基于数控机床的插铣加工方法.doc
数控加工中插铣技术的研究与应用探析
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Ｓ Ａ Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ Ｋ、Ｉ Ｓ Ｃ Ａ Ｒ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 切人 角 度 。一 些 普通 的插 铣 刀 ， 切 削 角度 一般 是 ８ ７ 度或者 ９ Ｏ 度 ， 每齿 的 进 给 量 约 为０ ． ０ ８ — ０ ． ２ ５ 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 ，３ Ｏ毫米 直 径 的插铣 刀 中能够 安 装 四个 刀 片 ，１ ２ ０ 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 。
插铣及插铣工艺报告
插铣加工一、插铣技术简介【秦旭达.插铣技术的研究现状.2011】1、插铣法就是在加工过程中刀具沿主轴方向做进给运动，利用底部的切削刃进行钻、铣组合切削，是一种能够在Z方向上快速铣削大量金属的加工方式，主要用于半精加工或粗加工，在重复插铣达到预定深度时，刀具不断地缩回和复位以便于下一次插铣时可迅速地从重叠走刀处去除大量金属。
图1 插铣示意图及实物图插铣技术是一项正在发展的新型加工技术，由于插铣具有效率高、能够快速切除大量金属的优点，并且非常适合于加工难加工材料（如钛合金）和一些复杂曲面的零件，因此在许多领域，尤其是在航空航天领域正在逐步扩大应用。
插铣法非常适合模具型腔的粗加工，并被推荐用于航空零部件的高效加工。
插铣的一个特殊用途就是进行涡轮叶片的加工，这种加工通常是在三轴或四轴的铣床上进行的。
插铣涡轮叶片时，可从工件顶部向下一直铣削到工件根部，通过X-Y 平面的简单平移，即可加工出极其复杂的表面几何形状。
如下图2所示图2 开盘式叶片的插铣加工2、优点：（1）加工效率高，能够快速切除大量金属，相对于普通铣削加工而言可以节省一半以上的时间。
（2）刀具的悬伸长度比较大，特别适用于一些模具型腔的粗加工，并被推荐用于航空零部件的高效加工。
(3）可以对钛合金等难加工材料进行曲面加工或切槽加工。
(4）加工时主要的受力方向为轴向，而径向力较小，因此对机床的功率或主轴精度要求不高并且具有更高的加工稳定性，有可能利用老式机床或功率不足的机床获得较高的加工效率。
(5）可以减小工件变形。
(6）可用于各种加工环境，可以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。
3、插铣技术面临的问题（1）稳定性问题。
插铣刀具的悬伸长度过长，使得刀杆的刚度很难保证，从而使得受力的时候容易发生弯曲现象，而在插铣过程中，刀具不仅会受到切削力的影响，所受的扭矩也不能忽略，使得刀具中心在 X、Y、Z 3 个方向上均有偏移，从而可能引起插铣过程中的颤振现象。
插铣法的特点及加工应用
高精度磨削 ，取得 了良好的效果和效益。双 刃刀片 用六轴 多工位集成专用磨床具有 国内领先和世界先 进水平 ，同时具有新颖性 、独创性和实用性 ，２ ０ １ ２ 年获得 国家发明专利 。ＭＷ
（ 收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ １ ０ １ ０ ）
５ ８
参磊 棚工
插铣法的特点及加工应用
许 昌烟草 机械有 限责 任公 司 （ 河南 ４ ６ １ ０ ０ ０ ） 李 泰全
插 铣 法 又称 为Ｚ 轴 铣 削法 ，是 实 现 高 切 除 率 金
变 形 。 ②可 降 低 作用 于 铣床 的 径 向切 削力 ，这意 味
属切削最有效的加工方法之一 ，在需要快速切除大
槽 或 刀具 悬深 长 度较 大 时 ，插 铣 比常规 的层 铣 削方
图１ 插铣加 工原理
式更为有效。其加工原理如 图Ｉ Ｎ： 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
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
பைடு நூலகம்
工位集中方式 ，两处前 刀面 、两处第二后角 、两处 第一后角 ，一次装夹连续加工成型 ，避免 了传统方 法六处磨削 ，分六个工序逐个完成的缺 陷；避免了 多次装夹的误差 ；避免了多次测量和 装夹对 刃口的
损伤 ；该磨床采用高速磨 削，磨削面表面粗糙度值
cnc数控插铣加工使用方法大全这个太实用了
cnc数控插铣加工使用方法大全这个太实用了CNC插铣加工大幅提高切削效率和刀具寿命在提高金属切削效率上所取得的许多重大进展，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Y轴方向横移一段距离，再进行与上一次切削部分重叠的垂直切削，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Prospector CAM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提高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，因此能用于刚性不足的老式机床或轻型机床，以提高生产率。
斗山机床公司营销经理John Ross对插铣可以减小作用于低性能机床上的切削力的说法表示赞同，但他补充说，在结构设计有利于插铣加工的新型机床上，能够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而产生的各种问题。
英格索尔（Ingersoll）刀具公司模具生产线产品经理Bill Fiorenza表示，插铣有助于减少传入刀具和工件中的切削热。
他说，“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。
只有移动步距的很小一部分工件与刀具接触。
”在切削难加工材料（如不锈钢、高温合金和钛合金）时，这一特点特别具有优势。
Fiorenza在进行插铣演示时解释说，“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，当插铣加工结束时，你可以马上把自己的手放在工件上，而且摸起来感觉比较凉。
数控车床插削工艺
削加工性能良好。选用管料毛坯，按照车端面、 车外圆、车内孔、车内沟槽、插直槽、切断，最 后反面倒角的工艺路线加工（工序卡见附表）。
切削速度 / m·min-1 150 150 200 120 160 80 8 8 120 60 进给量 / mm·r-1 0.15 0.4 0.1 0.25 0.1 0.1 0.1 切削深度 / mm 0.25 1 0.15 1 0.15 0.3 0.03
F10000）。 （3）数控系统和伺服系统有较高的响应速 度。
2. 零件图及工艺分析
零件如图2所示，该零件材料为铝基合金，切
1. 数控车床功能 介绍及要求
图 1
我校有德马吉（CTX400）全功能型数控车床, 配置海德汉(HEIDENHAIN4290)数控系统，该设备 综合性能较优越，同时具备了插削等功能的要求： （1）机床主轴能准停、分度、锁死并能承受 一定的冲击力。 （2）刀具线性进给速度能达到10m/min（G94
对减小，所以在工件与砂轮的往复动作下，φ 13mm 的键槽上端被加工合格。下一步用鸡心卡箍卡住
格。再下一步，精加工刀杆7:24的留磨部分。由于 精磨量较小，再加工剩余部分不会对产品本身质量 造成影响，所加工的刀杆也就可以达到工艺和图样 的要求。 （收稿日期：20121219）
φ 13mm的小端，加工键槽凹出的部分，经过一定时
图 4
因为刀具在两内沟槽之间加工，所以编程起终 点都要充分考虑，以免干涉、过切或欠切。主轴 先锁定在0°位置上，经过粗插、精插第一条直油 槽，主轴旋转60°再锁定，依次完成6条直油槽的 加工，程序如下：
T4 M108 G94 F8000 G0 X28 Z10 G0 Z-9 M19 C0 G0 X30 G81 X31.9 Z-43 I0.3 G0 X31.5 G81 X32 Z-43 I0.03 M19 C60 … M19 C120 … M19 C300 … G0 X28 G0 Z200 M30
数控插床技术操作规程
数控插床技术操作规程数控插床技术操作规程一、操作准备1.1 操作人员应事先做好防护措施，佩戴好安全帽、防护眼镜、防护手套等个人防护装备。
1.2 检查数控插床的电源和相关配件是否正常工作。
1.3 检查数控插床的润滑系统是否正常，润滑油是否充足。
1.4 检查数控插床的夹具和刀具是否规范、安全，并进行必要的调整和更换。
1.5 清理数控插床的工作台面，确保无杂物，工作环境整洁清爽。
二、操作步骤2.1 打开数控插床的电源开关，启动数控插床。
2.2 进入数控插床的操作界面，进行相关设置和调整，包括材料、刀具、速度、进给等参数的设置。
2.3 将工件夹在插床的夹具上，并进行夹紧，确保夹具稳固可靠。
2.4 进行试切，保持切削速度合适，切削过程中应观察刀具和工件的状态，调整切削深度和进给速度。
2.5 在试切合格后，进行正式加工。
加工过程中应时刻注意切削状态，避免产生过大的切削力和过热现象。
2.6 加工结束后，关闭数控插床的电源开关，停止插床运转。
三、安全注意事项3.1 操作人员应熟知数控插床的使用说明书和操作规程，严格按照规程操作。
3.2 操作人员应随时关注数控插床的工作状态，出现异常应及时停机检查。
3.3 操作人员不得擅自更改数控插床的参数设置和工作模式。
3.4 操作人员在操作过程中应保持清醒、专注，不得分心或盲目操作。
3.5 操作人员不得穿戴宽松的衣物、长发应束起，以免发生意外事故。
3.6 操作结束后，应及时清理数控插床和工作场地，保持整洁，防止产生安全隐患。
四、日常维护4.1 定期检查数控插床的电源和配线，确保正常工作。
4.2 定期检查数控插床的润滑系统，更换润滑油，并清洁润滑系统。
4.3 定期检查数控插床的夹具和刀具，确保安全规范，并进行必要的调整和更换。
4.4 定期清洁数控插床的工作台面和周围环境，保持整洁。
五、事故处理5.1 在操作过程中，如发生刀具损坏、卡刀、工件异常等情况，应及时停机处理，避免危险发生。
插铣法加工的应用及编程方案
插铣法加工的应用及编程方案作者：康义来源：《智富时代》2019年第11期【摘要】随着数控加工行业竞争日益激烈，高效率，低成本是各个企业最求的目标。
特别是零件结构特殊，加工环境恶劣，传统的加工方法已经无法满足加工要求时，寻求先进的新型加工方法势在必行，插铣法就是一种新兴的高效率、低成本的加工方法。
【关键词】插铣法;高效加工一、概述1.1插铣法简介插铣法又称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，插铣法的加工效率远远高于常规的端面铣削法和侧面铣削法，采用插铣法，可以使加工时间缩短一半以上。
采用插铣法也可以减小零件的加工变形。
由于插铣加工的主切削力是轴向切削力，而径向切削力很小，加工过程中对机床的主轴间隙要求不高，对于老旧机床可以充分利用，而且在同样金属去除量的前提下，对主轴的磨损量远远小于传统的端面铣削和侧面铣削。
1.2插铣法相对于传统加工方法的优点插铣法大降低了深槽加工对刀具刚性的要求，深槽加工如果采用传统的侧刃铣加工方法，主切削力是沿径向方向，刀具的长径比大，刀具径向刚性大大降低，加工过程中径向切削力使刀具让刀、颤动严重，刀具寿命低，加工参数低，加工效率自然也就低下。
要想提高零件的加工效率，就要提高刀具材质的刚性，随着刀具长度的增加，刀杆部分受到的弯曲力矩越来越大，对刀杆材料的要求也越来越高。
当刀具的长径比超过5时，就没有材料可以承受了。
这样，只能以极低的加工参数生产，不仅加工效率低下，而且刀具成本大大增加。
而插铣是沿着刀具的轴向切入被加工材料，类似于钻削的一种加工方法。
加工过程中，刀杆的受力方向，由传统侧刃铣的径向，变为的轴向。
而刀具承受轴向载荷的能力要远远大于承受径向载荷的能力。
插铣加工最大化的利用了刀具轴向刚性强的这一特性，刀杆承受的载荷，也从拉应力、剪应力的复合，变成了以剪应力为主的简单状态，降低了对刀具刚性要求的同时，大大提高了加工状态的稳定性。
1.3插铣法的应用范围插铣法，适合加工小槽型大深度的结构件，在铝合金类结构件的加工应用铰多。
cnc数控插铣加工使用方法大全这个太实用了
cnc数控插铳加工使用方法大全这个太实用了CNC插铳加工大幅提高切削效率和刀具寿命在提高金属切削效率上所取得的许多重大进展，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。
插铳（Z轴铳削）加工就是一个很好的例子。
插铳加工时，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Y轴方向横移一段距离, 再进行与上一次切削部分重叠的垂直切削，切除更多的工件材料。
插铳加工有许多好处。
尤其是在长悬伸加工中（如铳削深模腔），传统的平面铳削方式（即从工件一侧铳到另一侧）为了尽量减小会引起颤振的侧向力，不得不降低切削速度。
而在插铳时，切削力直接传入机床主轴和工作台，因此可获得比传统铳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Prospector CAM软件包中纳入了插铳功能，与使用纽扣型面铳刀的传统平面粗铳相比，插铳加工的金属去除率至少可以提高50%。
由于插铳能最大限度地减小作用于机床零部件的横向负荷，因此能用于刚性不足的老式机床或轻型机床，以提高生产率。
斗山机床公司营销经理John Ross对插铳可以减小作用于低性能机床上的切削力的说法表示赞同，但他补充说，在结构设计有利于插铳加工的新型机床上，能够最大限度地发挥该工艺的优势。
他指出，由于插铳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而产生的各种问题。
英格索尔（Ingerso）l刀具公司模具生产线产品经理Bill 尸^^^蓑示，插铳有助于减少传入刀具和工件中的切削热。
他说，“插铳加工时，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。
只有移动步距的很小一部分工件与刀具接触。
”在切削难加工材料（如不锈钢、高温合金和钛合金）时，这一特点特别具有优势。
Fiorenza在进行插铳演示时解释说，“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，当插铳加工结束时，你可以马上把自己的手放在工件上，而且摸起来感觉比较凉。
ug插铣几种使用方法
ug插铣几种使用方法UG插铣几种使用方法如今，在机械制造中最常见的数控加工软件之一就是UG，它因其强大的功能和易于操作的界面而受到广泛使用。
UG插铣作为其重要的功能模块之一，可以帮助机械加工人员轻松完成各种复杂的铣削加工，本文将讲述UG插铣的使用方法。
一、铣削整个零件铣削整个零件指以整个零件为加工对象进行铣削。
如果您想用UG插铣这个功能，就需要先将整个零件导入到UG中。
接下来，选择该零件的加工布局，在右侧的窗口中找到加工序列的选项，然后选择铣削整个零件即可。
在进行具体的铣削加工过程中，您需要进一步选择加工策略、加工刀具、切削参数等，然后开始加工。
这种方法适用于需要进行铣削加工的复杂零件。
二、铣削零部件铣削零部件是指选取零件中的一个零部件，也就是零部件在零件类型中的一个子类组件，再进行铣削加工的过程。
其使用方法与铣削整个零件十分相似，需要将该零部件添加至新的加工布局中，然后选择铣削零部件功能，进行具体加工过程即可。
铣削零部件的优点是能够单独加工一部分零件而不必将整个零件挂载到加工平台上，提高了加工效率。
三、基于特征的铣削UG插铣中的另一种常用的加工方法是基于特征的铣削。
这种加工方法是针对零部件的局部几何特征进行加工，用特定的加工方法和加工参数进行优化加工。
例如，通过基于特征加工来实现圆形、矩形腔的加工，同时可以使用草图直接生成零件几何体；还可以在特定角度下铣削，例如，五轴机床的倾斜加工等，可同时减少了切削时间和切削切插后的后置加工流程。
四、铣削各向异性材料各向异性材料，如铸造件，具有各向异性、不同的硬度和方向性，为加工带来了诸多挑战。
为此，UG插铣提供了针对各向异性材料的铣削加工方案。
具体来说，它根据材料的不同性质，选择适合的刀具类型、刀具尺寸和切削参数等进行铣削加工，优化加工流程，提高加工质量。
当要加工铸造数量较多且复杂的零件时，这一功能非常有用。
五、高速加工高速加工是UG插铣加工中的一种特殊方法，在提高加工效率的同时确保了加工质量。
数控加工中插铣技术的研究与应用探析
数控加工中插铣技术的研究与应用探析作者：冯平来源：《硅谷》2013年第12期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。
基于数控机床的插铣加工方法.doc
基于数控机床的插铣加工方法摘要：本文通过对几类常见铸件机箱零件垂直面的常规加工方法归纳总结，提出一种可在数控机床上进行插铣的加工方法。
该方法相对于普通插床具有效率高、加工表面质量高及可程序控制等优点。
目前已推广应用于各类航空惯导、飞控铸件机箱的插铣加工中。
铸件机箱及框架类零件内腔均存在元器件安装定位的垂直面，由于该垂直面为安装定位面，其尺寸精度和形位公差精度要求往往很高。
常规加工方法是利用普通插床插铣或者电火花加工，此类加工方法虽能达到产品要求，但存在制造周期长、工人劳动强度大且受工种限制等因素，导致产品交付困难，无法满足分厂快速发展及客户的需求。
为有效解决此类铸件机箱产品的生产瓶颈问题，一种基于数控机床的插铣加工方法应运而生。
该方法基于数控机床的垂直运动，设计制造一种插铣刀具，达到比普通插床加工精度更高的技术要求。
本文选取三类典型铸造零件进行深入的工艺分析，通过对各类加工方法的提炼总结，提出一种基于数控机床的插铣加工方法，解决机箱产品垂直面的加工难题，并得到产品验证。
1.垂直面常规加工方法（1）安装座。
安装座有三处垂直面，如图1所示，垂直面高96mm，对底面垂直度为0.03mm，表面粗糙度值Ra=1.6μm。
安装座的三处垂直面主要有两类加工方法：①数铣→电火花→钳工。
②数铣→普通插床→钳工。
两种加工方法的主要缺点：一是加工制造周期长；二是产品质量不高。
两种方法加工时间如表1所示。
方法1采用电火花加工，不仅加工时间长，而且表面质量差。
方法2采用普通插床加工，由于垂直度要求很高，不能采用活动刀头，只能用固定刀头装夹刀具，导致刀具在零件表面往复摩擦，刀具使用寿命大大缩短，同时产品加工表面质量较差。
此外，两种方法皆需要依靠钳工对垂直面进行打磨抛光，导致工人劳动强度大，生产效率低，无法满足大批量稳定化生产的需要。
（2）机箱。
机箱内腔有4处圆凸台面，如图2所示，4处圆凸台面要求共面，对机箱底面的垂直度为0.02mm，表面粗糙度值Ra=1.6μm。
浅谈数控铣床上孔的加工方法
（下转第227页）浅谈数控铣床上孔的加工方法王安知（广西机电技师学院，广西柳州545000）作者简介：王安知（1981-），男，广西平果人，大学本科，讲师，主要研究方向：数控技术。
摘要：以铣代钻、以铣代铰的加工方式可以实现一刀多用，提高多孔类零件的加工效率，降低了操作者的劳动强度，同时也可以避免传统孔加工中钻头打滑、孔径偏大、钻头折断等现象。
关键词：数控铣床；螺旋铣；插铣1以铣代钻加工孔的重要意义在传统的孔加工中，一般的孔加工方法是钻中心孔—钻孔—扩孔（铰孔）—镗孔等方式才可满足孔的加工要求，对于在数控铣床上的多孔加工，这种孔的加工方式势必会降低加工效率，加大劳动强度，提高加工成本，除此之外，由于钻头刚性差，扭矩和轴向力等方面的问题，在加工过程中也容易出现孔径超差（图2）、孔壁粗糙、孔位偏移、斜孔、钻头打滑或折断（图1）等问题，无法保证孔的加工质量。
为此，提出在某些孔类如孔径大小不一等场合以铣代钻，以铣代铰的方式进行加工，一定程度上解决了当下孔加工的一些难题，保证了孔的加工质量。
图1钻头折断图2孔径偏大2数控铣床上孔加工的策略针对于钻削加工中存在的问题，提出几点在数控铣床上孔的加工策略。
2.1以铣代钻螺旋铣孔的过程是由主轴的“自转”和主轴绕孔中心“公转”的2个运动复合而成，刀具的中心轨迹不再是直线而是螺旋线，加工过程中既有径向进给同时又有轴向进给（图3），螺旋铣削可以实现斜面、型槽、孔加工等。
图3螺旋铣孔轨迹图ToolHoleD Ha pn gn zD rz yo2.2采用螺旋铣孔的优点（1）螺旋铣孔时，铣刀的侧刃是断续进行切削加工的，因此降低了刀刃与工件的接触时间，降低了切削区的温度，提高了刀具的使用寿命。
（2）易于排屑，由于使用的刀具直径小于孔径，在切削过程中可以避免切屑对已加工表面的损伤。
（3）可以实现一把刀具加工不同大小的孔，节省换刀时间和次数，降低加工准备时间和提高加工效率。
3插铣代替铰孔钻削过程之所以出现孔径偏大、钻歪等问题，主要是刀具在转动过程中容易出现摆动，钻头的旋转轴线与主轴的旋转轴线之间会偏离一个角度α，钻头尾部和轴线位置也会发生了变化，这样钻头在进行自转的同时进行公转的过程中产生一个附加角度Δφ，导致钻头几何轴线、钻头旋转轴线和主轴旋转轴线不重合而引起的加工误差，致使孔径超差，而在采用铣刀加工方式时，其铣刀的偏离角度α和附加角度Δφ较钻头会降低很多，因此采用插铣式的加工方法一定程度上提高了孔的尺寸公差。
数控铣削加工工艺分析(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】目录一、零件图的工艺分析二、零件设备的选择三、确定零件的定位基准和装夹方式四、确定加工顺序及进给路线五、刀具选择六、切削用量选择七、填写数控加工工艺文件1、如图1所示，材料为45钢，单件生产，毛坯尺寸为84mm×84mm×22mm），试对该零件的顶面和内外轮廓进行数控铣削加工工艺分析。
图1带型腔的凸台零件图一零件图的工艺分析1、图形分析（1）分析零件图是否完整、正确，零件的视图是否正确、清楚，尺寸、公差、表面粗糙度及有关技术要求是否齐全、明确。
从上图可以看出该零件图的尺寸符合了这一要求。
（2）分析零件的技术要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。
过高的要求会增加加工难度，提高成本；过低的技术要求会影响工作性能，两者都是不允许的。
上图的精度为IT8级，技术要求和尺寸精度都能满足加工要求。
（3）该零件图上的尺寸标注既满足了设计要求，又便于加工，各图形几何要素间的相互关系（相切、相交、垂直和平行）比较明确，条件充分，并且采用了集中标注的方法，满足了设计基准、工艺基准与编程原点的统一。
因此该图的尺寸标注符合了数控加工的特点。
2、零件材料分析由题目提供，材料为45钢。
3、精度分析该零件最高精度等级为IT8级，所以表面粗糙度均为Ra3.2um。
加工时不宜产生震荡。
如果定位不好可能会导致表面粗糙度，加工精度难以达到要求。
4、结构分析从图1上可以看出，带型腔的凸轮零件主要由圆弧和直线组成，该零件的加工内容主要有平面、轮廓、凸台、型腔、铰孔。
需要粗精铣上下表面外轮廓内轮廓凸台内腔及铰孔等加工工序。
二、选择设备由该零件外形和材料等条件，选用XK713A数控铣床。
三、确定零件的定位基准和装夹方式由零件图可得，以零件的下端面为定位基准，加工上表面。
把零件竖放加工外轮廓。
零件的装夹方式采用机用台虎钳。
四、确定加工顺序及进给路线1、确定加工顺序加工顺序的拟定按照基面先行，先粗后精的原则确定，因此先加工零件的外轮廓表面，加工上下表面，接着粗铣型腔，再加工孔，按照顺序再精铣一遍即可。
插铣加工
第5章插铣加工本章导读插铣加工是一种特殊的铣削加工，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。
本章介绍插铣加工的特点、插铣加工几何体、切削参数的设置以及插铣加工的实例。
本章要点●插铣加工的定义和特点●创建插铣加工的一般步骤●插铣操作的切削参数设置●插铣操作的插铣层设置5.1 插铣加工概述插铣法(plunge milling)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。
它是一种固定轴操作类型，通过刀具轴向运动高效率地进行大切削量的粗加工，并且可以精加工其他加工方法难以处理的垂直侧壁，适合插铣的零件如图5-1所示。
对于难加工材料的曲面加工、切槽加工以及刀具悬伸长度较大的加工，插铣法的加工效率远远高于常规的端面铣削法，其加工原理如图5-2所示。
事实上，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，此外，插铣加工还具有以下优点。
图5-1 插铣加工零件图5-2 插铣加工原理●可减小工件变形。
UG数控加工基础教程• 182 •●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，而不会影响工件的加工质量。
●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。
●能实现对高强度合金材料的切槽加工。
插铣法非常适合对模具型腔的粗加工，并被推荐用于航空零部件的高效加工。
其中一个特殊用途就是在三轴或四轴铣床上插铣加工涡轮叶片，这种加工通常需要在专用机床上进行。
5.2 插铣加工几何体在插铣操作对话框中，通过“指定部件部件”、“指定毛坯”、“指定检查”、“指定切削区域”和“指定修剪边界”来定义加工几何体，其具体设置和型腔铣操作几何体的设置完全一样，对话框如图5-3所示。
5.3 插铣切削参数插铣操作中主要的切削参数包括：一般切削参数、控制点和插削层等。
数控铣床加工操作方法
数控铣床加工操作方法数控铣床是一种通过计算机程序自动控制的铣削设备。
它能够在工件上进行精确的切削加工，广泛应用于模具制造、机械加工、航空航天等领域。
下面将详细介绍数控铣床的加工操作方法。
首先，需要理解数控铣床的结构和主要部件。
数控铣床由床身、工作台、主轴和控制系统等组成。
床身是数控铣床的基础，支撑着各个部件。
工作台是用于固定工件的平台，可以上下、左右、前后移动。
主轴是切削工具的运动部件，通过伺服电机进行转动。
控制系统是数控铣床的核心，包括电脑和各种传感器、执行器等。
接下来，介绍数控铣床的操作步骤。
首先，需要编写加工程序。
加工程序是用来告诉数控铣床如何进行加工的指令集，可以使用CAD/CAM软件进行编制。
在编程时，需要确定工件的坐标系和参考点，并设置好加工路径、刀具半径补偿、进给速度等参数。
编写好加工程序后，将程序通过USB、网络等方式传输到数控铣床的控制系统中。
然后，打开数控铣床电源，将操作面板上的开关调到相应位置。
接下来，通过操作界面选择加载并运行刚才传输的加工程序。
加载加工程序后，需要进行刀具的预设操作。
刀具预设是将加工所需的刀具放置到数控铣床的刀库中，并通过操作界面选择使用的刀具编号。
数控铣床会自动进行刀具的长度、半径等参数校正，确保切削过程的准确性。
完成刀具预设后，需要进行工件的装夹和定位。
将待加工的工件放置在工作台上，并使用夹具进行固定。
通过操作界面的坐标系设置功能，确定工件的坐标原点和参考点，使工件和数控铣床的坐标系保持一致。
工件装夹完成后，需要进行工件和刀具的初始位置设置。
通过操作界面的坐标系设置功能，设置加工起点和切削深度等参数。
数控铣床会根据初始位置设置的参数，将刀具移动到正确的位置，准备进行加工。
完成初始位置设置后，可以进行自动加工操作。
通过操作界面上的启动按钮，数控铣床会按照加工程序中设定的路径和速度进行切削加工。
在加工过程中，数控铣床会实时监测刀具的位置和切削状态，并根据需要进行进给速度的调整。
UG NX8数控加工案例教程第7章 NX8插铣加工
工艺规划
□工件安装：以底面固定安装在机床上。 □加工原点：X：工件左上角点；Y：工件左上角点；Z：工件顶面（Z40） □工步安排
7.4 插铣加工范例
编程步骤
1、打开模型文件 2、选择插铣子类型，创建插铣刀具
7.3 插铣加工的切削参数
控制点与避让
Hale Waihona Puke 1、预钻孔进刀点（仅在腔体加工中）
“预钻孔进刀点”允许指定“毛坯”材料中先前钻好的孔内或其 他空腔内的进刀位置。
7.3 插铣加工的切削参数
控制点与避让
2、切削区域起点
通过指定定制起点或默认区域起点来定义刀具进刀位置和步进方向。
7.3 插铣加工的切削参数
NX8插铣概述
加工几何体 插铣加工刀具 插铣切削层 插铣控制点
插铣进刀/退刀
插削进行粗/精加工
7.1 插铣加工概述
插铣加工介绍
插铣加工（Plunge Milling）是一种独特的铣操作，插削使用
狭长刀具装备，适合在需要长刀具的较深区域中使用，可以在粗 加工中高效地切削掉大量的毛坯，也非常适合对难以到达的较深
7.3 插铣加工的切削参数
退刀
指定退刀距离和退刀角度。指定此值后，刀具沿与水平轴指定角 度和退刀距离指定的退刀长度进行退刀运动，如图示例了退刀距离 10，退刀角度45度时的退刀轨迹。
7.3 插铣加工的切削参数
向前步长
向前步长指定从一次插入到下一次插入向前移动的步长。需 要时，NX会减小应用的向前步长，以使其在最大切削宽度值内。
是否与“处理中的工件”碰撞。如果无法在满足最大切削宽度的情况下切削封闭的
数控铣削加工进刀方式研究(doc 7页)
数控铣削加工进刀方式研究（doc 7页）一、前言数控加工对加工工艺有着特殊的要求，数控加工中对工艺问题处理的好坏，将直接影响数控加工的质量和效率。
国内的一些科研技术人员对数控加工的工艺进行了探讨[1-3]，但对于铣削的进刀方式的选择未见单独报道。
而在各种型面的数控铣削中,合理地选择切削加工方向、进刀切入方式是很重要的，因为二者直接影响零件的加工精度和加工效率[4]。
本文以数控加工中最常用的自动编程软件CAXA和MasterCAM为例（其它软件相类似，可做参考），通过分析数控铣削加工中各种进刀方式的特点和适用性，在自动编程中如何正确选择进刀方式以达到提高加工效率以及零件表面质量进行探讨。
2. 轮廓加工中的进刀方式2.1法线进刀和切线进刀轮廓加工进刀方式一般有两种：法线进刀和切线进刀，如图1中（a）、（b）所示。
法线进刀由于容易产生刀痕，因此一般只用于粗加工或者表面质量要求不高的工件。
法线进刀的路线较切线进刀短，因而切削时间也就相应较短。
在一些表面质量要求较高的轮廓加工中，通常采用加一进刀引线再圆弧切入的方式，如图2所示，使圆弧与加工的第一条轮廓线相切，能有效地避免因法线进刀而产生刀痕，而且在切削毛坯余量较大时离开工件轮廓一段距离后下刀再切入，很好地起到了保护立铣刀的作用。
需要说明的是：在手工编写轮廓铣削程序时为了编程的方便，或者为了弥补刀具的磨损，常常采用刀补方式进行编程，即在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按图样尺寸编程，再在加工时输入刀具的半径（或补偿量）至指定的地址进行加工，但要注意的是，如图3所示，切入圆弧的R值需大于所使用的刀具半径r，否则无法建立补偿而出现报警。
至于进刀引线的长短则要根据实际情况计算，但要注意减少空刀的行程。
2.2 非典型轮廓加工中的进刀方式对于一些非典型轮廓的加工，采用切线进退刀的同时，还应沿轮廓多走多一个重叠量L，可以有效避免因进刀点和退刀点在同一位置而产生的刀痕。
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基于数控机床的插铣加工方法
摘要：本文通过对几类常见铸件机箱零件垂直面的常规加工方法归纳总结，提出一种可在数控机床上进行插铣的加工方法。
该方法相对于普通插床具有效率高、加工表面质量高及可程序控制等优点。
目前已推广应用于各类航空惯导、飞控铸件机箱的插铣加工中。
铸件机箱及框架类零件内腔均存在元器件安装定位的垂直面，由于该垂直面为安装定位面，其尺寸精度和形位公差精度要求往往很高。
常规加工方法是利用普通插床插铣或者电火花加工，此类加工方法虽能达到产品要求，但存在制造周期长、工人劳动强度大且受工种限制等因素，导致产品交付困难，无法满足分厂快速发展及客户的需求。
为有效解决此类铸件机箱产品的生产瓶颈问题，一种基于数控机床的插铣加工方法应运而生。
该方法基于数控机床的垂直运动，设计制造一种插铣刀具，达到比普通插床加工精度更高的技术要求。
本文选取三类典型铸造零件进行深入的工艺分析，通过对各类加工方法的提炼总结，提出一种基于数控机床的插铣加工方法，解决机箱产品垂直面的加工难题，并得到产品验证。
1.垂直面常规加工方法
（1）安装座。
安装座有三处垂直面，如图1所示，垂直面高96mm，对底面垂直度为0.03mm，表面粗糙度值Ra=
1.6μm。
安装座的三处垂直面主要有两类加工方法：①数铣→电火花→钳工。
②数铣→普通插床→钳工。
两种加工方法的主要缺点：一是加工制造周期长；二是产品质量不高。
两种方法加工时间如表1所示。
方法1采用电火花加工，不仅加工时间长，而且表面质量差。
方法2采用普通插床加工，由于垂直度要求很高，不能采用活动刀头，只能用固定刀头装夹刀具，导致刀具在零件表面往复摩擦，刀具使用寿命大大缩短，同时产品加工表面质量较差。
此外，两种方法皆需要依靠钳工对垂直面进行打磨抛光，导致工人劳动强度大，生产效率低，无法满足大批量稳定化生产的需要。
（2）机箱。
机箱内腔有4处圆凸台面，如图2所示，4处圆凸台面要求共面，对机箱底面的垂直度为0.02mm，表面粗糙度值Ra=
1.6μm。
主要加工方法：数铣→普通插床→钳工。
缺点：加工制造周期长。
数铣加工时间120min，电火花120min，钳工打磨180min，加工时间共计420min。
机箱内腔4处凸台面高出机箱内壁仅1mm，靠近机箱底面的两处圆凸台距机箱上表面170mm，超过加工中心机床行程，故无法用铣刀加工。
采用普通插床加工，由于此零件精度要求高，无法用活动刀头加工，只有通过插削加工，留少量余量，再由钳工研磨的方法加工，这样工人劳动强度大，生产效率低，不能满足高效生产需要。
（3）内
框架。
内框架垂直面如图3所示。
内腔垂直面对上表面的垂直度为0.02mm，相对距离为180mm，高度为130mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm。
主要加工方法：数铣→普通插床→钳工。
缺点：加工制造周期长。
数铣加工时间240min，普通插床120min，钳工打磨210min，加工时间共计570min。
内框架刚度差，技术要求高，如果采用慢走丝线切割加工，可以一次保证质量要求。
但一方面铸件中存在少量的杂质或夹渣，该类物质不导电，从而导致线切割加工过程中，钼丝漂移，错误切割到非加工的导电部位，导致零件报废。
另一方面慢走丝线切割加工成本高，效率低，不能适应快速、高效的生产需要。
采用普通插床加工面，由于产品精度高，插削刀具在零件表面往复摩擦导致刀具磨损大，无法保证垂直度和表面粗糙度质量要求，必须留少量余量，由钳工研磨，保证产品的各项技术要求。
综合上述三类典型铸件零件垂直面加工分析可知：常规的加工方法虽然能保证产品质量，但是制造周期长，加工效率低，生产成本高，工人劳动强度大，无法满足批量化、稳定化且高效快速化的生产需要。
2．解决方案为解决上述三类零件生产中遇到的相同瓶颈问题，借鉴普通插床的加工原理，结合分厂机床设备特点，提出一种基于数控机床的插铣加工方法。
该方法是对已丧失部分功能的VA-35数控机床进行工艺改进，变废为
宝，改进后的数控机床可作为数控插床使用，能有效解决上述各类零件的加工难题。
（1）VA-35数控机床改造。
由于VA-35数控机床老旧，且定位精度降低，目前只能用于零件精度要求低的粗加工。
虽然机床做旋转运动的精度降低，但是机床主轴做上下往返运动的精度是完好的。
考虑到上述提到的三类零件主要为垂直面加工，结合普通插床的加工原理，若能将数控机床进行改造，只利用其主轴做普通插床的上下往返运动，即可实现普通插床的功能。
不仅如此，数控机床较普通插床还具有其他优点：行程大。
VA-35垂直方向行程达450mm，比普通插床行程大250mm。
可实现程序控制，更便于操作，减少人为操作找尺寸带来的不便和误差大的缺点。
可实现单向进给运动。
刀具下降至最低点后可利用数控编程，进行退刀，不损伤已加工面的表面质量。
润滑冷却更加充分。
基于上述优点，设计制造一种可用于数控机床的插铣刀具，如图4所示，法兰盘3联接在机床主轴箱端盖上，插刀杆2固定安装在法兰盘3中，配合间隙为
0.05mm，插刀杆的前端安装VBGT11 03 04LF刀片1，该刀具的使用可将数控机床改造为数控插床。
此类改造未使用机床主轴，对主轴精度无影响。
由于留给插削加工余量较小（不大于0.2mm），并且插削铝材切削力小，切削过程无冲击，主轴在下降过程中主轴箱质量远远大于切削力，所
以对机床丝杠精度和导轨精度无影响。
（2）机床对比。
普通插床的加工原理如图5所示。
普通插床在刀具下降至最低点时不能作退刀运动，只能沿已加工面垂直升起，这样刀具通过已加工面时，会不停的摩擦，导致拉伤已加工面，影响加工面表面粗糙度质量。
普通插床靠工人手动进给、手动润滑、手动找坐标尺寸，带来人为操作的不确定性，手动操作误差较数控控制大，工人劳动强度高，且生产效率较低。
数控机床经过改造成为数控插床后的加工原理如图6所示。
刀具在程序控制下做上下运动，下刀切削时刀具接触加工表面，下降至最低点后，利用程序控制刀具作退刀运动，刀具抬起离开加工表面，回到加工原点。
刀片采用VBGT11 03 04LF硬质合金刀片，锋利耐磨，易于更换，能获得较高的表面粗糙度质量。
刀具运动靠数控程序控制，零件加工的尺寸精度得到有效控制。
此外，通过退刀编程处理可有效控制刀具运动，避免像普通插床插刀的往复运动时对已加工面的拉伤，保证加工面的表面质量。
（3）效果验证。
采用数控插床加工后，各类零件的生产效率大大提升，产品质量也得到巨大提高。
改善后的安装座、机箱及内框架的主要加工流程为：数铣→数控插铣→钳工，其加工制造时间如表2所示。
从表2可以看出：安装座用数控插铣加工后，加工时间较方法1缩短385min，较方法2缩短265min，生产
效率提高至少5倍。
零件经过打表测量，垂直度实测为0.015mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm，完全符合图样要求。
机箱采用数控插加工：加工时间较常规加工缩短370min，生产效率提高近10倍。
零件送三坐标计量中心计量，垂直度实测为0.01mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm，完全符合图样要求。
内框架采用数控插加工，加工时间较常规加工缩短440min，生产效率提高近5倍。
零件送三坐标计量中心计量，垂直度实测为0.015mm，表面粗糙度值
Ra=0.8μm，完全符合图样要求。
通过上述三种类型零件加工验证后，不难发现，零件的实际尺寸精度、形位公差精度及表面粗糙度质量都比图样要求的要高。
产品质量得到巨大提高。
更重要的是，生产效率得到巨大提高，许多产品按以往要45天交付客户的，经过改用数控插铣加工后，提前7天就可以给客户发货，而且产品质量较之前有巨大提高，受到客户高度赞扬。
3.结语基于数控机床的插铣加工方法不仅能成倍提高生产效率，缩短零件制造周期，还大大提高了产品质量。
与此同时，基于数控机床的插铣加工大大降低了工人劳动强度，为分厂节约大量成本，对分厂降本增效、推行AOS生产运营管理及内部市场化等方面都起到巨大作用，创造巨大经济效益。
改善的产品加工方法已纳入工艺文件中，进行固化，保障了产品生产的稳定性。
另外，该数控插铣方法已进行广泛推
广应用，如电器盒、外框架等产品。
基于数控机床的插铣加工方法得到领导及同事的一致肯定，同时也得到了客户的一致好评，该加工方法取得成功。
参考文献：[1]王先逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2001. [2]李庆涛.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，1984. [3]臧勇.现代机械设计方法[M].北京：冶金工业出版社，1998. [4]冯冠大.典型零件机械加工工艺[M].北京：机械工业出版社，1986. （本文发表在《金属加工（冷加工）》杂志2016年第13期，作者单位：中航工业成都凯天电子股份有限公司）。