面铣

面铣工序包括：

• 普通面铣
• 高进给铣削
• 重载面铣
• 使用 Wiper 刀片进行精加工

普通面铣

什么是成功的面铣？

面铣是一种用于对工件的不同表面进行平整和平滑的加工工艺。面铣是最常见的铣削工序，可以使用各种不同的刀具进行加工。最常用的是主偏角为 45° 的铣刀，但在某些工况下也使用圆刀片铣刀、方肩铣刀以及三面刃铣刀。请务必为工序选择合适的铣刀，以实现最佳生产率（参见下面的刀具选择信息）。

刀具选择

面铣刀概述

下图显示了不同铣刀概念的主要应用范围，包括切削深度 a_p 和每齿进给量 f_z。

不同主偏角产生的切削力方向。

根据主偏角对面铣刀进行分类。

面铣工序使用的刀具范围很广，从 90 度到极小的主偏角刀具，适用于高进给铣削，也属于这一类。

10º 至 20º 高进给铣刀。

• 当表面质量不被关注时，高生产率的首选
• 低 ap 和最高的每齿进给率。
• 最适合长时间的正手装配。

45° 刀具

• 一般用途的首选
• 减少长悬伸和装夹不牢固时的振动
• 切屑减薄效应使生产率得到提高

大于 45º

• 60° 和 65° 角最常用于铸铁和短切屑材料，因为这有助于减少崩碎和零件破裂。
• 减小作用在零件上的力，要求轴向上的刀具夹紧比 45° 铣刀更坚固
• 进给比仍然高于 90 度刀具，但略低于 45 度刀具。

90° 刀具

• 薄壁零件
• 径向上装夹较弱的零件。
• 要求成形为 90° 的场合
• 在面铣应用中具有最低的进给率。

圆刀片和大圆角刀具

圆刀片刀具用途广泛，具有出色的坡走铣能力，既可用于要求苛刻的面铣工艺，也可用于仿形加工。

• 通用铣刀
• 最坚固的切削刃
• 每个刀片有许多切削刃
• 特别适用于耐热合金，ISO S。
• 平稳的切削作用

方法选择 - 示例

面铣

如何应用

间断表面面铣

避免在间断切削期间进行铣削

• 如果可能，避免在间断（孔或槽）上铣削。这种间断切削对刀具的切削刃要求很高，因为它们会导致多次进刀和不利的退刀
• 或者，在包含间断的工件区域上将推荐的进给率降低 50%，以便在退出切削时保持薄切屑

薄壁和偏斜截面的面铣

• 考虑与工件和夹具稳定性相关的主切削力方向
• 铣削轴向强度较差的零件时，使用 90° 方肩铣刀，其主要切削力沿径向方向
• 或者，使用带有正前角刀片和锋利切削槽形的轻型切削面铣刀。
• 避免轴向切削深度小于所用刀片半径，如果 Ap 小于刀片半径，轴向力将会增加。
• 使用粗齿铣刀在切削中获得尽可能少的切削刃数量
• 使用锋利的正前角（-L）切削刃将切削力降至最低
• 使用不等齿距铣刀作为问题解决方案

使用面铣刀对薄型截面进行边缘加工

• 在薄截面边缘进行面铣工序时，刀具的位置应偏离中心。切削变得更加平稳，切削力沿着壁面更均匀地引导，从而降低了振动风险
• 选择始终能始终保持多个刀片在切削中始终保持多个刀片的刀具齿距
• 尽可能使用最轻的刀片槽型（轻型而不是中型，或中型而不是重型）
• 选择较小的刀片半径和较短的平行刃带，以降低薄壁零件的振动风险
• 使用低切削参数、小切削深度 a_p 和低每齿进给量 f_z

应用清单和提示

滚入切削 减少刀片磨损是减少刀片磨损的关键策略，因为主偏角更大，因为必须使用 90 度刀具。

• 对铣刀进行编程，使其滚入切削优先策略，如果无法实现，则降低进给也可以允许平稳进入
• 考虑机床稳定性、主轴尺寸和类型（立式或卧式）以及可用功率
• 使用的铣刀直径应比工件大 20% 至 50%
• 定位铣刀时，考虑最大切屑厚度以实现最佳进给
• 将铣刀放置在偏离中心的位置，以便在退刀时产生最薄的切屑
• 采用顺铣以获得有利的切屑形成，即从厚切屑到薄切屑

保持刀具持续吃刀 这是延长刀具寿命、减少所用切削时间和提高生产率的一般策略。

• 采用顺铣以获得有利的切屑形成，即从厚切屑到薄切屑
• 通过刀具路径编程避免进入和退出
• 如果可能，应避免频繁进出工件。它会在切削刃上产生不利的应力，或导致停留和颤动趋势。建议您编程一条刀具路径，使铣刀保持完全接触，而不是执行多次平行走刀。改变方向时，包括一条小的径向刀具路径，以保持刀具移动和持续吃合

高进给铣削

当使用主偏角较小的刀具或使用圆刀片刀具时，由于其切屑减薄效应，可以以非常高的每齿进给量进行面铣。虽然切削深度被限制在 2.8 mm 以内，但极高的进给使其成为一种高效率的铣削方法。针对小轴向切削深度的极高进给铣削，优化了特定的铣刀概念。小主偏角是应用轻质、快速、高进给的先决条件。

高进给铣刀：

• 高生产率高进给面铣刀，主偏角为 10°，可实现非常高的每齿进给量 f_z
• 小切削深度时的高进给率， a_p
• 专为高速加工淬硬钢而优化的高精度刀具
• 以极高的进给率进行轮廓和不对称配置的粗加工到半精加工

注意：对于圆刀片和圆角刀具，应使 ap值保持在远低于最大推荐值的水平，以便进行高进给铣削

圆刀片刀具：

• 减小轴向切削时增强的切屑减薄效应
• 平稳的切削作用
• 用于苛刻或轻载工况的通用铣刀

如何应用

具有小主偏角的刀具

由于_{当 p}较小时具有切屑减薄效应，因此具有非常小主偏角的刀具能够显著增加进给fz。

小主偏角可显著减小最大切屑厚度。这样就可以在不使刀片过载的情况下使用极高的进给率。

注意： 避免一直对着 90° 肩部进行加工，因为小主偏角的积极作用将会丧失，即切削深度将急剧增加。

与往常一样，进给率必须根据具体条件进行降低和调整，并避免振动，以免损坏刀片。

圆刀片铣刀

切屑厚度 hex 因圆刀片的不同而不同，并取决于切削深度（p）。当使用高进给铣削技术和圆刀片刀具时，切削深度应保持低（最大为刀片直径的 10%，iC，否则切屑减薄效应，进给量必须降低，见图）。

注意： 使用圆刀片铣刀时，在接近壁面/肩部时应尽量减小进给，因为切削深度会突然增加。

用于普通粗加工的坚固刀片

对于圆刀片，切屑负荷和主偏角随切削深度而变化。当切削深度小于 25% x 刀片直径（iC）时，可获得最佳性能。

重载面铣

什么是成功的重载面铣？

重载面铣应用包括必须去除大量材料的工序，或应用更低的 ap，但在使用热锻造方霜和坯料或铸件等恶劣表皮条件下的应用，在这些应用中，严重的裂纹和工艺夹杂物可能对一致的刀具寿命构成挑战。所有这些情况都会产生高温和高切削力，从而对铣削刀片提出了特殊要求： 在大型龙门铣床和强力铣床上，或在具有高功率和高扭矩能力的加工中心中，这些工序被满足了各种需求。

• 全切深时主切削刃上的重载
• 当切削深度接近于零时，磨粒刻度对刀尖的磨损

60º 的主偏角是重载铣刀的最佳选择。这种设计提供：

• 良好的切深能力、相对均匀的切削力和切屑减薄效应，可实现高进给率
• 轴向容差使刀片具有宽敞的平行刃带，从而产生良好的表面质量

刀具选择

60° 重载铣刀

• 专为高效的刀具装卸而设计，可缩短停机时间，并在机床上安全、快速地完成刀片转位
• 切削能力高达 18 mm，可实现良好的金属去除率和不均匀的波浪形表面加工
• 高生产效率 – 进给率为每齿 0.4 – 0.7 mm
• 宽大的平行刃带可确保良好的半精加工效果
• 坚固的刀片圆角在小切削深度时能够抵抗磨粒表面氧化皮
• 刀具强度，保证在要求极高的切削中的安全性

45-90° 中等负载铣刀

• 具有最轻切削能力的中等负载面铣刀
• 在 0.2-0.6 mm 的进给范围内能够切削 6–8 mm 的深度
• 适用于大型加工中心的恶劣工况
• 可与 Wiper 修光刃 刀片一起使用，以铣削具有良好表面质量的表面
• 中等负载面铣和方肩铣的首选

大型圆刀片铣刀

• 具有坚固切削刃的中等负载铣刀，适用于恶劣工况，例如穿刀垢和间断切削。圆刀片槽型可确保平稳的切削作用
• 在有利工况下可以使用八个切削刃
• 最大切削深度为 10 毫米。根据刀片槽型和切削深度的不同，推荐的最大切屑厚度差异很大，最高可达每齿 0.55 mm。

如何应用

在重载应用中，使用大直径的大型刀片铣刀。切削速度是正常的，但较高 的 a_p 和 f_z 与较大的 a_e 相结合，使其生产效率非常高。

切入

由于重载铣削中常见的恶劣工况，切入端通常至关重要。

• 如果可能，对滚入切口的刀具路径进行编程
• 如果不可能，则降低进给，直到刀具完全啮合

铣刀位置和尺寸

在需要多次走刀才能铣削大表面的重载铣削中，遵循以下建议非常重要：

• 铣刀位置和啮合
• 刀具尺寸与机床能力的关系
• 刀具路径，以避免不利的退刀

注意高温

要求苛刻的重载铣削会产生高温。当使用磁性工作台夹紧零件时，产生的大量切屑通常会保留在刀具周围。这会导致断屑或部分排屑和切屑重新切削，从而危及刀具寿命。为避免这种情况，应保持工作区域无切屑。通过增加切削深度以使表面接触点更靠近刀片更坚固的主切削刃，防止易受攻击的刀片角与磨蚀性表皮和结垢发生摩擦。

注意： 用铣刀安装转位刀片时，请戴上手套，以免受热伤害。

使用 Wiper 刀片进行精加工

如何在面铣工序中成功获得表面质量

出色的表面质量可以通过标准刀片与一个或多个 Wiper 修光刃 刀片组合或不与一个或多个 Wiper 修光刃 刀片组合来实现。Wiper 修光刃 刀片通常在每转 进给量 f_n 较高时以及具有超密齿和调整装置的大直径刀具中最为实用。

每转进给量可提高大约四倍，同时仍能保持良好的表面质量。Wiper 修光刃 刀片可用于对大多数材料进行面铣以获得良好的表面纹理 – 即使在恶劣工况下也是如此。

Wiper 修光刃刀片有不同的长度 （Bs），每种刀片通常都有右手型和左手型。材质适用于大多数工件材料。当刀具概念专门为精加工工序而开发或提供带刀盒的解决方案时，可调整刀片座是特定刀片座的常用刀片座。

如何应用

在使用大型面铣刀的精加工工序中，进给 率f_z通常需要保持在较低水平。但是，如果使用带 Wiper 刀片的铣刀，则可以在不牺牲表面质量的前提下将进给提高 2-3 倍。

高进给时的镜面精加工

答：仅限标准刀片

B ： 带一个 Wiper 刀片

C ： f_n = 进给量 / 转

• 当 f_n 超过标准刀片上平行刃长度 Bs 的 80% 时，修光刃将提高表面质量
• 当使用大直径刀具和大量刀片时，当每转进给量f _n增加时，必须使用 Wiper 修光刃 刀片来保持表面质量
• 刀具的轴向跳动量取决于主轴倾斜度、刀具尺寸、安装及其设置精度，并会影响加工表面的波度。冠形 Wiper 修光刃将对此进行补偿，并产生无阶梯的表面。每转进给量限制为修光刃刃带的 60% 将确保这一点
• 当安装在具有固定刀片座的刀具上时，Wiper 修光刃带会在铣削刀片下方突出约 0.05 mm。对于采用刀盒设计的刀具，通常可以非常精确地将修光刃调整到该位置。与传统刀片相比，其突起使 Wiper 修光刃 刀片承受更大的载荷，从而导致振动。因此，Wiper（修光刃）应用于中等切削深度和有限数量的轻型加工
• 切削深度应轻，以限制轴向力并降低振动风险。在精加工中，推荐的轴向切削深度为 0.5 – 1.0 mm
• 安装 Wiper 修光刃 刀片时需要格外小心，以便正确定位其长刃

例：

• 刀片上的平行刃带 Bs 的宽度为 1.5 mm
• 刀具上有 10 个刀片，每齿进给量 f_z为 0.3 mm。因此，每转进给量 f_n将为 3 mm（平行刃长度的两倍）
• 为确保良好的表面质量，每转进给量最大应为 1.5 mm = 1.2 mm 的 80%
• 相应的 Wiper 修光刃 刀片将具有宽度约为 8 mm 的平行刃带
• 结果：每转进给量可从 1.2 mm 提高到 8 mm = 4.8 mm 的 60%

注意： 还必须考虑其他限制因素，例如机床功率。

应用清单和提示

实现“镜面饰面”的提示：

• 使用高切削速度和/或金属陶瓷刀片获得光亮表面
• 对粘性 ISO M 和 S 材料使用切削液或油雾
• PVD 涂层刀片具有锋利的切削刃，ap 为 0.5 – 0.8 mm，可产生最佳的表面质量
• 尽量在 Wiper 刀片中使用与工作刀片相同的材质