使用大圆弧刀尖角的整体硬质合金立铣 刀进行淬硬钢的型腔粗铣削，高速铣削 HSM

  三、铣加工型腔之过角加工的方法（圆角的粗加工） 铣加工型腔之过角加工的方法（圆角的粗加工） 在型腔的粗加工中，大直径铣刀可获得高金属去除率，但是会在角落处残留很多材料，这将给后续的工 序造成影响。在圆角处的半粗加工时，不可以使用与圆角半径相等的铣刀直接切入，那会因为铣刀 由直线进给运动时的切宽在圆角处突然增大而引起刀具振颤。解决办法有： 方法一、采用一个更小直径的立铣刀过角，在圆角处铣刀的可编程半径应比刀具半径大15%，例如加工 半径为10mm的过角圆弧，使用刀具为(10/2)x0.85=4.25，故刀具选择为直径为8mm（半径为 4mm）的立铣刀。 方法二、仍采用大直径的铣刀，但是不将圆角靠满，而是 预留余量，给下面的刀具做插铣或摆线铣。尤其对于较深 型腔要求过角铣刀较长的时候

  90度主偏角可以铣削具有台肩要求的工件，能够得到直角边。但是会产生绝大部分的径向力，同时也代表着被切的表面 承受的轴向压力较小。这对于低强度结构的工件、薄壁工件的加工很有积极意义。 45度主偏角的刀具，加工时同存在大小值接近的轴向和径向力，这会产生更为平稳的压力，并且对机床功率的要求相对 较小。为平面铣削的首选刀具。 10度主偏角铣刀，大多数都用在插铣，并且也是小切深，大走刀量面铣刀。常用于模具宽大型腔加工时，大量快速去除余量 。因为径向切削力很小，因而能够更好的降低因刀杆悬伸过长而产生的振动趋势。 69度、75度主偏角铣刀，大多数都用在冷硬铸铁和铸钢的表面粗加工。 圆刀片刀具意味着连续可变的主偏角，范围从0~90度，其具体值取决于切深的情况。此刀片半径有很坚固的切削刃 ，并且由于产生薄屑，切削力会顺着长长的切削刃均匀分布。因而适合于高进给速率的加工。常用于模具型腔的快速去 除余量。薄切屑效应，适合加工耐热合金和钛合金。因为其具有平稳切削、对机床功率、稳定性的要求低。如今，它已 不是非标准刀具，而是作为高效且具有高金属去除率的粗加工刀具。

  方法三、插铣加工工件过角处。用具有插 铣功能的铣刀可以讲过角处的余量去 除，如图所示。当采用楔块式接口的 刀具，可根据不同的需要组合刀具 的长度来实现最大的生产效率。 如上图所示，对于一个锐角过角处，可以 采用同一小直径刀具进行5次插铣完 成。编程的步距越小，侧壁的表面质 量越接近轮廓铣削。也可入左图，采 用几把由大至小的直径的插铣刀完成 余量去除。但是需要更多刀具并导致 换刀频繁。插铣一般用于半粗加工。

  从零件方面的影响或从刀具路径的观点来看，铣削主要的工序类型包括 从零件方面的影响或从刀具路径的观点来看，铣削主要的工序类型包括： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 面铣 方肩铣 仿形铣削 型腔铣削 槽铣 车铣 螺纹铣削 8.切断 9.高进给铣削 10. 插铣 11. 坡走铣 12. 螺旋插补铣 13.圆弧插补铣 14. 摆线、二轴坡走铣。要求铣刀有坡走功能。使 用具有坡走功能的立铣刀和面铣刀，在X/Y 或Z轴方向进行线性坡走，可以达到刀具在 轴向的最大切深，这种方法尤其适用模具 型腔开粗，适当考虑是从内向外，还是从 外向内可以通畅排出切屑。如在连续切削 的情况下应采用顺铣。坡走的简洁编程方 式是代替“啄铣”来达到每一层新的径向 切深，坡走角度与刀具的设计有关，主要 是刀具直径、刀片、刀体下面的间隙刀片 尺寸及切削深度有关。

  铣刀直径比工件稍宽，此情形的面铣削是 比较理想的切削状态，一般面铣刀的直径 选择，推荐大于工件宽度20%，最大不超 过50%。面铣刀铣削时，刀具中心总是要 求稍微偏离工件中心，此时，每个刀片形 成的切口非常小。如果使面铣刀中心完全 与工件中心一致，就会出现非常不利的情 况，当切削刃进入和退出时，大小平均的 径向切削力会在方向上左右不断变化，引 起机床主轴振动，从而导致损坏；还可能 导致刀片破碎，形成很差的表面上的质量。

  三轴坡走铣---螺旋插补 在主轴的轴向以螺旋线方式下刀破孔，常用于模 具加工，相对于直线坡走下刀方式，螺旋线插补 下刀，切削更稳定、更适合小功率机床和窄深型 腔。 特别是在非模具加工的大直径孔的粗加工，相对 于镗削有许多优点。通常没有断屑、排屑或振动 的问题。因为刀具的直径小于加工孔的直径，对 于一个设计定型的具有螺旋插补破孔功能的铣刀 ，其可加工孔的直径范围不是没有限定的，请参 考刀具应用的说明书，当没有底孔时，圆刀片铣 刀、球头立铣刀进行螺旋插补铣孔的能力最强。

  球头铣刀在进行水平方向进刀时的零切削速度点 仿形铣削是传统的型腔精铣与半精铣加工方式, 刀具通常用球头立铣刀，采用图中所示 的编程办法来进行加工。这种铣削方式来自 于液压仿形铣床的靠模铣削方式。如果照 搬到数字控制机床上来使用，有如下的缺点 刀具频繁地切入与切出工件，造成刀具刃口容易 因振动而崩刃。 如果采用往复式走刀，那么来程河去程各自为顺 铣和逆铣方式切削，造成刀具弹变刀痕及 表面上的质量的差异，并且逆铣对刃口寿命有 负作用。 需要更长的数控程序语句和较长的切削时间。 刀具在到达型腔底部时因为余量突然变化，导致 刀具弹变产生过切或让刀，使腔底形状产 生误差，为减少这种影响，需要在此处 减小刀具进给速度，这又造成编程复杂。 Ve = 0

  铣刀的主偏角是指刀片刃口和工件的加 工表面之间的夹角。主偏角会影响切屑 的厚度、切削力的大小和方向，从而影 响刀具寿命。在相同的进给速度下，减 小主偏角，则切屑厚度变薄，切屑与切 削刃的接触长度更长，较小的主偏角也 可使刀具更为平缓地进入切口，这有助 于减小径向压力和保护切削刃口。但是 轴向力太大，会增加对工件和锥孔的压 力。现在铣刀常用的主偏角是：45º、 90º、10º以及圆刀片

  铣刀直径比切削宽度大很多，并且刀具中心完全 在工件宽度之外，此情形多发生在三面刃铣 、卡刀铣和立铣。 对于此种切削，我们得知可以在1、2两种情况的 基础上，大幅度的提升铣刀的进给速度。假设3 这种情况下，铣刀的直径为Dc=25mm， ae=0.5mm，如果情况2下的每齿进给的推 荐值为fz2=0.2mm/z，那么3这种情况的 fz3=ac/ae×fz2=25/0.5×0.2=1.414mm/z， 注意此时情况2和情况3的切屑厚度都是 0.2mm，刀具寿命是一样的。

  轮廓加工方式是推荐的型腔半精铣或精铣的数控编程方 式，此种方式有如下优点： 刀具的切削速度是稳定而持续的，并且避免了球头铣刀 顶端的零切削速度点，最大发挥刀具大直径点切 削速度高的优势。并且很适合在四轴以上联动 机床上使用，有效利用球头立铣刀大直径加工； 以及高速铣削。 因为径向切削宽度ae较小，可以在 保证实现一定的切屑厚度的 前提下，实现快速走刀。高 速铣削本身就有高切削速度 、小切深、小切宽、大走刀 的特点。所以轮廓铣削型腔 的方法是高效率铣削方式的 编程方式。 切削平稳，每一层的铣削都是连续 的顺铣或逆铣，前者保证了 较长的刀具寿命，后者保证 了一致的表面上的质量和型腔的 形状公差，同时整个切削刀 具是安全的

  首先在型腔的四个角钻孔，或在型腔中心钻 大孔，然后用立铣刀从孔处下刀，将余量去 除。此方法编程简单，但立铣刀在切削过程 中，多次切入、切出工件，振动较大，对刃 口的安全性有负面作用。对于深型腔，立铣 刀通常为长刃玉米铣刀，要求机床功率较大 ，且工艺系统刚性要好。

  上面所示的平面铣削编程方式，告诉我 们在编程时要最好能够降低刀具的切入切出 次数，避免对刀具刃口的冲击。加工面 上如有孔或槽，尽可能安排在后续工序 中完成，这在耐热合金钢材料的面铣加 工时尤其重要。此外面铣削加工刀具走 刀编程时，当加工到孔、槽区域上方时 ，将推荐的进给速率降低25%。 当切削大平面时，选择刀具路径以保持 铣刀完全与其接触，而不是在执行几次 平行走刀。当铣刀进给需变换走刀方向 时，应用执行小直径圆弧转弯路径，以 保持刀具是持续运动的。从而防止 停顿和振颤。