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伊斯卡刀具在高压冷却加工中的应用

发表时间:2018-01-25 12:53
自2000年起,伊斯卡为不同用户的各种应用,设计制作了数百种非标高压冷却刀具,积累了丰富的经验。十余年的发展,伊斯卡早已开发了一系列的标准高压冷却刀具,全面涵盖了ISO车刀,切槽刀,切断刀系列;加工钛合金,高温合金,切削速度可提升200%;在加工难加工材料的应用中,切屑控制更佳;加工钛合金,耐热合金,合金钢,刀具寿命提高100%。
 
而J H P高压冷却系列刀具的开发,对高压冷却刀具在航空工业及医疗器械工业中的应用,意义尤其深远。
 
高压冷却刀具的工作原理:
 
从外置高压泵出来的冷却液,经由越来越窄的冷却喷嘴通孔,其压力得以增大。从喷嘴出来的冷却液速率非常高,直接喷射到切屑与刀片前刀面间的切削区域,降低了切削温度,保护切削刃免除受到热冲击。
 
加工高温合金时,会产生很高的切削热,采用高压冷却加工方式后,除了有效降低切削区域的切削热,还使得切屑脆性增加,易于折断。而获取短小切屑,使得切屑不再缠绕在工件周围,加工过程无需再因人工去除长的缠绕屑而频繁停机。
 
常规冷却,切屑会阻止冷却液到达切削区域的前刀面;高压冷却,冷却液能精准直达刀片前刀面与切屑之间的切削区域,这有效延长了刀具寿命,并使得加工过程更可靠。而金属加工领域客户对缩短切削加工周期,提高加工过程可靠性及获得更高刀具寿命的追求,促进了高压冷却刀具应用的日益广泛。
 
伊斯卡J H P高压冷却系列刀具,不仅兼备上述优点,而且冷却液喷口与刀片切削刃距离更近,这带来以下诸多好处:
 
● 加工周期更短:加工钛合金及耐热合金时,切削速度可提升200%;
 
● 刀具寿命更长:无论是加工钛合金、耐热合金、还是不锈钢、合金钢,刀具寿命均可提升100%;
 
● 实现更佳的切屑控制:即便加工延展性佳的材料或难加工材料,依旧能轻易获得短的切屑;
 
● 对切削刃的有效冷却:降低了切削刃对热波动的敏感性;
 
● 安全可靠的加工过程。通用信息:
 
1. 冷却液压力范围低压冷却L P C——冷却液压力≤30 bar。对刀具寿命有适当的提升,对切屑的控制并无太大的改善;
 
中压冷却 MPC——冷却液压力介于30bar至70bar之间。能提升对切屑的控制,降低切削区域的温度。机床厂商基本能满足客户对冷却压力的特殊要求。
 
高压冷却 HPC——冷却液压力介于70bar至120bar之间。是JHP系列刀具最常用的冷却液压力范围。刀具寿命,切削速度均得到提高,同时对切屑的控制也更佳。
 
超高压冷却 U H P C——冷却液压力介于120bar至400bar之间。因冷却液压力过高,需对刀具进行独特的设计。刀具寿命相比于高压冷却时,有小幅提升。在加工钛合金及耐热合金时,当用户以追求短小切屑,更高生产率为目标时,可推荐采用超高压冷却UHPC 加工方式。
 
2. 冷却液压力与冷却液流量每款J H P高压冷却刀杆,都设计有一定的冷却液流量。通过调节冷却液压力,可控制冷却液流量。伊斯卡样本中,对每款刀杆都附有清楚的冷却液流量说明。用户需明确其外置泵能否提供刀具所需的冷却液流量,而冷却液流量决定了是否能实现用户的预期加工效果。外置泵上,通常都会标明最大冷却压力和最大流量。
 
3. 切屑与冷却液压力通过调节冷却液压力至特定值,可控制冷却液流量,最终实现断屑。特定值因刀具及被加工材料而变化。在实际应用中,如若观察到,切屑未能折断,可通过适当提高冷却液压力来实现最终对切屑的控制。而超过冷却液压力的特定值,随着冷却液压力的提升,获得的切屑将越来越小。也即是,通过修正冷却液压力,可实现对切屑形状及大小的控制。
 
伊斯卡JHP系列刀具,现已全面涵盖了ISO车刀,车削-切槽刀,切断刀。分述于下:
 
I S O车刀:对于I SO车刀,伊斯卡提供四种冷却喷嘴, 应用于不同形状的I S O车刀片。伊斯卡还对I S O车刀进行了改进,除了保留常规的高压冷却刀具位于刀片上方的上端冷却液喷口,还在刀垫下方,增设了前端冷却液喷口。上端冷却液喷口,使得切削液能直达刀片前刀面区域;前端冷却液喷口,使得冷却液能直达刀片后刀面区域。两者的结合,加强了加工过程中对切削区域的冷却控制。针对前端冷却液喷口,伊斯卡还设计有一调整螺钉,以方便调整其闭合与否。
 
车削-切槽刀及切断刀:高压冷却在加工各种被加工材料的应用中,切屑控制均更佳。加工难加工材料,譬如,加工铬镍铁合金及钛合金,采用常规冷却方式,实现断屑很困难;而采用高压冷却方式,可出色地实现对切屑的控制。高压冷却可减少甚至消除积屑瘤现象;特别是当加工不锈钢及高温合金时,效果更加明显。
 
现将伊斯卡目前提供的标准高压冷却刀具列举如下:(1) I S O车刀,有方刀杆及CAMFIX CAPTO接口形式刀柄;(2) 车削-切槽刀及切断刀,有CUT-GRIP霸王刀,PENTA五角霸王刀,TANG-GRIP立装自夹式槽刀等。
 
采用JHP高压冷却系列刀具进行ISO车削及切槽加工时,需注意,冷却液压力不要超过刀具可承受的最大安全冷却液压力。ISO车刀系列,最大安全冷却液压力为 300b ar;车削-切槽系列,最大安全冷却液压力为 340bar;切断系列,最大安全冷却液压力为300bar。
 
采用标准高压冷却刀具,引入前沿技术,改善加工工况,有效提升加工难加工材料的能力。■
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