在今天的金屬加工中,高壓冷卻加工方式(HPC)扮演著越來越重要的角色。伊斯卡是最早應市場需求設計制造高壓冷卻刀具的公司之一,開發高壓冷卻刀具最初目的是為了應對難加工材料的加工,如鈦合金、鉻鎳鐵合金以及其他耐熱合金的加工。在實踐中發現,在加工不銹鋼及合金鋼時,高壓冷卻刀具的刀具壽命、生產率以及對切屑的控制都得到很大的改善。

    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。在加工鈦合金、高溫合金等難加工材料時切削速度可提升200%,切屑控制更佳;加工鈦合金、耐熱合金、合金鋼時刀具壽命提高100%。而JHP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,?;で邢魅忻獬莧瘸寤?。由于加工高溫合金時會產生很高的切削熱,在采用高壓冷卻加工方式后,除可有效降低切削區域的切削熱外,還使切屑脆性增加,易于折斷。而獲取短小切屑,使切屑不再纏繞于工件周圍,加工過程無需再因人工去除長纏繞屑而頻繁?;?。

    常規冷卻時,切屑會阻止冷卻液到達切削區域的前刀面;高壓冷卻時,冷卻液能精準直達刀片前刀面與切屑之間的切削區域,有效延長了刀具壽命,使加工過程更加可靠。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也促進了高壓冷卻刀具日益廣泛的應用。

    伊斯卡JHP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,這帶來以下好處:(1)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%;(2)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%;(3)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時依然能輕易獲得短的切屑;(4)有效冷卻切削刃,降低了切削刃對熱波動的敏感性;(5)安全可靠的加工過程。

    冷卻液壓力范圍

    低壓冷卻LPC——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30~70bar之間,能提升切屑的控制,降低切削區域溫度?;渤袒灸藶憧突Ф岳淙囪沽Φ奶厥庖?。

    高壓冷卻 HPC——冷卻液壓力介于70~120bar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,同時對切屑的控制更佳。

    超高壓冷卻 UHPC——冷卻液壓力介于120~400bar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。

    冷卻液壓力與冷卻液流量

    每款JHP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。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能否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。

    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。通過修正冷卻液壓力可實現對切屑形狀及大小的控制。

    JHP系列刀具現已全面涵蓋了ISO車刀、車削—切槽刀、切斷刀。

    ISO車刀:可提供四種冷卻噴嘴應用于不同形狀的刀片,并對ISO車刀進行了改進。除保留常規的高壓冷卻刀具刀片上方的上端冷卻液噴口外,還在刀墊下方增設了前端冷卻液噴口。上端冷卻液噴口使切削液能直達刀片前刀面區域,前端冷卻液噴口使冷卻液能直達刀片后刀面區域。二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還設計有調整螺釘,以方便調整其閉合。

    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具有更佳的切屑控制。加工難加工材料,如鉻鎳鐵合金及鈦合金,采用常規冷卻方式時實現斷屑很困難,而采用高壓冷卻方式后可出色實現對切屑的控制。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。

    伊斯卡標準高壓冷卻刀具有:ISO車刀,有方刀桿及CAMFIX CAPTO接口形式刀柄;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 300bar,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。

 

 

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