掌握使用 4 刃铝铣刀的技巧

正如在加工领域所观察到的那样，如果要获得所需的结果，选择切削刀具至关重要，在加工铝等材料时确实如此。本文介绍了使用 4 刃立铣刀加工铝的详细说明程序和最佳实践指南。我们将研究使用 4 刃设计的各种加工策略带来的优势以及与执行铣削操作相关的铝的特性。1 还将强调应考虑的参数，以最大限度地提高性能，并尽可能延长刀具的使用寿命。希望在本文结束时，读者不仅熟悉实际 四槽立铣刀的应用 而且还认识到这些方面对于提高机械加工操作的长期和短期有效性和准确性的重要性。

什么是 4 刃立铣刀？它如何工作？

了解 4 刃立铣刀的结构

4 刃 立铣刀有四个切削刃 刃口数量较少，因此与排屑槽较少的立铣刀相比，立铣刀更坚固。排屑槽是沿铣刀主体加工出的通道，用于加工时排屑。此外，排屑槽的几何形状有助于防止冷却液流量不足或不受限制。每个排屑槽有助于减少切削力集中在一个区域，从而稳定刀具并减少操作振动。刀具的一般特征，即头部的排屑槽角度和排屑槽几何形状的长度，实际上决定了用于加工铝的刀具的切削效率、精度和适用性。

4 刃立铣刀和 2 刃立铣刀之间的区别

长笛排列是区分 4 长笛的主要特征 立铣刀 与 2 刃立铣刀不同，2 刃立铣刀具有以下特点。与 2 刃立铣刀相比，这种额外的切削刃在排屑方面具有更多优势，并且具有更高的扭转刚度。这有助于实现更好的表面处理，因为每个刃的工作负荷都比使用 2 刃铣刀时低。事实上，由于 2 刃立铣刀的几何形状没有这样的限制，因此这种格式允许随着旋转的增加，切屑以对角线方向排出，使其在需要更大的材料间隙和更大的切屑排出量时表现更好。总之，与 4 刃立铣刀主要以更高的精度工作不同，2 刃立铣刀保持的细节更少，其中材料旋转量提供的速度和材料间隙量更多。

使用四刃铝铣刀的优势

在加工铝材时，使用四刃立铣刀有一些优势。首先，随着刃数的增加，可以提高进给速度，从而在保持切削稳定的同时更快地去除材料。它还有助于加强刀具结构，从而最大限度地减少刀具偏转程度，提高操作精度。此外，该配置有助于排屑，从而防止切屑重新进入切削区，并提高切削质量。四刃立铣刀还能产生最舒适的切削力，这在加工铝材工件时通常很有用。此外，它们的几何配置非常适合实现严格的公差，这在需要精确特征的应用中通常是必需的。所有这些因素使铝加工团队能够更高效地工作，并在加工过程中实现更高的质量完整性。

如何为您的项目选择合适的 4 刃立铣刀

选择立铣刀时的关键考虑因素

在选择立铣刀切削刀具时，必须考虑以下关键方面：

1. 材料兼容性： 检查立铣刀是否适用于铝、钢或钛铣床中的指定工件或任何其他正在加工的材料。
2. 刃口数量： 决定槽的数量 – 2 个用于快速去除材料，或 4 个用于稳定地进行良好的精加工。
3. 直径和长度： 根据要加工的指令的深度和宽度使用合适的直径和长度。
4. 涂层选项： 研究用于延长刀具寿命和降低摩擦的涂层（例如 TiN 或 TiAlN）的效用。
5. 切割几何形状： 根据所需的切割类型检测立铣刀的几何形状；即前角和螺旋线。
6. 申请要求： 包括影响切削速度、进给速度和公差的特定加工工艺的特性。
7. 刀架兼容性： 检查它们与其他现有刀柄的适用性，以提高刀具在操作过程中的性能和稳定性。

槽形几何形状对铣削性能的影响

圆柱形状以及排屑槽配置是影响立铣刀铣削能力的关键参数。排屑槽样式和数量决定了车削零件的多个方面，例如排屑效果、切削过程效率和表面质量。例如，增加排屑槽数量会增加要切削的面积，但在加工较软的材料时会妨碍排屑。相比之下，排屑槽较少的立铣刀可以更快地排出废料，使其适用于需要高去除率的应用。此外，前角可以提供切削阻力；在这种情况下，正前角需要较小的切削力，而负前角则有助于在加工脆性材料时增强切削刀具的强度。在针对给定的切削条件和工件材料质量优化性能时，除非考虑排屑槽的形态，否则性能会受到影响。

高速钢立铣刀与硬质合金立铣刀的比较

对于高速钢 (HSS) 立铣刀或硬质合金立铣刀，需要考虑几个方面，例如材料特性、材料和刀具的性能以及成本。HSS 刀具厚实、耐用且具有很大的灵活性，主要用于主轴轴向载荷较小的非复杂加工工艺。与硬质合金刀具相比，它们也更便宜，并且重新磨锐的过程相对容易。然而，HSS 刀具通常不耐高温和过度摩擦，因此它们的实用性仅限于低转速或中等需求的情况。

另一方面，硬质合金立铣刀由碳化钨材料制成，具有高硬度和耐磨性，因此可以在更高的速度和进给下进行更极端的加工操作。这种品质意味着刀具操作具有更好的成本效益，因为刀具在这种条件下不太可能快速磨损，特别是在较硬的材料或大面积区域。然而，与高速钢相比，硬质合金刀具成本高，而且容易变脆，如果使用不当，它们很容易断裂。总之，这将更多地取决于使用 HSS 或硬质合金立铣刀的应用要求。

4 槽工具的最佳运行参数是什么？

铝材的最佳切削速度和进给率

一般来说，使用 4 槽立铣刀加工铝时，建议的切削速度范围通常为 600 至 1200 表面英尺/分钟 (SFM)，具体取决于所用的合金和工具。进给率通常应在 0.002 至 0.005 英寸/齿 (IPT) 范围内。这些参数有助于快速加工材料，而不会降低切削工具的质量和寿命。

调整不同材料的参数

在加工铝以外的材料时，为了提高刀具的性能和耐用性，切削速度和进给率等参数往往会发生变化。以下是一些常用的材料及其使用指南：

低碳钢

• 轻松清除： 100 到 150 Sfm。
• 进给速率： 0.002 至 0.004 IPT。
• 笔记： 适度评估进给率和切削速度的理想水平，以免发生故障。由于是低碳钢，因此切削速度需要较低。

不锈钢

• 切割速度： 70 至 120 SFM。
• 进给速率： 0.0015 至 0.003 IPT。
• 笔记： 由于加工硬化特性，可加工不锈钢更具挑战性，因此夹紧速度和进给速度较慢，以防止产生过多的热量。

钛

• 切割速度： 40 至 80 SFM。
• 进给速率： 0.001 至 0.002 IPT。
• 笔记： 必须了解的是，钛材料具有很高的强度重量比，使得它们的进给速度在运动之间变得模糊，这将导致切割速度过快，而腰带是工具故障和易切割力学的主要思想。

黄铜

• 切割速度： 300 至 500 SFM。
• 进给速率： 0.004 至 0.006 IPT。
• 笔记： 黄铜是相对较软的金属，因此适合以较高的加工速率进行加工，但是，否则可能会以切屑堆积的形式造成损坏。

塑料

• 建议切割速度： 300 至 1,000 SFM（类型不同，变化很大）。
• 进给率： 0.005 至 0.010 IPT。
• 评论： 速度越高，塑料的车削效果越好，但必须小心避免塑料材料熔化。

由于材料特性和工具参数方面的变化，机械师可以在效率、工具磨损和零件质量方面以最佳实践水平工作。建议进行试运行并根据实践和设备调整参数。

解决常见的铣削问题

在执行铣削操作时，可能会出现一些问题，这些问题可能会影响最终产品的生产率和质量。以下是一些此类问题及其可能的解决方案：

工具过度磨损：

• 原因： 切削速度区域下降过多或进给速度过高会导致快速持续磨损。
• 解决方案： 将切削速度和进给率降低至所切削材料类型所需的最大值。应检查刀具，必要时更换。

喋喋不休：

• 原因： 加工操作过程中的振动是一种不受欢迎的武器，通常表现为不正确的刀具主轴速度或不正确的刀具设置。
• 解决方案： 评估装置的刚性。评估主轴转速远离共振频率的调节。可以使用减震方法或减少振动的工具。

尺寸错误：

• 原因： 由于刀具偏转、错误设置或错误进给率而导致尺寸错误。
• 解决方案： 检查工件是否完全夹紧，刀具是否处于良好状态。在开始铣削任务之前，请反复检查机器是否处于校准状态，并尝试降低进给率以实现更高的精度。

通过解决大多数这些重复性问题，机械师可以改进他们的铣削工艺，从而提高产品质量并减少机器的停机时间。

4 刃立铣刀除了可以加工铝以外，还可以加工其他材料吗？

使用 4 刃立铣刀加工钢和钛

加工钢和钛时也可以使用 4 槽立铣刀，但相关切削参数必须取决于机器。在加工钢时，重要的是保持较低的切削速度和高于正常的进给率，这样刀具上就不会积聚热量。在加工钛时，速度也会降低，进给率也会降低，因为材料很容易变硬。还可以使用冷却液或润滑剂，以帮助延长刀具寿命以及在执行加工操作时提高切削精度。

为不同应用选择合适的涂层

选择合适的立铣刀涂层对于出色地完成任务和延长加工不同材料的刀具寿命至关重要。典型的涂层包括：

• TiN（氮化钛）： 这种迷人的金色涂层具有出色的耐磨性，在钢甚至铝的一般铣削中表现出色。当切削速度和温度升高时，它工作得相当好，使其成为一种全能工具。 TiAlN（氮化钛铝）：TiAlN 是一种高温氮化物涂层，非常适合切割不锈钢等合金，尤其是钛。由于其耐极端高温条件，它允许操作员使用更快的切削速度，从而大大缩短循环时间。
• CrN（氮化铬）： 除铁质材料外的精选材料；CrN 适用于润滑性能良好且耐腐蚀的用途。由于圆角形成率低，因此消除了积屑瘤，因此对于加工铝材来说，CrN 可能是最有效的材料。
• ZrN（氮化锆）： 这种涂层对塑料和复合材料以及金属都有效。与 TiN 相比，ZrN 的摩擦系数较低，这在需要最大程度去除齿孔的情况下非常有用。

研究表明，使用适当的涂层可将刀具性能提高至 50%，具体取决于所加工的工件和所应用的切削参数。制造商精心选择合适的涂层可提高表面光洁度、提高生产率并降低成本。

保持各种材料的刀具寿命

只有考虑到其他一些参数（即切削速度、进给速度和刀具几何形状），才能适当优化各种材料的刀具寿命。最近的评估表明：

1. 切削参数的选择： 切削时使用的切削速度和进给率必须适合材料的类型。当加工较硬的材料时，切屑可以以较低的速度切割，这有助于减少因工件硬度而导致的刀具破损。另一方面，加工较软的材料可能会鼓励额外的切削速度，从而提高效率。
2. 工具的重新安置和检查程序： 定期检查和维修可以大大延长切削刀具的使用寿命。采用能够逐渐察觉磨损的战略流程可以及时磨利刀具或更换刀具，从而防止刀具在使用过程中发生灾难性故障。
3. 冷却剂和润滑剂的使用： 冷却和润滑使用不当会导致过热，从而导致切削刀具颈部在切削刃处断裂。使用合适的切削液对于降低切削过程中产生的温度和摩擦非常重要，而这些是刀具磨损的主要原因之一。

在加工过程中加入制造实践有利于延长制造商的刀具寿命，同时不会改变各种材料的刀具性能。

4 刃立铣刀的实际应用有哪些？

使用四刃刀具的常见行业

加工精度高、加工能力强的行业主要使用四刃立铣刀。这些领域包括：

1. 航天： 对于可纳入零件的形状和尺寸精度。
2. 汽车： 对于大规模生产形状复杂的滑车来说至关重要。
3. 医疗器械制造： 为了获得更精确、寿命更长的部件。
4. 模具制造： 需要对模具进行精确的维修以获得高质量的表面光洁度。
5. 电子产品： 主要用于安装精密电路板和组装复杂外壳。

它们还主要利用其在减少机械加工活动周期方面的额外优势。

4 刃立铣刀的具体项目和任务

四刃立铣刀是精密高效加工操作的优秀工具。此类任务的一些应用包括：

1. 高精度零件制造： 应用领域中精确的尺寸至关重要，航空航天等新兴部件对四刃立铣刀的加工具有吸引力。
2. 复杂轮廓加工： 特别是，这些立铣刀非常适合加工铝和钢等金属上的复杂轮廓，这在汽车和医疗器械行业非常常见。
3. 精加工操作： 四槽工具有助于实现更精细的表面光洁度，因为这些是模具制造过程中的最后操作，从而增强了产品的外观和功能。
4. 加工硬质材料： 对于电子元件制造中主要涉及硬质材料的任务，四刃立铣刀非常有用，因为它们具有良好的热管理和切削性能。

在这些需求中使用四刃立铣刀有助于提高加工效率和成品质量。

为什么机械师更喜欢四刃立铣刀

出于各种原因，机械师在制造操作中更青睐四槽立铣刀，以提高效率和精度。首先，刀具上的槽数有助于有效去除材料，从而提高可能的进给率并缩短循环时间，这在大规模生产系统中非常关键。其次，使用四槽铣刀可以提高切削硬质材料的效率，因为刀具因其设计而保持稳定；额外的槽有助于均衡切削压力并最大限度地减少振动和磨料磨损。最后但并非最不重要的是，这些刀具能够获得更精细的表面光洁度，使其适用于高标准精加工的场合，例如航空航天和医疗领域的部件制造。提高速度、精度和质量控制有利于提高生产率，这解释了机械师偏爱四槽立铣刀的原因。

如何保养和磨锐您的 4 刃立铣刀？

工具维护的最佳实践

为了获得四刃立铣刀的最佳功能特性，应遵循以下做法：

1. 排屑： 操作员应确保使用后清除所有碎屑和其他杂物，因为忽视这样做可能会导致零件磨损或损坏。
2. 立铣刀架： 立铣刀必须存放在保护性支架或护套中，以避免意外发生或随时间腐蚀。
3. 刃口刀具刃磨： 应使用专门为磨削立铣刀而开发的磨削设备来完成此操作。固定工具并磨削它们，以免浪费在无用的工具上。
4. 冷却剂的使用： 使用切削液来消除或减少加工过程中因过热而导致刀具的磨损。
5. 检测磨损的工具： 应定期检查所有活动工具的磨损极限，如果已达到，则应更换，以保持加工工件的质量。

遵循这些措施可以保证您的四刃立铣刀的切削性能和寿命得到提高。

4 刃立铣刀的刃磨技巧

如果不仔细关注四刃立铣刀的切削效率和几何形状，就无法对其进行刃磨。在此背景下，以下是实现最佳刃磨的一些有用方法：

1. 使用优质立铣刀磨刀器： 不要使用手动磨刀器，而要使用专门设计的立铣刀磨刀器，这种磨刀器可以精确地旋转和线性移动被磨的切削刃。这可以保持切削刀具的整体配置。
2. 遵循原始几何形状： 按照制造商的说明，在磨刀时，请遵循一般准则以及刀尖和前刀角。这些温度的升高不利于有效的切削应用。
3. 磨刀时保持冷却： 磨刀时应涂抹冷却液，以避免刀具因过度摩擦而过热，从而导致硬度损失和刃口损坏。
4. 检查切削刃： 磨刃完成后，目视检查未切割边缘和切割边缘的相似度和锋利度。建议使用放大镜和/或显微镜检查不规则边缘。
5. 测试切割： 在靠近要加工的材料的测试材料上进行切割，以确定磨尖的立铣刀的有效性并确定其是否满足美观和准确性要求。

实施这些磨刀方法将有助于机械师延长其四刃立铣刀的使用寿命，并在加工活动中实现高水平的生产率。

何时更换铣削刀具

选择合适的铣刀更换时机至关重要，因为它会影响加工过程的效率和所生产产品的质量。以下列出的一些指标有助于确定何时更换铣刀：

1. 切削刃钝化的迹象： 当切削刃磨损或变钝时，刀具性能会下降，切削效率也会降低，表面质量也会变差。这一点可以通过持续检查切削刃来观察。
2. 碎裂或开裂： 如果刀具出现损坏迹象，尤其是切削刃出现崩刃或裂纹，则表明需要更换刀具。此类损坏会削弱刀具性能，影响加工精度。
3. 增加切削力： 切削力高于标准值应向操作员发出警报，表明刀具已不再处于良好的工作状态。切削力增加也意味着刀具磨损加剧，从而导致操作效率低下，并可能导致管材损坏。
4. 加工表面质量的变化： 一般来说，当加工零件表面质量下降时，很可能需要更换切削刀具。粗糙度、烧伤或任何其他影响最终产品质量的缺陷都可能是表面质量下降的原因之一。
5. 工具生命周期： 根据制造商的建议，在整个操作过程中始终遵循一定的刀具使用寿命周期是明智之举。如果刀具已达到规定的最长运行时间或加工的零件数量，则很容易在发生此类故障之前就必须更换刀具。

通过密切监控这些因素，机械师始终能够继续进行工具操作，从而避免停机，从而提高生产力水平。

参考来源

立铣刀

铣削（加工）

金属

常见问题 (FAQ)

问：处理铝时，立铣刀中的两个刃和四个刃有什么区别？

答：一般来说， 4刃立铣刀 就表面质量和轴向进给率而言，双刃铣刀比双刃铣刀切割铝材效果更好。另一方面，双刃铣刀通常具有良好的排屑空间，这对于切割金属中的深槽非常有用。

问：4 刃立铣刀母切钢立铣刀可以切割铝工件吗？

答：并非说用于加工钢的四刃立铣刀不能切削铝，只是它不适合这项任务。另一方面，用于加工铝的立铣刀（通常只有少量刃口或带有 AlTiN 涂层）则非常注重刀体的材料需求，几乎总能成功。

问：在铝工件数控铣削中，4 刃立铣刀和 3 刃立铣刀之间有明显的区别吗？

答：三刃立铣刀通常被认为是一种折中方案，因为它在铝加工中具有合理的排屑能力，且不会像四刃立铣刀那样影响表面光洁度。然而，四刃立铣刀可以以更高的进给率运行，并且可能更适合精加工或加工薄壁铝型材或结构件。

问：在方头和球头 4 刃立铣刀之间，应该考虑哪些因素？为什么？

答：方形立铣刀非常适合在铝材上加工出平底和尖角，而球头立铣刀更适合加工3D塑性和凸起形状。您的选择实际上取决于工件的轮廓和所需的表面效果。

问：为什么螺旋角对于铝切割的 4 刃立铣刀尤为重要？

答：切削铝材时，必须掌握螺旋角的反馈信息。过低的螺旋角通常不太适合切削铝材，因为它们不利于排屑，还会增加切削力。因此，过低的螺旋角允许使用更快的进给速度，从而获得更好的表面光洁度。

问：无涂层或涂层的 4 刃立铣刀在切割铝时哪个更有效？

答：虽然无涂层整体硬质合金立铣刀在加工铝材方面表现出色，但涂层立铣刀效果更佳，尤其是 AlTiN 涂层立铣刀。涂层有助于减少摩擦和热量，从而实现更高的凸度加工速度和更长的刀具寿命。

问：使用 4 刃立铣刀加工铝时，我应该在 CNC 机床上使用哪些设置？

答：对于数控机床优化，我建议使用 Machine Learning Advisor Pro 或类似软件。一般来说，铝合金加工更倾向于更高的主轴转速，因为铝合金允许更高的主轴转速和进给率，而钢加工则不然。此外，还要考虑切屑排出效率、切削液效率，以及最适合立铣刀类型和所加工铝合金的切削深度。

问：使用 4 刃立铣刀加工铝时处理切屑的最佳方法是什么？

答：如果需要清除切屑，请使用高压冷却液或空气清除切削区域的所有切屑。可以考虑使用抛光立铣刀或带有纳米涂层的立铣刀，以减少切屑堆积。在加工较深的型腔时，可以通过应用螺旋刀具路径和自适应清理方法来减少切屑振荡。