數(shù)控刀具高壓冷卻加工刀具的應(yīng)用
高壓冷卻加工方式(HPC)妄舅,在當(dāng)今的金屬加工中顶怠,扮演著越來越重要的角色壮畏。
伊斯卡是最早應(yīng)市場需求律腊,設(shè)計(jì)制造高壓冷卻刀具的公司之一藐捉。開發(fā)高壓冷卻刀具最初的目的是為了應(yīng)對難加工材料的加工,譬如:鈦合金辑蛔、鉻鎳鐵合金以及其他耐熱合金的加工氛玛。在實(shí)踐中,人們發(fā)現(xiàn)昔主,高壓冷卻刀具在加工不銹鋼及合金鋼時(shí)蹂勺,刀具壽命、生產(chǎn)率字钓、以及對切屑的控制都得到很大的改善携帘。
自 2000年起,伊斯卡為不同用戶的各種應(yīng)用姊象,設(shè)計(jì)制作了數(shù)百種非標(biāo)高壓冷卻刀具旨椒,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。十余年的發(fā)展高职,伊斯卡早已開發(fā)了一系列的標(biāo)準(zhǔn)高壓冷卻刀具钩乍,全面涵蓋了ISO車刀,切槽刀怔锌,切斷刀系列;加工鈦合金寥粹,高溫合金,切削速度可提升200%;在加工難加工材料的應(yīng)用中埃元,切屑控制更佳;加工鈦合金涝涤,耐熱合金,合金鋼岛杀,刀具壽命提高100%阔拳。
而JHP高壓冷卻系列刀具的開發(fā),對高壓冷卻刀具在航空工業(yè)及醫(yī)療器械工業(yè)中的應(yīng)用类嗤,意義尤其深遠(yuǎn)糊肠。
高壓冷卻刀具的工作原理:
從外置高壓泵出來的冷卻液,經(jīng)由越來越窄的冷卻噴嘴通孔遗锣,其壓力得以增大捌养。從噴嘴出來的冷卻液速率非常高,直接噴射到切屑與前刀面間的切削區(qū)域宝猩,降低了切削溫度螃妨,保護(hù)切削刃免除受到熱沖擊。
加工高溫合金時(shí)孙远,會產(chǎn)生很高的切削熱耐叽,采用高壓冷卻加工方式后,除了有效降低切削區(qū)域的切削熱,還使得切屑脆性增加录抖,易于折斷男沛。而獲取短小切屑,使得切屑不再纏繞在工件周圍斗液,加工過程無需再因人工去除長的纏繞屑而頻繁停機(jī)宗恩。
常規(guī)冷卻,切屑會阻止冷卻液到達(dá)切削區(qū)域的前刀面;高壓冷卻彰晌,冷卻液能精準(zhǔn)直達(dá)刀片前刀面與切屑之間的切削區(qū)域领姨,這有效延長了刀具壽命,并使得加工過程更可靠张弛。
而金屬加工領(lǐng)域客戶對縮短切削加工周期荒典,提高加工過程可靠性及獲得更高刀具壽命的追求,促進(jìn)了高壓冷卻刀具應(yīng)用的日益廣泛吞鸭。
伊斯卡JHP高壓冷卻系列刀具寺董,不僅兼?zhèn)渖鲜鰞?yōu)點(diǎn),而且冷卻液噴口與刀片切削刃距離更近刻剥,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(shí)遮咖,切削速度可提升200%。
——刀具壽命更長:無論是加工鈦合金造虏、耐熱合金御吞、還是不銹鋼、合金鋼漓藕,刀具壽命均可提升100%陶珠。
——實(shí)現(xiàn)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享钞。
——對切削刃的有效冷卻:降低了切削刃對熱波動的敏感性揍诽。
安全可靠的加工過程。
(1)冷卻液壓力范圍:
低壓冷卻(LPC)冷卻液壓力≤30bar泄楷。對刀具壽命有適當(dāng)?shù)奶嵘叮瑢η行嫉目刂撇o太大的改善;
中壓冷卻(MPC)冷卻液壓力30~70bar。能提升對切屑的控制眠荒,降低切削區(qū)域的溫度慧菜。機(jī)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70~120bar意苞,是JHP系列刀具最常用的冷卻液壓力范圍。刀具壽命蒜座,切削速度均得到提高美域,同時(shí)對切屑的控制也更佳。
超高壓冷卻(UHPC)冷卻液壓力120~400bar。因冷卻液壓力過高茧纵,需對刀具進(jìn)行獨(dú)特的設(shè)計(jì)杭厘。刀具壽命相比于高壓冷卻時(shí),有小幅提升郭销。在加工鈦合金及耐熱合金時(shí)隶丁,當(dāng)用戶以追求短小切屑,更高生產(chǎn)率為目標(biāo)時(shí)呕童,可推薦采用超高壓冷卻(UHPC)加工方式漆际。
(2)冷卻液壓力與冷卻液流量
每款JHP高壓冷卻刀桿,都設(shè)計(jì)有一定的冷卻液流量夺饲。通過調(diào)節(jié)冷卻液壓力奸汇,可控制冷卻液流量。伊斯卡樣本中往声,對每款刀桿都附有清楚的冷卻液流量說明擂找。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(shí)現(xiàn)用戶的預(yù)期加工效果浩销。外置泵上贯涎,通常都會標(biāo)明最大冷卻壓力和最大流量。
(3)切屑與冷卻液壓力
通過調(diào)節(jié)冷卻液壓力至特定值慢洋,可控制冷卻液流量塘雳,最終實(shí)現(xiàn)斷屑。特定值因刀具及被加工材料而變化且警。在實(shí)際應(yīng)用中粉捻,如若觀察到,切屑未能折斷阿钞,可通過適當(dāng)提高冷卻液壓力來實(shí)現(xiàn)最終對切屑的控制杖荤。而超過冷卻液壓力的特定值,隨著冷卻液壓力的提升篇张,獲得的切屑將越來越小窥吮。也即是,通過修正冷卻液壓力胀蹭,可實(shí)現(xiàn)對切屑形狀及大小的控制哗搏。
伊斯卡JHP系列刀具,現(xiàn)已全面涵蓋了ISO車刀见丘,車削/切槽刀酒危,切斷刀。分述于下:
——ISO車刀:對于ISO車刀匀挪,伊斯卡提供四種冷卻噴嘴败旋,應(yīng)用于不同形狀的ISO車刀片录切。伊斯卡還對ISO車刀進(jìn)行了改進(jìn),除了保留常規(guī)的高壓冷卻刀具位于刀片上方的上端冷卻液噴口仁连,還在刀墊下方蓝角,增設(shè)了前端冷卻液噴口。上端冷卻液噴口饭冬,使得切削液能直達(dá)刀片前刀面區(qū)域;前端冷卻液噴口使鹅,使得冷卻液能直達(dá)刀片后刀面區(qū)域。兩者的結(jié)合昌抠,加強(qiáng)了加工過程中對切削區(qū)域的冷卻控制患朱。針對前端冷卻液噴口,伊斯卡還設(shè)計(jì)有一調(diào)整螺釘扰魂,以方便調(diào)整其閉合與否麦乞。
—— 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(yīng)用中,切屑控制均更佳劝评。加工難加工材料姐直,譬如,加工鉻鎳鐵合金及鈦合金蒋畜,采用常規(guī)冷卻方式声畏,實(shí)現(xiàn)斷屑很困難;而采用高壓冷卻方式,可出色地實(shí)現(xiàn)對切屑的控制姻成。高壓冷卻可減少甚至消除積屑瘤現(xiàn)象;特別是當(dāng)加工不銹鋼及高溫合金時(shí)淤点,效果更加明顯。
現(xiàn)將伊斯卡目前提供的標(biāo)準(zhǔn)高壓冷卻刀具列舉如下:
(1)ISO車刀能盈,有方刀桿及CAMFIX CAPTO接口形式刀柄;
(2)車削/切槽刀及切斷刀揉远,有CUT-GRIP霸王刀,PENTA五角霸王刀接寥,TANG-GRIP立裝自夾式槽刀等衰件。
采用JHP高壓冷卻系列刀具進(jìn)行ISO車削及切槽加工時(shí),需注意季础,冷卻液壓力不要超過刀具可承受的最大安全冷卻液壓力擅盏。ISO車刀系列,最大安全冷卻液壓力為300bar;車削/切槽系列谦选,最大安全冷卻液壓力為340bar;切斷系列纹硼,最大安全冷卻液壓力為300bar。
采用標(biāo)準(zhǔn)高壓冷卻刀具投惶,引入前沿技術(shù)壶缚,改善加工工況,有效提升加工難加工材料的能力荧关。
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