平面铣削一般是指用数控铣床将被加工工件的表面铣削成符合工件图样上精度和表面质量要求的平面。平面铣削是数控铣床最基本的加工性能之一，也是数控铣床最常见的加工任务之一。平面铣削一般利用刀具中心（简称刀心）轨迹编程，方法比较简单，工艺路线也不复杂。随着工件的厚度变薄、面积变大，工件的加工难度大大提高，因为薄板类工件在加工过程中很容易变形。
1.平面铣削的走刀路线
铣削大面积平面时，铣刀不能一次切除所有的材料，因此在同一深度需要多次走刀。分多次铣削的方法有多种，每一种方法在特定环境下具有各自的优点。在同一深度分多次铣削最常见的两种方法为单向多次铣削和双向多次铣削。
单向多次铣削的走刀路线如图4-39（a）所示，走刀方向不变，始终朝着一个方向，每完成一次铣削后，刀具从工件上方回到铣削起点的一侧。这样安排走刀路线能够保证铣刀切削刃在铣削过程中始终顺铣或逆铣，有利于铣削，平面加工质量较好，但需要增加快速退刀路线，使得走刀路线变得较长，从而导致效率很低。
双向多次铣削也称为Z形铣削，走刀路线如图4-39（b）所示。它的应用也很广泛，效率比单向多次铣削高，但铣削中顺铣、逆铣交替，从而在精铣平面时影响加工质量，因此平面质量要求高的平面精铣通常并不使用这种走刀路线。
图4-39 平面铣削的走刀路线（刀心的运动轨迹）
2.平面铣削常用的刀具及刀具参数的选择
1）平面铣削刀具的种类
在数控铣床上铣削平面时，使用较多的是面铣刀（见图4-40（a））。在小面积范围内有时也使用立铣刀进行平面铣削（见图4-40（b））。
图4-40 平面铣削加工
在铣削大尺寸的凸出平面和台阶平面时通常使用面铣刀。面铣刀直径较大，其中采用可转位机械夹固式不重磨刀片的面铣刀切削性能好，并可方便地更换各种不同切削性能的刀片，切削效率高，加工表面质量好。封闭的内凹平面又称型腔底面，受型腔尺寸和型腔内圆角尺寸的限制，内凹平面通常使用立铣刀进行加工，而且型腔底面加工与型腔侧壁加工一般使用同一把刀具。
面铣刀分为普通面铣刀和方肩面铣刀两种，如图4-41所示。普通面铣刀主要用于铣削凸出平面，方肩面铣刀主要用于铣削90°的台阶平面。
图4-41 面铣刀
平面铣削需要根据不同的加工要求选择不同牌号的刀片。
可转位机械夹固式不重磨刀片的材质是硬质合金。
硬质合金刀片根据加工材质的不同被分为四组，分别用于加工钢（P组）、不锈钢（M组）、铸铁（K组）、铝及有色金属（N组），同一组中又分为轻度铣削、中度铣削和重度铣削三种。
面铣刀的刀体根据所装刀片数量的不同分为疏齿刀体、密齿刀体和特密齿刀体。从理论上讲，与疏齿刀具相比，密齿刀具具有更高的加工效率和更持久的耐用度。
另外，可转位机械夹固式不重磨刀片在面铣刀刀体上的安装形式有平装和立装两种，在刀体上的夹紧形式有螺钉夹紧和楔块夹紧等。
根据被加工对象选择适合的刀具，对提高加工效率、保证加工质量来说是至关重要的。
2）平面铣削刀具主要参数的选择
（1）面铣刀主要参数的选择。
①直径。
标准可转位式面铣刀的直径为16～630 mm。对于单次平面铣削，面铣刀的直径为平面宽度的1.3～1.6倍为宜。1.3～1.6倍的尺寸关系可以保证切屑较好地形成和排出。
对于面积太大的平面，由于受到多种因素的限制，如考虑到机床功率等级、刀具和可转位式刀片的几何尺寸、安装刚度、每次铣削的深度和宽度以及其他加工因素，面铣刀的直径不可能比平面的宽度更大时，宜采用多次铣削的方法。(www.xing528.com)
应尽量避免面铣刀的全部刀齿参与铣削，即应该避免对宽度等于或稍微大于面铣刀直径的工件进行平面铣削。面铣刀的整个宽度全部参与铣削（全齿铣削）会迅速磨损刀片的切削刃，并容易使切屑黏结在刀齿上。此外，工件表面质量也会受到影响。
②齿数。
可转位式面铣刀有粗齿、细齿和密齿三种。粗齿可转位式面铣刀容屑空间较大，常用于粗铣钢件。粗铣带断续表面的铸件和在平稳条件下铣削钢件时，可选用细齿可转位式面铣刀。密齿可转位式面铣刀的每齿进给量较小，主要用于加工薄壁铸件。
③几何角度。
面铣刀前角的选择原则与车刀基本相同，只是由于铣削时有冲击，故前角数值一般比车刀略小，尤其是硬质合金面铣刀，前角数值减小得更多些。铣削强度和硬度都高的材料可选用负前角。
（2）立铣刀主要参数的选择。
①前角、后角。
立铣刀的前角和后角都为正值，分别根据工件材料和立铣刀直径选取：加工钢等韧性材料前角比较大，加铸铁等脆性材料前角比较小，前角一般为10°～25°；立铣刀直径小时后角大，立铣刀直径大时后角小，后角一般为15°～25°。
②刀槽的数目。
刀具刀槽数目的增多会使切屑不易排出，但能在进给速度不变的情况下提高加工表面的质量。二槽刀具和四槽刀具较为常见。加工不同的材料所适用的槽数是不同的，应针对加工的材料选择适当的槽数。
二槽：具有最大的排屑空间，多用于普通的铣削操作和较软材料的铣削操作。
三槽：适用于普通的铣削操作，排屑性能和加工质量介于二槽和四槽之间。
四槽：适用于较硬的铁金属铣削操作，加工质量较高。
六槽和八槽：大数目刀槽的刀具排屑能力减弱，而成品的表面质量有了提高。这样的刀具特别适合用于成品的加工。
3）铣削中刀具相对于工件的位置
铣削中刀具相对于工件的位置可通过铣刀进入材料时的切入角来讨论。
面铣刀的切入角由刀心位置相对于工件边缘的位置决定。如图4-42（a）所示，刀心在工件内（但不跟工件的中心线重合），切入角为负；如图4-42（b）所示，刀心在工件外，切入角为正。刀心与工件的边缘重合时，切入角为零。
图4-42 面铣刀的切入角（W为铣削宽度）
（1）如果工件只需一次铣削，应该避免刀心的运动轨迹与工件的中心线重合。刀心处于工件中间位置时容易引起颤振，从而导致加工质量较差，因此，刀心的运动轨迹应偏离工件的中心线。
（2）当刀心的运动轨迹与工件的边缘线重合时，参与切削的刀片进入工件材料时的冲击力最大，是最不利于刀具加工的情况。因此，应该避免刀心的运动轨迹与工件的边缘线重合。
（3）如果切入角为正，刚刚切入工件时，刀片相对于工件材料的冲击速度大，引起的碰撞力也较大，所以正切入角容易使刀具破损或产生缺口。拟定刀心的运动轨迹时，应避免正切入角。
（4）使用负切入角时，已切入工件材料的刀片承受最大铣削力，而刚切入（撞入）工件的刀片受力较小，引起的碰撞力也较小，从而可延长刀片的寿命，且引起的振动也小一些。
因此，负切入角是首选。通常应该尽量让面铣刀的中心在工件区域内，这样就可确保切入角为负，且工件只需一次铣削时避免刀具的中心线与工件的中心线重合。
比较图4-43所示的两个走刀路线，虽然都使用负切入角，但图4-43（a）中的面铣刀整个宽度全部参与铣削，刀具容易磨损；图4-43（b）所示的走刀路线是正确的。
图4-43 使用负切入角时两种走刀路线的比较
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