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用于插铣的 ＣＡＤ／ＣＡＭ软件
巾于捕铣技术…现 的１１，｝ｌｌＪ】较琏且发Ｊ挺井不 完善．１州此同ｉｍ太多数 ＣＡＤ／ＣＡＭ软件仍然没柏 包含捕铣功能，｜此软什 中虽然包含ｒ插铣功能， 似缺少适台川产的选项． 包括适应符种１件几何 形状的能力（２Ｄ、３１）等． 和适应各类型铣刀的能 力（侧匠切削、中心切削
目３链台金插铣过程粘∞现象
３个片向Ｉ：均有偏移，从而可能引 ｛２）川具轨迹优化撤然已经
起｛卣铣过程－舢々舰振肌豫””
仃衅Ｉ ＡＤ／ＣＡＭ软件中包禽捕铣模 块．但是由于其本吁模块的小完善性 干¨加丁人员坩利＿ＬＩｊ插铣进行加丁的 经验仍然较少．如何确定韧始加Ｔ佗 置和选择最优化刀ｆ｝路径的问题仍 未能解决，这也在很大程度Ｊ．局限丁
插铣技术的研究现状
ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ Ｐｌｕｎｇｅ
：ｌ：
Ｍｉｌｌｉｎｇ
天津大学
秦旭达贾吴王琦孙晓太
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。目 前国内外各大高校、科研机构以及一些公司开发部门对插铣 相关技术的关注不断加深，使得对插铣的研究不断深入。从 而对其切削机理更加了解，适用于插铣的ＣＡＤ／ＣＡＭ软件和 插铣专用刀具也会不断完善和发展。
进而可能会引起颧振现象．造成刀县 损坏刀ｊ｝和刀片的几何形状在很 大程度上决定ｒ坍削力的大小．对加 丁时的玎其路径优化也有一定的影 响。口前．ｍ现ｒ一种可用于插铣的 新型门具ｉ／＋ｑ，该刀Ｈ的刀片采用独 特的切向史紧方法．々门应用ｔ’妊悬
结束语
插铣技术是一项Ｊ｝：在发胜的新 型加ｌ：技术，ｍ Ｆ插铣＝ｔ．Ｌ４ｉ效卑岛、 能够快速叼除大量金属的优点．并且 非常适合干加Ｔ难加工材料｛如钍台 金）和一些复杂曲面的零件．闻此在 许多领域．尤其足在航空航天领域正 在逐步扩大应用。目前国内外各大 高校．科研机构以及一些公司开发部 门对插铣相关技术的关注不断加深， 使得对插铣的研究不断深人．从而对 其切削机理更加了解．适用于插铣的 ＣＡＤ／ＣＡＭ软件和插铣专用刀具也会 不断完善和发展 本文共有参考吏献２『Ｊ篇．因篇幅 所限．未能一一，ｒＩ出．读者如有需要．
插铣的加工方式最先是由国外
蠢旭达 ＊津大学副教授碗士生导师。现
与其他ＮＴ．方式相比，它具有以Ｆ 些优点ｍ２１
７
专家提ｍ的．出现的时间也比较短． 但足由于其特殊的加工方式和比较 显著的加工优势。近几年受到了同内 外许多专家的关注和研究。所谓捕 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， 在重复捕铣达到预定辣度时．刀具不 断地缩回和复位以便于下一次插铣 时可迅速地从垂叠走刀处去除火量 金属．如图Ｉ所，Ｋ
本文链接：/Periodical_hkgyjs201105005.aspx
日前打戈捕
铣的研究Ｅ哥集叶１于捕铣的１’艺优
插铣刀具
艚荇插铣技术的丌盏成熟和应 用的１３箍广泛，山高、伊斯忙、羹格索 尔等各人刀具生产商也纷纷推｝｛｛ｒ 插铣的专用”片 日Ｉｊｉ『，捕铣刀片一般为硬质台金 及其涂层刀肄．疆质合金涂层刀具基 体有较高的韧性和抗弯强度，涂层材 料高温耐磨性好．因此可以采Ｊ；ｌＪ高进 缔速度和高切削速度。但是对于水 同的Ｉ＋件材料．仍然要选用不同碰哆 和涂层的刀具．以便于提高刀具寿命 和加１＝精度。铡如当对钛合金这类 难／ＪｉｌＴ－材料进行加丁时，一般的刀片 可能会产生很严重的粘刀现象．如幽 ３所永。 对于常用于但０向切削的插铣忻 言．侧向力的产生会迫使刀肄偏移．
０ｈ ｑ皇
囤４新型插铣ｍ臭 圈５新型插铣∞片
请向本刊编辑部索取＝（责编ｄ－颖：
４２航空斜遗拄术・２０１１年第５期
万方数据
插铣技术的研究现状
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 秦旭达， 贾昊， 王琦， 孙晓太 天津大学 航空制造技术 AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 2011(5)
特点和应用范围
捕铣加Ｉ：的肌ｒ疗式比较特殊
％敦噼顶Ｂｔ ２【】０１帆５劬１６）资％
４０航审铒遗拄术・２０１１年第５期
万方数据
靛体叶轮７Ｌ坐标捕铣加ｌ。钏…十算
目【辅助制造软件．Ｊｒ＂对该软什，￡成 的＂Ｊｔ－＇射ｔ迹进行ｒ仿真和奠际加工 验证… 在捕铣动力学方面．天津大学对 钍台台（’】＿ｉ６Ａ１４Ｖ】插铣过程巾的铣 削力进行了深人研究．分析ｒ切削力 的特点．构建ｒ纠削力分析试验平 台．对捕铣钛台金过程中的铣削力的 变化规律进行了研究，并建市丁铣削 力模型…．与此同时．天津大学还对 插铣过程中训削温度场分布进行了
２０１１年第５期－航申制造技术４ｌ
影响”“．并对在叫轴机床上捕铣开 式整体１１ｆ轮的Ｗ几路径做了一定的 研究‘１侧，北麻交迸大学引刘多曲面 通道的多坐标数控插铣提什｛ｒ一种 非等参数刀具轨迹七成算法，解决了 生成无干涉的刀具轨迹问题，可以宴 现高效率的粗加工，但对刀具路经的 进一步优化没有深入研究”１。哈尔
ｒ Ｊ。艺参数时铣削力和切削温度的
一种掏槽插铣铣削力的建模方法， 其基本原理是应川机械论方法得 到与切削厚度有关的铣削力模型参 数．从而建立铣削力模型””Ｙｕｓｕｆ Ａｌｔｉｎｔａｓ等人研究丁捕铣过程中的动 力和稳定性，分别建立了频域模婶』和 时域模型，井结合所建ｎ的再生Ⅵ聘 厚度的理沧模型．实现ｒ铣削力和颤 振的预测．并且给出Ｊ’如何减小铣削 过程中颤振的建议”川“
团２开盘式＂片的插铣加工
滨ｉ业大学研究了直纹面叶轮五坐 标插铣加工的戈键技术．白辛开发了
万方数据
臂加Ｔ，奠弯曲力极小． 如阁４所示． 泼月具上有４个切 削刃．在川具正面的切线 方向ｊ：央紧．形成一个平 面。这有利于在加工过 程中形成一个＿Ｆ向刀面， 以降低切削负荷，如图５
所示，
插铣技术面临的问爱
近年来衅管国内外ｘ，Ｈｆｆｉ铣研究 的４ｉ断椿人，插铣技术的应Ｊ＋｜Ⅱ土越来 越ｒ＿泛，但是仍然有许多芦ｌ楚唾待解 决。 （１）稳定性问题；插铣刀乳的 悬伸长度过Ｋ．使得刀杆的刚度很难 保证．从而使得受力的时候容易发，ｔ 弯曲现象，而在插铣过程巾．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、
开盘式叶片１３
国内外的插铣研究现状
捕铣作为一种新型的铣削方式． 在制造业中得到ｒ较为广泛的应用． 同ｎ『实践ｔ｜王｜正明了它的优点，但由ｆ 其｝ｆ｛现的时训鞍矩，时其切削机理等 ＾ｌｎｌ的研究仍然较少 化和动力学２个ｈｍｌ 枉捕铣的１ｊ岂优化方面北京航 卒航火人学将插铣应用ｆ对涡轮叶 盘的粗加Ｔ过程．减小Ｊ’加Ｉ变形． 提高了ｒＪＪ削效率．，１・对捌角的插铣 站径进行丁优化”“西安科技人学 将稀铣成用】＋大直径、宽深流道二 兀叶轮的数控加Ｉ’过程－｛，．用Ｍａｓｔｅｒ ＣＡＭ软件实现ｒ简单的捕铣编程… 西北１、Ｉｋ＾＝学埘ＦＣｌｌ钛合金捕铣 的铣削Ｊ。艺参数进行了优化．并研究
（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小高竹且Ｈ有 更高的加ｒ稳定性．有可能利川老式 机床或功枣』；足的机床获得较高的 加【：效率。 （５）可以减小ｌ。件变形
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（Ｉ）加Ｉ：敛率高，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）川具的悬伸长度比较大，特 别适＿【｝Ｉ于一些模具型腔的粗加丁，并 被推荐用于航空零部件的高效加Ｔ， （３）可以对钛合金等难加丁材 料进行曲面加工或切槽ｊ】ＩＩ
Ｆ．。
任中国振动Ｉ程学会机械动力学学会
第八届理事会理摹．副秘书长．主要从 事难加工材料ｍＩ过程动力学仿真爰 其工艺忧化拄术制造过程监控技术研 究。发表学术论文３０杂篇ＳＣ【／Ｅｌ检 索２０篇农，获省部级科技奖励２项 在研主持国裹基盒ｉ津市基金各１项 国际台作项目１项，
ａｊ■：意Ｉ目 目１插铣｝意图殛实物圈
椿人研究，并建立ｒ温度场有限元分 析模唰，从而ｒｌｒ以较为准确地预测捕 铣过程温度场分如”“ 布网外．Ｊ呻ｎｇ
Ｈ¨ＯＪＩ Ｋｏ挺ｊＩ；了
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６）可＿Ｌ｝ｊ于各种肋ｊ’爿、境可“
用ｒ单件小批器的一次性原’州零件 枷Ｉ。，ｔｌＺ适台足批量零件制造， （７）捕铣加＿［能够以相对较低 的进给速度（一般为５０ｒ／ｒｎｉｎ以上 切削大量的加Ｉ：材辩该ＪＪｎ丁方法 对使ｊ｝ｊ老式机眯的加Ｔ车ｌｈＪ而育，其 盒腻的切削ｊ虫腹”ｒ“１０采Ｊ｝ｊ商速加 『．方法的较新机床丰¨媲荚．有时甚至 超过这些较新的机床 插铣的一个特殊用途就足进行 涡轮叶”的加１２．这种加Ｔ通常是在 一轴或四轴的铣床Ｉ进行的，捕铣 涡轮叶片时，可从ｊ：ｆ｝｛ｆ＝顼部向下｜一直 铣削到『：件根部．塘过Ｘ—Ｙ甲面的 简单’ｒ移．即，ｆｌＪｒＩ丁ｊｌｊ极其复杂的击 面几何形状．罔２为利Ｈ｛捕铣加丁
பைடு நூலகம்
插铣在加工领域的应崩。
（３）有芙插铣动力学方面的研 究仍然较少．从控制铣削力、铣削温 度等角度来减小刀具磨损．确定较好 的丁芝加丁参数仍然很难实现．
等）．很多时候仅仅作为 一种概念出现．功能并不 完善 在刀ｊ｝路径优化方面．具打插 铣模块的主要有ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ、Ｍａｓｔｅ ｒ ＣＡＭ和Ｃｉｍ扎ｌｒ¨ｎ等软件”７”“．但埘 ＂具路径进行优化的效果并小足很 女ｆ．用户的满意度也较差；在动力学 方面．专用于切削的有限无模拟软件 Ｔｈ；ｒｄＷａｖｅ可以利用建立＝维模型． 计算出插铣铣削力和铣削温度场．但 无法计算铣＾Ｉｌ时刀具的振动．对稳定 性问题无能为力１２０ｌ