高效率銑削的另一個方向:插銑

　　刀具的創新以及CAM編程的新技術使插銑技術成為一種更為流行的加工方法。

　　一般來說，插銑技術一直是粗加工應用領域中的一種加工方法。在采用現代技術進行粗加工的過程中，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（采用低進給速度，切削深度大）到高速/高進給方法（采用切削深度小，高進給速度）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效或出現問題時，才會轉而采用插銑技術。

　　最新的刀具創新以及CAM編程新技術使插銑技術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，因為這類機床缺乏高速進給操作的功能。

插銑的CAM編程

　　插銑加工中碰到的主要問題是編程。插銑應用領域中刀具路徑的生成是一個冗長而乏味的過程，因為大部分CAM軟件包缺少適合用戶的選項，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是在每一個切入處的底部能夠產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時，這一角向收縮就變得十分必要。那么下一步將可能發生什么情況呢？沒有這一角向收縮鑲刀片就會出現問題，因為當刀具快速離開零件時會與工件發生互相干擾。

　　　　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，以降低切削負荷

刀具設計的改進

　　在側向切削應用領域中，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：如進刀深度、進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（如圖2）。

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

　　復雜碳化物硬質合金鑲刀片的壓制成型工藝，為開發新型銑刀創造了條件，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。

　　當然，在加工過程中也會不可避免地產生某些彎曲力，而且在收縮運動時，鑲刀片會接觸少量的材料。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程中處理少量的材料（如圖3）。

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

插銑的優點

　　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）是粗加工當中最普遍使用的一種方法。最近，能夠進行高速/進給加工的機床和刀具提高了“Z”水平粗加工的生產效率。

　　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給操作能力時（有時候其操作進給速度可達到200~300in/min），采用這種方法就會有一定的局限性。當發生以上任何一種情況時，采用插銑就會體現出以下各項優點：

1.進刀量恒定不變

　　在采用Z水平加工方法時，切屑負荷（IPT）隨著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，盡管徑向接觸和跨距會發生一些變化，但仍可保持切屑負荷恒定不變。

2.優化刀具路徑

　　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動較少（加工線性英寸）。當碰到需要多變的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.優化機床

　　插銑加工能夠以相對較低的進給速度（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，有時甚至超過這些較新的機床。

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，會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足這些條件，并且獲得更加穩定的結果。在切削過程中，這一切應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，不必過分關注工件的移動。

　　先進的壓制技術為開發能夠降低切削力的新型刀具創造了條件，這種刀具的設計比較結實，并能更好地使用制造刀具的碳化物原材料，可節約資金。加工車間在普遍學會橫向切削加工技術以后，可根據各種應用領域和材料，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能力。