在精密加工领域，刀具选择是获得良好结果的关键。 3 刃硬质合金立铣刀 在市面上的其他工具中，铣刀是多功能且高效的。我们为机械师或制造专业人士编写了这本实用指南，帮助他们了解如何最大限度地延长这类铣刀的使用寿命和性能。我们将讨论的内容包括此类工具的设计特点、材料成分和应用技术，更不用说重要的切削参数优化技巧，这些技巧可以帮助提高生产率，而不会在使用过程中影响精度标准。因此，这本手册将对任何参与机械加工的人都有益，无论是经验丰富的人还是新手，因为它包含了很多您需要了解的信息。
为什么选择 3 刃硬质合金立铣刀？
为何说三槽设计更胜一筹？
3 刃设计在切屑去除能力、刀具强度和表面光洁度之间实现了最佳平衡。这种类型的立铣刀在其他立铣刀之间找到了一个折衷点，其他立铣刀要么与材料接触不足，导致切削速度慢，要么由于槽数太多而难以排出切屑。这种设置可以提高去除率，同时降低磨损率，因此在粗加工和精加工操作中都很有用。它还增加了稳定性，有助于防止颤动，从而提高最终产品的精度和表面光洁度；此外，这种特殊配置有助于提高刚性，从而减少加工过程中的错误，使表面光洁度更高，最终也提高了整体精度水平。
材料检查如何影响工具性能？
材料检查对于了解 3 刃刀具的性能非常重要 硬质合金立铣刀 是否能正常工作或能持续多久。工件材料的硬度、韧性和热性能会极大地影响切削动力学和刀具磨损。以下是一些需要考虑的事项：
- 硬度： 硬质材料在洛氏硬度 (HRc) 上具有较高的硬度，因此需要坚固耐用且不易磨损的工具。如果您要加工硬质材料，如硬化钢 (HRc 超过 50)，则应使用合适的基材和涂层来加工三刃硬质合金立铣刀。
- 韧性： 铝和铜等较软的金属会带来不同的挑战——材料在刀具上的粘附性；刀具上使用的涂层也很重要。对于这些类型的事情，最好建议使用抛光槽设计的三槽立铣刀，以便在加工操作过程中减少材料堆积，同时提高表面光洁度。
- 热性能： 导热能力会影响刀具寿命和切削性能，基本上导体较差的材料包括不锈钢等。当由于导电性差而在切削刃处积聚热量时；更好的选择是使用那些可以承受更多热量的硬质合金立铣刀，并且在使用此类材料时还应考虑使用适当的冷却液。
- 切削参数： 给定物品的可加工性将直接影响其理想的切削参数，因此钢中的碳含量决定了这一点，例如，AISI 1018 等低碳钢的速度范围为 150-200 SFM，每齿的进给量应在 0.003-0.005 英寸之间，而深度切削可能高达半直径倍，具体取决于所使用的类型。
对正在加工的材料进行适当的检查并进行相应的调整可确保从机器中获得最大效率，因为它们的使用寿命更长，性能更好的工具。
3 刃立铣刀适合加工铝吗？
是的，铝可以用 3 槽立铣刀加工。根据 Carbide 3D、Harvey Tool 或 Cutwel 等当前顶级资源，三槽立铣刀被推荐为切割铝的最佳工具。这种类型的切削刀具在加工这种材料时具有许多优势。例如，由于槽之间的空间较大，它允许更快的进给速度，从而使加工过程更有效；它减少了切屑重新切削并改善了表面光洁度，因为由于槽数减少，切屑排出效果更好，这意味着切屑堆积在刀具周围留下痕迹的可能性更小。因此，如果您希望铝部件具有尽可能高的性能和尽可能光滑的表面质量，那么请仅使用三槽立铣刀。
如何报价和购买 3 刃硬质合金立铣刀
与销售联系的步骤？
- 陈述要求： 如有必要，请明确说明三刃硬质合金立铣刀的尺寸、涂层和其他材料要求。
- 与销售部联系： 通过电子邮件、电话或填写在线咨询表与销售代表联系。向他们提供所需的所有信息，以便更好地为您提供帮助。
- 索取报价： 要求提供一份考虑到您所有指定要求的详细报价。销售人员提供的报价应包括价格、可用性和交货时间。
- 验证准确性： 仔细检查给出的报价并确认其正确性。如有必要，请与销售部门的特定代表讨论任何调整或澄清。
- 作出命令：一旦对报价满意，则按照公司的采购程序进行，其中可能涉及提交采购订单、付款、接收订单确认等。
- 交付计划： 与销售团队协调订购的立铣刀的交货时间表，以便在适当的时间轻松收到工具。
购买时需要考虑的重要规格
为了优化性能并使 3 刃硬质合金立铣刀适合您的应用，考虑一些关键规格非常重要。以下是一些需要考虑的主要事项：
- 直径： 立铣刀的直径直接影响其切削面积和可加工类型。通常，立铣刀的直径在 1/8 英寸到 1 英寸或更大之间 - 将其与铣削所需的直径相匹配。
- 切割长度 (LOC)： 切削长度是立铣刀实际切入材料的部分；此尺寸属性设定最大切削深度能力，同时还影响任何给定刀具设计固有的强度和刚度特性。根据工件厚度以及铣削操作所需的深度选择值。
- 总长度（OAL）： 总长度包括切削部分和柄部部分；这对于确保与机器设置的兼容性以及在铣削过程中加工深部时提供足够的延伸范围是必要的。
- 柄径： 这是将立铣刀固定到刀架或夹头中的部分；常见尺寸包括 1/4 英寸、3/8 英寸、1/2 英寸；确保它们正确匹配，以便在加工操作过程中不会晃动！
- 切削材料及涂层： 选择与工件材料相对应的碳化物成分，以获得性能更佳、使用寿命更长的工具！还可以考虑使用氮化钛铝 (TiAlN) 或碳氮化钛 (TiCN) 等涂层，这些涂层可提高耐热耐磨性，尤其是在高速/高温下。
- 螺旋角： 排屑槽螺旋角会影响排屑效率和切削性能。行业标准大致为 30 度，但可以使用更高的值（例如 40 度），以通过提高排屑率来增强软材料的可加工性。
- 槽长和槽数： 更多的槽意味着更快的金属去除率（MRR），但会牺牲表面光洁度质量；三槽刀具通常被认为是这两个方面的良好折衷，但一定要确保槽长度与您的特定铣削深度相匹配！
- 公差与精度： 公差控制尺寸精度，进而影响加工过程中的表面光洁度。对于需要严格公差的航空航天/精密工程类工件，也必须使用高精度工具。
在购买 3 刃硬质合金立铣刀时考虑这些要点，您将能够根据您的铣削需求选择合适的立铣刀并确保高效的加工结果。
优化 3 刃立铣刀的机器设置
要调整的关键机器参数
在优化三刃立铣刀的设备设置时，应关注几个参数：
- 主轴转速（转/分） – 根据材料、刀具直径和首选表面光洁度调整主轴转速。根据经验，处理较小直径时应增加转速，处理较大直径时应降低转速。
- 进给率 – 进给率取决于加工材料的硬度以及所需的表面光洁度。选择合适的进给率可确保有效去除切屑，从而延长加工过程中的刀具寿命。
- 切削深度 – 根据刀具能力和不同材料的特性，选择轴向/径向深度时应确保不超过必要深度；较浅的切削可以获得更精细的表面处理。
- 切割速度 – 使用（V_c = \pi \times D \times RPM）计算切削速度，其中 VC 代表切削速度，D 代表刀具直径，RPM 表示每分钟转数，表示绕轴的旋转速度。
- 冷却液流量 – 在使用硬质或磨料物质时，充分冷却非常重要，这样才能控制热量，同时便于排屑。
优化这些值将提高加工操作的效率，从而生产出质量更好的表面并延长 3 刃立铣刀的使用寿命。
进给速率如何影响结果？
进给率对加工性能有很大影响，它会影响表面光洁度和刀具寿命；合适的进给率可确保有效去除切屑，从而最大限度地减少热量的产生和刀具磨损。
- 表面处理： 由于切屑负荷较大，高进给率可能导致表面光洁度较粗糙，而较低的进给率通常通过减少切屑厚度而产生较光滑的表面。
- 刀具磨损： 低进给率不会切削而是会摩擦，因此会因切削作用不足而加速刀具磨损；相反，过高的进给率会导致刀具过载并过早失效。
- 材料去除率 (MRR)： 进给率与 MRR 成正比，即，增加进给率可以通过提高 MRR 来提高生产率，但应小心进行，以免工具超载。
- 热量的产生： 如果冷却液流量调节不当，高进给会产生更多的热量，从而对工件和工具造成热损坏。
技术参数：
- 进给速率（（F））： 通常以英寸每分钟（IPM）或毫米每分钟（mm/min）表示。
- 切屑负荷 ((C_f)): 切削刃每旋转一圈所去除的材料厚度称为切屑负荷，其计算公式为 (C_f = \frac{F}{N \times RPM})，其中 (N) 表示切屑数量。
- 材料去除率（（MRR））： 它由 (MRR = W_d \times D_a \times F) 给出，其中 (W_d) 表示切口的宽度，(D_a) 代表切口的深度。
通过明智地改变进给速度以及其他机器设置，操作员可以实现所需的表面光洁度，同时最大限度延长刀具寿命和提高加工效率。
在 CNC 操作中设置 3 刃立铣刀的最佳实践
为了确保 CNC 操作高效执行且工具使用寿命更长，必须知道如何正确设置 3 刃立铣刀。以下是根据主要来源提供的一些最佳实践：
- 工具选择： 选择适合所加工材料的三槽立铣刀。进一步说明，这些类型的刀具被认为非常适合用于铝材，因为它们能够在排屑和刀刃强度之间取得平衡。
- 速度和进给计算： 建立正确的主轴速度以及进给速度需要遵循制造商根据不同种类的材料提出的建议；同样，使用 SFM 公式 (RPM = \frac{SFM \times 3.82}{D}) 将有助于获取此信息，然后调整进给速度，使其保持切屑负载的恒定值。
- 刀架及设置： 刀具应牢固地固定在合适的刀架内，刀架的跳动应最小化，同时确保稳定性。精度和表面光洁度在很大程度上取决于选择或维护刀架时的正确注意以及平衡。
- 冷却液使用量： 应使用足够的冷却液流量来控制容易损坏工具的热量产生，从而延长工具寿命。它还可以在性能改进步骤中防止切屑焊接，例如在设计用于铝或雾润滑的高流量系统中增加流量。
- 切削深度/步距： 根据所需的表面处理，选择轴向深度切割和径向深度切割，同时保持材料类型不变。例如，步距可以是 40%-60% 直径，具体取决于所需的平滑度和效率，因为两者都会影响切削刃的预期寿命。
- 刀具路径优化： 使用摆线铣削等先进策略可以更好地去除切屑，并使用自适应清理路径，在整个加工过程中保持稳定的啮合水平，旨在减少磨损。
通过在 CNC 设置中采用这些最佳实践，操作员可以在不同的应用中使用三槽立铣刀获得出色的表面效果并快速去除大量材料。
比较 3 刃和 4 刃立铣刀
性能差异：4 刃与 3 刃
比较 4 刃和 3 刃立铣刀时，可以看到许多性能差异。
- 材料去除率 (MRR)： 在许多情况下，三刃立铣刀的材料去除率更高。这是因为这些刀具的刃口之间有更多空间，可以更好地排出切屑。因此，它们最适合加工铝等软材料。
- 表面处理： 四刃立铣刀通常能为硬质材料提供更好的表面光洁度。这是因为其中有更多的切削刃，可将切屑分解成更小的碎片，并使表面纹理更光滑。
- 工具强度和稳定性： 四刃立铣刀中有一个额外的刃，这增加了其刚性和强度，因此它可以承受涉及硬质金属的艰难加工操作。
- 热管理： 三刃立铣刀的体积更大、刃数更少，散热效果更好。因此冷却液流动更高效，便于排屑，降低刀具热损坏的可能性。
- 多功能性： 三刃立铣刀用途广泛，因为它们可以加工不同的材料和应用，而四刃立铣刀主要用于较硬的材料或精加工。
拥有这些知识将帮助您根据特定的加工要求选择正确类型的切削刀具，从而确保最佳性能以及操作过程中的效率。
何时使用每种类型：实际应用
3 刃立铣刀：
- 它们适合用来处理柔软的物质： 对于铝和塑料等较软的材料，它们除了能有效排屑外，还具有较高的材料去除率，因此可以快速加工。
- 高速加工： 当在高速应用中需要快速去除材料时，较大的槽间距具有更好的散热效果，从而降低了热损坏的风险。
- 用途广泛： 这些工具适用于许多通用用途，包括不优先考虑表面光洁度而是需要高效切削来去除材料的粗加工操作。
- 技术参数： 通常，使用三槽立铣刀铣削铝时，主轴转速应为 6000 – 12000 转/分钟 (RPM)；进给速度应大约在每分钟 100-150 英寸 (IPM) 之间。
4 刃立铣刀：
- 它们最适合用于硬质金属： 钢和钛等较硬的材料之所以需要更强的立铣刀，是因为它们具有刚性和强度，因此弯曲较小，从而减少了导致加工过程中精度较差的偏转。
- 表面处理： 建议用于要求更精细表面处理的精加工，因为更多的槽数会产生更小的切屑，从而有利于切割操作后的表面更光滑。
- 更长的工具寿命： 如果工具的寿命或耐磨性很重要，那么这种工具将非常有用，因为额外的切削刃有助于在整个工件上均匀分布力，从而延长立铣刀的使用寿命。
- 技术参数： 使用四槽铣刀，主轴转速可在 3000 – 6000 RPM 范围内切割钢材，进给速度应在 30-60 IPM 之间。
如果考虑到不同材料在加工过程中表现出的特性，选择正确类型的立铣刀可以提高生产率、改善性能并延长刀具寿命。
对几何形状和表面光洁度的影响
您选择的立铣刀将极大地影响加工零件的几何形状和光洁度。因此，主要考虑因素是槽的数量和所成型的材料：
- 表面处理： 一般情况下，槽数越多的立铣刀加工出来的成品越精细，例如四槽立铣刀。这是通过减小钻头尺寸、减轻切削力以及尽量减少因工件振动而导致的刀具偏转来实现的。
- 零件几何形状： 刀具刚性会影响使用机器制造的零件的几何形状。硬质材料可用于使用 4 刃立铣刀来创建精确的特征，这种立铣刀具有更大的刚性，并且不太可能偏转。另一方面，较软的材料需要快速的去除率，因此可能需要具有更好排屑能力的 3 刃立铣刀来实现更粗糙的表面。
- 刀具路径： 在其他先进铣削方法中，高速加工利用不同的槽形来实现最佳刀具路径。例如，使用 3 槽立铣刀可以实现更深的切割，同时提高材料去除率和开槽操作期间的控制。
总之，要获得所需的几何形状和表面光洁度，需要根据所考虑材料所显示的特性以及加工过程中涉及的具体任务，明智地选择立铣刀。
维护和延长 3 刃硬质合金立铣刀的使用寿命
正确的清洁和维护程序
为了使您的三刃硬质合金立铣刀更好地工作并延长使用寿命，必须经常进行清洁和维护：
- 打扫： 每次使用后，彻底清除污垢和旧切削液。用软刷或压缩空气清除凹槽和切削刃上的碎屑。远离可能腐蚀硬质合金材料的强化学物质。
- 考试： 定期检查工具是否有磨损迹象，如碎裂或钝化区域。这些症状可以尽早发现，以防止在使用过程中出现故障。
- 涂层护理： 如果您的立铣刀上有涂层，请确保该涂层在其整个使用寿命期间保持完好无损；否则，性能将迅速下降，并且工具将过早磨损。
- 贮存： 将这些刀具存放在干燥、干净的地方，以免因接触湿气或灰尘颗粒而受潮或变脏。如有必要，请使用保护支架/保护盒，以免刀具在坚硬表面上凹陷。
- 适当的应用： 根据要切割的工件材料，遵守推荐的速度、进给和切削深度。过大的负荷会使刀具寿命缩短一半以上。
通过遵循这些步骤，您将大大提高操作效率，同时延长 3 刃整体硬质合金立铣刀的使用寿命。
各种应用中延长刀具寿命的策略
为了使三刃硬质合金立铣刀的使用寿命在各种应用中尽可能长，请遵循以下规则：
- 选择优化的切削参数： 应调整切削速度 (SFM) 和进给率 (IPT) 以适应所加工的材料。对于铝合金，这可能意味着典型的切削速度为 800-1200 SFM，进给率为 0.001-0.002 IPT，而对于不锈钢或其他硬质材料，可能需要将速度降低至 100-300 SFM，进给率在 0.0005-0.001 IPT 之间。
- 正确使用冷却液： 正确使用冷却液可确保在高速加工操作过程中热量消散并从工件表面去除切屑，因为温度可以在几秒钟内升到很高的水平；因此，应该考虑使用高压冷却液系统，这将有助于减少刀尖周围温度快速波动引起的热应力，同时提高刀具的整体性能。
- 切削深度： 保持 Ap（轴向切削深度）和 Ae（径向切削深度）处于最佳值 - 这些数字不应超过某些限度，例如，在铝的粗加工操作中，Ap 等于直径的一半/两倍（Dc）可能就可以了，同时 Ae 等于 Dc 的百分之二十/百分之五十，但对于精加工，请使用较低的值，因为它们可以提供更光滑的表面处理，同时延长刀具寿命。
- 刀具路径优化： 如果您希望显著降低磨损率而又不必影响表面质量等其他方面，也可以采用摆线铣削或 HEM 等工具所采用的路径；这是因为摆线铣削使切口随时间分布更均匀，从而减少作用于切口的突然负载变化，而 HEM 使施加的力在整个啮合长度内保持恒定，从而提供所需的休息时间，使冷却液在操作期间自由流动。
- 定期重新研磨工具： 在立铣刀变得太钝之前重新磨削它很重要 - 这有助于保持刀刃锋利，从而最大限度地减少由于刀具钝化而发生灾难性故障的可能性；此外，它还可以减少刀具磨损。
- 适当涂抹工具： 根据预期用途为您的工具选择合适的涂层。氮化钛铝 (TiAlN) 在高温下效果最佳，而类金刚石碳 (DLC) 更适合有色金属材料；任何涂层都会降低加工过程中的摩擦水平，从而提高性能，同时降低工件和刀具边缘之间界面产生的热量，从而减少这些区域发生涂抹/焊接的可能性，因此请继续将它们集成到用于不同操作的所有硬质合金立铣刀类型中。
通过系统地使用这六种方法，可以确保他们的三刃硬质合金立铣刀在各种加工任务中使用寿命更长。
常见问题和故障排除技巧
刀具磨损
- 问题： 刀具过早磨损会导致刀具寿命缩短和费用增加。
- 怎么解决： 选择正确的切削速度和进给；使用正确的冷却液系统；对刀具进行相应涂层。有必要定期重磨并遵循建议的切削深度，以防止刀具磨损。
表面粗糙度
- 问题： 不达标的表面光洁度会对机械零件的质量和功能产生影响。
- 怎么解决： 在精加工阶段降低进给率和切削深度。优化刀具路径，以减少负载的突然变化。使用锋利度高、刀刃质量高且涂层合适的切削刀具来改善表面光洁度。
热损伤
- 问题： 过度加热除了会降低工具性能水平外，还会导致变形。
- 怎么解决： 采用高压冷却系统改善散热。使用先进的刀具路径策略，如高效加工 (HEM)，可更均匀地分配切削力，从而最大限度地减少热应力。
如果以正确的方式处理这些普遍问题，机器就可以完成更多的工作，从而可以获得更好的产品成品以及更持久的工具使用寿命。
常见问题 (FAQ)
问：3 刃硬质合金立铣刀有什么作用？
答：3 刃硬质合金立铣刀是一种由整体硬质合金制成的具有三个切削刃的切削工具，用于从工件上去除材料；其旨在加快和简化切削过程。
问：45° 螺旋角对我的切削操作有何帮助？
答：对于硬质合金立铣刀，45°螺旋角有助于减少切削力并改善剪切作用，这对于铝和钢等材料的高性能切割特别有用。
问：我应该选择涂层还是无涂层硬质合金立铣刀？
答：选择涂层或无涂层硬质合金立铣刀取决于您的应用。涂层（如 AlTiN 涂层）具有更好的耐磨性和耐热性，因此非常适合不锈钢和钛等硬质材料。
问：为什么应该使用硬质合金立铣刀来加工铝？
答：铝用硬质合金立铣刀旨在优化铝合金等较软材料在切削过程中的柔软度；它们通常具有高剪切能力，可确保干净的切削，而不会将切屑粘在一起。
问：加工铜、铸铁或高温合金时，如何选择合适的立铣刀？
答：选择合适的槽型设计类型除其他因素外，还需要考虑不同类型的材料所表现出的特性中的硬度水平，包括但不限于铜（软）、铸铁（较硬）或超级合金（非常硬）。
问：立铣刀中的圆角半径轮廓起什么作用？
答：圆角半径轮廓可在拐角处提供额外的强度，从而减少崩裂并延长刀具寿命，尤其是在处理硬质材料时。
问：我如何知道哪些运行参数适合我的立铣刀？
答：正确的运行参数（即速度、进给率和切削深度）取决于您要切削的工件以及立铣刀的规格。这些设置通常由 Fullerton Tool 和 Harvey Tool 等工具制造商在其指南和计算器中提供。
问：与标准螺旋立铣刀相比，可变螺旋立铣刀有何独特之处？
答：可变螺旋立铣刀包含具有不同螺旋角的槽，有助于减少切削过程中的颤动或振动，从而获得更光滑的表面和更长的使用寿命。
问：我可以使用 3 刃立铣刀进行开槽吗？
答：是的，特别是在较软的材料中；额外的槽可以增加材料去除率并改善切屑排出，因此使其成为开槽操作的理想选择。
问：在什么情况下您会使用方形立铣刀而不是倒角立铣刀？
答：方形立铣刀通常用于创建平面或 90 度角，而带有倒角的立铣刀可用于去毛刺，还可以创建斜角边缘，以增强零件的美观度并减少应力集中。
