目前经济性好且使用方便的装可转位刀片的铣刀用得很多很广，如何使刀片在以上条件下具有足够的强韧性和更高的抗破损能力？为解决此问题，人们从多方面进行了研发，也从实践中认识到，从安装方面来看，以前刀片大部分使用平装，且刀片厚度有限，强韧性较差，易损伤。若将刀片立装起来，刀片的厚度会大大增加。刚开始，是一些大型企业率先推出了立装式面铣刀并逐渐推广，而现在，一些公司已经向市场推出了直径较小的立装式立铣刀。

除推出的立装式方肩立铣刀外，为了同时使它发挥能加工多种表面的功能，三菱公司经过反复试验开发出了立装式超强韧高效多功能和大切深VPX立铣刀系列，他们所开发使用的刀片的支承厚度比一般的立装式刀片更厚更强韧。如图1所示，S1大于S2，在刀片的结构形状几何角度上，在刀片的材质和涂层上也作了许多改进，从而进一步改善受力状况，提高刀刃强度，而且可以实现用同一种刀片出色地完成多种型面加工，实现在一次安装条件下，能高效高质地完成对复杂零件全部表面或大部分表面的加工，大大地提高了加工效率，并且通过破坏实验不断改进，实现了极高的耐用性，达到了可实现无人运转高效加工。

图1 立装刀片厚度增大

现分别就其各方面改进作分析说明。

1、刀片形状与结构的改进。通常情况下，立铣刀中安装的可转位刀片，分为标准产品及非标产品，其中以长方形刀片居多。以前针对标准刀片虽开出断屑槽并作出改进，但无法从根本上解决并改善刀片的实际使用情况，实现刀片在加工过程中既要锋利又必须具备强韧性也非常困难。

VPX立铣刀刀片的牌号为LOGU型是按国际标准表示的，其中L表长方形，O是表有特殊的法后角，G表示G级精度，U表示刀片中间有孔，孔两端有倒角以便于用螺钉将它安装在刀体上。它虽然用了一般长方形刀片牌号，但实际它为使刀刃锋利形成较大前角，减少切削力又要提高强韧性还要可经济使用4个刀角。发挥可转位刀片优点，把刀片的上下两面设计成对称的3D特殊扭斜型的长方形（图2）。大前倾角使切屑便于排出，刀片中有凸起，可增强刀刃，并使切屑向后弯曲折断。在刀具不管哪一方向进给加工时，主刀刃另一侧的副刀刃设计具有大圆弧，使得副偏角减小，能更多地切除加工表面残留面积和高度，发挥修光刃的作用(图2（b））。这样刀刃刀尖的强度既增强了，还能保持刀刃锋利，又使加工表面质量得以大幅度提高。为了能用此刀片同时能进行斜面等多种加工，必须注意始终还保持刀片各面与面间的平衡，他们经过反复的实验设计出这样的特殊的型面，终于避免了一般需要费时又耗资的多次更换刀片，为业界解决了长期存在一种刀片不能实现通用化完成多种加工的难题。

图2 超强韧高效多功能立铣刀 （a）

图2 所用特殊L形状刀片（b）

由于工件表面有可以实现稳定切削的连续表面也有带各种槽等的非连续表面造成断续不稳定切削，VPX立铣刀刀片上还作出有适用重视切削锋利的L型断屑槽和重视刀尖强度通用性好的M型断屑槽。刀片的圆角半径也可按需选用不同的尺寸，可满足多方面需要。

2、刀片在刀体上的定位和安装。为发挥并保证立装刀片能承受大切削力，实现高效切削的优点。刀片在刀片槽中的定位安装刚性必须非常高，VPX型立铣刀如图3所示，采用底面和二侧面同时定位，支承面积大，但是为防止过定位造成位置不确定，刀片尺寸精度制作达到较高的G级，刀片槽三个定位面的相互位置精度和尺寸精度也制作达到很高。使得同时定位的支承面多面积大，互相支持使安装精度和刚性大为提高。

图3刀片三个定位安装面

3、开发和使用超强韧的刀片材料和涂层。为高效地切削各种材料，刀片的首选了综合机械性能好韧性高的超微粒硬质合金TF15，在此基础按需要再加上适不同材料铣削，并能承受冲击载荷的涂层，三菱为此开发了融合多种先进技术能大幅度提高强韧性的TOUGH-ΣTechnology复合涂层，如图4所示。这是可以阻止因冲击载荷造成的裂纹进一步延伸扩展的多层涂层，可使刀片的抗破损性大为提高。考虑到不同材料加工特性不同，对碳钢合金钢、不锈钢、耐热钢钛合金分别开发出MP6100、MP7100、MP9100三个系列的多层涂层。由图4可以看出这三个系列具体多层结构的组成不是完全一样的，可看到大家都有共同的Al-（Al，Ti）N膜层，此层Al含量很高，一般含Al量过多时，会使性能下降,但由于采用了新技术，使它形成为均质相，既提高了硬度耐磨性还提高了抗龟裂性能，切削稳定性也提高了。除此层外，针对不同被加工材料，复合涂层的另一层涂层的材质各不相同。在加工碳钢合金钢等材料时是（Al，Cr）N层，可抗热膨胀和收缩，防止热龟裂。在加工不锈钢等M类材料时是TiN涂层，不锈钢易加工硬化，此层正是可防止刀刃在工件的切深边界因加工硬化，而造成自身的沟状的磨损。在加工S类耐热合金等时是CrN层，它可防止生成积屑瘤，并造成切削刃的黏附磨损。这三系列外层经处理，摩擦系数都降低很多，这样除多种性能提高外，还降低了切削阻力和切削动力消耗节约了能量，以上三系列复合涂层均属物理气相沉积的PVD涂层。

图4 涂层的特点,分类及功能

为铣削铸铁可使刀片涂敷型号为MC5020的化学气相沉积的CVD涂层，它耐磨性好，铣削球墨铸铁时，可抑制易发生的热龟裂崩刃等缺陷。其外层采用超平滑处理可减少摩擦系数摩擦力，防止因黏结造成的异常损伤。

（4）满足实现多功能切削的要求。同一把铣刀同一种刀片能否既进行平面立面铣削又能够进行多种型面加工呢？如前所述VPX型立铣刀和它的刀片经过反复的试验和失败，终于解决了这个难题。可以顺利进行平面、槽、台阶面、斜面、螺旋扩孔（可扩通孔和扩平底盲孔）、三维仿形加工及型腔加工等（图5）。除外还可以用它进行插铣加工立面，浅孔的钻削等。这样就有可能在工件一次定位安装后，完成对模具型腔，复杂型面的许多甚至全部表面加工。既提高了效率又降低了加工成本，由于工艺集中了，一次加工完成还能实现各加工表面互相间很高的相互位置精度。

图5 VPX立铣刀可完成的几种基本功能

VPX系列立铣刀下有VPX200和VPX300两型号，由于安装高度和厚度不同的两种尺寸的刀片LOGU09和LOGU12，这两型号具有不同最大切削深度和加工能力。

VP200和VP300两型号又分前端各列只装一片刀片的和沿螺旋槽各列装多个刀片用于大切深的两种规格。各型号又有不同结构不同直径不同的列和刀片数和规定的最大的切削深度APMX，由图5中的公式可知已经确定的APMX也就限制了最大的加工斜角RMPX和最小的进刀距离L。具体选用和制定工艺方案时，可查阅样本。能顺利地加工出斜面就为多功能加工出多种表面奠定了基础。

（5）VPX型立铣刀的三种基本结构。VPX200和VPX300都具有三种基本结构，即刀头刀杆成为一体的整体式；刀头刀杆用圆柱端平面定位，螺纹联结的可换刀头式；刀头直接用后端平面与孔定位，用螺钉和键联结传动的可换刀头式（图6）。用螺纹联结的刀杆是专用的，用螺钉端平面键联结传动的刀杆是标准通用的，目前连接机床主轴的方式有BT30、BT40、HSK63三种。可便于用户据已有机床主轴孔的结构安装。它们总的直径范围为Φ16-Φ80。刀齿数为4-30，最大切深为8-63。

图6VPX立铣刀的三种基本结构

VPX立铣刀由于具有多种多样刀头刀杆可满足用户各种各样加工的需要方便灵活地选用，又由于刀片结构特殊定位安装精度高刚性好能保证加工质量，提高加工效率而得到用户的欢迎。