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1、数控软件导语：在进步金属切削效率上所获得的许多重大进展，都是刀具制造商、机床制造商和软件开发商共同努力的结果。插铣Z轴铣削加工就是一个很好的例子在进步金属切削效率上所获得的许多重大进展，都是刀具制造商、机床制造商和软件开发商共同努力的结果。插铣Z轴铣削加工就是一个很好的例子。插铣加工时，旋转的刀具沿着Z轴方向直接向下切入工件，并沿Z轴向上退刀，然后在X轴或者Y轴方向横移一段间隔，再进展与上一次切削局部重叠的垂直切削，切除更多的工件材料。插铣加工有许多好处。尤其是在长悬伸加工中如铣削深模腔，传统的平面铣削方式即从工件一侧铣到另一侧为了尽量减小会引起颤振的侧向力，不得不降低切削速度。而在插铣时，切
2、削力直接传入机床主轴和工作台，因此可获得比传统铣削方式高得多的金属去除率。据AMT软件公司介绍，该公司开发的ProspectorCAM软件包中纳入了插铣功能，与使用纽扣型面铣刀的传统平面粗铣相比，插铣加工的金属去除率至少可以进步50。由于插铣能最大限度地减小作用于机床零部件的横向负荷，因此能用于刚性缺乏的老式机床或者轻型机床，以进步消费率。斗山机床公司营销经理JohnRoss对插铣可以减小作用于低性能机床上的切削力的讲法表示赞同，但他补充讲，在构造设计有利于插铣加工的新型机床上，可以最大限度地发挥该工艺的优势。他指出，由于插铣切削力直接传入机床主轴和工作台，因此可以最大限度地减少因工件夹持不牢
3、而产生的各种问题。英格索尔Ingersoll刀具公司模具消费线产品经理BillFiorenza表示，插铣有助于减少传入刀具和工件中的切削热。他讲，“插铣加工时，传入工件的热量并不多，因为刀具旋转时切入和切出工件的速度很快。只有挪动步距的很小一局部工件与刀具接触。在切削难加工材料如不锈钢、高温合金和钛合金时，这一特点十分具有优势。Fiorenza在进展插铣演示时解释讲，“通常，金属切屑的温度很高，你甚至可以在切屑堆中烤热一块三明治。然而，当插铣加工完毕时，你可以马上把自己的手放在工件上，而且摸起来感觉比拟凉。减少切削热除了可以延长刀具寿命以外，还能最大限度地减小工件变形。【值得一试的插铣加工】插
4、铣可以大大加快高端、复杂零部件的消费节奏。山高Seco刀具公司铣削产品经理GaryMeyers表示，“插铣工艺应用最多的领域是模具制造和航空工业，因为这些行业的零件类型非常合适插铣加工。模具制造商需要在整体工件上铣削各种复杂形状以形成模具型腔，而许多航空零件也是用整块毛坯加工出来的。他讲，“这些工件的切削量大得惊人，在某些情况下，需要从毛坯上切除5060甚至更多的工件材料。ESPRITCAM软件的开发商DP科技公司产品经理KenyonWhetsell指出，除了复杂零件制造商以外，通用型机加工车间也能通过应用插铣技术而获益。金属加工微信，内容不错，值得关注。他讲，“有些车间还在使用2.5轴加工技
5、术，它们的机床型式较陈旧、刚性较差，夹具的夹持力也缺乏，但仍然祈望能进步消费率。这些车间可以利用2.5轴插铣技术来到达这一目的。肯纳公司可转位铣刀全球产品经理JuanSeculi认为，“插铣工艺广泛适用于大尺寸和中等尺寸零件的复杂形状和型腔加工，在这种加工中，铣刀的长径比至关重要，而传统的铣削策略会产生颤振和振动，缩短刀具寿命。他讲，肯纳公司最近重建了其Z轴插铣刀销售平台，以知足用户不断增长的需求。“时间已经证明，Z轴插铣刀的销售量在不断增加，年度增长率到达40。【插铣刀的设计特点】刀具制造商已经开发出能充分发挥插铣技术优势的各种插铣刀。山高刀具的Meyers讲，此类刀具的切削力根本上都直接传
6、回Z轴。插铣刀的几何形状与90方肩铣刀非常相似。不同之处在于插铣刀片的前置角与垂直面偏离了几度，可能为87，而不是90。“假如用90铣刀向下插铣侧壁，那么刀片的整个切削刃都会与侧壁发生摩擦。假如刀具前置角为87，那么切削刃与工件侧壁之间存在余隙。插铣刀要用刀片底部的切削刃进展切削，防止用刀片侧面切削，因为从底面到侧面的过渡部位是刀片最薄弱之处，而且用刀片侧面加工可能引起会导致振动的径向切削力。Meyers补充讲，固然用刀片侧面进展切削的情况并不多见，但在一些称为“向上或者向下仿形铣的加工中，铣刀可以在向上和向下的行程中插铣加工出复杂形状。一个简单的例子就是利用底部根切方式来铣削加工直侧壁，“你
7、可以先向下插铣，然后向内挪动，并铣削工件的根部。Meyers认为，插铣技术的局限性在于刀具实际切削直径与刀体直径之间的差距。为了向切削刃提供尽可能大的支撑，标准面铣刀的刀体需要加大到尽可能接近刀具的整个切削直径。对用于仿形铣削的插铣刀来讲，刀片的切削直径超出了刀体直径。金属加工微信，内容不错，值得关注。他讲，“但超出量有一定的限制，因为插铣刀片的伸出量不能太大。Meyers表示，固然插铣是一种典型的粗铣加工，但其技术和刀具同样适用于半精加工和精加工。他建议，为了获得更好的加工外表光洁度，应该减小径向吃刀的走刀步距，与用球头立铣刀进展三维精铣时所采用的减小步距加工方式一样。Meyers解释讲，从
8、本质上讲，走刀步距是基于刀片宽度和切削刃对工件材料的切入量来确定的。刀具产品样本推荐的步距尺寸会产生一定的残留高度，它决定了某种特定插铣刀的加工外表粗糙度。肯纳金属公司的Seculi表示，插铣刀的设计正在不断改良和完善。例如，肯纳Z轴插铣刀的新特点包括：在刀体上设计的锯齿形构造能进步成屑和排屑性能，冷却液出口的设计能改良切削热的控制和排屑性能。他讲，“这些和刀体一体化的构造设计与采用大正前角的前刀面相结合，可以减小切削力，降低对机床功率的要求，进而延长刀具寿命和进步加工可靠性。【CAM插铣编程需要考虑的因素】Fiorenza指出，固然插铣技术的应用已有至少15年度的历史，但近年度来，加工车间正
9、越来越清楚地认识到，插铣可以获得更高的材料去除率，而且由于走刀途径的编程和验证变得更容易，插铣加工的应用也变得比过去更容易。越来越多的CAM系统已有专门用于插铣加工的算法。此外，利用切削仿真软件，加工车间可以在运行插铣循环程序之前，验证其可靠性。Fiorenza讲，“你确实需要对刀具沿走刀途径的运动进展验证，因为专用插铣刀通常都不是中心刀具。在使用非中心刀具时，假如选用的走刀步距不适宜，或者不清楚工件的加工余量，都有可能造成打刀。据Meyers介绍，一些车间采用数控加工中的G81钻削循环程序来执行插铣加工。但在这种加工中，当铣刀从向下插削返回时，其刀片可能会与工件侧壁发生刮擦。为解析决这一问题
10、，专门编制的CAM插铣循环程序在刀具到达下插底部，准备退刀返回其行程顶点之前，将其沿X轴或者Y轴方向挪动0.0250.050mm。刀具后移可以防止退刀时刀片与已加工外表发生刮擦。Meyers讲，“可以以手动编制插铣循环程序。在某些情况下，假如是下插深度一样的简单插铣，你可以只编写一个子程序，确定刀具在X轴或者Y轴的运动。但手动编程的工作量很大，只有在确有必要和无需编写加工代码的情况下才采用。DP技术公司的Whetsell讲，“我们尝试优化插铣加工循环，使用户能充分发挥插铣刀在每次切削中的最大潜力，以尽可能少的走刀次数，切除尽可能多的工件材料。确定编程参数时，需要对刀具切入工件的轴向吃刀量进展动
11、态计算，目的是在每一次插铣走刀中，最大限度地利用刀片的切削才能。这就需要知道工件毛坯和加工后成品零件的尺寸。只要知道了零件的最终尺寸，就能确定铣刀的插铣深度，而知道了工件毛坯的尺寸，就能确定从何处开场插铣。金属加工微信，内容不错，值得关注。Whetsell讲，“这根本上就是现阶段对以前曾进展插铣加工的工件毛坯的编程信息。在DP公司的ESPRITCAM软件中，我们将其称为毛坯自动编程。Whetsell讲，“在X轴或者Y轴方向切削后退刀的编程变得有些棘手，因为你不能让刀具正好退到其后的工件材料中，你也不祈望将刀具退到刚刚切削产生的残留材料中。CAM软件能以各种不同的方式编制插铣加工程序。Whets
12、ell讲，“例如，你可以不定义走刀步距或者径向切宽，你可以定义残留高度比方讲0.25mm，CAM软件就能计算出实现该残留高度的插铣次数。DP技术公司正在为ESPRIT软件开发专用的插铣加工循环，一些用户已通过该软件包先进的编程界面编制了插铣加工程序。肯纳公司的Seculi介绍讲，插铣加工采用的切削参数和专业术语与其他铣削方法有所不同。例如，为了防止颤振，当插铣刀悬伸较长时，要采用较低的切削速度。在描绘插铣加工时，平面铣削中用于表示轴向切深的Ap的含意也发生了变化，因为它被定位于插铣刀的径向而不是垂直轴方向。在Z轴插铣加工中，没有轴向切深尺寸，只有径向切深即走刀步距和径向吃刀尺寸。切削深度通常与
13、刀片尺寸有关。肯纳公司建议，在插铣加工时，应始终保持切削深度大于刀片切削长度的15。假如切削深度变得接近或者小于刀片的刀尖圆弧半径值，那么径向切削力就会增大，进而丧失插铣技术的一些优势。【插铣与大进给铣削】插铣是一种具有高消费率的金属切削策略。选择采用该技术还是其他铣削策略取决于多种因素。为了最大限度地发挥插铣优势，需要使用专用插铣刀和精心进展CAM编程。在许多情况下，大进给铣削可以成为更简便易行的插铣替代方案，大进给铣刀根本上都是具有大前置角的直刃铣刀。大前置角使切屑变薄，为了保持足够的切屑厚度，就必须进步进给率。大进给铣刀以大进给率、小切深量快速切除金属材料，同时可将作用于机床和刀具的横向
14、负荷减至最小。英格索尔刀具公司的MAXline产品经理TomNoble认为，零件的特征尺寸和构造可以帮助加工车间决定应该采用插铣还是大进给铣削。他讲，“假如需要加工一个小凹腔，采用插铣可能比拟适宜。由于径向挪动间隔短，因此无需径向铣削过多材料。但是，假如需要铣削的面积相当大，采用大进给铣削可能效率更高。大进给铣削确实存在横向负荷，但通过采用小切深、快进给和屡次走刀，可将其减至最小。该公司的Fiorenza指出，用直径50mm以上的插铣刀进展长悬伸插铣可能非常有效。而大进给铣削可能更合适小直径铣刀的长悬伸铣削。他讲，“当刀具悬伸长度增大到直径的4倍或者6倍时，就会开场出现某些类型的颤振。你可以采
15、用大进给铣刀和0.380.50mm的小切深来应对这些加工。可能还需要采用一些抗振刀具构造，如整体硬质合金刀柄和模块化刀头。Noble认为，选择铣削方法的一个关键考虑因素是车间的日常加工任务，“比方讲，假如你平时要进展大量三维铣削，并祈望也能做一点插铣加工，我会建议你采用大进给铣刀，用它可以以进展有限的插铣加工。但对于型腔铣削、直壁和沟槽铣削和大批量加工，你那么应该投资购置专用插铣刀。【选择适宜的插铣机床】固然通用型机床具有“一机多用的优点，但为了最大限度地进步消费率和减小变形，采用专用机床往往是更好的选择。消费立式加工中心VMC、卧式镗铣床等产品的斗山机床公司可提供从轻型攻丝中心到用于模具重载
16、切削的高速五轴加工中心的各类机床。金属加工微信，内容不错，值得关注。营销经理JohnRoss表示，该公司可为不同的加工乃至不同的地域量身定制机床。例如，有些机床采用直线导轨，而另一些机床那么采用更结实的硬轨。“当我们进入美国加州一些地区主要切削轻型材料的市场时，直线导轨机床正好对路。而当我们进入中西部地区一些加工航空材料和高温合金的市场时，用户那么需要能承受较大切削力、更巩固耐用的硬轨机床。采用直线导轨的高速模具加工机床在快速切除少量工件材料时性能优异，而采用插铣技术可以进一步进步其粗加工才能。但这种机床承受切屑负荷的才能却不及硬轨机床。Ross指出，斗山的Mynx系列立式加工中心是可以最大限度发挥插铣优势的加工平台，其刚性在斗山VMC中最高。该机床的基座采用整体铸造，1500mm750mm工作台可以加工大型模具或者航空铸件。斗山公司应用工程师SteveSigg指出，“机床主轴越粗大，铣削才能就越强。在重载切削时，插铣技术可以帮助用户对一些难加工材料如Inconel合金和不锈钢进展高效粗铣加工，而用面铣刀对这些材料进展径向加工效率很低。当刀具悬伸量较大时，横向铣削力会引起过度振动，而插铣加工也能很好解决这一难题。他顺便提到，制造商开场对插铣加工感兴趣的另一个原因是，随着美国制造业的复兴，一些模具加工任务正不断从中国回流到美国。0