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冷却液在航空零件加工中的角色正在经历着演变。 加工车间多年来的做法是:直接将冷却液喷向加工区域。然而现在,高压冷却技术可将冷却液精准地导向实际切削区,其优势已经彰显。令人振奋的是,随着很多现代化数控机床对冷却液容量的提升,以及与之配套的全新刀具概念的推出,这一新的技术已经可以广泛应用。
与众不同
如果要在现代加工中使冷却液有效的发挥作用并产生与众不同的效果,就需要配置高压喷射冷却,其流量必须足够大,喷射方向也要正确。 一条溪流一样的冷却液或使冷却液冲过加工区域的做法已经无法满足需求。
此外,合理运用高压冷却(HPC)会在以下方面产生显着效果:切屑成形、热量分布、切削刃上的工件材料的粘结性、表面完整性和刀具磨损。通过不断提升的生产效率和加工质量这些基本的加工因素,相应地提升了竞争力。
高压冷却(HPC)的应用在不锈钢和低碳钢的常规加工中收效已经非常不同,不过在难加工材料例如钛合金和耐热超级合金的加工中,这一技术的表现更为出色。近期有关高压冷却(HPC)的大量研发使其更易使用,也更具吸引力。
Jetbreak 系统开创高压冷却理念
在19世纪八十年代到九十年代,山特维克可乐满开发了第一代的高压冷却系统 Jetbreak。 研究表明,对可加工性和切屑控制方面要求苛刻的加工材料来说,高达100 – 1000 巴的超高压力、方向精确的冷却液射流已经成为切削刀具的一部分。冷却液喷射流在切屑和切削刃之间形成一个液压楔, 随着加工区域温度的降低,切屑和切削刃的接触长度缩短。 另外一个有趣的效果是冷却液喷射流会影响切屑的卷曲,从而改善了切屑控制,某些情况下还会导致断屑。
通过非标刀具的应用,Jetbreak 系统已成为加工性差或断屑困难材料的理想解决方案。冷却液压力的分布以及喷嘴的尺寸会对加工效果产生很大的影响。通过调整射流参数,可获得不同的卷屑效果,并使带状屑导向所需的方向成为可能,甚至做到改善切屑的长度。Jetbreak 系统的实际应用比较有限,主要用以解决石油、航空航天和滚动轴承行业中遇到的问题,采用Jetbreak系统则需要配备专用的非标刀柄,且该技术主要应用于立式车床。
制造业要求成本不断降低的压力逼迫着世界各地的汽车供应商和其它大批量零配件生产商仔细地计算着零件成本。为了能满足世界上这一部分客户的要求,机床制造商和刀具制造商都更加紧密合作,而不是停留在单一的刀具选用、采购和配套。因为要改造一个已有的工艺或半途参与项目的合作,需要付出的代价更大。提前介入,为新的生产线配备高效率组合刀具,同时鉴于CBN刀具的经济性在很大程度上取决于工件材料的均匀性,为了用CBN刀具代替陶瓷和合金刀具以提高加工效率和降低成本,还建议顾客改善工件材料铸造质量不均匀的问题,可以使新的生产线设备利用率达到98%,有效使用度达到85%,更好地发挥刀具制造商的作用。
与陶瓷刀具相比,CBN刀具的耐用度更长、切削速度更高、节拍时间更短;陶瓷刀具的切削速度为1200m/min,而CBN刀具为4000m/min;同样的刹车盘零件加工,陶瓷刀具的耐用度为150件,而CBN刀具为1500 件。
刀具综合应用理念-系统工程的概念,在现代金属切削中地位凸现。