论文部分内容阅读
摘 要 本文主要阐述了插铣加工技术的特性，主要包含插铣加工技术的原理、编程的方法以及特点、参数的控制及加工过程中关于消除振动的技术等，并且对研制飞机型号里的钛合金等难以加工的材料进行切削实验以及应用的验证，探索切削的参数对于插铣刀的切削力的规律以及影响。
关键词 插铣；质量提高；切削力；难以加工材料
中图分类号：V261 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0065-01
在中国的制造行业中，从切削加工工艺的方面来看，航空航天事业、汽车行业，模具制造工业最能够反应出切削加工的水平，其中航天航空业的产品具备批量小、加工工艺的精度要求高、结构复杂并且去除率大的特点。最近几年来，随着不断完善与优化的设计，大量的新材料，例如：钛合金或者一些难以加工的材料以及一些新技术被广泛使用，这就使得航空零部件材料出现了加工难度大、硬度高、加工的效率低等现象。以往的一些面铣加工技术、球头刀铣加工技术被广泛的运用于零部件的制造行业，这已经不能够满足生产周期的需要。此时，能够大量提高零部件加工的效率的只有插铣与大进给的加工方法。插铣是一种新的铣削方式，在我国工业行业中发挥着非常重要的作用，也被广泛的应用于我国工业加工行业之中，特别是在模具制造与航空航天这两个工业加工行业中的推广与应用。
1 插铣技术的要点
1.1 基本原理
插铣法，也可以将其定义为Z轴铣削法，它能够在很大程度上提升金属切削过程中的切除效率，是非常重要的一种加工方法。运用插铣法加工的实际例子，与一些传统的工业加工方法相比，插铣法的加工效率要远远高于一些常规的铣削法。根据相关调查显示，一般情况下，在对一些大量的金属材料进行切除的时候，插铣法切削的效率是一些常规切削方法的1-4倍。
插铣法非常的适用于型腔类机加件、型腔类的模具粗加工，还合适运用在一些航空零件的高效率加工过程中，在三轴铣床中对涡轮片进行加工的时候也能够适用插铣法。在对涡轮片进行加工时使用插铣法，能够一直从涡轮片的顶部，铣削到涡轮片的底部，然后利用X-Y的平面对其进行合理的平移，这样就能够在涡轮片的表面加工出一些形状非常复杂的图形，在应用插铣技术对相关的工件进行加工时，各类刀片中的轮廓进行搭接后形成相应的切削刃，在使用插铣方法对工件进行加工时，深度能够达到250毫米，而且在处于这个加工深度的时候，不会发生扭曲表型或者是振动的现象，刀具在工件切削中，运动的方向可以向上进行调节，也可以向下进行调节，但是一般来说，切削引动的方向向下切削会比较常见；在一些加工的场合，还可以有效的运用面铣刀、球形铣刀以及其他一些类型的铣刀，运用插铣这一加工技术对工件进行铣槽、铣斜面以及铣凹腔等一系列加工。
1.2 插铣方法的优点
1）降低工件的变形。
2）能够有效的降低径向切削力在铣床中的作用力，说明可以利用插铣技术对轴系中已经出现磨损的主轴进行加工，在加工过程中不会影响主轴的质量。
3）刀具悬伸的长度比较大，这对加工表面的铣削或者工件的凹槽十分不利。
4）能够实现对钛合金或者高温合金等难以加工材料的切槽进行加工。
5）插铣技术与其他的加工技术相比较而言，加工的效率与质量要高于其他加工技术，而且能够在一些条件比较恶劣的环境中进行应用。
6）插铣技术加工能够用相对比较低的进给速度（一般为50r/每分钟以上）切削大量加工材料。这种加工方法对于采用老式的机床做加工的车间来说，对金属的切削速度可与较新的机床加工方法相媲美，有时候甚至可以超过较新的加工机床。
1.3 插铣刀的应用
国外的刀具供应商都推出了自身品牌的插铣刀，例如欧洲的SANDVIK、ISCAR刀具、山高；美国的肯纳金属以及日本三菱公司等等，让插铣粗加工的效率提升了3-4倍。就目前而言，插铣刀在应用过程中还存在诸多的不足与缺陷，主要体现在：插铣刀的品种样式非常的少，大多数插铣刀都是通过一些盘铣刀进行改装、加工之后形成的，插铣切削工艺还有很多不完善的地方，还需要优化切削参数。专用的插铣刀，主要应用于粗加工与半精加工之中，插铣加工中所使用的刀具，插铣技术不仅可以沿着相关工件中的边缘对其进行切削处理，还能够切在工件中切削出一些非常复杂的图形。为了在切削过程中保持一定的温度，在使用插铣刀进行加工时要利用内冷却这一种方式保持温度，插铣刀刀片与刀体的合理化设计，能够在使用插铣刀对工件进行加工时，寻找到最佳的切入角度。一些普通的插铣刀，切削角度一般是87度或者90度，每齿的进给量约为0.08-0.25毫米；插铣刀的直径决定装夹刀片安装于插铣刀中的数量，二十毫米直径的插铣刀中能够安装两个刀片，30毫米直径的插铣刀中能够安装四个刀片，120毫米直径的插铣刀中能够安装八个刀片，插铣技术并不是适用于每一种加工工件中，判断插铣技术能够适用于加工工件中，就应当考虑加工机床的特点与加工标准。
1.4 插铣技术编程软件
就目前来看，插铣技术编程软件的研制与开发，还要完善前期中的准备工作，软件供应商开始重视对能够Z轴代码进行处理的加工软件的研发，这种加工软件需要具有较高的柔性，可以在各类加工工件中进行应用，不是是在形状非常复杂的航空零部件的加工中，还是在大量金属加工中，能够应用插铣技术。
2 结束语
插铣技术是目前正在高速发展的新型高科技加工技术，由于插铣技术具备高效率、能快速切除大量的金属的优点，并非常适合运用在如钛合金这类难加工的材料与一些有复杂曲面的零部件上，所以，在很多领域，尤其是航空航天的领域正在广泛的应用。目前，国内和国外各个高校、企事业公司的研发部门以及科研机构都对插铣技术有很高的关注度，从而不断加深对插铣技术的研究，对插铣技术切削机原理更加的了解，对于计算机辅助设计软件与计算机辅助制造软件以及插铣技术专用道具也会不断的发展与完善。
参考文献
[1]方芳，张胜文，杨双，闫冰.数控加工中插铣技术的研究和应用[J].航空制造技术，2013（4）.
[2]李泰全.插铣法的特点及加工应用[J].金属加工冷加工，2013（1）.
[3]泰旭达，贾昊，王琦，孙晓太.插铣技术的研究现状[J].航空制造技术，2011（5）.
作者简介
冯平（1959-），男，大专，一级实习指导教师，研究方向：机械加工实训教学，数控多轴加工技术，新产品开发设计，工装设计。
关键词 插铣；质量提高；切削力；难以加工材料
中图分类号：V261 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0065-01
在中国的制造行业中，从切削加工工艺的方面来看，航空航天事业、汽车行业，模具制造工业最能够反应出切削加工的水平，其中航天航空业的产品具备批量小、加工工艺的精度要求高、结构复杂并且去除率大的特点。最近几年来，随着不断完善与优化的设计，大量的新材料，例如：钛合金或者一些难以加工的材料以及一些新技术被广泛使用，这就使得航空零部件材料出现了加工难度大、硬度高、加工的效率低等现象。以往的一些面铣加工技术、球头刀铣加工技术被广泛的运用于零部件的制造行业，这已经不能够满足生产周期的需要。此时，能够大量提高零部件加工的效率的只有插铣与大进给的加工方法。插铣是一种新的铣削方式，在我国工业行业中发挥着非常重要的作用，也被广泛的应用于我国工业加工行业之中，特别是在模具制造与航空航天这两个工业加工行业中的推广与应用。
1 插铣技术的要点
1.1 基本原理
插铣法，也可以将其定义为Z轴铣削法，它能够在很大程度上提升金属切削过程中的切除效率，是非常重要的一种加工方法。运用插铣法加工的实际例子，与一些传统的工业加工方法相比，插铣法的加工效率要远远高于一些常规的铣削法。根据相关调查显示，一般情况下，在对一些大量的金属材料进行切除的时候，插铣法切削的效率是一些常规切削方法的1-4倍。
插铣法非常的适用于型腔类机加件、型腔类的模具粗加工，还合适运用在一些航空零件的高效率加工过程中，在三轴铣床中对涡轮片进行加工的时候也能够适用插铣法。在对涡轮片进行加工时使用插铣法，能够一直从涡轮片的顶部，铣削到涡轮片的底部，然后利用X-Y的平面对其进行合理的平移，这样就能够在涡轮片的表面加工出一些形状非常复杂的图形，在应用插铣技术对相关的工件进行加工时，各类刀片中的轮廓进行搭接后形成相应的切削刃，在使用插铣方法对工件进行加工时，深度能够达到250毫米，而且在处于这个加工深度的时候，不会发生扭曲表型或者是振动的现象，刀具在工件切削中，运动的方向可以向上进行调节，也可以向下进行调节，但是一般来说，切削引动的方向向下切削会比较常见；在一些加工的场合，还可以有效的运用面铣刀、球形铣刀以及其他一些类型的铣刀，运用插铣这一加工技术对工件进行铣槽、铣斜面以及铣凹腔等一系列加工。
1.2 插铣方法的优点
1）降低工件的变形。
2）能够有效的降低径向切削力在铣床中的作用力，说明可以利用插铣技术对轴系中已经出现磨损的主轴进行加工，在加工过程中不会影响主轴的质量。
3）刀具悬伸的长度比较大，这对加工表面的铣削或者工件的凹槽十分不利。
4）能够实现对钛合金或者高温合金等难以加工材料的切槽进行加工。
5）插铣技术与其他的加工技术相比较而言，加工的效率与质量要高于其他加工技术，而且能够在一些条件比较恶劣的环境中进行应用。
6）插铣技术加工能够用相对比较低的进给速度（一般为50r/每分钟以上）切削大量加工材料。这种加工方法对于采用老式的机床做加工的车间来说，对金属的切削速度可与较新的机床加工方法相媲美，有时候甚至可以超过较新的加工机床。
1.3 插铣刀的应用
国外的刀具供应商都推出了自身品牌的插铣刀，例如欧洲的SANDVIK、ISCAR刀具、山高；美国的肯纳金属以及日本三菱公司等等，让插铣粗加工的效率提升了3-4倍。就目前而言，插铣刀在应用过程中还存在诸多的不足与缺陷，主要体现在：插铣刀的品种样式非常的少，大多数插铣刀都是通过一些盘铣刀进行改装、加工之后形成的，插铣切削工艺还有很多不完善的地方，还需要优化切削参数。专用的插铣刀，主要应用于粗加工与半精加工之中，插铣加工中所使用的刀具，插铣技术不仅可以沿着相关工件中的边缘对其进行切削处理，还能够切在工件中切削出一些非常复杂的图形。为了在切削过程中保持一定的温度，在使用插铣刀进行加工时要利用内冷却这一种方式保持温度，插铣刀刀片与刀体的合理化设计，能够在使用插铣刀对工件进行加工时，寻找到最佳的切入角度。一些普通的插铣刀，切削角度一般是87度或者90度，每齿的进给量约为0.08-0.25毫米；插铣刀的直径决定装夹刀片安装于插铣刀中的数量，二十毫米直径的插铣刀中能够安装两个刀片，30毫米直径的插铣刀中能够安装四个刀片，120毫米直径的插铣刀中能够安装八个刀片，插铣技术并不是适用于每一种加工工件中，判断插铣技术能够适用于加工工件中，就应当考虑加工机床的特点与加工标准。
1.4 插铣技术编程软件
就目前来看，插铣技术编程软件的研制与开发，还要完善前期中的准备工作，软件供应商开始重视对能够Z轴代码进行处理的加工软件的研发，这种加工软件需要具有较高的柔性，可以在各类加工工件中进行应用，不是是在形状非常复杂的航空零部件的加工中，还是在大量金属加工中，能够应用插铣技术。
2 结束语
插铣技术是目前正在高速发展的新型高科技加工技术，由于插铣技术具备高效率、能快速切除大量的金属的优点，并非常适合运用在如钛合金这类难加工的材料与一些有复杂曲面的零部件上，所以，在很多领域，尤其是航空航天的领域正在广泛的应用。目前，国内和国外各个高校、企事业公司的研发部门以及科研机构都对插铣技术有很高的关注度，从而不断加深对插铣技术的研究，对插铣技术切削机原理更加的了解，对于计算机辅助设计软件与计算机辅助制造软件以及插铣技术专用道具也会不断的发展与完善。
参考文献
[1]方芳，张胜文，杨双，闫冰.数控加工中插铣技术的研究和应用[J].航空制造技术，2013（4）.
[2]李泰全.插铣法的特点及加工应用[J].金属加工冷加工，2013（1）.
[3]泰旭达，贾昊，王琦，孙晓太.插铣技术的研究现状[J].航空制造技术，2011（5）.
作者简介
冯平（1959-），男，大专，一级实习指导教师，研究方向：机械加工实训教学，数控多轴加工技术，新产品开发设计，工装设计。