插銑法(plunge milling)又稱(chēng)為Z軸(zhóu)銑削法,是實現高切(qiē)除率金屬切削最有效的(de)加工方法(fǎ)之一。對於難加工材料的曲麵加(jiā)工、切槽加工(gōng)以及刀具懸伸長度較大的(de)加工,插銑法(fǎ)的加工效率遠遠高於常規的端麵銑削法。事(shì)實上,在(zài)需要快(kuài)速切除大量金屬材料時(shí),采用插銑法(fǎ)可使加工時間縮短一半以上。此外,插銑加(jiā)工還具(jù)有以下優點:
①可減小(xiǎo)工件(jiàn)變形;②可降低作用於銑床的徑向切削力(lì),這意味著軸係已磨損的主軸仍(réng)可用於插銑加工而不會影響(xiǎng)工(gōng)件(jiàn)加工質量;③刀具懸伸長度較大,這對於工件(jiàn)凹槽或表麵的銑削加工十分有利;④能實現對(duì)高溫合金材料(如Inconel)的切槽加工。插銑(xǐ)法非常適(shì)合模具(jù)型腔(qiāng)的粗加工,並被推薦用於航空零部件的高(gāo)效加工。其中一個特殊用途就是在三軸或四(sì)軸銑床上插銑加工渦輪葉片,這種加工通常需要在專用(yòng)機(jī)床上進行。
插銑渦輪(lún)葉片時,可從工件頂部向下一直銑削到工件根部,通過X-Y平麵(miàn)的簡單平移,即可加工出極其(qí)複雜的表麵幾何形(xíng)狀(zhuàng)。實施插銑加工時,銑(xǐ)刀切削刃由各刀片廓形搭接而成(chéng),插銑深度可(kě)達250mm而不(bú)會發生振顫(chàn)或扭曲變形,刀具相對於工(gōng)件的切削(xuē)運動方向既可向下也可(kě)向上,但一般以向下切(qiē)削更(gèng)為常見。插銑斜麵(miàn)時,插銑刀沿Z軸和X軸方向作複合運動。在某些加工場合,也可使用球形銑(xǐ)刀、麵銑刀或其它銑刀進(jìn)行銑槽(cáo)、銑型麵、銑斜麵、銑凹腔等各(gè)種加工(gōng)。
專用插(chā)銑刀主要用於粗加工或(huò)半精加工,它可切入(rù)工件凹部或沿著工件邊緣切削,也可銑削複雜(zá)的幾何形狀,包括進行挖根加工。為保(bǎo)證切削溫度恒定,所(suǒ)有(yǒu)的帶柄(bǐng)插銑刀(dāo)都采用內冷卻(què)方式。插銑刀(dāo)的刀體和刀片設計使其可以最佳角度切入工件,通常插銑刀的切削刃角度為(wéi)87°或90°,進給率範圍為0.08~0.25mm/齒(chǐ)。每把插銑刀上裝夾的刀片數量取決於銑刀直徑,例如,一把直徑φ20mm的銑刀安裝2個刀片,而一把直徑f125mm的銑刀可安裝8個刀片。為確定(dìng)某種工件的加工是否適合采用插銑方式,主要應考慮加工任務的要求以及所使用加工機床的特點。如果加工任務要(yào)求很高的金屬切除(chú)率,則采用插銑(xǐ)法可大幅度縮短加工時間。
另一種適合采(cǎi)用插銑法的場合是當加工任務要求(qiú)刀(dāo)具軸(zhóu)向長度較大時(如銑削大凹腔或深槽),由於采用插銑法可有效減小徑向切削力,因此與側銑法相比具有更高的加工穩定性(xìng)。此外,當工件上需要切削的部位采用常規銑削方(fāng)法難以到達時,也可考慮(lǜ)采用插銑法,由於插銑刀可以向上(shàng)切除金(jīn)屬,因此可銑削出複雜的幾何形狀。 從機床適用性的角度(dù)考慮,如果所用加工(gōng)機床的功率有限,則可考慮采用插銑法,這是(shì)因為插銑加(jiā)工(gōng)所需功率小於螺旋銑削,從而有可能利用老(lǎo)式機床或功率不足的機床獲得較高(gāo)的加工效率。例如,在一台40級機床上可實現(xiàn)插銑深槽的加工,而此類機床不適合(hé)采用長(zhǎng)刃螺旋銑刀進行加(jiā)工,這是(shì)因為螺旋銑削產生的徑向切削力較大,易使螺旋銑刀發生振顫。由於插(chā)銑加工時徑向切削力較(jiào)低,因此非常適合應用於(yú)主軸(zhóu)軸(zhóu)承已磨損的老式機床。插銑法主要用於粗加工或半精加工,因機床軸係磨損引起的少量軸向偏差不會對加工質量產生較大影響。作為一種新型數控加工方法,插銑法對CNC加(jiā)工軟件提出了新的要(yào)求。
目前,在(zài)適用軟件的開發方麵還有許多工作要做,軟件供應(yīng)商正著手改編或重新(xīn)編(biān)製能夠處理大量Z軸代碼的加(jiā)工軟件,這種軟件必須具有高柔性,以適應各種不同的加工任務。無論對於大金屬量切削加工(在(zài)模(mó)具加工中較為常見),還是對具有複雜幾何形狀的航空零件的(de)加工,插銑法都將是優先考慮(lǜ)的加工手段。與常規加工方法相比,插銑法加工效率高,加工時(shí)間短,且可應用於各種加工環(huán)境,既(jì)適用(yòng)於單(dān)件小批量的一次性原型零件加工,也適合大批(pī)量零件製(zhì)造,因此是一種極具發展前途的加工技術。