自2000年起,伊斯卡為不同用戶的各種應用,設計制作了數百種非標高壓冷卻刀具,積累了豐富的經驗。十余年的發展,伊斯卡早已開發了一系列的標準高壓冷卻刀具,全面涵蓋了ISO車刀,切槽刀,切斷刀系列;加工鈦合金,高溫合金,切削速度可提升200%;在加工難加工材料的應用中,切屑控制更佳;加工鈦合金,耐熱合金,合金鋼,刀具壽命提高100%。

而J H P高壓冷卻系列刀具的開發,對高壓冷卻刀具在航空工業及醫療器械工業中的應用,意義尤其深遠。

高壓冷卻刀具的工作原理:

從外置高壓泵出來的冷卻液,經由越來越窄的冷卻噴嘴通孔,其壓力得以增大。從噴嘴出來的冷卻液速率非常高,直接噴射到切屑與刀片前刀面間的切削區域,降低了切削溫度,保護切削刃免除受到熱沖擊。

加工高溫合金時,會產生很高的切削熱,采用高壓冷卻加工方式后,除了有效降低切削區域的切削熱,還使得切屑脆性增加,易于折斷。而獲取短小切屑,使得切屑不再纏繞在工件周圍,加工過程無需再因人工去除長的纏繞屑而頻繁停機。

常規冷卻,切屑會阻止冷卻液到達切削區域的前刀面;高壓冷卻,冷卻液能精準直達刀片前刀面與切屑之間的切削區域,這有效延長了刀具壽命,并使得加工過程更可靠。而金屬加工領域客戶對縮短切削加工周期,提高加工過程可靠性及獲得更高刀具壽命的追求,促進了高壓冷卻刀具應用的日益廣泛。

伊斯卡J H P高壓冷卻系列刀具,不僅兼備上述優點,而且冷卻液噴口與刀片切削刃距離更近,這帶來以下諸多好處:

● 加工周期更短:加工鈦合金及耐熱合金時,切削速度可提升200%;

● 刀具壽命更長:無論是加工鈦合金、耐熱合金、還是不銹鋼、合金鋼,刀具壽命均可提升100%;

● 實現更佳的切屑控制:即便加工延展性佳的材料或難加工材料,依舊能輕易獲得短的切屑;

● 對切削刃的有效冷卻:降低了切削刃對熱波動的敏感性;

● 安全可靠的加工過程。通用信息:

1. 冷卻液壓力范圍低壓冷卻L P C——冷卻液壓力≤30 bar。對刀具壽命有適當的提升,對切屑的控制并無太大的改善;

中壓冷卻 MPC——冷卻液壓力介于30bar至70bar之間。能提升對切屑的控制,降低切削區域的溫度。機床廠商基本能滿足客戶對冷卻壓力的特殊要求。

高壓冷卻 HPC——冷卻液壓力介于70bar至120bar之間。是JHP系列刀具最常用的冷卻液壓力范圍。刀具壽命,切削速度均得到提高,同時對切屑的控制也更佳。

超高壓冷卻 U H P C——冷卻液壓力介于120bar至400bar之間。因冷卻液壓力過高,需對刀具進行獨特的設計。刀具壽命相比于高壓冷卻時,有小幅提升。在加工鈦合金及耐熱合金時,當用戶以追求短小切屑,更高生產率為目標時,可推薦采用超高壓冷卻UHPC 加工方式。

2. 冷卻液壓力與冷卻液流量每款J H P高壓冷卻刀桿,都設計有一定的冷卻液流量。通過調節冷卻液壓力,可控制冷卻液流量。伊斯卡樣本中,對每款刀桿都附有清楚的冷卻液流量說明。用戶需明確其外置泵能否提供刀具所需的冷卻液流量,而冷卻液流量決定了是否能實現用戶的預期加工效果。外置泵上,通常都會標明最大冷卻壓力和最大流量。

3. 切屑與冷卻液壓力通過調節冷卻液壓力至特定值,可控制冷卻液流量,最終實現斷屑。特定值因刀具及被加工材料而變化。在實際應用中,如若觀察到,切屑未能折斷,可通過適當提高冷卻液壓力來實現最終對切屑的控制。而超過冷卻液壓力的特定值,隨著冷卻液壓力的提升,獲得的切屑將越來越小。也即是,通過修正冷卻液壓力,可實現對切屑形狀及大小的控制。

伊斯卡JHP系列刀具,現已全面涵蓋了ISO車刀,車削-切槽刀,切斷刀。分述于下:

I S O車刀:對于I SO車刀,伊斯卡提供四種冷卻噴嘴, 應用于不同形狀的I S O車刀片。伊斯卡還對I S O車刀進行了改進,除了保留常規的高壓冷卻刀具位于刀片上方的上端冷卻液噴口,還在刀墊下方,增設了前端冷卻液噴口。上端冷卻液噴口,使得切削液能直達刀片前刀面區域;前端冷卻液噴口,使得冷卻液能直達刀片后刀面區域。兩者的結合,加強了加工過程中對切削區域的冷卻控制。針對前端冷卻液噴口,伊斯卡還設計有一調整螺釘,以方便調整其閉合與否。

車削-切槽刀及切斷刀:高壓冷卻在加工各種被加工材料的應用中,切屑控制均更佳。加工難加工材料,譬如,加工鉻鎳鐵合金及鈦合金,采用常規冷卻方式,實現斷屑很困難;而采用高壓冷卻方式,可出色地實現對切屑的控制。高壓冷卻可減少甚至消除積屑瘤現象;特別是當加工不銹鋼及高溫合金時,效果更加明顯。

現將伊斯卡目前提供的標準高壓冷卻刀具列舉如下:(1) I S O車刀,有方刀桿及CAMFIX CAPTO接口形式刀柄;(2) 車削-切槽刀及切斷刀,有CUT-GRIP霸王刀,PENTA五角霸王刀,TANG-GRIP立裝自夾式槽刀等。

采用JHP高壓冷卻系列刀具進行ISO車削及切槽加工時,需注意,冷卻液壓力不要超過刀具可承受的最大安全冷卻液壓力。ISO車刀系列,最大安全冷卻液壓力為 300b ar;車削-切槽系列,最大安全冷卻液壓力為 340bar;切斷系列,最大安全冷卻液壓力為300bar。

采用標準高壓冷卻刀具,引入前沿技術,改善加工工況,有效提升加工難加工材料的能力。■

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