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插銑的特點與應用

    插銑法(plunge milling)又稱為Z軸銑削法,是實現(xiàn)高切除率金屬(shǔ)切削最有效的加工方法之一。對於難加工材料的曲麵加工、切槽(cáo)加工以及(jí)刀具(jù)懸伸長度較大的加工,插銑法的(de)加工效率遠遠高於常規的端麵銑(xǐ)削法。事實上,在需要快速切除(chú)大量金屬材(cái)料時,采用插銑法可使加工時間縮短一半(bàn)以上。此外,插銑加工還具有以下優點: 
    ①可減小工件變形;②可降低作(zuò)用於銑床(chuáng)的徑向(xiàng)切削力,這意味著軸係已磨損的主軸(zhóu)仍可(kě)用於插銑加工(gōng)而不會影響工件加工質量;③刀具懸伸長度較大(dà),這對(duì)於工件(jiàn)凹槽或表(biǎo)麵的銑削加工十分有利;④能實現對高(gāo)溫合金(jīn)材料(如Inconel)的切槽加工。插銑法非常適合模具型腔的粗加工,並被推薦用於航(háng)空零(líng)部件(jiàn)的高(gāo)效加工。其(qí)中一個特殊用途就是在三(sān)軸或四軸銑床上插銑加工渦輪葉片,這(zhè)種加工(gōng)通常需要在專用機床上進行。 
    插銑渦輪葉(yè)片時,可從工件頂部向下(xià)一直銑削到工件根部,通(tōng)過X-Y平(píng)麵的(de)簡單平移,即可加工出極其(qí)複雜的表麵幾(jǐ)何形狀。實施插銑加工時,銑刀切削刃由各刀片廓形搭(dā)接而(ér)成,插銑深度可達250mm而(ér)不會發生振顫或扭曲變形,刀具相對(duì)於工件的切削運動方向既可向下也(yě)可向上,但一(yī)般以向下切削更為常見。插銑斜麵時,插銑刀沿Z軸和X軸方向作複合運動。在某(mǒu)些加工場合,也可使用球形銑刀、麵銑刀或其它(tā)銑刀進行銑槽(cáo)、銑型麵、銑斜麵、銑凹腔等各種加工。 
    專用插銑刀主要用於粗加工或半精(jīng)加工,它可切入工件凹部或沿著工件邊緣切削,也可(kě)銑削複雜的幾何形狀,包括(kuò)進行挖根加工。為保證切(qiē)削溫度恒定(dìng),所有的帶(dài)柄插銑刀都采用內冷卻方式(shì)。插銑(xǐ)刀的刀體和刀片設計使其可(kě)以最佳角度切入工件,通常(cháng)插銑刀的切削刃(rèn)角度為87°或90°,進給率(lǜ)範圍為0.08~0.25mm/齒。每(měi)把插銑刀上(shàng)裝夾的刀片數量取決於銑刀直徑,例(lì)如,一把直(zhí)徑φ20mm的銑(xǐ)刀安裝2個刀片,而一把直徑f125mm的銑(xǐ)刀可安裝8個刀片。為確定某種工件的加工是否適合采用插銑方式(shì),主要應考慮加工任務的要求以及所使用(yòng)加工機床的特點。如(rú)果加工任務要求很高的金(jīn)屬切除率,則采用插銑(xǐ)法可大幅度縮短加工時(shí)間。 

    另一種適合采用(yòng)插銑法(fǎ)的場合是當加工任務要(yào)求刀具軸向長度較大時(如銑(xǐ)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(xǐ)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法難以到達時(shí),也可考慮采用插銑法,由於插銑刀可以向上切(qiē)除金屬,因此可(kě)銑削出複雜(zá)的幾何(hé)形(xíng)狀。 從機床適(shì)用性的(de)角度考慮,如(rú)果所用加(jiā)工機床的功率有(yǒu)限,則可考慮采(cǎi)用插銑法,這是因為插銑加工所需功率小於(yú)螺旋銑削,從而有可能利用老式機床或功率(lǜ)不足的機床獲得較高的加工效率。例如,在一台40級機床上可實(shí)現插銑深槽的加工,而此類機床不適合采用長刃螺旋銑刀進行加工,這是因為螺旋銑削產生的徑向切削力較大(dà),易使螺旋銑刀發(fā)生(shēng)振顫。由於插銑加工時徑向切削力較低,因此非常適合應用於主軸軸承(chéng)已磨損(sǔn)的老式機床。插銑法主要用於粗加工或半精加工(gōng),因機床軸係磨損引起的少量軸向偏差不會(huì)對加工(gōng)質量產生較大影(yǐng)響。作為一種新型數(shù)控(kòng)加工方法,插銑法(fǎ)對(duì)CNC加工軟件提出了新的要求(qiú)。 
   目前,在適用軟件的(de)開發方麵還有許多工作要做(zuò),軟件供應商正著手改編或重新編製(zhì)能夠(gòu)處理大量Z軸代碼的加工軟件,這(zhè)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(liàng)切削加工(在模具加工中較為常見),還是(shì)對具有複雜幾何形狀的(de)航空零件(jiàn)的加工,插銑法都將是優先考慮的加工手段。與常規加工方法相比,插銑法加工效率高,加工時間短(duǎn),且可應用於各種加工環境(jìng),既適用於單件小(xiǎo)批量的一次性原型(xíng)零件加工,也適合大批量零件製造,因此是一種極具發展前途的加工技術。

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