许昌烟草机械有限责任公司 （河南 461000）李泰全

插铣法又称为Z轴铣削法，是实现高切除率金属切削最有效的加工方法之一，在需要快速切除大量金属材料时，采用插铣法可使加工时间缩短一半以上。该加工方式的原理是：刀具连续地上下运动，快速大量地去除材料。在加工具有较深的立壁腔体零件时，常需要去除大量的材料，此时插铣加工比型腔铣更加有效。当加工难以加工的曲面、切槽或刀具悬深长度较大时，插铣比常规的层铣削方式更为有效。其加工原理如图1所示。

1.插铣法的优点

采用插铣法还有以下各项优点：①可减小工件变形。②可降低作用于铣床的径向切削力，这意味着轴系已磨损的主轴仍可用于插铣加工而不会影响工件加工质量。③刀具悬伸长度较大，这对于工件凹槽或表面的铣削加工十分有利。④能实现对高温合金材料的切槽加工。

图1 插铣加工原理

2.插铣法的应用

公司零件支座，如图2所示。材料为1Cr18Ni9，毛坯外形尺寸φ55mm×106mm，数量92件。

零件加工难点：①零件切削量较大。②材料较难切削。③没有特别合适的刀具进行加工。

（1）初次加工使用的方肩铣刀（见图3）进行分层铣削。

图2 零件成形图片

图3 方肩铣刀

型号：EMP01-040-G32-AP16-04，直径40mm，齿数：4齿。

使用刀片APKT160408-PM YBG202，铣刀安装4片刀片。铣刀切削参数：f=1 500r/min，vf=400mm/min，ae=40mm，ap=2mm，从毛坯外形φ55mm×106mm加工成半成品零件如图4所示。

刀具消耗量为每组刀片加工2件，刀片磨损较快。实际支座加工数量92件，依此类推粗加工所需要消耗刀片192片，通过供应部门了解到，刀片价格为每片44元，刀片成本＝192片×44元＝8 448元。

（2）经过和工艺部门相关人员协商，将支座加工工艺调至线切割加工。线切割能够一次性加工成成品如图5所示，由于材料为1Cr18Ni9，线切割走线速度无法加快，容易出现断丝现象。经过实际切割，线切割加工零件速度较慢，平均1件零件加工时间为4h，加工成本非常高，而加工效率非常低。

（3）经由刀具公司推荐采用插铣刀（如图6所示）使用插铣法进行粗加工。刀具型号：R220.79-0050-12A，直径50 mm，齿数：4齿。

图4 零件半成品

图5 线切割加工产品工件

图6 插铣刀示意

使用刀片SCMT 120612T-M14 F40M，插铣刀安装4片刀片，每片刀片有4个切削刃。插铣刀切削参数：f=1 500r/min，vf=150mm/min，ae=8mm，ap=35mm。从毛坯外形φ55mm×106mm加工成半成品零件如图7所示。

刀具消耗量为每组刀片加工40件，刀具加工效率非常高，插铣两台阶面仅需4～5min。实际支座加工数量92件，依此类推，粗加工所需要消耗刀片10片，刀片每片价格146元，刀片成本＝10片 × 146元＝1 460元。

通过以上数据进行比较，方肩铣刀分层铣削刀片成本为8 448元，插铣刀刀片成本为1 460元，仅为分层铣削刀片成本的20%左右。与常规加工方法相比，插铣法加工效率高，加工时间短，充分体现出插铣法是实现高切除率金属切削最有效的加工方法，好的加工方法和合理的选用刀具不仅可以大大提高加工效率，还可以节省加工成本。

图7 插铣半成品工件图

3.结语

作为一种新型数控加工方法，插铣法对CNC加工软件提出了新的要求。目前，在适用软件的开发方面还有许多工作要做，软件供应商正着手改编或重新编制能够处理大量Z轴代码的加工软件，这种软件必须具有高柔性，以适应各种不同的加工任务。无论对于大金属量切削加工，还是对具有复杂几何形状的航空零件的加工，插铣法都将是优先考虑的加工手段。与常规加工方法相比，插铣法加工效率高，加工时间短，且可应用于各种加工环境，既适用于单件小批量的一次性原型零件加工，也适合大批量零件制造，因此是一种极具发展前途的加工技术。