插銑法(plunge milling)又稱為Z軸銑削法，是實(shí)現(xiàn)高切除率金屬切削最有效的加工方法之一。對(duì)于難加工材料的曲面加工、切槽加工以及刀具懸伸長(zhǎng)度較大的加工，插銑法的加工效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)的端面銑削法。事實(shí)上，在需要快速切除大量金屬材料時(shí)，采用插銑法可使加工時(shí)間縮短一半以上。此外，插銑加工還具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可減小工件變形；②可降低作用于銑床的徑向切削力，這意味著軸系已磨損的主軸仍可用于插銑加工而不會(huì)影響工件加工質(zhì)量；③刀具懸伸長(zhǎng)度較大，這對(duì)于工件凹槽或表面的銑削加工十分有利；④能實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫合金材料(如Inconel)的切槽加工。
插銑法非常適合模具型腔的粗加工，并被推薦用于航空零部件的高效加工。其中一個(gè)特殊用途就是在三軸或四軸銑床上插銑加工渦輪葉片，這種加工通常需要在專用機(jī)床上進(jìn)行。插銑渦輪葉片時(shí)，可從工件頂部向下一直銑削到工件根部，通過(guò)X-Y平面的簡(jiǎn)單平移，即可加工出極其復(fù)雜的表面幾何形狀。
實(shí)施插銑加工時(shí)，銑刀切削刃由各刀片廓形搭接而成，插銑深度可達(dá)250mm而不會(huì)發(fā)生振顫或扭曲變形，刀具相對(duì)于工件的切削運(yùn)動(dòng)方向既可向下也可向上，但一般以向下切削更為常見(jiàn)。插銑斜面時(shí)，插銑刀沿Z軸和X軸方向作復(fù)合運(yùn)動(dòng)。
在某些加工場(chǎng)合，也可使用球形銑刀、面銑刀或其它銑刀進(jìn)行銑槽、銑型面、銑斜面、銑凹腔等各種加工。專用插銑刀主要用于粗加工或半精加工，它可切入工件凹部或沿著工件邊緣切削，也可銑削復(fù)雜的幾何形狀，包括進(jìn)行挖根加工。為保證切削溫度恒定，所有的帶柄插銑刀都采用內(nèi)冷卻方式。插銑刀的刀體和刀片設(shè)計(jì)使其可以最佳角度切入工件，通常插銑刀的切削刃角度為87°或90°，進(jìn)給率范圍為0.08～0.25mm/齒。每把插銑刀上裝夾的刀片數(shù)量取決于銑刀直徑，例如，一把直徑φ20mm的銑刀安裝2個(gè)刀片，而一把直徑?125mm的銑刀可安裝8個(gè)刀片。
為確定某種工件的加工是否適合采用插銑方式，主要應(yīng)考慮加工任務(wù)的要求以及所使用加工機(jī)床的特點(diǎn)。如果加工任務(wù)要求很高的金屬切除率，則采用插銑法可大幅度縮短加工時(shí)間。另一種適合采用插銑法的場(chǎng)合是當(dāng)加工任務(wù)要求刀具軸向長(zhǎng)度較大時(shí)(如銑削大凹腔或深槽)，由于采用插銑法可有效減小徑向切削力，因此與側(cè)銑法相比具有更高的加工穩(wěn)定性。此外，當(dāng)工件上需要切削的部位采用常規(guī)銑削方法難以到達(dá)時(shí)，也可考慮采用插銑法，由于插銑刀可以向上切除金屬，因此可銑削出復(fù)雜的幾何形狀。
從機(jī)床適用性的角度考慮，如果所用加工機(jī)床的功率有限，則可考慮采用插銑法，這是因?yàn)椴邈娂庸に韫β市∮诼菪娤�，從而有可能利用老式機(jī)床或功率不足的機(jī)床獲得較高的加工效率。例如，在一臺(tái)40級(jí)機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)插銑深槽的加工，而此類機(jī)床不適合采用長(zhǎng)刃螺旋銑刀進(jìn)行加工，這是因?yàn)槁菪娤鳟a(chǎn)生的徑向切削力較大，易使螺旋銑刀發(fā)生振顫。由于插銑加工時(shí)徑向切削力較低，因此非常適合應(yīng)用于主軸軸承已磨損的老式機(jī)床。插銑法主要用于粗加工或半精加工，因機(jī)床軸系磨損引起的少量軸向偏差不會(huì)對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。
作為一種新型數(shù)控加工方法，插銑法對(duì)CNC加工軟件提出了新的要求。目前，在適用軟件的開(kāi)發(fā)方面還有許多工作要做，軟件供應(yīng)商正著手改編或重新編制能夠處理大量Z軸代碼的加工軟件，這種軟件必須具有高柔性，以適應(yīng)各種不同的加工任務(wù)。
無(wú)論對(duì)于大金屬量切削加工(在模具加工中較為常見(jiàn))，還是對(duì)具有復(fù)雜幾何形狀的航空零件的加工，插銑法都將是優(yōu)先考慮的加工手段。與常規(guī)加工方法相比，插銑法加工效率高，加工時(shí)間短，且可應(yīng)用于各種加工環(huán)境，既適用于單件小批量的一次性原型零件加工，也適合大批量零件制造，因此是一種極具發(fā)展前途的加工技術(shù) |
