当需要快速加工大面积平面时，平铣通常是我的首选。它操作简单，材料去除速度快，而且不需要昂贵的刀具。在本指南中，我将带您了解什么是平铣，我的加工流程，我常用的两种刀具类型，以及在将零件放到机床上之前您需要了解的真正优缺点。
什么是普通铣削？
平面铣削是一种利用旋转刀具从平面上去除材料的机械加工工艺。刀具轴线与工件平行，刀具外缘的齿负责切削。
它也被称为 板坯铣削 or 平面铣削.
它的用途很简单——我用它来加工一个与刀具轴线平行的平面。它并非设计用于加工槽、凹槽或复杂形状。它的设计目的是快速清理大面积平面，而这正是它最擅长的。
平铣加工原理：工艺流程
以下是我从头到尾完成一项普通铣削工作的步骤。
步骤 1 — 选择切割器。
我会根据需要去除的材料量和所需的表面光洁度来决定使用轻型还是重型平铣刀。下一节将对此进行更详细的介绍。
步骤 2 — 将切割器安装到轴上。
平铣通常在卧式铣床上进行。我将刀具滑到刀轴上，并支撑刀具的两端——一端固定在主轴上，另一端固定在刀轴支架上。这种刚性结构可以防止切削过程中产生颤动。
步骤 3 — 固定工件。
我直接将工件夹在工作台上，用虎钳固定，或者放在可调角度板上。工件的顶面需要与工作台面平行。
步骤 4 — 检查对齐情况。
在切割任何东西之前，我都会检查工作台是否水平，工件是否垂直。如果省略这一步，每次切割都会出现不平整的情况。
步骤 5 — 设置切割参数。
我根据材料和刀具来设定主轴转速、进给速度和切削深度。我还会决定采用顺铣还是逆铣——当夹具足够坚固时，顺铣可以获得更光滑的表面。
第六步——进行筛选。
刀具旋转，工作台将工件送入刀具，刀具边缘的齿将工件顶面的材料剥离。当余量较大时，我会进行多次切削。
普通铣刀的类型
在平面铣削中，刀具的选择至关重要。我主要使用两种类型的刀具。
轻型普通铣刀
轻型铣刀齿数更多，螺旋角小于 25°。当需要更精细的表面光洁度且切削量较小时，我会选择它们。它们的主轴转速更高，进给速度更低。更多的齿意味着每个齿切取的切屑更小，从而获得更光滑的表面。
我使用轻型切割器来：
精加工路径轻材料去除那些表面质量比速度更重要的工作
重型普通铣刀
重型刀具的齿数较少，螺旋角较大，通常在 25° 到 45° 之间。当需要快速切削大量材料时，我会选择使用它们。这类刀具的主轴转速较低，进给速度较高。较大的螺旋角也有助于刀具更平稳地切入材料，从而减少重切削过程中的振动。
我使用重型切割机来：
在大表面上进行粗加工对钢、铸铁和其他难加工金属进行高材料去除那些速度比完成时间更重要的工作
如何选择合适的切割器
我的原则很简单。如果需要去除大量材料，而且对表面光洁度要求不高，我就用重型刀具。如果需要光洁度高，而且只需要轻微切削，我就用轻型刀具。
刀具材质也很重要。高速钢适用于较软的金属和较轻的切削，但如果加工钢材或进行长时间的生产作业，我会换用硬质合金刀头的刀具。硬质合金刀具使用寿命更长，且在高温下能更好地保持刀刃锋利。
适用于平铣的材料
平铣适用于多种材料。我曾用它加工过：
金属： 铝、铜、碳钢、不锈钢、钛、铸铁塑料： 尼龙、聚甲醛（POM）、聚氯乙烯（PVC）、高密度聚乙烯（HDPE）复合材料： 碳纤维刀具材料和切削参数会随着工件的不同而变化，但加工过程本身保持不变。
普通铣削的优点
这就是普通铣削在车间里发挥作用的地方。以下是我从中获得的成果。
材料去除率高。
周边的铣齿能够一次性与工件的大部分区域保持接触。这意味着每次走刀切削的材料量比大多数其他铣削方法都要多。当需要将厚板加工到所需尺寸时，平铣比端铣或立铣速度更快。
模具成本低。
普通铣刀是标准刀具。我不需要定制刀具、特殊刀片或特殊几何形状的刀具。轻型和重型铣刀几乎可以满足我所有的加工需求，而且两者都易于采购和更换。
简单的设置。
与槽铣、倒角或轮廓铣削相比，铣削工艺的变量更少。只需选择刀具、夹紧工件、设置参数、进行切削即可。即使是铣削新手，经过短暂的培训也能安全地完成简单的铣削作业。
生产中取得稳定成果。
由于装置简单且刀具几何形状稳定，因此我可以在大批量加工中获得可重复的结果。尺寸一致性极佳，这在我加工底板、安装面或下游工序的参考面时至关重要。
适用于多种材料。
我用铣床加工过各种材料，从软铝到硬钢再到塑料。加工工艺可以灵活调整——我只需要改变刀具材料、转速和进给量即可。
选对了刀具，就能做出漂亮的成品。
使用参数合适的轻型刀具，我可以获得无需二次加工即可满足多种最终用途的表面光洁度。我并非总是需要进行后续的磨削或端面铣削。
适用于创建平面参考面。
几乎所有机械加工流程都始于将毛坯加工成方形并创建干净的基准面。据我所知，平铣是实现这一目标最快的方法。
平磨的缺点
普通铣削并非适用于所有加工任务。以下是它的不足之处。
它无法创建几何特征。
普通铣削只能加工平面。它无法加工槽、凹槽、台阶、轮廓或三维形状。一旦零件需要加工平面以外的任何形状，我就必须采用其他加工方式——例如端铣、槽铣或数控轮廓铣削。
表面光洁度比端面铣削粗糙。
由于外缘齿会在切削面上留下许多细小的波纹，因此其表面光洁度比面铣刀加工的要粗糙。重型刀具会使这种情况更加严重。如果零件需要精细的表面光洁度，我通常需要在平铣之后再进行一次面铣或磨削，这会增加时间和成本。
它需要一台卧式铣床。
平铣加工最好在带有刚性刀轴的卧式铣床上进行。许多现代车间主要使用立式加工中心 (VMC)，因此，如果没有卧式铣床或卧式加工中心 (HMC)，我就无法按照其设计方式进行平铣加工。这限制了我能使用它的地点和时间。
振动和抖动都是切实存在的风险。
刀轴较长，刀具较宽，这意味着与短立铣刀相比，这种加工方式更容易产生振动。颤动会在工件表面留下痕迹，并缩短刀具寿命。我必须格外注意刀轴支撑、工件夹持刚性和切削参数，以保持切削稳定。
边缘会形成毛刺。
普通铣削容易将材料从工件边缘推出，从而留下毛刺。大多数零件都需要在加工后进行去毛刺处理。这会增加额外的工序和时间。
重切部位会产生热量。
使用重型刀具进行大批量切削时，刀具会迅速升温。如果冷却液不足或排屑不畅，刀具就会过热，工件表面变色，刀具寿命也会缩短。加工硬钢时，这种情况会很快造成高昂的损失。
重型切割机切割效果差。
去除材料速度快的工具往往也会留下最粗糙的表面。我无法一次走刀就同时获得速度和表面质量——我必须二选一，或者使用两种不同的刀具进行两次走刀。
平面铣削的应用
普通铣削工艺在很多行业都有应用。我最常看到的应用场景包括：
加工底板、安装面和机床床身表面在二次加工前对原材料进行整平。创建用于检验和后续加工的参考面航空航天结构件的粗加工汽车发动机缸体和缸盖的表面精加工准备模板和模块在重型设备部件上加工平面凡是需要大面积、平坦、水平表面的地方，通常都会考虑铣削加工。
常见问题及实用技巧
多年来，我遇到的问题总是那几个。以下是造成这些问题的原因以及我的解决方法。
振动和颤动：检查主轴支撑情况，减小切削深度或降低进给速度。刚性至关重要。边缘毛刺：使用锋利的刀具，尽可能使用爬铣机，并计划进行去毛刺步骤。表面烧伤痕迹：增加冷却液流量，降低主轴转速，或者减少切削量。表面光洁度差：换用轻型刀具，降低进给速度，并检查刀具是否磨损。工具寿命短：选择与工件材质相匹配的刀具，使用合适的冷却液，并将切屑负荷保持在推荐范围内。
常见问题
平铣和端铣有什么区别？
在平铣中，刀具轴线与工件表面平行，由刀具的周边齿进行切削——适用于加工大面积平面。在端铣中，刀具轴线与工件垂直，刀具的端部和侧面均可进行切削——适用于加工槽、型腔、轮廓和型材。
立式铣床可以进行平铣吗？
这虽然可行，但并不实用。平面铣削采用水平刀轴设计，两端均有支撑，从而保证了加工所需的刚性。而立式铣床则缺少这种支撑，刀具必须以一种容易产生颤动的方式固定。如果我只有一台立式机床，我会改用端面铣削。
平铣加工的切削深度是多少？
切削深度取决于刀具、材料和机床的刚性。使用重型刀具对钢材进行粗加工时，我通常每次切削 3-6 毫米。使用轻型刀具进行精加工时，我会将切削深度降至 0.5-1 毫米。目标是在刀具设计承受的切屑量范围内，同时避免刀轴产生颤动。
对于平面铣削而言，顺铣还是逆铣更好？
当机床和夹具刚性足够时，顺铣可以获得更好的表面光洁度和更长的刀具寿命。对于进给丝杠存在反冲的老式机床，顺铣更安全，因为它能将工件推向与进给方向相反的方向。在现代数控机床上，我通常采用顺铣。
普通铣削能达到怎样的表面光洁度？
使用重型刀具，我通常能获得 Ra 3.2–6.3 μm 的表面粗糙度。使用轻型刀具并配合合适的加工参数，我可以达到 Ra 1.6 μm 甚至更低。如果图纸要求更高的精度，我会进行端面铣削或磨削。
如何防止平铣加工中出现颤振？
颤动是由于刚性不足造成的。我会在刀轴两端加固，拧紧工件夹具，减小切削深度，并调整主轴转速。螺旋角较大的刀具比直齿刀具切削更平滑。
普通铣削适用于数控机床吗？
是的。普通铣削在数控卧式铣床和卧式加工中心上都能很好地完成。加工过程本身并没有改变——数控机床只是比手动机床能更精确地控制进给、速度和深度。
我该如何选择平铣还是端铣？
当需要快速去除大量材料且对表面光洁度要求不高时，我会选择平铣。当需要更好的表面光洁度、在立式机床上加工或平面宽度超过我最长的平铣刀具时，我会选择端面铣削。