幾十年來，冷卻液在金屬切削中一直發揮著重要作用，主要用於切削區域和零件的散熱。 過去，如果冷卻不良，很快就會出現斷刀（dāo）現象，而如今，由於現代刀具材料（liào）的熱硬度大，一（yī）般的加（jiā）工作業並不（bú）依賴冷卻液。幹式加工通常是（shì）一種較好的替代方案。

      但是，在加（jiā）工一些要求很高的材料、內圓車削的排（pái）屑和在某（mǒu）些（xiē）工序中需要保持熱（rè）穩定性時，為了降低溫度，冷卻液仍然發揮著至關重要的作（zuò）用。 現（xiàn）在，高壓冷卻（HPC）還作為一種提高生產效率的手段，廣泛應用於不同的卷屑效果中。  

      為了適應較高溫度的要求，硬質合金（jīn）刀具的發展使刀具的硬度大幅度提（tí）高，從而獲得更大的金屬去除率和更長（zhǎng）的刀（dāo）具使用壽命。 使用冷卻（què）液（yè）弊大於利，由於切削部位浸入冷卻液的深度不高，在（zài）高（gāo）溫區域冷（lěng）卻（què）液蒸發，冷卻效果不十分明顯。在很多銑削工序（xù）中，冷卻液最初還被認為有（yǒu）副作用，因為持續的（de）刀片吃刀增加了熱量的變化。這導致了切削刃材料的溫度波動和磨損加快。在加工過程中和（hé）加工（gōng）後，冷卻液（yè）在降低零件上積聚（jù）的熱量方麵發（fā）揮（huī）更大作用，這意味著零件可保持更加穩定（dìng）的溫度和外形尺寸（cùn）水平。

      山特（tè）維克可樂滿早期在深鑽孔（kǒng）中（zhōng）使用過冷卻液。七十年代時，發明了噴吸鑽，采用兩根相同的管道提供冷卻液（yè）和排（pái）屑，形成文丘裏效（xiào）應。這是（shì）一種噴射效應（yīng），冷卻液的噴（pēn）射速（sù）度隨（suí）著橫截麵積的減小而減小。冷卻（què）液（yè）泵入內管和外管之間，然後通過文丘裏效應，在內管的前半部分（fèn）形成負壓，使得部分冷卻液（yè）隨碎屑通過內管吸出。 因此，在有壓力時創新地（dì）使用冷卻液，一點也不新奇。

      七十年代和八十年代初，進行了大量的開發工作。1984年，將高壓冷卻（HPC）的噴（pēn）射用於車削加工石油行業零件的材料，這些材（cái）料要求非常嚴苛，重點是堅硬材料的斷屑。從（cóng）1985年開始，高壓冷卻在航空工業的某些領域的應用取得了巨大成功。盡管仍處於研發階段，人們積（jī）累了豐（fēng）富的（de）經驗，並且在1990年引進Coromant Capto形式的模塊化工（gōng）具係統時，采用了帶內冷的快換工具（jù）係統，這（zhè）種冷卻（què）方式後來成為高壓冷卻（HPC）的組（zǔ）成部分。 采用這（zhè）種刀（dāo）具係（xì）統後，機床製造廠馬上相繼跟進，在所生產的機（jī）床上使用HPC，並且無需使用外管和接頭。

      九十年代（dài），通過與科（kē）研院所通力合作，大規（guī）模地研發高壓射流助推車（chē）床。研發的主要目的之一（yī）是在車削過程中鋁合金的斷（duàn）屑。高壓冷卻（HPC）助推車床的一項重要研究成果是切削部位的溫度比預期的（de）要低得多。這便得出一個結論，高壓冷卻對難加工材料很有效，並（bìng）且降低（dī）切削區域的溫度（dù），改善切削參數，從而提高生（shēng）產效率。  

      在1999年召開的工業工具係統第三（sān）次國際會議上，關於冷卻液的聯合科研（yán）項目發表一篇論文，其中詳細（xì）闡述（shù）了基於使用壓力為400～3,000巴的冷卻液的研發。研究重點是切屑的形成、溫度和刀具（jù）使（shǐ）用壽命。研究成果表明，這種技術對通過（guò）改進切屑速度（dù）和（hé）進給量而提高生產效（xiào）率（lǜ）很有潛力。 九十年代末（mò），有些機床（chuáng）製造商也開始對高壓冷卻（HPC）加工產生興趣。 一（yī）個典型的例子來自一家意大利（lì）的機床廠商。該公司從事汽車行業專用機床的製造，采用可樂滿Capto，通過80～450巴的高壓冷卻，使非合金鋼車削的性能得到（dào）了明（míng）顯的改善。

      與此同時，優化高壓冷卻（HPC）射流在車削鈦合金和Inconel 901等金屬時的斷屑以及（jí）延長刀具壽命方麵的研發在不斷推進（jìn）。這仍基於Coromant Capto技術，使用的壓（yā）力範圍為100～1,000巴，冷卻液流量為2～5升/分鍾。其效果完全可與壓力為0.5～80巴、流量為30～40升/分鍾的傳統（tǒng）冷卻液的效果相比。Coromant Capto是唯一裝有超高壓力需要的密封裝（zhuāng）置（zhì）的機床接口。噴嘴技術對於實現最佳射流至關重要，盡管這（zhè）一技術和切削刃對準（zhǔn）方麵還沒有盡善盡（jìn）美，在此階段還是取得了舉世矚目的進展，即刀（dāo）具使用壽命（mìng）更長（zhǎng）、切削速度更快，產生的切屑更短。 

      當冷卻液射流流過切削區（qū）域時，在切削刃與切屑之間形成一個“液壓楔”。液壓楔的壓力充當切屑的杠杆，改變了其成形（xíng）和接觸長度。作用力的位置隨切（qiē）屑寬（kuān）度方向射流的位置和壓力變化而變化，增加多股射流造成切屑的聚積效應，便於熱量管理。為（wéi）了實現高（gāo）壓冷卻（HPC）的最佳性能（néng），了（le）解液壓楔形（xíng）狀、位（wèi）置和效應尤為關鍵，其重要性日益明顯。因此，噴嘴技術成（chéng）了開（kāi）發目標（biāo）的重中之重，因為成（chéng）功與否的關鍵（jiàn）是衝擊位置的組（zǔ）合和射流的類型。這種科研成果成為後來開發高壓和低壓車床和銑床時的標準和訂製的（de）高壓冷卻（HPC）工具係統的依據。

      山特（tè）維克可樂滿在超高壓冷卻液（射流的冷卻液壓力為80～1000巴）方麵的研發成果形成了Jetbreak理念。這種理念還是基於（yú）Coromant Capto技術，因為它是機床接口中唯一從技術上可密封達到如此（cǐ）高的冷卻液，且對機床接口（kǒu）的功能和穩定性無任何影響。它還是唯一能采用四個通道（dào）和四股射流的係統。 這為快速（sù）換刀打下了堅實的基礎。 

      自八十年代開始研究以來，HPC係統技術日（rì）益成熟，在本世紀初終於問世。 Jetbreak專門針對航空工業和能源行業的（de）立式車床加工，其中有一根柱塞，成功解決了麵對的技（jì）術難題，提供了生產效率（lǜ）。這（zhè）種技術對溫（wēn）度和切屑能夠（gòu）很好地控製，並且（qiě）大大（dà）地改善了零件質量。在車削加工中，這種技術專門解（jiě）決難（nán）加工的材料和切屑難控製的作業。   

      噴嘴技術對性能優化非常關鍵，為了實現射流（liú）壓力、流（liú）量、速度和動力的平衡，其中采用了各種（zhǒng）各樣的（de）噴嘴直徑。因此（cǐ），通過（guò）“可變卷屑槽”形（xíng）成切屑（xiè），並按期望的方向排屑。Jetbreak技術最適合加工超（chāo）合金、鈦合金和延性材料。快速換刀（dāo）是這種（zhǒng）方（fāng）案的（de）重要組成部分，在（zài）自動化生產中，十分安全可靠。另外，工藝和（hé）應用（yòng）支持也是一個重要貢獻因素。通常來說，如今采用Jetbreak 技（jì）術，可使切削速度翻番（即在車削 Inco 718材料時，速度也（yě）可從（cóng）50m/min提高至100 m/min），其中（zhōng）部分原因是切削（xuē）部位的冷（lěng）卻效果好。但是，Jetbreak技術隻局限於（yú）靜態應用的立式車（chē）床，對車床中心和多任務機床而言，還有很大的開發潛力（lì）。

      如今，機床的高壓冷卻條件發生了很大的變化。大約四分之（zhī）一的車床冷卻（què）液壓力為70巴，而幾乎所（suǒ）有的多任務機床都采用高壓冷卻（HPC），機床冷卻壓力水平呈明顯上升（shēng）的趨勢。高壓冷卻（HPC）還可用於方杆刀具（jù），實際工作中，使用HP技術，無任何障礙。

      在這種背景下，為了適應（yīng）更加廣泛的應用和更多機床的需求，同時作為標準刀具編程的一（yī）部（bù）分，開發HPC刀（dāo）具係統便是順理成章的事情，為Jetbreak的係列範圍和（hé）應用優勢提供補充（chōng）。山特維克可樂滿已經開發（fā）並推出了一款刀具程序，使用簡單，重點用於最大冷卻液壓力為80巴的（de）車床。 但（dàn）是，用於外圓車削和內孔車削的CoroTurn HP標準方案，對隻采用低壓冷（lěng）卻液的機床來說，也很有優勢。HP刀具采用固定噴嘴技術，噴（pēn）出高速的平行層流射流，可準（zhǔn）確對準刀片需要冷卻的（de）位置。所產生射流的精度（dù）和特性使得這種（zhǒng）技術與眾不（bú）同，無需任何設置。

      當機床冷卻液壓力大於或等於70巴時，HPC工具係統的優勢將發揮得淋漓盡致（zhì）。冷（lěng）卻液（yè）壓力較低，盡管對標準係列刀具有積極作用，但是不能發揮出全（quán）部潛力。如今（jīn），進一步的創新已經提高了應用（yòng）高壓冷卻（HPC）的可能（néng）性，這是由於對刀片槽形（xíng）的研究進一（yī）步改善了冷卻效果。

      完全的創新技術包（bāo）括專用的可轉位刀片，開發這種刀片的目的是充分（fèn）利用帶有高壓冷卻（què）液的車床。傳統（tǒng）的刀片不適合冷（lěng）卻液射流技術，所以，在使用時需要采用刀柄的HPC刀片非常暢銷。 新型CoroTurn HP刀片能最有效地利用高壓冷卻液，從而有助於射流滲入切削部位。 這（zhè）些刀片還可克（kè）服HPC在使用傳統（tǒng）刀片（piàn）槽形時出（chū）現的一些副作用。為了滿足冷卻液的工作壓力在30巴以上（最佳狀態在70巴以上）的要求（qiú），HPC車床因此（cǐ）而誕（dàn）生（shēng），在同時使（shǐ）用HP噴嘴技術和專用刀片時，這種車床很有競爭優勢。

      專門開發的刀片上的斷屑槽的外緣經過（guò）倒圓處（chù）理，無論是進行中等精車還（hái）是精車時，性能都同樣出色。槽形設計能“收集”冷卻液射（shè）流，形（xíng）成最（zuì）有（yǒu）效的液壓楔。這種技術延長了刀具的使用壽命，加大了對切屑形成的控製，性能無與倫比，它不僅可以用於車削延展性非常大（dà）的金屬、不鏽鋼和超合金，而且在車削廣泛（fàn）使（shǐ）用的不鏽鋼方麵，還具（jù）有獨特優勢。

      在開發過程（chéng）和（hé）實際的行業應用中，用這種技術能否成功銑削鈦合金與所使用（yòng）的冷卻液有關，冷卻液應用越成熟，性能（néng）就越好。在銑削時，70～80巴壓力的高壓冷卻（què）（HPC）應用最適當，突顯綜合優勢。因此（cǐ），當（dāng）高壓（yā）冷（lěng）卻已成為當今眾多采（cǎi）用旋轉刀具的機床的標準配置，這（zhè）是對鈦合金零件的徑向（xiàng）銑（xǐ）削優化的潛在資源。

      在研（yán）發CoroMill 690的過程中，設計了專門用（yòng）於鈦合金銑削的（de）先進（jìn）的可轉位刀片、長刃銑刀以及冷卻液（yè）通道（dào）和噴嘴，為每片刀片提供HPC效應。由於多個（gè）刀片沿著銑刀形成徑向刃口，冷卻液噴嘴在定位時，能夠（gòu）確保最優化的效果。在無需使用銑刀的（de）整個軸向深度的情況下，可（kě）以使用塞（sāi）子代替噴嘴，這樣可以避免不必要的空噴射而浪費冷卻（què）液壓力。供應適量的冷（lěng）卻（què）液是HPC的一個重要考慮因素（sù），特別是采用大（dà）量噴嘴和長刃銑刀時，更應仔細考慮。因此，為了根據機床類型、切（qiē）削參（cān）數、軸向切深和刀具特性，提供噴嘴射流（liú）的最佳數據，我們開（kāi）發了專（zhuān）門的流量和壓力計算器。

      各種驗證試驗和應用（yòng）表明，這（zhè）種技（jì）術（shù）大大加快了（le）難加工材（cái）料的切削速度，刀（dāo）具的使用壽命延長一半以上。還有一個主要的好處是改善（shàn）了切屑控製，消除了加工區域和排屑通道的許多問題。山特維克可樂滿擁有幾十年利用（yòng）高壓冷卻（HPC）射流進行加工的創新和經驗，現在已經得到廣泛的應用，最主要的是，並不局限於難以加工的（de）材（cái）料。

 如需了解更多關於高壓冷卻的信息，請訪問：http://productnews.sandvik.coromant.com/cn/