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(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(guò)程中，可以有很多種方法完成對(duì)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(dāng)其他方法證明無(wú)效或出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，才會(huì)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(wèn)題是編程。插銑應(yīng)用領(lǐng)域中刀具路徑的生成是一個(gè)冗長(zhǎng)而乏味的過(guò)程，因?yàn)榇蟛糠諧AM軟件包缺少適合用戶的選項(xiàng)，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(xiàng)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(dāng)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(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)?shù)毒呖焖匐x開(kāi)零件時(shí)會(huì)與工件發(fā)生互相干擾。

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

刀具設(shè)計(jì)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(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(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(xiàng)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(zhǎng)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(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(jī)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(dāng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，鑲刀片會(huì)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(guò)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(xiàng)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(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(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(shí)（有時(shí)候其操作進(jìn)給速度可達(dá)到200~300in/min），采用這種方法就會(huì)有一定的局限性。當(dāng)發(fā)生以上任何一種情況時(shí)，采用插銑就會(huì)體現(xiàn)出以下各項(xiàng)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(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(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(fù)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(yùn)動(dòng)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(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(jī)床

插銑加工能夠以相對(duì)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(duì)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(shí)甚至超過(guò)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(shí)，會(huì)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(guò)程中，這一切應(yīng)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(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(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(shè)計(jì)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(huì)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。