在提高金属切削效率上所取得的(de)许多重大进(jìn)展,都(dōu)是刀具制(zhì)造商、机床制造商和软件开发商(shāng)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(yán)着Z轴方向直接向下切入工件,并(bìng)沿Z轴向上(shàng)退刀,然后在X轴或Y轴方(fāng)向横移一段距离,再进行与(yǔ)上一次(cì)切(qiē)削部分重叠(dié)的垂直(zhí)切削,切除更多的工(gōng)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(cè)铣到另一侧)为了(le)尽量减小会引起颤振(zhèn)的侧向力(lì),不得(dé)不降低切削速度。而在插铣时,切(qiē)削力直接传入机床主轴和工作台,因此可获得比传统铣(xǐ)削方式高(gāo)得多的金属去除率。据AMT软件公司介绍,该公司开发的(de)Prospector CAM软件包中纳入了插铣(xǐ)功能,与使用纽扣型(xíng)面(miàn)铣刀的传统平面粗铣相比(bǐ),插铣加(jiā)工(gōng)的金属去除率至少可以提高50%。
由于插铣能最大限度地减小作用于机床零部件的(de)横向负荷(hé),因此能用于刚性不足的老式机床或轻型机床,以提高生产率。沃尔鑫机床公司营(yíng)销经理张生对插铣可以减小作用于低性能机床(chuáng)上的切削力的说法表示赞同,但他(tā)补充(chōng)说(shuō),在结(jié)构设计有利于插铣加(jiā)工的新型机床(chuáng)上,能够最大限度地发挥该工艺(yì)的优势。他指出,由于插铣切削(xuē)力直接传入机床主轴和工作台,因此(cǐ)可(kě)以最大限度地减(jiǎn)少因工件夹持不牢而产生的(de)各(gè)种问题。
沃尔鑫李小姐表示,插铣有助(zhù)于减少传入刀具和(hé)工件中(zhōng)的切削(xuē)热。她说,“插铣加(jiā)工时,传入工件的(de)热量并不多,因为刀具旋转时切入和(hé)切出工件的速度很快。只有(yǒu)移动步距的很小一部(bù)分工件与刀(dāo)具接触。”
在切削难加工材料(如(rú)不锈钢(gāng)、高温合金和钛合金)时,这一特点特别具有优势。李(lǐ)小姐在进行(háng)插铣(xǐ)演示时解释(shì)说,“通常,金属切屑的温(wēn)度很高,你甚至可(kě)以在(zài)切屑堆中烤热一(yī)块三明治(zhì)。然而,当插铣(xǐ)加工结(jié)束时,你(nǐ)可以马上把自己的手放在工件上,而且(qiě)摸起来感觉比较凉(liáng)。” 减少切削(xuē)热除了可以延长(zhǎng)刀具寿命以外,还能最大限度地减小工(gōng)件变形。