插銑：高效率銑削新方向
/ 2021/6/5 10:42:32
次
刀具的創(chuàng )新以及CAM編程的新技術(shù)使插銑技術(shù)成為一種更為流行的加工方法。
一般來(lái)說(shuō)，插銑技術(shù)一直是粗加工應用領(lǐng)域中的一種加工方法。在采用現代技術(shù)進(jìn)行粗加工的過(guò)程中，可以有很多種方法完成對一個(gè)工件的粗加工，包括從使用普通方法的“Z”水平加工（采用低進(jìn)給速度，切削深度大）到高速/高進(jìn)給方法（采用切削深度小，高進(jìn)給速度）加工。由于編程、功率消耗等多種原因，在通常情況下，只有當其他方法證明無(wú)效或出現問(wèn)題時(shí)，才會(huì )轉而采用插銑技術(shù)。
最新的刀具創(chuàng )新以及CAM編程新技術(shù)使插銑技術(shù)成為一種更為流行的加工方法，特別是在老式的機床上加工，因為這類(lèi)機床缺乏高速進(jìn)給操作的功能。
插銑的CAM編程 插銑加工中碰到的主要問(wèn)題是編程。插銑應用領(lǐng)域中刀具路徑的生成是一個(gè)冗長(cháng)而乏味的過(guò)程，因為大部分CAM軟件包缺少適合用戶(hù)的選項，包括適應各種工件幾何形狀的能力（2D、3D等）和適應各類(lèi)型銑刀的能力（側面切削、中心切削等）。
側面插銑一項重要的編程技術(shù)是在每一個(gè)切入處的底部能夠產(chǎn)生某種形式的角向收縮（如圖1）。當施加于橫向切入的作用力將其從零件推開(kāi)時(shí)，這一角向收縮就變得十分必要。那么下一步將可能發(fā)生什么情況呢？沒(méi)有這一角向收縮鑲刀片就會(huì )出現問(wèn)題，因為當刀具快速離開(kāi)零件時(shí)會(huì )與工件發(fā)生互相干擾。
刀具設計的改進(jìn) 在側向切削應用領(lǐng)域中，施加于刀具上的作用力將會(huì )使刀具從工件上被推開(kāi)。刀具的偏移量則取決于多種因素：如進(jìn)刀深度、進(jìn)給速度和機床的剛性。刀具和鑲刀片的幾何形狀也將極大地影響這些作用力，這是新型側向切削刀具的一項最新改進(jìn)。
復雜碳化物硬質(zhì)合金鑲刀片的壓制成型工藝，為開(kāi)發(fā)新型銑刀創(chuàng )造了條件，采用這種銑刀使其所使用的切削力較小，因此降低了刀具的偏移誤差。在大部分情況下，采用這種新技術(shù)就不需要在每一切入處的底部制造45°退縮角，而且編程也更加容易，因此可允許機床在鉆削加工時(shí)采用事先錄入的程序（G81、G85），特別適合于簡(jiǎn)單的雙工件幾何圖形加工。
當然，在加工過(guò)程中也會(huì )不可避免地產(chǎn)生某些彎曲力，而且在收縮運動(dòng)時(shí)，鑲刀片會(huì )接觸少量的材料。因此應在超前角上增加副后角，這有利于刀具/鑲刀片能夠在收縮過(guò)程中處理少量的材料。
插銑的優(yōu)點(diǎn) 按照一定的間隔時(shí)間將工件從頂部到底部加工（例如“Z”水平粗加工）是粗加工當中最普遍使用的一種方法。最近，能夠進(jìn)行高速/進(jìn)給加工的機床和刀具提高了“Z”水平粗加工的生產(chǎn)效率。
當工件的幾何形狀、機床或工件的夾緊方法限制了機床恒定的高速進(jìn)給操作能力時(shí)（有時(shí)候其操作進(jìn)給速度可達到200~300in/min），采用這種方法就會(huì )有一定的局限性。當發(fā)生以上任何一種情況時(shí)，采用插銑就會(huì )體現出以下各項優(yōu)點(diǎn)：
1.進(jìn)刀量恒定不變
在采用Z水平加工方法時(shí)，切屑負荷（IPT）隨著(zhù)徑向和軸向接觸情況的變化而增減。當采用橫向切削加工時(shí)，盡管徑向接觸和跨距會(huì )發(fā)生一些變化，但仍可保持切屑負荷恒定不變。
2.優(yōu)化刀具路徑
一般來(lái)說(shuō)，如與Z水平加工方法比較，插銑加工是一種更為直接的加工方法，加工特定面積所需的運動(dòng)較少（加工線(xiàn)性英寸）。當碰到需要多變的X、Y軸方向加工的情況時(shí)（例如加工帶有支柱的隱窩），這將成為一種特別的情況。
3.優(yōu)化機床
插銑加工能夠以相對較低的進(jìn)給速度（一般為50r/min以上）切削大量的加工材料。該加工方法對使用老式機床的加工車(chē)間而言，其金屬的切削速度可以與采用高速加工方法的較新機床相媲美，有時(shí)甚至超過(guò)這些較新的機床。
處理間斷式切削條件
在許多情況下，當碰到間斷式切削條件時(shí)，會(huì )迫使人們降低切削參數，以減少或消除切屑造成鑲刀片破裂。插銑似乎更有利于滿(mǎn)足這些條件，并且獲得更加穩定的結果。在切削過(guò)程中，這一切應該歸因于材料軸向切削的方法以及每個(gè)齒所保持的恒定切屑負荷。
切削力的處理 插銑的軸向力一般允許采用強力加工操作參數，不必過(guò)分關(guān)注工件的移動(dòng)。
先進(jìn)的壓制技術(shù)為開(kāi)發(fā)能夠降低切削力的新型刀具創(chuàng )造了條件，這種刀具的設計比較結實(shí)，并能更好地使用制造刀具的碳化物原材料，可節約資金。加工車(chē)間在普遍學(xué)會(huì )橫向切削加工技術(shù)以后，可根據各種應用領(lǐng)域和材料，以較大的金屬切削速度，提高他們的工作效率，以及提高老式機床的生產(chǎn)能力。
