帶有高壓冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)的切割頭可以對(duì)冷卻劑射流進(jìn)行準(zhǔn)確的定向。通過(guò)把噴嘴設(shè)置在刀刃附近搜贤,即可很好地把切屑從轉(zhuǎn)位刀片表面上清除干凈版仔。采用高壓冷卻系統(tǒng),可以將刀具的使用壽命提升50%吨瞎。
大多數(shù)設(shè)備制造廠家可以在其CNC機(jī)床上采用高壓冷卻潤(rùn)滑劑痹兜。這種設(shè)備的普及引來(lái)了人們對(duì)冷卻劑的使用所作的新評(píng)價(jià)。盡管已經(jīng)有先進(jìn)的設(shè)備問(wèn)世颤诀,但很多企業(yè)仍然還是使用傳統(tǒng)的冷卻方式字旭。在生產(chǎn)效率、工件質(zhì)量和使用壽命等方面崖叫,高壓冷卻系統(tǒng)具有決定性的優(yōu)勢(shì)遗淳。特別是結(jié)合相應(yīng)的刀具方案,可以使高壓冷卻(HPC)在加工難切削材料時(shí)發(fā)揮出更大的潛力心傀。
冷卻劑必須進(jìn)入刀刃與切屑之間的接觸區(qū)域
在傳統(tǒng)的冷卻工藝中止既,冷卻劑射流只是大致對(duì)準(zhǔn)加工區(qū)域,或者完全溢出垂暖。實(shí)際在有效利用冷卻劑方面核瘤,還可以做更多:冷卻劑必須在高壓下準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)刀刃和切屑之間的接觸區(qū)域,并達(dá)到足夠的液體量鼻御。惟有如此揭轰,冷卻劑方可發(fā)揮出其良好的優(yōu)點(diǎn)并改善切削工藝流程。導(dǎo)熱贰筹、切屑形成和排放少炎、刀刃結(jié)瘤、刀具磨損和表面質(zhì)量下降——這些因素都影響著生產(chǎn)效率前挡、設(shè)備使用壽命峡审、切屑控制和工件質(zhì)量。這些也是改善切削工藝流程和提高加工企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵性因素。
在加工不銹鋼和低碳鋼材料時(shí)拨聚,高壓冷卻技術(shù)即可發(fā)揮良好的作用瘤琐。恰恰在諸如鈦金屬和耐高溫超級(jí)合金等難切削的材料上使用HPC技術(shù),可以明顯看出其發(fā)揮的積極作用丑瞧。隨著創(chuàng)新型機(jī)床與刀具的進(jìn)一步發(fā)展柑土,高壓冷卻技術(shù)的效用將越來(lái)越廣。
在20世紀(jì)80和90年代绊汹,SandvikCoromant公司研發(fā)出了第一套高壓冷卻系統(tǒng)Jetbreak稽屏。采用10~100MPa高壓的冷卻劑定向射流方案,以公司內(nèi)部基礎(chǔ)性研究為前提西乖,通過(guò)高壓和準(zhǔn)確定向狐榔,冷卻液在轉(zhuǎn)位刀片的刀刃與切屑之間構(gòu)成了一種隔斷,由此可以縮短接觸時(shí)間获雕,保持切屑區(qū)域的穩(wěn)定薄腻。此外,Jetbreak還可以影響切屑的形狀届案,更好地控制切屑并使切屑達(dá)到早期斷屑庵楷。
最初,Jetbreak只在小范圍內(nèi)投入使用萝玷,例如用于難切削材料加工或流動(dòng)切屑生成的場(chǎng)合嫁乘。在此過(guò)程中,Sandvik公司不斷提高對(duì)冷卻劑及壓力分配效用的認(rèn)識(shí)立骄,不斷體會(huì)噴嘴不同大小所產(chǎn)生的不同影響永努。對(duì)此類因素的調(diào)節(jié),可以靈活地控制切屑的生成形狀辨埃、切屑長(zhǎng)度和切屑排放方向散苦。單體Jetbreak設(shè)備可用于能源、航空航天和滾珠軸承等加工領(lǐng)域下风。但是時(shí)至今日奇嗽,Jetbreak仍然需要平時(shí)裝配立式車床所用的特殊刀具。
CNC機(jī)床冷卻系統(tǒng)可以提供7~10MPa的工作壓力
今天鹤肥,大多數(shù)的CNC機(jī)床均擁有足夠大的液體罐永音、液泵和可提供7~10MPa工作壓力的冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)。這種標(biāo)準(zhǔn)足可以作為使用高壓冷卻技術(shù)的基礎(chǔ)冠樱。裝備這種技術(shù)的車削加工中心和多功能機(jī)床均可達(dá)到更好的效率和更好的加工結(jié)果炭箭。
通過(guò)在模塊化刀具系統(tǒng)上的集成,高壓冷卻系統(tǒng)可以獲得更多的產(chǎn)能效益颠舞【荆快速刀具更換功能可以縮短輔助時(shí)間顾腊,模塊化系統(tǒng)可以與冷卻潤(rùn)滑劑導(dǎo)入系統(tǒng)處于安全的連接狀態(tài)。由此可以降低漏油和壓力波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)挖胃。這樣可確保刀刃持續(xù)得到冷卻潤(rùn)滑劑的保護(hù)杂靶。
CoromantCapto模塊化快速更換刀具系統(tǒng)從一開(kāi)始便是為Jetbreak而研發(fā)的一種刀具平臺(tái)。今天酱鸭,該系統(tǒng)仍然構(gòu)成用于車削加工的新的Coro-TurnHP標(biāo)準(zhǔn)高壓冷卻系統(tǒng)的基礎(chǔ)吗垮。鑒于內(nèi)置冷卻劑導(dǎo)入系統(tǒng)和高壓設(shè)計(jì),CoromantCapto系統(tǒng)適用于此類任務(wù)凛辣。此外抱既,ISO標(biāo)準(zhǔn)型和作為很多帶有固定和驅(qū)動(dòng)式刀具的CNC機(jī)床的選項(xiàng)的刀具系統(tǒng)均可提供扁誓。
Coro-TurnHP可以實(shí)現(xiàn)精確定向和并行的冷卻劑射流蚀之,通過(guò)在刀刃邊緣附近設(shè)置噴嘴蝗敢,高速射流可以把切屑從轉(zhuǎn)位刀片表面上排除掉足删,同時(shí)還可以起到冷卻和破斷切屑的作用。零碎的切屑就容易被排走搜痕。噴嘴的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為1mm,此外绍撇,針對(duì)精細(xì)調(diào)整,還有0.6~1.2mm的規(guī)格可供選用屡拥。在精加工過(guò)程中,即使壓力較低剩骏,只有大約1MPa,但Coro-TurnHP仍可展示出其積極的效用监镰。這里涉及諸如鋼、不銹鋼俐芬、鋁改艇、鈦和耐高溫的高合金材料收班。除了因改善切屑管理而達(dá)到很高的作業(yè)安全性之外,HPC還可以提高切削速度摔桦,使刀具使用壽命最大延長(zhǎng)50%。
削速度影響刀具磨損程度
切削區(qū)域的溫度和與之相關(guān)的刀具磨損會(huì)特別受到切削速度大小的影響鸥咖。在切削鈦金屬時(shí),切削速度的提高啼辣,除了影響切削性能之外,也會(huì)極劇降低刀具的使用壽命鸥拧。如果進(jìn)給速度也以相同于切削速度的比例提高削解,則刀具的使用壽命只是會(huì)略微降低朝正。乍一看圾恐,似乎提高進(jìn)給速度是提高切削率的一個(gè)有吸引力的途徑。但是擂椎,只要觀察高進(jìn)給率下所產(chǎn)生的極大地切削力及其對(duì)切屑管理的負(fù)面影響,就可以看出這種途徑并不值得推薦融卿。
高壓冷卻措施即可提供幫助。它既有助于提高切削速度同嚷,又不導(dǎo)致溫度上升,同時(shí)在較高的進(jìn)給量時(shí)仍可減弱切削力的上升幅度甫知。在加工ISO-S材料時(shí),在相同的切削長(zhǎng)度的情況下诡蜓,可以提高20%的切削速度。
在采用鉆桿對(duì)較大和較深的孔進(jìn)行加工時(shí)椿肩,像Coro-TurnSL等型號(hào)的模塊化刀具系統(tǒng)結(jié)合使用HPC,可更好地發(fā)揮出其優(yōu)點(diǎn):由于切割頭不受鉆桿的限制而實(shí)現(xiàn)快速和簡(jiǎn)單的自由更換郑象,因此可以靈活執(zhí)行多個(gè)加工步驟贡这。采用高壓冷卻潤(rùn)滑材料厂榛,可以實(shí)現(xiàn)更加可控的切屑形狀并降低剪切效應(yīng)。這使得加工作業(yè)達(dá)到安全和無(wú)磨損的水平击奶。Coro-TurnSL系統(tǒng)結(jié)合采用了振動(dòng)阻尼的鉆桿和穩(wěn)定的切割頭刀具接口。這種組合適合于孔徑可以達(dá)到鉆桿直徑10倍深度的鉆孔操作柜砾,并預(yù)備有連接高壓冷卻系統(tǒng)的設(shè)施。
在對(duì)高強(qiáng)度材料進(jìn)行銑削時(shí)笼万,HPC也可發(fā)揮出其優(yōu)點(diǎn)來(lái)。Coro-Mill690型系統(tǒng)是專門為加工鈦合金而研發(fā)出來(lái)的帶有高壓冷卻劑功能的套式立銑刀秤皿。每個(gè)轉(zhuǎn)位刀片座均擁有自己的冷卻劑引入系統(tǒng)痛慷,因此,每個(gè)刀片都可從高壓冷卻劑射流的優(yōu)點(diǎn)中受益樱炬。如果銑刀無(wú)需全部埋入,則未被啟用的冷卻劑引入系統(tǒng)即被關(guān)閉择绘,以便保持冷卻劑壓力不受損失。銑刀端面上的冷卻劑噴頭的位置分布充分考慮到了排屑的方便和避免切屑被二次切削的情況混砸,尤其是在加工凹處和溝槽處且切屑排放不便時(shí)硬纤。
計(jì)算機(jī)測(cè)定出理想的HPC參數(shù)
由于鈦金屬屬于容易發(fā)生反應(yīng)的一種材料解滓,具有在轉(zhuǎn)位刀片上結(jié)瘤的傾向筝家,因此這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致刀具使用壽命急劇降低。對(duì)此溪王,解決的途徑也在于采用高壓冷卻技術(shù),它可以有效阻止刀刃結(jié)瘤的生成莹菱。
采用一種專用的計(jì)算機(jī)可以測(cè)定出理想的HPC參數(shù)吱瘩。其中需要輸入諸如冷卻劑流量迹缀、冷卻劑壓力值搅裙、切削數(shù)值裹芝、軸向切削深度和刀具特征參數(shù)等數(shù)值。測(cè)定的結(jié)果可以為最佳噴嘴規(guī)格的選擇提供建議和依據(jù)臀匹,選出的最佳噴嘴可以在使冷卻劑保持恒壓的情況下,維持較低的冷卻劑流量挠站。
溫度變化和加工時(shí)產(chǎn)生的切削力可以導(dǎo)致表面質(zhì)量的波動(dòng)。由于傳統(tǒng)的冷卻方法已經(jīng)有助于改善工件表面質(zhì)量眶蹈,因此,采用高壓冷卻劑可以極大影響最后精加工的結(jié)果雹了。冷卻劑射流可以準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)刀片上與精加工表面相接觸的特定位置,準(zhǔn)確定向可以避免射流偏差和可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤源索驰。由此可以達(dá)到安全和勻質(zhì)的加工流程骡拐,獲得無(wú)瑕疵的表面質(zhì)量妓浮。
但是蓉冈,采用高壓冷卻潤(rùn)滑劑不能彌補(bǔ)其他應(yīng)用參數(shù)(例如選錯(cuò)轉(zhuǎn)位刀片、加工不穩(wěn)定或選錯(cuò)切削數(shù)據(jù)等)的錯(cuò)誤寞酿。在其他正確的基準(zhǔn)工況條件下,HPC無(wú)疑是一種“切削流程優(yōu)化器”熟嫩。高壓冷卻技術(shù)可以提供降低流程時(shí)間、維持工件穩(wěn)定質(zhì)量和提高車掸茅、銑工藝流程安全性的機(jī)會(huì)和條件。
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