與眾不同
如果要在現代加工中有效地應用冷卻液并表現出與眾不同的效果,就需要更多地使用高壓噴射冷卻,其流量必須足夠大,射流方向也要正確。僅僅只采用一條冷卻液流或將冷卻液澆向加工區域做法已經無法滿足需要。此外,合理運用高壓冷卻(HPC)與常規冷卻相比會在一下方面有顯著區別:
● 切屑形成;
● 切削熱的分布;
● 工件材料在切削刃上優良的粘結性;
● 表面完整性;
● 刀具磨損;
通過不斷改進以下目標從而提升競爭力,這些基本的加工因素也相應地影響著制造結果。
● 生產效率;
● 刀具壽命;
● 切屑控制和排屑;
● 零件加工質量
HPC在一般的加工特別是在不銹鋼和低碳鋼的加工時效果不錯,不過對難加工材料例如鈦合金和耐熱超級合金的加工表現出了更驚人的結果。近期有關HPC的大量研發使其更易使用,也更為誘人。

Jetbreak 系統引領著創新概念
在上個世紀八十年代到九十年代,山特維克可樂滿開發了第一款高壓冷卻液系統Jetbreak。研究表明,對可加工性和切屑控制方面要求苛刻的難加工材料來說,高達100~1000巴的超高壓、方向精確的冷卻液射流已經成為切削刀具的一部分。冷卻液射流迫使其進入切屑和切削刃之間并同時形成一個液壓楔,這樣就縮短了切屑和切削刃的接觸長度,從而降低了加工區域的溫度。另外一個有趣的效果是冷卻液噴射流會影響切屑的卷曲,從而改善了切屑控制,某些情況下還會導致斷屑。
通過應用一些相應的非標刀具,Jetbreak已成為可加工性差和/或斷屑困難材料的理想解決方案。冷卻液壓力的分布以及冷卻液噴嘴的尺寸會對加工結果產生很大的影響。 通過變化不同的射流參數,可獲得不同的卷屑效果,有可能把帶狀屑導至所需的方向甚至改善切屑的長度。Jetbreak已經有了少量的實際應用,以解決石油、航空航天和滾動軸承行業中遇到的問題。但是,Jetbreak需要配備專用的非標刀柄,主要在立式車床上使用。
標準的HPC系統
許多現代機床帶有標配或選配的壓力為70到100巴的冷卻系統,這足以使用HPC系統,可獲得杰出的性能和加工結果。這樣HPC也能更廣泛地用于加工中心、車削中心、立式車床和多任務機床。標準設備足以提供通向射流應用區域的冷卻液通道。
高壓冷卻液加工的一個重要基礎是模塊化刀具,它不僅通過快速換刀在一定程度上確保機床停機損失最小,而且提供了將冷卻液從機床可靠有效地引向切削刃的通道。模塊式快換刀具系統可樂滿 Capto是Jetbreak和新型標準高壓冷卻刀具CoroTurn HP的開發基礎。本系統是理想的模塊式平臺,其設計采用了內冷卻,也能適用于高壓冷卻。可樂滿 Capto已經成為ISO標準,被許多刀具固定和/或刀具旋轉的數控機床所選用。
用于HPC的銑刀帶有內冷通道,并可根據刀具類型和適用的應用場合配備相應的噴嘴。 冷卻液通道與機床或其它泵相連,以供應約70巴壓力的冷卻液。目前這種冷卻液供應已被廣泛應用,雖然涉及到的壓力不是在類似Jetbreak這樣的特殊應用場合中的超高壓,但是在其應用的范圍內足以在加工性能和結果上獲得明顯的改善。 這一概念充分利用了許多用戶加工車間已有的或將要投入的能力和資源。

用于車削的HPC
CoroTurn HP是一種用于車削HPC應用的新型標準可樂滿Capto刀具概念。它能夠產生平行的精確冷卻液噴射以在刀片和切屑之間產生液壓楔,影響切屑形成和流動并降低加工區域的溫度。靠近切削刃安裝的噴嘴準確地噴射出高速冷卻液射流,迫使切屑離開刀片表面并使切屑冷卻和斷裂成更短的長度以利排屑。標準的噴嘴尺寸為1mm,也有0.6 mm到 1.2mm尺寸可供特定的優化應用。
已經證明即使在冷卻液壓力低至10 巴時,使用HPC系統精加工包括鋼、不銹鋼、鋁以及鈦合金和耐熱超級合金等任可獲得相當的益處。除了由更好的切屑控制帶來的更高的加工安全性之外,HPC還能明顯延長刀具壽命并具有采用更高切削速度的潛力,通過使用HPC,通常能提高刀具壽命50%。
與其他任何因素相比,切削速度對切削溫度和刀具磨損的影響更大。加工鈦合金時,超出合理區域后的切削速度的增大會導致刀具壽命急劇縮短。但是在類似的情況下增加進給量,刀具壽命的縮短就沒有那么明顯。因此,通過改變進給量以改善金屬去除率成為更具吸引力的方案。但是,進給量的增加肯定會產生更大的切削力,可能還會影響切屑控制,因而使用高進給量并非總是一種萬全之策。
憑借可使用更高的切削速度但同時又不會出現常見的溫度升高和刀具壽命損失, HPC具有通過提高切削速度而提升加工性能的潛力。對于按照ISO S類的材料,能夠在保持相同切削長度的同時提高20%的切削速度。
內圓車削也是HPC能夠發揮重要作用的一個領域,它有助于確保良好的切屑形成,在加工難加工材料例如鈦合金時還能改善材料的剪切性能。 這樣,在進行鏜削工序時可獲得更高的加工安全性以及更長的刀具壽命。當采用鏜桿加工相對大而深的孔,例如起落架零件時,采用前后端均帶模塊式接口的模塊式刀具概念是十分有利的。由于能夠<

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