技術(shù)

      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。

      一般來說，插銑技術(shù)一直是粗加工應(yīng)用領(lǐng)域中的一種加工方法。在采用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行粗加工的過程中，可以有很多種方法完成對一個工件的粗加工，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(dāng)其他方法證明無效或出現(xiàn)問題時，才會轉(zhuǎn)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(jī)床上加工，因?yàn)檫@類機(jī)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題是編程。插銑應(yīng)用領(lǐng)域中刀具路徑的生成是一個冗長而乏味的過程，因?yàn)榇蟛糠諧AM軟件包缺少適合用戶的選項，包括適應(yīng)各種工件幾何形狀的能力（2D、3D等）和適應(yīng)各類型銑刀的能力（側(cè)面切削、中心切削等）。

      側(cè)面插銑一項重要的編程技術(shù)是在每一個切入處的底部能夠產(chǎn)生某種形式的角向收縮（如圖1）。當(dāng)施加于橫向切入的作用力將其從零件推開時，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？沒有這一角向收縮鑲刀片就會出現(xiàn)問題，因?yàn)楫?dāng)?shù)毒呖焖匐x開零件時會與工件發(fā)生互相干擾。

 

      圖1  鑲刀片有四個切削刃，在刀具正面的切線方向上夾緊，形成一個平面。這有利于在加工過程中形成一個正向刀面，以降低切削負(fù)荷

      刀具設(shè)計的改進(jìn)

      在側(cè)向切削應(yīng)用領(lǐng)域中，施加于刀具上的作用力將會使刀具從工件上被推開。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(jī)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(cè)向切削刀具的一項最新改進(jìn)（如圖2）。

 

      圖2  一種新型側(cè)向切削銑刀，其鑲刀片采用獨(dú)特的切向夾緊方法，專門應(yīng)用于長懸臂加工，其彎曲力極小

      復(fù)雜碳化物硬質(zhì)合金鑲刀片的壓制成型工藝，為開發(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(jī)床在鉆削加工時采用事先錄入的程序（G81、G85），特別適合于簡單的雙工件幾何圖形加工。

      當(dāng)然，在加工過程中也會不可避免地產(chǎn)生某些彎曲力，而且在收縮運(yùn)動時，鑲刀片會接觸少量的材料。因此應(yīng)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程中處理少量的材料（如圖3）。

 

      圖3 在側(cè)向進(jìn)給切削加工中有一項重要的編程技術(shù)，它可使刀具在切削以后以一定的角度退出

      插銑的優(yōu)點(diǎn)

      按照一定的間隔時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(dāng)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(jī)床和刀具提高了“Z”水平粗加工的生產(chǎn)效率。

      當(dāng)工件的幾何形狀、機(jī)床或工件的夾緊方法限制了機(jī)床恒定的高速進(jìn)給操作能力時（有時候其操作進(jìn)給速度可達(dá)到200~300in/min），采用這種方法就會有一定的局限性。當(dāng)發(fā)生以上任何一種情況時，采用插銑就會體現(xiàn)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，切屑負(fù)荷（IPT）隨著徑向和軸向接觸情況的變化而增減。當(dāng)采用橫向切削加工時，盡管徑向接觸和跨距會發(fā)生一些變化，但仍可保持切屑負(fù)荷恒定不變。

      2.優(yōu)化刀具路徑

      一般來說，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(yùn)動較少（加工線性英寸）。當(dāng)碰到需要多變的X、Y軸方向加工的情況時（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(jī)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(jī)床的加工車間而言，其金屬的切削速度可以與采用高速加工方法的較新機(jī)床相媲美，有時甚至超過這些較新的機(jī)床。

      處理間斷式切削條件

      在許多情況下，當(dāng)碰到間斷式切削條件時，會迫使人們降低切削參數(shù)，以減少或消除切屑造成鑲刀片破裂。插銑似乎更有利于滿足這些條件，并且獲得更加穩(wěn)定的結(jié)果。在切削過程中，這一切應(yīng)該歸因于材料軸向切削的方法以及每個齒所保持的恒定切屑負(fù)荷。

      切削力的處理

      插銑的軸向力一般允許采用強(qiáng)力加工操作參數(shù)，不必過分關(guān)注工件的移動。

      先進(jìn)的壓制技術(shù)為開發(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(shè)計比較結(jié)實(shí)，并能更好地使用制造刀具的碳化物原材料，可節(jié)約資金。加工車間在普遍學(xué)會橫向切削加工技術(shù)以后，可根據(jù)各種應(yīng)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(jī)床的生產(chǎn)能力。