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。加工車間多年來的做法是：直接將冷卻液沖向加工區(qū)域晶乔，特別是對(duì)于需要使用冷卻液加工的材料∏贯現(xiàn)在，高壓冷卻技術(shù)可將冷卻液精準(zhǔn)地導(dǎo)向加工區(qū)域奖肋，能夠獲得一些新的益處仑连。隨著與之配套的全新刀具概念的推出，高壓冷卻技術(shù)已經(jīng)在很多現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床上廣泛使用遣拔。

　　與眾不同

　　如果要在現(xiàn)代加工中有效地應(yīng)用冷卻液瀑尔，并表現(xiàn)出與眾不同的效果，就需要更多地使用高壓噴射冷卻，其流量必須足夠大元糯，射流方向也要正確贺勿。僅僅只采用一條冷卻液流或?qū)⒗鋮s液澆向加工區(qū)域的做法已經(jīng)無法滿足需要。此外阐合，與常規(guī)冷卻相比肛英，合理運(yùn)用高壓冷卻（HPC）會(huì)在以下方面有顯著區(qū)別：①切屑形成；②切削熱的分布童隆；③工件材料在切削刃上優(yōu)良的粘結(jié)性林索；④表面完整性；⑤刀具磨損洪灯。

　　通過不斷改進(jìn)以下目標(biāo)從而提升競爭力坎缭，這些基本的加工因素也相應(yīng)地影響著制造結(jié)果：①生產(chǎn)效率；②刀具壽命签钩；③切屑控制和排屑掏呼；④零件加工質(zhì)量。

　　HPC在一般的加工铅檩，特別是在加工不銹鋼和低碳鋼時(shí)效果不錯(cuò)憎夷，不過對(duì)難加工材料（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)使其更易使用昧旨，也更為誘人拾给。

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

　　在上個(gè)世紀(jì)80年代到90年代，山特維克可樂滿開發(fā)了第一款高壓冷卻液系統(tǒng)Jetbreak兔沃。研究表明蒋得，對(duì)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(dá)100—1000巴的超高壓乒疏、方向精確的冷卻液射流已經(jīng)成為切削刀具的一部分额衙。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度善薪，從而降低了加工區(qū)域的溫度氛拜。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由瞒，某些情況下還會(huì)導(dǎo)致斷屑援漓。

　　通過應(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煮泪。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。通過變化不同的射流參數(shù)半就，可獲得不同的卷屑效果酌非，有可能把帶狀屑導(dǎo)至所需的方向甚至改善切屑的長度。Jetbreak已經(jīng)有了少量的實(shí)際應(yīng)用吸自，以解決石油叭静、航空航天和滾動(dòng)軸承行業(yè)中遇到的問題徊激。但是，Jetbreak需要配備專用的非標(biāo)刀柄给庶，主要在立式車床上使用贿汞。

　　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)耸黑，可獲得杰出的性能和加工結(jié)果桃煎。這樣HPC也能更廣泛地用于加工中心、車削中心大刊、立式車床和多任務(wù)機(jī)床为迈。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。

　　高壓冷卻液加工的一個(gè)重要基礎(chǔ)是模塊化刀具缺菌，它不僅通過快速換刀在一定程度上確保機(jī)床停機(jī)損失最小葫辐，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)伴郁。本系統(tǒng)是理想的模塊式平臺(tái)耿战，其設(shè)計(jì)采用了內(nèi)冷卻，也能適用于高壓冷卻焊傅〖炼福可樂滿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)床所選用租冠。

　　用于HPC的銑刀帶有內(nèi)冷通道鹏倘，并可根據(jù)刀具類型和適用的應(yīng)用場合配備相應(yīng)的噴嘴。冷卻液通道與機(jī)床或其它泵相連电味，以供應(yīng)約70巴壓力的冷卻液气穴。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)用場合中的超高壓晌箍，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肉敏。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

　　CoroTurn HP是一種用于車削HPC應(yīng)用的新型標(biāo)準(zhǔn)可樂滿Capto刀具概念剿恬。它能夠產(chǎn)生平行的精確冷卻液噴射索击，以在刀片和切屑之間產(chǎn)生液壓楔，影響切屑形成和流動(dòng)并降低加工區(qū)域的溫度铡暂⌒锨郑靠近切削刃安裝的噴嘴準(zhǔn)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倡油。標(biāo)準(zhǔn)的噴嘴尺寸為1mm版鳞，也有0.6mm到1.2mm尺寸可供特定的優(yōu)化應(yīng)用。

　　已經(jīng)證明，即使在冷卻液壓力低至10巴時(shí)程腹，使用HPC系統(tǒng)精加工包括鋼匣吊、不銹鋼、鋁以及鈦合金和耐熱超級(jí)合金等任可獲得相當(dāng)?shù)囊嫣幋缌省３擞筛玫那行伎刂茙淼母叩募庸ぐ踩灾馍В琀PC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见转，通常能提高刀具壽命50%命雀。

　　與其他任何因素相比，切削速度對(duì)切削溫度和刀具磨損的影響更大池户。加工鈦合金時(shí)咏雌，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。但是在類似的情況下增加進(jìn)給量校焦，刀具壽命的縮短就沒有那么明顯赊抖。因此，通過改變進(jìn)給量以改善金屬去除率成為更具吸引力的方案寨典。但是氛雪，進(jìn)給量的增加肯定會(huì)產(chǎn)生更大的切削力，可能還會(huì)影響切屑控制耸成，因而使用高進(jìn)給量并非總是一種萬全之策灶昏。

　　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，HPC具有通過提高切削速度而提升加工性能的潛力台泥。對(duì)于按照ISO S類的材料言雀，能夠在保持相同切削長度的同時(shí)提高20%的切削速度。

　　內(nèi)圓車削也是HPC能夠發(fā)揮重要作用的一個(gè)領(lǐng)域必胜，它有助于確保良好的切屑形成刚哼，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。這樣誓梦，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的刀具壽命丹残。當(dāng)采用鏜桿加工相對(duì)大而深的孔，例如起落架零件時(shí)夯饲，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搬体。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，因此為在一次裝夾中進(jìn)行各種切削提供了相當(dāng)大的靈活性撑雨。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倍直徑的大孔垮川，也具備了HPC的能力。

　　用于銑削的HPC

　　通過中心冷卻戴卜，HPC也為銑削帶來益處罢猪。CoroMill 690是一款專用于鈦合金加工的具有HPC能力的長刃立銑刀近她。其每個(gè)切削刃都由許多刀片組成，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膳帕。在無需使用銑刀的整個(gè)軸向深度的情況下，可以使用塞子代替噴嘴薇缅，這樣可以避免不必要的空噴射而浪費(fèi)冷卻液壓力危彩。位于刀具端部的噴嘴有助于排屑，避免出現(xiàn)切屑的再切削效應(yīng)（特別是在型腔加工中）泳桦。

　　為了確保運(yùn)用冷卻液流和壓力的正確數(shù)值汤徽，可采用專用計(jì)算器來實(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、切削參數(shù)灸撰、軸向切深等）谒府。該計(jì)算器將算出噴嘴的尺寸，這樣可實(shí)現(xiàn)最佳的加工效果并降低流量要求浮毯，同時(shí)保持所選孔在冷卻液通過時(shí)保持高壓流動(dòng)完疫。

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

　　在加工過程中產(chǎn)生的溫度和施力會(huì)影響零件表面完整性。冷卻液的使用在控制溫度方面起到一定作用型圈，因此HPC可提供更加可靠的表面完整性意澡。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。因?yàn)镃oroTurn HP噴嘴是不可調(diào)的喜拥，這樣就可消除大量的變數(shù)蒜丙，從而獲得更可靠和一致的加工過程。

　　優(yōu)化現(xiàn)有工序

　　與可樂滿Capto相結(jié)合眉堪，很容易將CoroTurn HP加入到這些應(yīng)用場合翰倡。與粗加工工序相比，在半精車和精車中奉堵，切削液組成的液壓楔更易施入加工區(qū)域吹似，切屑厚度更好控制，更容易應(yīng)用液壓楔抚垃。

　　高壓加工不應(yīng)被視為彌補(bǔ)因其它應(yīng)用因素（例如刀片不合適喷楣、加工不穩(wěn)定性，切削參數(shù)不正確等）而導(dǎo)致的缺點(diǎn)的手段鹤树。HPC是當(dāng)工序設(shè)定基本正確時(shí)的“優(yōu)化器”铣焊。該概念在車削和銑削中為實(shí)現(xiàn)更短的加工時(shí)間逊朽、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。

　　對(duì)各種加工工序優(yōu)化的需求曲伊，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)叽讳，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。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坟募，從切屑控制的角度來看更是如此岛蚤。由于制造商越來越廣泛地使用這些機(jī)床來加工難加工材料制成的航空零件，因此如何消除由于切屑的堆積而導(dǎo)致的麻煩愈加重要懈糯。

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