方肩铣

方肩铣工序包括：

• 方肩铣/面铣
• 边缘铣削
• 易变形薄壁方肩铣

方肩铣/面铣

什么是成功的方肩铣/面铣？

方肩铣同时加工两个表面，这需要将圆周铣削与面铣相结合。加工出真正的90°台肩是最重要的要求之一。进行方肩铣既可使用传统方肩铣刀，又可使用立铣刀、长刃铣刀和三面刃铣刀。由于选项众多，必须仔细考虑工序要求，以做出最佳选择。

刀具选择

方肩铣刀

采用传统设计的方肩面铣刀通常能够铣削出“真正”的90°浅台肩。许多方肩铣刀都是通用铣刀，可方便地用于孔加工。铣削垂直面面或靠近垂直面铣削时，它们都是面铣刀理想的替代选择。

立铣刀

可转位刀片和整体硬质合金立铣刀为要求可达性的方肩加工提供了理想的解决方案。

长刃铣刀

长刃铣刀通常用于铣削较深的方肩。

如何应用

浅方肩铣

这种常用工序通常由方肩面铣刀和立铣刀执行。小切深实现更大的切宽。这些铣刀通常可以取代面铣刀，特别是作用于零件的轴向压力成为限制条件时，以及对垂直面或夹具的可达性有要求时。过尺寸方肩铣刀在铣削位于深处的浅方肩时能够确保最佳可达性。

深方肩铣

使用方肩面铣刀和立铣刀重复走刀。为了最大限度地减少表面接刀，例如刀片搭接和两次走刀之间的搭接，请务必使用能够加工出真正的90°台肩的高精度铣刀。如果方肩深度小于切削刃长度的75%，则垂直面的质量通常不需要额外精加工。

使用长刃铣刀一次走刀

长刃铣刀是较深、较大以及切削载荷通常较重的方肩铣应用的理想解决方案。它们具有较高的金属去除能力，通常用于进行粗铣，因为加工出的表面结构具有高进给侧铣的特征。

这些铣刀对以下几点有要求：

• 稳定性
• 主轴状况
• 排屑
• 刀柄
• 功率

径向力相当大，从而使其成为高难度侧铣应用。

较短的长刃铣刀适合：

• 大切宽大但浅的方肩。
• 以与铣刀直径相等的切深进行满槽铣可以弥补机床的局限性

较长的长刃铣刀用于：

• 以中等切宽铣削方肩
• 在稳定的大功率机床中进行边缘铣削

铣削位于深处的方肩

过尺寸方肩铣刀选项在铣削位于深处的浅方肩时能够确保最佳可达性。对于位于更深处的方肩，使用带Coromant Capto接口的加长杆。长刃铣刀也提供用于加工位于深处的较深方肩的过尺寸版本。然而，切宽更有限。

应用检查表和提示

• 顺铣始终是首选，由于90°主偏角，对方肩铣而言特别重要
• 加工所采用的方式应确保将切削力尽可能地引向夹具支撑点。因此，逆铣在某些情况下可能是有利的替代选择
• 铣刀齿距的选择取决于整个系统的稳定性，包括：机床、工件及其夹紧情况以及工件材料
• 在ISO 40和更小型的机床中，由于稳定性有限，建议使用疏齿铣刀
• 也建议使用疏齿铣刀加工安装在立方体夹具上高处的零件
• 铣刀与工件的相对位置也极为重要，应特别注意
• 当D_c/a_e > 10时，应根据hex值调整进给f_z，以获得良好的结果并避免崩刃
• 如果方肩深度小于切削刃长度的75%，则垂直面通常不需要额外精加工
• 与面铣相比，韧性更高的硬质合金刀片材质更适用于方肩铣
• 如果使用长刃铣刀，则工况的要求较高，因此可能需要韧性更高的材质
• 切深越大，选择更低的切削速度以避免振动就越重要
• 出现振动时，降低v_c并增加f_z，检查推荐的hex值！
• 确保机床功率足以应对所选的切削参数

刀柄

• 使用大切深时，特别是使用长刃铣刀时，应特别注意功率要求
• 对于直径小于50 mm的铣刀，刀具安装对铣削结果的影响最大
• 切深越大，接口的尺寸和稳定性就变得越重要：因为使用方肩铣刀 (特别是长刃铣刀) 时的径向力相当大
• Coromant Capto接口可为所有类型的铣刀确保最佳稳定性和最小偏斜 - 在使用长刀具或加长刀具时特别重要

圆弧切入

• 平稳进刀是避免振动和延长刀具寿命的必要条件，特别是在方肩铣时
• 将铣刀编程为圆弧切入；务必确保退刀时产生的切屑厚度为零：这还将同时确保更高的进给和更长的刀具寿命
• 这种方法最适合在外角铣削的应用，因为它能够避免切削出现急剧变化
• 使铣刀保持连续切削

使用三面刃铣刀进行方肩铣

三面刃铣刀也用于进行方肩铣，特别是在工件较窄但在径向上却较宽时。这些铣刀通常是对隐藏的方肩和表面进行背铣的唯一可能的解决方案。

右	左

边缘铣削

什么是成功的边缘铣削？

边缘铣削实际上是一种通过轮廓铣走刀执行的侧铣工序。侧铣和边缘铣削都属于圆周铣削。

刀具选择

• 薄边缘通常由立铣刀加工而成，较深或较厚的边缘则由立铣刀通过重复“方肩铣”走刀，或由长刃铣刀通过单次走刀加工而成
• 使用长刃铣刀和整体硬质合金铣刀能够有效地加工深度为铣刀直径两倍的方肩。对于这类深方肩或厚零件边缘，推荐的切宽为铣刀直径的0.5倍
• 也可使用三面刃铣刀进行边缘铣削或圆周铣削
• 在以小切宽进行边缘铣削时，大螺旋角可确保足够多的接触齿数和平稳的切削作用
• 密齿或超密齿铣刀特别适合进行边缘铣削。使用90°立铣刀铣削较薄的边缘或浅方肩时亦是如此

如何应用

表面结构 - 铣侧壁

当铣刀没有跳动时，加工轮廓尖顶高度h
将同样高，并可使用以下公式计算：
轮廓深度/尖顶高度

当铣刀出现跳动时，每齿进给量f_z
以及尖顶高度h都将根据TIR而改变。

fz	fz跳动量

如前所述，表面结构和加工方式会限制进给率，特别是在切宽较小时。

使用立铣刀侧面铣削轮廓时，将产生一连串的“尖顶”。尖顶高度h由以下因素决定：

• 铣刀直径D_c
• 每齿进给量f_z
• 刀具跳动，TIR

可转位刀片铣刀的TIR始终高于整体硬质合金铣刀。此外，铣刀直径越大，齿数就越多，这将增加尖顶高点与低点之间的距离。

为了获得最佳表面质量：

• 使用整体硬质合金铣刀
• 使用带Coromant Capto接口的高精度动力夹头
• 使用尽可能短的悬伸

进给推荐值 (忽略hex)：

• 可转位刀片铣刀，f_z初始值 = 0.15 mm/z
• 整体硬质合金铣刀，f_z初始值 = 0.10 mm/z

注意：如果只有一条切削刃加工出表面，将获得最差表面质量，因为铣刀跳动大。

应用检查表和提示

• 圆周铣削的一项关键因素是实现适当的每齿进给量f_z
• 进给值f_z必须根据切宽与直径比值进行补偿，这会影响切屑厚度
• 应将每齿进给量f_z乘以修正系数。这将以更小的切触弧实现更高的进给率，同时确保切屑厚度足够大。然而，修正系数可能并不总是完全适用：表面结构和加工方式会限制进给率

易变形薄壁方肩铣

用于以下方肩铣：

• 较小的高度厚度比 (< 15:1)
• 中等的高度厚度比 (< 30:1)
• 非常大的高度厚度比 (> 30:1)
• 薄壁底座

考虑因素：

• 薄壁部分的加工策略将因壁高和壁厚的不同而不同
• 在所有情况下，走刀次数都将由壁厚的尺寸和切深决定
• 同时考虑铣刀和薄壁的稳定性
• 采用高速加工技术 (即小a_p/a_e和高v_c) 将使薄壁铣削变得更容易，因为它们能够缩短吃刀时间，从而减少冲击和偏斜。
• 应采用顺铣
• 使用相同的方法铣削铝合金和钛合金

较小的高度厚度比 (< 15:1)

应以不对称的之字形路径走刀。

“薄壁”铣削：

• 通过非重叠走刀加工薄壁的一面
• 在相对面重复相同的加工
• 在两面为后续精加工留出余量

中等高度厚度比 (< 30:1)

“水线”铣削：

• 以非重叠走刀将两面交替加工至给定深度

阶梯支撑铣削：

• 一种类似的方法，只是在薄壁的两个相对面上重叠走刀：由此可为正在加工的位置提供更多支撑。首次走刀应以更小的切深a_p/2进行
• 在两种情况下，都要在两面为后续精加工留出0.2-1.0 mm的余量

非常大的高度厚度比 (> 30:1)

除了在薄壁的两面交替加工之外，使用“圣诞树”加工路径分阶段地达到所需的壁厚。

• 加工较薄的部分时，始终由其下方较厚的部分为其提供支撑
• 以这种分段的方式向下加工

薄壁

精加工余量

水线

精加工余量

薄壁

精加工余量

薄壁底座方肩铣

加工薄壁底座：

• 在底座区域中心使用圆弧坡走铣达到所需的切深
• 从该位置开始沿着圆弧插补铣路径向外铣削

如果这涉及到铣削其相对面已经加工好的表面：

• 使用切削刃数量尽可能少的刀具
• 对这一面施加尽可能小的接触压力

如果零件的底座中心有一个孔：

• 加工第一面时，在适当的位置留一个支撑
• 加工另一面
• 两面都加工完成后，去除支撑