无论是切碎还是精加工，立铣刀都能胜任

几乎任何应用或材料都有类型、几何形状和涂层

立铣刀旨在帮助各种规模的车间最大限度地延长刀具寿命和生产率，并减少停机时间，无论是大块材料还是在各种材料上产生精细的表面光洁度，例如用于模具和模具的硬化钢、用于航空航天的耐热超合金、钛和用于医疗应用的铬镍铁合金。

加工操作包括铣削、孔加工、钻孔和铰孔、仿形加工、轮廓加工和使用组合刀具的多功能加工。最佳解决方案取决于对可转位或整体硬质合金、几何形状、刀具材料、涂层和边缘准备等的选择的仔细关注。以下是领先的立铣刀刀具制造商提供的一系列产品和技术选择。

可转位、整体硬质合金工具

位于伊利诺伊州罗克福德的 Ingersoll 切削工具提供广泛的立铣刀刀具选项，包括整体硬质合金 90o 球头、牛头和高进给类型以及模块化和整体刀柄样式的可转位立铣刀。 Ingersoll 提供广泛的立铣刀产品，客户可以从众多设计用于在各种切削条件和应用中获得最佳性能的刀具几何形状中进行选择。

“我们的客户在刀具方面面临许多日常挑战。其中包括需要最大限度地延长刀具寿命、最大限度地提高生产率和减少停机时间，”模具和模具产品经理 William Fiorenza 说。 “我们通过与客户密切合作、了解他们的应用并全面了解切削条件、加工能力和设备限制来应对这三个挑战。下一步是提供与应用程序一致的工具建议。”

Ingersoll 推出了四个新的立铣刀系列，三个可转位和一个整体硬质合金。其中包括最近推出的 NanoFeed 铣削线； HiPosSFeedV 05 刀片系列 90o 方肩铣刀和高进给铣刀； GoldSFeed 04刀片系列高进给磨机；和新的 RhinoRounds 整体硬质合金立铣刀生产线。三个可转位刀片产品系列顺应了提供较小直径的可转位式刀具的趋势，直径范围从 0.236" (6 mm) 到 1.25" (31.75 mm)。这是通过使用更小的 IC 尺寸插件（4、5、6 和 8 毫米）来实现的。 Fiorenza 解释说，这些较小的刀片允许更高密度的可转位刀具选项。

NanoFeed 高进给铣削生产线有八种刀体、四种钢和四种钎焊整体硬质合金版本，可提供额外的刚性。 NanoFeed 采用 20o 导角、高进给单刀片设计，使用压入式冷却液通道将空气或冷却液精确输送到切削刃。

NanoFeed 20o 切削刃提供 3 倍的进给倍率。刀片侧壁略微向后拔模以提供额外的侧壁切屑间隙。 8 mm 刀片的最大 DOC 为 0.5 mm，6 mm 刀片的最大 DOC 为 0.3 mm。 NanoFeed 目前有硬铣削等级 IN2504。

“设计师在设计零件时使用的非常常见的圆角半径尺寸为 0.125、0.250 和 0.375" [3.175、6.35、9.5 mm。] 具有较小 IC 尺寸的可转位刀片式铣刀（例如 NanoFeed 6 mm 和 8 mm）非常有用。铣削与刀具在同一轴线上的圆角半径时，如果刀具半径和零件圆角半径相同，则可以存在尺寸换尺寸切削条件。

“例如，一个 0.375" [9.5-mm] 直径的刀具铣削一个 0.1875" [4.76-mm] 圆角半径将是尺寸的尺寸。这不会促进良好或最佳的切割条件，”Fiorenza 说。 “更好的解决方案是使用较小直径的刀具铣削 0.1875” 圆角半径，例如直径为 8 毫米的刀具，半径为 4 毫米。这样做可以让刀具在铣削时更好地驱动圆角半径。切割动作会更自由，更少喋喋不休，”Fiorenza 解释道。

Ingersoll 全新的五刃、六刃和七刃整体硬质合金可变螺距 RhinoRound 立铣刀系列专为半精加工、精加工和高效加工应用而设计，在这些应用中，更多的刃可以提供更高的生产率。这些工具在硬度为 28 HRc 及以上的材料中表现出色，包括钢、不锈钢、铸铁和高温合金。

据 Ingersoll 称，可变螺距设计可减少工件中多个凹槽啮合时的振动，并提供降低的切削力和出色的排屑性能。 RhinoRound RE1 和 REB 系列工具提供刃长和圆角半径选项。五刃和六刃刀具也可用作球头刀具。每个工具都具有偏心磨削，在中等硬度的材料中表现非常好，并且都采用亚微米基材制成，具有良好的韧性和耐磨性。所有 RhinoRounds 均提供 IN2205 级，这是一种纳米层 PVD-TiAlCN，具有独特的粉蓝色。

解决方案应对材料挑战

Emuge-Franken USA 总部位于马萨诸塞州西博伊尔斯顿，提供立铣刀应用专业知识和解决方案，支持加工难加工材料。

例如，TiNox-Cut 立铣刀设计用于高性能加工要求苛刻的材料，例如铬镍铁合金/镍合金、钛和不锈钢。铣削产品经理 Emuge-Franken USA 的 Dan Doiron 表示，这些立铣刀由优质的超细微粒整体硬质合金制成，具有最大的横向断裂强度，适用于高冲击应用，与传统立铣刀相比，产生了令人印象深刻的结果。 “先进的 PVD ​​应用多层涂层可承受过热并提供出色的耐磨性，从而延长刀具寿命。刀具几何形状旨在在加工坚硬材料时产生最小的振动，”他说。

“我们最近与一位客户合作，在铣削 400 个硬度为 40 Rc 的不锈钢零件时提高刀具寿命并缩短零件循环时间，”Doiron 说。 “在审查了他们的应用和当前的立铣刀后，我们推荐了 TiNox Trochoidal 立铣刀，能够将循环时间从两小时缩短到一小时，并将刀具寿命延长 5 倍。”此外，Doiron 报告说，新解决方案节省了 88% 的工作成本，因为即使 Emuge 解决方案具有更高的单刀成本，与 200 个原始刀具相比，只需要 16 个 Emuge-Franken 立铣刀.

Emuge-Franken TiNox Trochoidal 立铣刀结合了专有的 TiN/TiALN 涂层和断屑刃，可在加工不锈钢和钛等难加工材料时减少应力和振动。断屑槽边缘功能旨在将生产的切屑长度缩短为更小的部分，使排屑更容易，特别是在深型腔应用中。所有工具均采用冷却液供给，以获得最佳性能。

该公司表示，这些刀具专为通过圆形路径的重叠运动进行摆线铣削而设计，粗铣和精铣的速度比标准设计快 30% 以上，同时显着延长刀具寿命。
Emuge 专为几乎所有材料和应用而设计-Franken 的 TOP-Cut VAR 高性能可变螺旋角硬质合金立铣刀具有几何形状和涂层，使其在多个车间应用以及具有挑战性的生产切削操作中同样有效。

根据 Emuge-Franken 的说法，TOP-Cut VAR 立铣刀具有独特的槽纹和轮廓几何形状，经过优化，可在粗加工和精加工应用中实现较长的刀具寿命和卓越的性能。可变螺旋角槽提供广泛的减振效果，并通过先进的刃口处理进行精密研磨，以最大限度地排屑。一个小倒角特征可保护切削刃，以防止面几何形状碎裂。牛鼻端铣刀具有完全混合的圆角半径，以延长刀具寿命，同时提供改进的表面光洁度。

所有 TOP-Cut VAR 立铣刀都具有先进的 ALCR PVD ​​涂层，可在更高的工作温度下实现出色的性能并延长使用寿命。专有的亚微粒碳化物可提供最大的耐磨性和耐用性。

Doiron 说，Emuge 的客户 SB Dezigns，North-East，Md.，在为赛车行业铣削不锈钢变速杆零件时遇到了较长的循环时间。成功实施 TOP-Cut VAR 立铣刀和 Emuge FPC 铣削卡盘节省了 62% 的成本。在此之前，SB Dezigns 使用了几种不同品牌的立铣刀，并未优化铣削工艺。 SB Dezigns 的所有者兼首席执行官 Billy Crabtree 说：“借助 Emuge 立铣刀和刀柄组合，我们能够节省 30 多个小时的加工时间，并且每生产 500 个变速杆零件就可以节省 5,000 多美元。”

为应用、材料量身定制的工具

佛罗里达州塔瓦雷斯的 GWS Tool Group 是一家垂直整合的制造商，生产高度工程化的定制、标准和改进的标准切削刀具，包括立铣刀。执行副总裁 Drew Strauchen 表示，立铣刀的范围从通用到特定应用或特定材料。 “定制工具解决方案通常来自针对客户应用进行定制和调整的标准工具。为了找到最佳的模具解决方案，我们深入了解客户的应用信息：材料是什么？零件的形状？最终目标是什么？刀具寿命更长？更快的循环时间？需要什么完成？”

GWS 的航空航天客户的答案通常是为商用和国防飞机的结构部件开发铝、钛和复合材料，以及用于热发动机侧的耐热合金工具。汽车行业的材料重点包括高硅铝、球墨铸铁和压实石墨铁 (CGI)。这些材料是汽车工业向轻质材料过渡的基础。医疗行业的工具解决方案包括用于骨螺钉和膝关节等植入物的不锈钢、钛​​和钴铬合金。

GWS 提供用于加工耐热高温合金的定制钎焊陶瓷到硬质合金立铣刀和具有特定材料几何形状和特定刃口准备的 5-7FL 涂层硬质合金立铣刀，用于加工钛。对于有色金属应用，Strauchen 表示，PCD 工具是最热门的增长领域之一，其中钎焊 PCD 刀片和 PCD 整体工具用于铝铸件，八面 PCD 钻头用于加工航空航天复合材料，用于飞机蒙皮和翼梁.

Strauchen 说：“对使用一种工具可以做更多事情的产品的需求也在不断增长。” “我们的 HurrimillAT4 四刃多功能立铣刀是我们所说的适用于钻孔和坡铣、刀具锪孔、高速加工和传统开槽/粗加工的全地形刀具。加工车间可以使用主轴中的一种工具来完成更多操作，该工具可以执行多项操作并且非常宽容。它是一种钻头和立铣刀一体的刀具，具有全新的 FX7 PVD ​​涂层，非常适合进行开槽和仿形加工、坡铣、插铣、高速铣削以及粗加工和精加工。”

“我们的客户关注周期时间和产量。他们知道他们拥有的最昂贵的费用是时间。我们专注于通过更快的金属去除率来节省周期时间，通过更长的刀具寿命降低每个零件的成本，并通过创建将多个刀具合二为一的定制解决方案来减少刀具更换——例如，带有埋头孔的阶梯钻执行三个操作。”

Strauchen 表示，GWS 的 Alumigator ASR5 五刃冷却液供给超级粗加工机能够使用高速 18,000-20,000 rpm 的机床对铝进行高速粗加工和精加工。 “借助高速、大马力的 CNC，我们可以实现超过 1,000 ipm 和超过 200 in3 的金属去除率。”

Strauchen 说，许多 GWS 标准工具，例如用于加工钛的工具，都是作为定制解决方案开始的。 “钛立铣刀的高进给线首先是作为定制工具开发的。我们在这方面取得了巨大的成功，因此我们创建了一个标准的工具组合，”他说。 “我们必须与客户合作重新编程刀具路径，因为这种类型的刀具在正确的刀具路径下非常有效。高进给立铣刀专为五轴加工中的 Z 级加工而设计。”

应用特殊性还是通用性？

位于德克萨斯州阿灵顿的 Iscar USA 提供旨在满足客户要求的整体硬质合金立铣刀。例如，客户在分析生产零件的总成本时关注三个主要驱动因素。根据国家铣削产品专家 Matt Clynch 的说法，加工成本（生产率）、刀具成本（每刃成本）和刀具更换成本（刀具寿命）是根据客户目标优先考虑的。 “借助当今可用的设计软件和先进的磨床和软件技术，我们能够为最复杂的应用量身定制精密立铣刀。微型刻面可应用于钛合金的切削刃或专门用于排出不锈钢碎屑的凹槽。”

Iscar 的立铣刀设计是根据使用刀具的环境进行设计的。“例如，如果您在进行车间类型的工作，我们新的 FLASHSOLID 立铣刀生产线以经济的价格提供性能。这个新的立铣刀系列 100% 在美国制造。有多达 3,000 种可能的配置，包括槽数、拐角半径、切割长度和总长度，可用于加工车间中最常见的材料类型，”Clynch 说。

“对于特定应用环境，我们为高产量应用或专门加工铬镍铁合金、钛或不锈钢等难加工材料的车间提供高性能无颤振立铣刀。为不锈钢、耐热超级合金或高达 63 HRc 的硬化材料设计的整体硬质合金立铣刀能够降低单位成本，同时为车间提供所需的刀具寿命或生产率的平衡，”Clynch 解释说。 “在那些制造环境中，节省一秒和/或几分钟确实可以节省大量 [成本]。”

根据 Clynch 的说法，Iscar 的 Multi-Master 整体硬质合金刀具末端提供了两全其美的效果。 Multi-Master 是一种整体硬质合金螺纹头部或尖端，可拧入可以是硬质合金、钢或重金属的柄部。 “它没有其他整体硬质合金立铣刀的切削长度。其范围仅限于 0.75 到 1.5×D 的长笛长度。我们无法实现整体硬质合金立铣刀的大切深（2×D 和更大），但它使我们能够进行快速进给立铣刀、圆角刀具、点钻、中心钻、开槽、切槽刀具，[或] 雕刻机——都是整体硬质合金。考虑到所有刀柄选择以减少换刀时间，刀头和刀柄有多达 52,000 种不同的组合。”

Iscar 的整体硬质合金立铣刀可提供基体和涂层的组合。例如，“具有亚微米晶粒结构的通用立铣刀具有良好的耐磨性、高韧性和刀具的一些容错性。另一方面，超细晶粒结构为硬化钢或碳纤维增强塑料提供了更高的耐磨性。”

Iscar 提供四种不同类型的立铣刀标准涂层。它们包括 9 系列 AlTiN（最好不用冷却液）； 3系TiCN（有冷却液效果更好）； 6 和 7 系列 (AlTiCrSiN) 具有更高的耐磨性。

整体硬质合金圆形工具

据 Yair Bruhis 称，YG-1 Tool Co. 是世界上最大的高速钢 (HSS) 消费者之一，也是硬质合金原材料的三大消费者之一。 YG-1 的美国总部位于伊利诺伊州弗农希尔斯，其制造工厂分布在韩国、美国、墨西哥、土耳其和德国。

“我们制造的大多数立铣刀都是目录中的标准产品，但我们也为特定应用和材料制造特殊工具，”Bruhis 说。 YG-1使用各种类型的工具材料，硬质合金、陶瓷和高速（HSS）和粉末金属（PM）。

“工具选择范围从用于在模具和模具零件的硬化钢上进行较轻切割的特殊整体硬质合金牌号，到更适合钛等较软材料的几何形状、涂层、边缘准备和表面准备。一切都取决于客户的应用，”为航空航天、发电和医疗行业以及汽车开发工具的 Bruhis 说。 “您今天在市场上看到的大多数圆形工具都是硬质合金工具，因为引入了新的机器技术，可以更快地运行并且稳定。然而，YG-1 是为数不多的制造高速钢钴工具的公司之一。这些是旧机器和大直径、1/4 英寸和更大的工具所必需的，”Bruhis 说。

“高速加工允许最终用户进行非常轻的切削，从而消除刀具的热量和边缘崩刃。因此，工具的使用寿命更长，工件不会受到热损坏或变形。有时，您无法做到这一点，因为您没有正确的机器、正确的零件或正确的程序。我的挑战是不断地使工具适应机器技术，”Bruhis 说。

“当您谈论波音和空中客车或通用航空等一级公司的发动机时，产品需要通过漫长的测试过程进行认证。对于特定引擎的一种工具，批准该工具需要两年时间。它涉及在各种切削条件和刀具寿命下的大量测试。一旦该工具通过了该部分的认证，就不会轻易更改。必须有一些质量问题或零件故障或一些价格变化来证明新测试的合理性。对于获得 FDA 的医疗认证，同样如此。更换工具几乎是不可能的，”Bruhis 说。

在其最近的产品中，YG-1 已开始为 Inconel 和 Waspaloy 航空发动机应用制造陶瓷立铣刀。 YG 还生产高性能整体硬质合金立铣刀，其 V7PlusA 立铣刀具有四刃和六刃，并且有多种刃长和圆角半径可供选择。它专为不锈钢和钛的高性能加工而设计。 YG-1 设计了一种名为 TitaNox-Power HPC 的新型整体硬质合金立铣刀，具有用于钛合金、不锈钢和铬镍铁合金加工的五个刃口。

Alu-Power 系列铝加工立铣刀包括适用于高速加工的 Alu-Power HPC、适用于一般铝加工的 Alu-Power 二刃和三刃立铣刀以及适用于粗加工的 Alu-Power HPC 断屑粗加工机铝和有色金属材料。

从粉末到产品的碳化物一致性

区域销售经理 Steve Kuhnle 表示，位于密歇根州沃伦的 Ceratizit USA Inc. 是一家完全集成的硬质合金刀具制造商，从头到尾控制其产品的一致性，直至完全完成的刀具加工。 “我们管理硬质合金和硬质合金部件的整个生产过程，从粉末制备到成型、烧结、精加工和表面处理，”Kuhnle 说。

产品包括整体硬质合金标准铣刀和 HPC 铣刀，适用于广泛的客户群，包括航空航天、汽车、医疗和枪支行业。 “材料专用工具专为难加工材料、高温合金、镍基合金和 pH 不锈钢，以及大量 17-4、13-8、15-5 设计，”Kuhnle 说。

Ceratizit 的产品包括用于整体硬质合金工具的棒材和预成型件，以及用于医疗行业等应用的硬质合金部件。标准范围未涵盖的产品由森拉天时的硬质合金专家单独开发，并与工具制造商密切合作。

Kuhnle 将 Ceratizit 的全新 Dragonskin 涂层工艺以及该公司通过生产极其坚硬和耐用的涂层准备其立铣刀的方式归功于此。 “我们在涂装前和涂装后所做的事情会有所不同。我们在涂层之前和之后通过抛光立铣刀来准备立铣刀，以产生更好的附着力和耐用性。”

“森拉天时的多应用等级 AlTiN 基涂层适用于用于加工难加工材料（如硬化钢、合金钢和高温合金）的工具。 Dragonskin DPB60S 涂层技术使表面特别光滑，在切削淬硬钢、合金钢和高温合金时改善了排屑并降低了附着力。 Dragonskin DPB72S 更适用于难以加工的不锈钢​​和耐热合金，”Kuhnle 说。

他指出，涂层立铣刀对于刀具寿命、刀具成本和减少刀具更换次数是制造商面临的主要挑战的航空航天应用特别有效。 “凭借我们的 P007 槽型和 P556 槽型，我们的四刃可变螺旋立铣刀减少了振动，从而延长了刀具寿命并提高了光洁度，”他说。

Kuhnle 强调了涂层的重要性，他说，如今大约 95% 的硬质合金刀具切削刃都有涂层。 “表面硬度的增加提高了刀具的耐磨性，并降低了排屑过程中的滑动阻力。超光滑的表面限制了焊缝堆积和堆积边缘形成的倾向，并且该层的绝缘效果增加了高温硬度。因此，刀具寿命显着延长，”Kunhle 说。

据 Kuhnle 称，Ceratizit 是要求苛刻的枪支行业的工具供应商，改进的几何形状和涂层使不锈钢加工的进给和速度提高了 30%。 “对于航空航天应用，我们最近将 416 不锈钢叶轮叶片的 3D 加工改进了 25%，并将成本降低了 17%，”他说。

Ceratizit 在其位于加利福尼亚州萨克拉门托的立铣刀制造厂投资了 1000 万美元，拥有 111 台 CNC 机床，使其成为美国最大的立铣刀制造商之一。“该厂生产的产品包括 0.005 英寸 [0.127 毫米] 的整体硬质合金刀具球头立铣刀到英寸和四分之一整体硬质合金立铣刀 8" [203.2 mm] 长，以及特殊的，”Kuhnle 说。

用于立铣刀的涂料字母汤

氮化钛 (TiN) 是一种通用涂层，可提供高润滑性并增加较软材料的切屑流动。耐热性和耐硬度性使刀具的加工速度比无涂层刀具高 25% 到 30%。

碳氮化钛 (TiCN) 比氮化钛 (TiN) 更硬、更耐磨。常用于不锈钢、铸铁和铝合金。 TiCN 可以提供以更高主轴速度运行应用程序的能力。有色金属材料容易磨损，因此请谨慎使用。与未涂层刀具相比，它需要将加工速度提高 75-100%。

与氮化钛 (TiN) 和碳氮化钛 (TiCN) 相比，氮化铝钛 (TiAlN) 具有更高的硬度和氧化温度。适用于不锈钢、高合金碳钢、镍基高温合金和钛合金。再次提醒，在有色金属材料中使用时要小心，因为它容易磨损。与未涂层刀具相比，它还需要将加工速度提高 75% 到 100%。

氮化铝钛 (AlTiN) 是最耐磨和最硬的涂层之一。常用于加工飞机和航天材料、镍合金、不锈钢、钛​​、铸铁和碳钢。
氮化锆（ZrN）与氮化钛（TiN）相似，但氧化温度较高，抗粘连并防止边缘堆积。常用于铝、黄铜、铜、钛等有色金属材料。

未涂层的工具在切削刃上没有支持性处理。它们在有色金属的一般应用中以较低的速度使用。