插銑法（Plunge milling）又稱(chēng)之為Z軸銑削法。該方法加工效率高，對(duì)機(jī)床精度要求不太高，而且穩(wěn)定性隨著加工深度增加而提高。特別適合難加工材料的型腔清角，刀具懸伸長(zhǎng)度大的零件的挖腔或通孔的加工。插銑銑削作為一種新興的高效銑方式，已逐漸被機(jī)械加工行業(yè)所認(rèn)可，尤其是在航空工業(yè)、模具制造業(yè)中逐漸得到推廣和應(yīng)用。
插銑法主要有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：
①相對(duì)于端面銑削法，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)度大的加工，采用插銑法加工可使加工時(shí)間縮短50%～75%。
②降低作用于機(jī)床徑向的切削力，這樣使得主軸磨損的機(jī)床仍可用于插銑而不影響工件的加工質(zhì)量。
③可減少工件的變形，這意味著對(duì)于薄壁類(lèi)零件的加工可以更好地控制變形量對(duì)工件質(zhì)量的影響。
④由于插銑法對(duì)刀具的穩(wěn)定性會(huì)隨著加工深度的增加而提高，可實(shí)現(xiàn)需要刀具懸伸長(zhǎng)度較大的零件加工，并能夠保證加工質(zhì)量，可以很好的實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)品或者模具的高切削深度、高表面質(zhì)量和高形位精度的零件加工。
1.加工工藝分析
某加工零件如圖所示，材料使用的是經(jīng)過(guò)熱處理的40cr鋼，硬度可達(dá)到55～60HRC，由于6個(gè)孔的深度為50mm，而孔直徑僅為8.2mm，刀具懸伸長(zhǎng)度較刀具直徑比例較大，這樣就會(huì)使得刀具剛性極差，在加工過(guò)程中常常出現(xiàn)振刀和讓刀現(xiàn)象，刀具使用壽命大幅縮短，并且影響工件加工質(zhì)量，在精加工時(shí)，由于采用8mm銑刀完成8.2mm孔加工，刀具在拐角的切寬較大，刀具受到的抗力增大，變化的切削力容易造成刀具的折斷。
（1）原加工工藝方案。原加工工藝采用端面外形銑削加工6個(gè)孔以及圓角，由于孔直徑8.2mm，使用φ8mm銑刀對(duì)零件進(jìn)行加工，如采用φ6mm銑刀，刀具剛性更差，完成切削難度加大，而采用φ8mm銑刀，外形輪廓銑削工件，刀具在拐角處切削刀寬加大，而且切削間距只有0.2mm，切削方向的突然改變，會(huì)使得切削讓刀嚴(yán)重，無(wú)法達(dá)到預(yù)期尺寸，并且在精修側(cè)壁時(shí)切削力非常大，很容易造成刀具折斷或者零件竄動(dòng)，使得零件報(bào)廢。同時(shí)由于刀具懸伸長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，為減少切削力，切削時(shí)每層切削深度僅為1mm，小圓柱高50mm，需要切削50層，而且由于拐角很小，進(jìn)給速度設(shè)定50mm/min，切削效率很低。
采用這種加工工藝，加工中遇到的問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：
①由于零件材料硬度較高，采用小吃刀量，刀尖部分磨損很?chē)?yán)重。
②由于刀具懸伸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，刀具切削時(shí)振動(dòng)嚴(yán)重，刀具切削刃容易斷裂，同時(shí)讓刀問(wèn)題嚴(yán)重。
③刀具在拐角時(shí)轉(zhuǎn)向速度過(guò)快，突然增大的切削力使得刀具容易折斷。
④由于無(wú)法采用大吃刀量、高進(jìn)給的切削，使得加工時(shí)間長(zhǎng)，效率低。
（2）加工工藝的改進(jìn)。由于圓柱垂直度要求較高，刀具懸伸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，傳統(tǒng)加工方法很難達(dá)到加工要求，而插銑法在加工過(guò)程中主要受到Z向徑向力，主軸的功率完全作用在工件上，刀具的進(jìn)給量一致，避免了對(duì)刀具側(cè)向的切削力，使得加工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象，而且插銑法對(duì)于刀具穩(wěn)定性會(huì)隨著加工深度增加而提高，使得切削更加平穩(wěn)。
2.加工效果對(duì)比
由附表可以看出，采用同樣的加工參數(shù)，外形銑削對(duì)加工外形循環(huán)50次，用時(shí)需要3h，而且在加工過(guò)程中很容易出現(xiàn)崩刀和讓刀現(xiàn)象，無(wú)法達(dá)到加工要求。插銑法加工只需要對(duì)每個(gè)孔插銑兩次，并對(duì)外形進(jìn)行5次循環(huán)加工，用時(shí)只需要1h，加工不會(huì)出現(xiàn)讓刀，可以達(dá)到加工要求。采用插銑法效率提高200%，并且加工質(zhì)量更好。
基于數(shù)控機(jī)床的插銑加工方法不僅能成倍提高生產(chǎn)效率，縮短零件制造周期，還大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。插銑技術(shù)是一項(xiàng)正在發(fā)展的新型加工技術(shù)，由于插銑具有效率高、快速切除大量金屬的優(yōu)點(diǎn)，并且非常適合于難加工材料（如鈦合金）和一些復(fù)雜曲面的零件，因此在許多領(lǐng)域，尤其是在航空航天領(lǐng)域正在逐步擴(kuò)大應(yīng)用。
