铣刀刀具综合指南

数控铣削是最广泛使用的自动化减材制造技术之一。在此过程中，自动换刀装置在不同铣刀之间无缝切换，以高精度从工件上去除材料。为每项任务选择合适的铣刀对于实现效率、准确性和高质量结果至关重要。

在这本综合指南中，我们将探讨典型铣刀的主要特征、各种类型的铣刀、制造铣刀的材料以及为铣削加工选择最佳铣刀的实用技巧。

仔细观察一把铣刀：主要特点

图为标准铣刀。观察其结构，我们可以发现大多数铣刀具有相似的关键特征：

1.节距：齿之间的角距离，由齿数决定。较大的节距意味着更少的齿，而较小的节距意味着刀具上有更多的齿。

2.齿面：齿面是切削刃的前向表面，它将切屑引导远离切削区域，有助于平滑切削并防止切屑堆积。

3.切削刃：每个齿负责切削材料的倾斜部分。其设计目的是有效去除材料，同时最大限度地减少磨损并延长刀具寿命。

4.刃带：刃带是切削刃后面的平坦表面，在切削操作过程中支撑和强化齿。

5.前角：前角是齿面与刀具中心线之间的角度。该角度对于切屑形成和切削效率起着关键作用。

6.孔径：中心孔的直径，决定了安装刀具所需的心轴或主轴的尺寸。

7.主后角：从切削刃处与刀具中心线垂直的线测量的刃带角度。该角度通常为 5 至 7 度，可防止齿与工件摩擦并有助于排屑。

8.螺旋齿或斜齿：这些齿以螺旋图案排列，通常用于较宽的刀具（超过 3/4 英寸）。它们提供更平滑的切削作用，减少切削力，并提高表面光洁度，特别是在断续表面或不平坦的材料上。

铣刀有哪些不同类型？

现在我们已经介绍了铣刀的常见特征，在本节中，我们将探讨可用的各种类型。铣刀有多种形状、尺寸和设计，每种都适合特定的切削任务。了解不同类型是为您的项目选择合适刀具的关键。为了快速概览，我们首先查看下面的汇总表。

类别	工具类型	主要特点	用法
立铣刀	方头铣刀	平端带有锋利的 90 度切削刃	通用铣削，如插铣、仿形铣削、开槽，尤其是型腔和槽等方底特征
	球头立铣刀	半球形端部带有圆形切削刃	3D 轮廓和精加工路径，尤其是在复杂或弯曲的表面上
	圆角立铣刀	平端具有圆形切削刃，可减少角应力	在内部和外部零件边缘上创建圆角边缘和小半径过渡
	圆角立铣刀	圆形切削刃	加工圆形外边缘，去毛刺，提高零件边缘的美观性和安全性。
	底切立铣刀	带加长颈部的球形或弧形切割头	加工底切、凹槽、悬伸或内壁背面，特别适用于具有凹陷或难以触及的几何形状的复杂零件
面铣刀	面铣刀	大直径铣刀，沿其圆周具有多个可更换的切削刀片	从宽阔平坦的表面（例如零件或工件的顶部）快速去除材料。
开槽刀和切槽刀	T 型槽铣刀	T型切割头	为固定装置、悬挂支架创建 T 形槽
	半圆（键槽）铣刀	小型盘形刀具，具有直刃或微凹刃。	为半圆键切割键槽
	纵切锯刀	薄型圆锯片，齿间距细密	在材料中精密纵切或切割细槽，通常在金属加工中用于零件分离或切割窄槽
成型铣刀	齿轮铣刀	设计有与特定齿轮齿形相匹配的齿	切削正齿轮、斜齿轮和锥齿轮
	凸铣刀	凸形（向外弯曲）切削刃	创建凹形凹槽或弯曲轮廓
	凹面铣刀	凹形（向内弯曲）切削刃	创建凸轮廓或圆边
	螺纹铣刀	具有螺纹几何形状的多齿切削刀具	精确切割内螺纹和外螺纹
飞刀	飞刀	安装在旋转心轴上的单点切削刀具	在轻型铣削和原型制作中产生光滑的表面

接下来，我们将讨论每种类型铣刀的详细信息。

立铣刀

立铣刀是一种多功能刀具，也是最常用的铣刀类型之一。它们有点像钻头，但与仅轴向切削的钻头不同，立铣刀在端部和侧面都有切削刃，允许它们轴向和横向切削。

制造商通常将它们用于各种加工任务，包括插铣、开槽、仿形、钻孔和轮廓加工。

▪ 方头立铣刀：也称为平头立铣刀，具有带有锋利的 90 度切削刃的平端。这些刀具非常适合执行切入、仿形和开槽等通用任务，并且在生产方底槽和型腔时特别有用。

▪ 球头立铣刀： 具有半球形刀尖和圆形切削刃。它们通常用于 3D 轮廓加工，特别是复杂几何形状或曲面（例如模具和冲模）上的精加工。

▪圆角立铣刀：与方形立铣刀类似，但切削角处具有圆角半径，而不是尖锐的 90 度角。这种设计有助于防止应力集中，降低角崩刃的风险，并延长刀具寿命。它们非常适合创建圆角边缘，通常用于在两个内部上产生小半径过渡。和外部边缘。

▪ 圆角立铣刀：沿切削刃设计有特定半径，通常用于加工零件外部的圆角边缘。它们通常用于去毛刺和提高零件边缘的安全性和美观性。

▪ 底切立铣刀：也称为棒棒糖铣刀，设计有球形或弯曲的切削头，类似于棒棒糖。它们的加长颈部使它们能够到达标准立铣刀无法到达的较深或难以接近的区域，例如用于加工底切、凹槽、悬伸或内墙的背面。

面铣刀

与执行端面和侧面切削并且主要用于精细切削、轮廓加工、开槽或深切削的立铣刀不同，面铣刀专注于端面切削、加工大而平坦的表面。面铣刀水平切削，通常具有较大的直径，使其能够有效地覆盖广阔的表面积。它们通常具有多个可更换刀片（例如套铣刀），可以对大型表面进行快速粗加工，并在使用精加工刀片时提供光滑的精加工。

开槽刀和切槽刀

开槽铣刀和切槽铣刀是用于切割槽、凹槽和键槽的专用工具，具有适应插入部件的功能。它们通常很薄，呈圆盘状，或者具有特殊的几何形状，可以进行窄而精确的切割。

▪T 形槽铣刀：具有垂直于外径的齿，专门设计用于切割 T 形槽。这些槽通常用于牢固地固定螺栓、固定装置或其他需要精确安装和组装的部件。

▪ 木屑铣刀（键槽铣刀）：小型盘形铣刀，设计用于切割键槽，键槽是连接轴和齿轮等旋转部件的凹槽，可防止滑动并确保牢固配合。

▪ 纵切锯刀：这些刀具的特点是刀片更薄，通常用于精确纵切、分型或切割深而窄的凹槽。

成型铣刀

成型铣刀采用特定轮廓制成，可在一次走刀中精确加工复杂轮廓。它们可以高效地制造齿轮、螺纹和其他复杂零件。

▪ 齿轮铣刀：用于生产不同类型的齿轮，包括正齿轮（直齿）、斜齿轮（斜齿）和锥齿轮（圆锥齿）。

▪ 凸面铣刀：非常适合在工件上加工向外弯曲的圆形轮廓，通常用于半圆形或弧形轮廓。

▪ 凹面铣刀：这些刀具具有圆形、向内的切削刃，可以加工出光滑的凹面轮廓或凹槽。

▪ 螺纹铣刀： 螺纹铣刀用于在工件上加工内螺纹和外螺纹。传统的螺纹加工（例如攻丝）通常在钻床上进行。然而，螺纹铣削可以更精确地控制螺纹直径和螺距，从而在各种工作环境中提供更高的稳定性和更少的限制。

飞刀

飞刀和面铣刀都可以在工件上加工平坦表面，但它们在设计和用途上有所不同。飞刀通常具有安装在心轴上的单切削刀具或双切削刀具，并且价格更实惠。它们是轻型铣床、原型机和手动铣床的理想选择，在低速轻切削时能够产生出色的表面光洁度，但它们不适合重型或高速加工。

用于制造铣刀的材料

铣刀刀具由各种材料制成，每种材料都具有适合不同加工需求的独特优点。以下是用于制造铣刀的最常见材料：

高速钢 (HSS)

高速钢 (HSS) 因其在高切削速度下保持硬度和耐磨性的能力而得名，这是由于合金元素如钼、钨、铬，有时还包括钒或钴。然而，高速钢在 600-650°C 左右开始失去硬度，使其更适合铝、钢和塑料等较软材料的通用铣削。它通常用于在中等切削条件下必须保持锋利的刀具，制造商经常使用冷却剂来防止过热并延长刀具寿命。添加钴 (5-8%) 后，所得 HSCO 具有更高的耐热性和硬度，使其适合更苛刻的应用。

硬质合金

硬质合金是由碳化钨 (WC) 颗粒与金属粘合剂（通常是钴）粘合而成的复合材料。碳化物提供极高的硬度，而粘合剂则增加韧性以降低脆性。这种组合产生了一种高硬度、耐磨且能够承受高达 1000°C 切削温度的材料。

与高速钢 (HSS) 相比，硬质合金的硬度明显更高，并且在更高的切削速度下表现更好。这就是为什么它们通常用于加工不锈钢、铸铁和有色金属等硬质材料。它们广泛应用于铣削刀具、钻头和刀片中。

陶瓷

陶瓷铣刀比硬质合金更硬，耐热性更好，但韧性有所损失。它们主要用于高速加工、干式加工以及淬火钢、铸铁和高温合金等硬质耐热材料的加工。由于其脆性，陶瓷刀具最适合连续切削操作而不是断续切削。

聚晶金刚石 (PCD)

PCD 由金刚石颗粒制成，是最硬的材料之一。这赋予了它卓越的耐磨性，尽管它往往很脆。 PCD 刀具主要用于加工铝和铜等有色金属，以及碳纤维和玻璃纤维等复合材料以及塑料。

然而，PCD 刀具不适合加工钢，因为金刚石在高温下会与钢中的碳发生化学反应，导致刀具过早失效。此外，PCD 刀具相当昂贵。

涂层硬质合金

涂层硬质合金刀具由硬质合金基体组成，基体上涂有一层或多层耐磨材料，如氮化钛 (TiN)、碳氮化钛 (TiCN)、氧化铝 (Al2O3) 或氮化铝钛 (AlTiN)。这些涂层提高了耐热性、硬度并减少摩擦，使刀具能够以更高的速度和温度更有效地切削较硬的材料。

如何选择合适的铣刀？

在前面的部分中，我们讨论了不同类型的铣刀及其独特的特性。立铣刀、面铣刀、槽铣刀和成形铣刀等不同刀具可用于从粗加工到精加工以及复杂轮廓加工的各种用途。为了做出明智的决定，了解每种刀具的特性如何满足您的特定铣削需求非常重要。如需快速概览，请参阅前面讨论的工具类型表。

当然，在实际应用中，我们必须考虑其他因素，例如平衡速度、成本和质量，以满足您的特定铣削要求。以下是帮助您做出明智决定的关键提示。

1.考虑工件材料和加工要求

▪ 工件材料：根据您使用的材料选择铣刀。对于不锈钢、钛​​或硬化合金等较硬的材料，您将需要硬质合金制成的工具，因为它们具有卓越的硬度和耐磨性。另一方面，铝或铜等较软的材料可以使用高速钢 (HSS) 刀具进行高效加工，这种刀具价格较低，但磨损速度更快。

▪ 加工要求：评估项目的具体需求，包括精度、表面光洁度和生产效率。对于粗加工，选择粗齿刀具以快速去除大量材料。对于精细精加工，具有更多齿和更精细切削几何形状的刀具可提供更平滑的结果。

2.评估机床和加工条件

▪ 机床兼容性：确保刀具的功率要求符合铣床的功率容量。较大的刀具通常需要更大的功率，而较小的刀具应与机器的最大转速兼容，以确保在更高的速度下进行高效切削。此外，确认机器的主轴和夹紧系统能够充分支持刀具的尺寸和设计。

▪ 夹紧和稳定性：检查机器的夹紧能力和夹具的稳定性。正确的夹具设置有助于减少振动并确保刀具在切削过程中与工件保持一致的接合。

3.确定具体刀具参数

▪ 刀具直径：铣刀的直径对于速度和精度都至关重要。直径较大的刀具可以更快地去除材料，但可能不适合复杂的工作或狭小的空间。对于面铣，使用公式 D = 1.5d，其中“d”是主轴直径。当使用刚性较低的设置或较小的零件时，通常最好使用较小直径的工具来保持控制并减少偏转。

▪齿数（凹槽）：齿数影响切割平滑度和功率要求。较少的齿适合粗加工，而较多的齿更适合精加工。然而，更多的齿可能会导致排屑减少，因此必须考虑适当的冷却液和切屑去除。

▪工具涂层：氮化钛 (TiN) 或氮化铝钛 (AlTiN) 等涂层可以提高工具的耐磨性、耐热性和使用寿命，特别是在使用磨料或高速工作时。涂层刀具往往在恶劣条件下表现更好，但前期成本较高，因此要平衡刀具寿命和工作要求。

▪ 刀具几何形状：考虑前角、切削刃倾角和后角等参数，这些参数应与刀具和工件材料以及加工条件保持一致。较陡的前角非常适合铝等较软的材料，而钢等较硬的材料可能需要较小的角度以获得更好的切削稳定性。

▪刀具刀片选择：对于粗加工操作，冲压刀片更具成本效益。对于精加工，磨削刀片可提供更好的尺寸精度和更光滑的表面。始终确保刀片类型与加工任务相匹配，以优化性能。

4.考虑经济性和可行性

最后，在选择铣刀时平衡成本、刀具寿命和更换频率。虽然进口刀具可能提供更好的性能和更长的使用寿命，但对于较小的项目或要求较低的任务，国产刀具可能更具成本效益。在某些情况下，选择更高性能的工具可能会通过减少停机时间和更换成本来实现显着的长期节省，特别是对于大型生产运行。

结论

铣削刀具在实现多功能铣削操作和创造不同形状的产品方面发挥着关键作用。其广泛的类型使它们能够适应不同的切割任务。如果您仍然不确定选择正确的工具，建议咨询专家以获得专业建议。

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