加工航空零件時(shí)所用冷卻液的角色正在經(jīng)歷一定程度的演變枪笆。加工車間多年來(lái)的做法是：直接將冷卻液沖向加工區(qū)域摊梯，特別是對(duì)于需要使用冷卻液加工的材料∩曰現(xiàn)在履剔，高壓冷卻技術(shù)可將冷卻液精準(zhǔn)地導(dǎo)向加工區(qū)域，能夠獲得一些新的益處钠彬。隨著與之配套的全新刀具概念的推出轨来，高壓冷卻技術(shù)已經(jīng)在很多現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床上廣泛地使用⌒诟模　　

　　與眾不同　　

　　如果要在現(xiàn)代加工中有效地應(yīng)用冷卻液并表現(xiàn)出與眾不同的效果基霞，就需要更多地使用高壓噴射冷卻，其流量必須足夠大僵禁，射流方向也要正確阎瘩。僅僅只采用一條冷卻液流或?qū)⒗鋮s液澆向加工區(qū)域做法已經(jīng)無(wú)法滿足需要。此外碰缔，合理運(yùn)用高壓冷卻（HPC）與常規(guī)冷卻相比會(huì)在一下方面有顯著區(qū)別：
　　? 切屑形成账劲；
　　? 切削熱的分布；
　　? 工件材料在切削刃上優(yōu)良的粘結(jié)性金抡；
　　? 表面完整性瀑焦；
　　? 刀具磨損；

　　通過(guò)不斷改進(jìn)以下目標(biāo)從而提升競(jìng)爭(zhēng)力 ，這些基本的加工因素也相應(yīng)地影響著制造結(jié)果榛瓮，
　　? 生產(chǎn)效率铺董；
　　? 刀具壽命；
　　? 切屑控制和排屑禀晓；
　　? 零件加工質(zhì)量

　　HPC在一般的加工特別是在不銹鋼和低碳鋼的加工時(shí)效果不錯(cuò)精续，不過(guò)對(duì)難加工材料例如鈦合金和耐熱超級(jí)合金的加工表現(xiàn)出了更驚人的結(jié)果。近期有關(guān)HPC的大量研發(fā)使其更易使用匆绣，也更為誘人驻右。

　　Jetbreak 系統(tǒng)引領(lǐng)著創(chuàng)新概念

　　在上個(gè)世紀(jì)八十年代到九十年代，山特維克可樂(lè)滿開發(fā)了第一款高壓冷卻液系統(tǒng)Jetbreak崎淳。研究表明境猜，對(duì)可加工性和切屑控制方面要求苛刻的難加工材料來(lái)說(shuō)，高達(dá)100 – 1000 巴的超高壓寨衣、方向精確的冷卻液射流已經(jīng)成為切削刀具的一部分胸叠。冷卻液射流迫使其進(jìn)入切屑和切削刃之間并同時(shí)形成一個(gè)液壓楔，這樣就縮短了切屑和切削刃的接觸長(zhǎng)度遇托，從而降低了加工區(qū)域的溫度债烹。另外一個(gè)有趣的效果是冷卻液噴射流會(huì)影響切屑的卷曲，從而改善了切屑控制笔广，某些情況下還會(huì)導(dǎo)致斷屑闪侨。

　　通過(guò)應(yīng)用一些相應(yīng)的非標(biāo)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灿西。冷卻液壓力的分布以及冷卻液噴嘴的尺寸會(huì)對(duì)加工結(jié)果產(chǎn)生很大的影響挑明。 通過(guò)變化不同的射流參數(shù)，可獲得不同的卷屑效果善婉，有可能把帶狀屑導(dǎo)至所需的方向甚至改善切屑的長(zhǎng)度沪翔。Jetbreak已經(jīng)有了少量的實(shí)際應(yīng)用，以解決石油抄瓦、航空航天和滾動(dòng)軸承行業(yè)中遇到的問(wèn)題潮瓶。但是，Jetbreak需要配備專用的非標(biāo)刀柄钙姊，主要在立式車床上使用毯辅。

　　標(biāo)準(zhǔn)的HPC系統(tǒng)

　　許多現(xiàn)代機(jī)床帶有標(biāo)配或選配的壓力為70到100 巴的冷卻系統(tǒng)，這足以使用HPC系統(tǒng)煞额，可獲得杰出的性能和加工結(jié)果悉罕。這樣HPC也能更廣泛地用于加工中心、車削中心立镶、立式車床和多任務(wù)機(jī)床。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備足以提供通向射流應(yīng)用區(qū)域的冷卻液通道类早。

　　高壓冷卻液加工的一個(gè)重要基礎(chǔ)是模塊化刀具媚媒，它不僅通過(guò)快速換刀在一定程度上確保機(jī)床停機(jī)損失最小嗜逻，而且提供了將冷卻液從機(jī)床可靠有效地引向切削刃的通道。模塊式快換刀具系統(tǒng)可樂(lè)滿 Capto是Jetbreak和新型標(biāo)準(zhǔn)高壓冷卻刀具CoroTurn HP的開發(fā)基礎(chǔ)缭召。本系統(tǒng)是理想的模塊式平臺(tái)栈顷，其設(shè)計(jì)采用了內(nèi)冷卻，也能適用于高壓冷卻嵌巷》校可樂(lè)滿 Capto已經(jīng)成為ISO標(biāo)準(zhǔn)，被許多刀具固定和/或刀具旋轉(zhuǎn)的數(shù)控機(jī)床所選用恋都。

　　用于HPC的銑刀帶有內(nèi)冷通道处膛，并可根據(jù)刀具類型和適用的應(yīng)用場(chǎng)合配備相應(yīng)的噴嘴。 冷卻液通道與機(jī)床或其它泵相連程伞，以供應(yīng)約70巴壓力的冷卻液胆抓。目前這種冷卻液供應(yīng)已被廣泛應(yīng)用，雖然涉及到的壓力不是在類似Jetbreak這樣的特殊應(yīng)用場(chǎng)合中的超高壓暴既，但是在其應(yīng)用的范圍內(nèi)足以在加工性能和結(jié)果上獲得明顯的改善辽察。 這一概念充分利用了許多用戶加工車間已有的或?qū)⒁度氲哪芰唾Y源。

　　用于車削的HPC

用于車削的Capto  HPC刀具

　　CoroTurn HP是一種用于車削HPC應(yīng)用的新型標(biāo)準(zhǔn)可樂(lè)滿Capto刀具概念磁饮。它能夠產(chǎn)生平行的精確冷卻液噴射以在刀片和切屑之間產(chǎn)生液壓楔腰步，影響切屑形成和流動(dòng)并降低加工區(qū)域的溫度〖跎伲靠近切削刃安裝的噴嘴準(zhǔn)確地噴射出高速冷卻液射流堆鸦，迫使切屑離開刀片表面并使切屑冷卻和斷裂成更短的長(zhǎng)度以利排屑。標(biāo)準(zhǔn)的噴嘴尺寸為1mm缔莲，也有0.6 mm到 1.2mm尺寸可供特定的優(yōu)化應(yīng)用哥纫。

　　已經(jīng)證明即使在冷卻液壓力低至10 巴時(shí)，使用HPC系統(tǒng)精加工包括鋼痴奏、不銹鋼蛀骇、鋁以及鈦合金和耐熱超級(jí)合金等任可獲得相當(dāng)?shù)囊嫣帯３擞筛玫那行伎刂茙?lái)的更高的加工安全性之外读拆，HPC還能明顯延長(zhǎng)刀具壽命并具有采用更高切削速度的潛力擅憔，通過(guò)使用HPC，通常能提高刀具壽命50%檐晕。

　　與其他任何因素相比暑诸，切削速度對(duì)切削溫度和刀具磨損的影響更大。加工鈦合金時(shí)辟灰，超出合理區(qū)域后的切削速度的增大會(huì)導(dǎo)致刀具壽命急劇縮短个榕。但是在類似的情況下增加進(jìn)給量，刀具壽命的縮短就沒(méi)有那么明顯。因此西采，通過(guò)改變進(jìn)給量以改善金屬去除率成為更具吸引力的方案凰萨。但是，進(jìn)給量的增加肯定會(huì)產(chǎn)生更大的切削力眠便，可能還會(huì)影響切屑控制笤碍，因而使用高進(jìn)給量并非總是一種萬(wàn)全之策。

　　憑借可使用更高的切削速度但同時(shí)又不會(huì)出現(xiàn)常見的溫度升高和刀具壽命損失其便， HPC具有通過(guò)提高切削速度而提升加工性能的潛力支赖。對(duì)于按照ISO S類的材料，能夠在保持相同切削長(zhǎng)度的同時(shí)提高20%的切削速度蘑杭。

　　內(nèi)圓車削也是HPC能夠發(fā)揮重要作用的一個(gè)領(lǐng)域访跪，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(shí)還能改善材料的剪切性能慈柑。 這樣乳吉，在進(jìn)行鏜削工序時(shí)可獲得更高的加工安全性以及更長(zhǎng)的刀具壽命。當(dāng)采用鏜桿加工相對(duì)大而深的孔菱计，例如起落架零件時(shí)醋躏，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。由于能夠快速準(zhǔn)確地更換夾緊在機(jī)床上鏜桿前端的較小的切削模塊壤生，因此為在一次裝夾中進(jìn)行各種切削提供了相當(dāng)大的靈活性擒买。 CoroTurn SL將帶齒紋接口的切削刀頭與防振鏜桿相結(jié)合用于鏜削深度為10倍直徑的大孔，也具備了HPC的能力耀里。

　　用于銑削的HPC

用于銑削的HPC刀具-CoroMill690長(zhǎng)刃銑刀

　　通過(guò)中心冷卻蜈缤，HPC也為銑削帶來(lái)益處。 CoroMill 690是一款專用于鈦合金加工的具有HPC能力的長(zhǎng)刃立銑刀冯挎。其每個(gè)切削刃都由許多刀片組成底哥，而每個(gè)刀片都有相應(yīng)的冷卻液噴嘴為其提供高壓噴射。 在無(wú)需使用銑刀的整個(gè)軸向深度的情況下房官，可以使用塞子代替噴嘴趾徽，這樣可以避免不必要的空噴射而浪費(fèi)冷卻液壓力。位于刀具端部的噴嘴有助于排屑翰守，避免出現(xiàn)切屑的再切削效應(yīng)（特別是在型腔加工中）孵奶。

　　為了確保運(yùn)用冷卻液流和壓力的正確數(shù)值，可采用專用計(jì)算器來(lái)實(shí)現(xiàn)HPC在銑刀上的最佳應(yīng)用（輸入機(jī)床的冷卻液流速和壓力蜡峰、切削參數(shù)了袁、軸向切深等）。該計(jì)算器將算出噴嘴的尺寸湿颅，這樣可實(shí)現(xiàn)最佳的加工效果并降低流量要求载绿，同時(shí)保持所選孔在冷卻液通過(guò)時(shí)保持高壓流動(dòng)渠余。      

　　鈦合金化學(xué)性質(zhì)活性，因而在加工過(guò)程中容易粘結(jié)在切削刃上研歧。這種現(xiàn)象通常會(huì)引起切屑的再切削效應(yīng)和擠屑积碍，從而影響刀具的壽命。在加工鈦合金和其它粘性材料時(shí)枝捷，HPC是防止工件材料粘接在切削刃上的一種常用方法。

　　在加工過(guò)程中產(chǎn)生的溫度和施力會(huì)影響零件表面完整性奋完。冷卻液的使用在控制溫度方面起到一定作用宽藏，因此HPC可提供更加可靠的表面完整性。刀具噴嘴直接對(duì)準(zhǔn)刀片上與精加工表面相接觸的部分淫兑。因?yàn)镃oroTurn HP噴嘴是不可調(diào)的闺撩，這樣就可消除大量的變數(shù)，從而獲得更可靠和一致的加工過(guò)程二谤。

　　優(yōu)化現(xiàn)有工序

　　與可樂(lè)滿 Capto相結(jié)合娩鬼，很容易將CoroTurn HP加入到這些應(yīng)用場(chǎng)合。與粗加工工序相比继射，在半精車和精車中佣盒，切削液組成的液壓楔更易施入加工區(qū)域，切屑厚度更好控制顽聂，更容易應(yīng)用液壓楔肥惭。 

　　高壓加工不應(yīng)被視為彌補(bǔ)因其它應(yīng)用因素（例如刀片不合適、加工不穩(wěn)定性紊搪，切削參數(shù)不正確等）而導(dǎo)致的缺點(diǎn)的手段蜜葱。HPC是當(dāng)工序設(shè)定基本正確時(shí)的“優(yōu)化器”。該概念在車削和銑削中為實(shí)現(xiàn)更短的加工時(shí)間耀石、改善的零件質(zhì)量一致性以及更高的加工安全性提供了解決方法牵囤。   

　　對(duì)各種加工工序優(yōu)化的需求，特別是當(dāng)對(duì)切屑形成和難加工材料的加工站主導(dǎo)地位時(shí)滞伟，很容易在當(dāng)今機(jī)床上采用的HPC成為極具吸引力的選擇揭鳞。多任務(wù)機(jī)床以及新一代的立式車床的日益流行已經(jīng)突顯出采用高壓冷卻加工的益處，從切屑控制的角度來(lái)看更是如此诗良。由于制造商越來(lái)越廣泛地使用這些機(jī)床來(lái)加工難加工材料制成的航空零件汹桦，因此如何消除由于切屑的堆積而導(dǎo)致的麻煩愈加重要。

（國(guó)際金屬加工網(wǎng)編輯：劉海濤）

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