 根据每次进给要去除的材料深度来选择切削长度。较长的长度允许更深的切削和更高的切削速率，但可能会导致刀具偏斜和断裂。
- 表面处理： 由于工具的偏转和振动减少，较短的长度可产生更好的表面光洁度。它有助于实现工件的精细细节和高精度。
- 刀具应力： 立铣刀在加工长度较长时磨损会更快，因为承受的压力很大。因此，我们必须平衡这两个方面，以便在优化加工要求的同时不影响刀具寿命。
选择正确的刀柄直径和适当的切削长度需要仔细考虑加工应用、工件材料所表现出的特性以及与此过程相关的其他变量。在这里做出正确的决定可以大大提高加工操作期间的生产率水平和最终产品质量。
如何维护和延长 2 刃立铣刀的使用寿命？
正确使用和处理技巧
为了保持和延长双刃立铣刀的使用寿命，请考虑以下正确使用和处理的技巧：
速度和进给建议：
- 速度 – 使用推荐的主轴速度以避免过多的热量，因为过多的热量可能会降低工具的硬度和耐用性。
- 信息流 – 确定进给率，以平衡有效的材料消除和立铣刀上的过度应力。
冷却液和润滑：
- 冷却液 – 均匀涂抹冷却液，以尽量减少可能导致过热的热冲击。
- 润滑剂 – 使用合适的润滑剂，以免切削刃因摩擦而快速磨损。
刀具路径策略：
- 裁剪图样 – 选择顺铣代替逆铣，以减少刀具偏转并提高表面光洁度。
- 降级 — 在加工循环期间，使用较小的步进进行多次走刀，而不是一次深切，以减轻立铣刀的重负荷。
例行检查和维护：
- 目视检查： 定期检查刀具的状况有助于尽早发现磨损或损坏的迹象，例如刀具边缘出现碎裂。
- 锐化： 在钝的立铣刀停止产生优质切屑后立即对其进行刃磨，因为这样可以延长其使用寿命，同时在操作过程中保持高性能水平。
正确的工具存储：
- 贮存： 将它们放在干净的环境中保持干燥，仅在必要时存放，但要使用保护盒确保安全，防止对它们造成任何意外伤害。
通过遵循这些说明，您将能够最大程度地提高生产力，同时延长 2 刃立铣刀的寿命。
清洁和维护实践
为了让您的两刃立铣刀保持最佳状态并尽可能长时间工作，您需要确保正确清洁。以下是清洁时应遵循的一些准则：
清洁步骤：
- 清除杂物： 每次使用后，清除所有堆积物。使用压缩空气或软刷清除凹槽中的碎屑和金属屑。
- 溶剂清洗： 使用适当的工业溶剂溶解并去除残留物，以便更彻底地清洁。确保立铣刀在下次使用前完全干燥。
预防性维护：
- 频繁检查： 通过定期目视检查，留意工具是否有损坏迹象，例如锋利度降低或边缘碎裂。这样做可以帮助您避免因未注意到的问题而导致工具故障。
- 润滑： 清洁后，在立铣刀上涂上一层薄薄的防锈油，以防止其腐蚀，尤其是在长期存放时。
锐化协议：
- 磨刀计划： 根据使用频率和观察到的磨损情况选择何时以及多久进行一次重新磨锐。为了保持边缘精度，建议使用金刚石砂轮来磨锐硬质合金立铣刀。
- 公差规格： 重新磨锐时请遵守制造商指定的公差范围，以免影响切割精度和性能。
储存条件：
- 环境控制： 存放在可以控制湿度和温度水平的干净干燥的地方；这可以防止生锈以及与铣削工具一起存放的材料吸收水分而引起的降解。
- 保护案例： 使用支架或保护盒，特别是在切割边缘周围，因为在搬运或运输过程中可能会发生意外损坏；将它们组织起来，使不同的物品不会相互接触，从而减少它们之间发生碎裂或凹陷的机会。
通过按照正确的恢复意图应用这些程序来遵守卫生标准，人们的 2 刃立铣刀在整个使用寿命期间将始终保持高效。
防止损坏的存储技术
为了保护您的立铣刀和其他精密工具免受损坏，您需要有效的存储技术。其中一种方法是垂直存放在刀架或刀架中。这样可以防止它们在边缘相互接触，从而防止它们轻易碎裂。其次，应使用单独的盒子或保护罩来存储高精度工具，因为它们可以提供额外的保护。重要的是，这些装置应由不会刮伤它们的材料制成。最后，必须确保环境得到控制；湿度和温度应始终保持恒定，因为如果不这样做可能会导致生锈和其他性能下降。在保管物品时遵守这些规则将大大延长它们的使用寿命并提高其性能。
如何识别和解决 2 刃立铣刀的常见问题？
识别磨损迹象
为了使 2 刃立铣刀保持良好的功能并延长使用寿命，了解磨损情况非常重要。一些最常见的磨损迹象如下：
- 碎裂或缺口： 检查切割边缘是否有任何小碎片或缺口，这些都会影响切割质量。
- 变色： 注意任何变色，因为这可能表明过热或材料疲劳。
- 切割效率降低： 如果您注意到性能明显下降 - 例如切割材料时阻力增加或工件表面光洁度较差 - 那么这可能意味着工具已经变钝。
- 过度振动： 加工过程中的振动可能是由于切削刀具的不平衡引起的，但也可能是由于刀具沿其长度受到某种损坏而发生的。
- 表面光洁度质量： 当产生的表面光洁度质量变得不可接受时，这意味着用于此类操作的边缘的某些部分由于连续使用而磨损而未更换，或者所有这些边缘由于误用（例如将它们反复掉落在坚硬表面上）而一次性损坏。
这些只是可能指向磨损问题的众多指标中的几个例子；通过定期检查，您将能够尽早发现其他警告信号，以免它们升级为更大的问题，最终可能在金钱和时间方面造成巨大的损失。
解决切割性能不佳的问题
当 2 刃立铣刀切削性能不佳时，系统地诊断问题并解决问题非常重要。以下是此类常见问题及其解决方案：
- 错误的速度和进给率： 确保主轴转速和进给率适合加工的材料。例如，铣削铝时应使用比铣削钢更高的主轴转速（10,000-15,000 RPM）和更快的进给率。
- 刀具跳动： 刀具跳动量过大会影响切割精度。确保刀具正确安装在夹头上，并且夹头上不应有任何碎屑或磨损；理想情况下，跳动量应小于 0.001 英寸（25.4 微米）。
- 材料硬度： 检查立铣刀是否适合加工不同硬度级别的材料，否则在需要切割不锈钢等非常坚硬的金属的极端情况下，立铣刀可能会过早磨损或完全失效。
- 冷却液和润滑： 缺乏冷却液会导致刀具过热，从而导致被切削的工件表面和旋转的刀具表面边缘接触点产生摩擦热，进而快速磨损；因此，在相应的操作条件下加工不同的金属时，应均匀地使用合适的冷却液。
- 刀具路径策略： 重新考虑刀具路径策略可能值得，因为在精加工方面，顺铣通常被认为比其他方法更好，因为它除了减少切削力外，还能在加工表面上提供更精细的表面。任何错误的举动都可能导致过载，从而导致磨损损失或沿着定义不明确的轨迹出现磨损缺陷，具体取决于情况的严重程度！
- 切割深度和切割宽度： 对于任何给定类型/尺寸组合，超过切削深度 (DoC) 或切削宽度 (WoC) 的推荐极限都可能对刀具寿命产生负面影响，使得效率在不久的将来急剧下降，从而不必要地推高成本，但您还能期望什么呢？
崩裂和破损的解决方案
针对立铣刀崩刃或断裂可采取几种有针对性的对策：
- 正确选择工具： 确保使用专门为加工材料制造的立铣刀。使用更硬的材料或更耐磨损的涂层可以大大降低崩刃的可能性。
- 切削参数的优化： 调整主轴速度和进给率，使其适合材料。降低速度以及轻度切削通常可以减少崩刃和断裂，从而获得更好的效果。
- 调整刀具路径： 加工时改变刀具移动位置，使其与工件平稳啮合。斜切或使用螺旋路径等技术可以帮助更均匀地分配切削力。
- 支撑和夹紧充分性： 在加工过程中，正确支撑工件并将其牢固夹紧，以尽量减少因移动引起的振动。这可以通过增加稳定性来减少立铣刀力，从而降低崩刃和断裂的风险。
- 工具的定期检查和维护： 经常检查工具是否有磨损迹象，然后在磨损过度之前更换它们。工具在负载过大时很容易磨损，因此容易出现缺口和断裂。
- 冷却液和润滑实践： 确保整个过程中均匀涂抹冷却液并给予足够的润滑，以使切削区域保持在最佳温度并最大限度地减少摩擦。
当所有这些做法结合在一起时，不同类型的立铣刀的寿命和效率水平将显著提高，从而减少与崩刃或断裂相关的情况。
常见问题 (FAQ)
问：整体硬质合金立铣刀有哪些优点？
答：使用整体硬质合金立铣刀代替高速钢 (HSS) 等其他材料有几个好处。这些好处包括硬度更高、刀具寿命更长以及能够保持锋利的刀刃。整体硬质合金特别适用于需要高精度的高速加工操作。
问：您能在 CNC 机床上使用 2 刃立铣刀吗？
答：是的，2 刃立铣刀通常与 CNC 机床一起使用，因为它们在高速运行期间具有良好的排屑能力，尤其是在加工铝或其他有色金属材料时。
问：单端铣刀和鼻端铣刀有什么区别？
答：单头立铣刀仅在一端有切削刃，而鼻端立铣刀（也称为球头）有圆形切削刃。鼻端最适合需要创建三维轮廓或制作轮廓的任务。
问：2 刃立铣刀有哪些涂层？它对性能有何影响？
答：2 刃铣刀的常见涂层包括 TiN、TiAlN 和 AlTiN；这些涂层通过降低磨损率等方式大大延长了刀具寿命。例如，AlTiN 具有出色的耐热性和耐用性，因此非常适合高速加工操作。
问：2 刃立铣刀的螺旋角有多大影响？
答：在控制切屑去除过程中，2 刃立铣刀的螺旋角起着非常重要的作用。常规 30° 螺旋角旨在在切削刃强度和切屑排出之间实现最佳平衡，因此适用于一般用途的加工操作。
问：选择 2 刃立铣刀的切削直径时应考虑什么？
答：在决定使用哪种切削直径时，必须考虑所加工的材料和所需的切削类型。通常，直径越大，刀具刚性和稳定性越好，而直径越小，则适合精密加工或轻型切削。
问：我可以使用 2 刃立铣刀进行粗加工作业吗？
答：对于粗加工工艺，通常不采用 2 刃立铣刀，因为它们的刃数较少，但这并不意味着它们完全不能使用，尤其是在处理铝等软材料时，可能需要进行轻度粗加工。如果进行较重的粗加工，则应使用更多刃数或特殊的粗加工立铣刀。
问：与立铣刀相比，LOC 是什么意思？
答：立铣刀 LOC 指的是切削长度，基本上就是刀具在加工时可以切入工件的深度。因此，选择适合立铣刀的 LOC 至关重要，因为该值需要与您的应用的深度要求相对应。
问：为什么我要选择镀铝锡 2 刃立铣刀？
答：如果您在高温环境中工作，且涉及磨蚀性材料，那么涂层双槽刀具将比其他任何刀具都更适合您。这种涂层具有出色的硬度和抗氧化性，因此具有此类涂层的刀具可以承受严酷的环境，从而使用寿命更长。
