高压冷却加工刀具的应用

    高压冷却加工方式（HPC），在当今的金属加工中，扮演着越来越重要的角色。
    伊斯卡是最早应市场需求，设计制造高压冷却刀具的公司之一。开发高压冷却刀具最初的目的是为了应对难加工材料的加工，譬如：钛合金、铬镍铁合金以及其他耐热合金的加工。在实践中，人们发现，高压冷却刀具在加工不锈钢及合金钢时，刀具寿命、生产率、以及对切屑的控制都得到很大的改善。
    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JHP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JHP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。
    （1）冷却液压力范围：
    低压冷却（LPC）冷却液压力≤30bar。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30～70bar。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70～120bar，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（UHPC）冷却液压力120～400bar。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JHP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：
    ——ISO车刀：对于ISO车刀，伊斯卡提供四种冷却喷嘴，应用于不同形状的ISO车刀片。伊斯卡还对ISO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）ISO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300bar；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。