內冷卻低溫加工新技術
本篇文章來源於 “切削技術網站”網址：http://www.e-cuttech.com/ReadNews/9569.html
在MAG的低溫加工系統中，溫度為-196℃的液氮通過主軸、刀柄和刀體內部的管道流動，然後通過在切削刀片中用放電加工方式加工的出口，到達距剪切面不到1mm處。
在低溫加工系統中，液態二氧化碳和液氮可以作為有效的冷卻劑。以前的低溫加工系統都是通過管道將超冷液體從外部引到刀具/工件介面處，為了在切削難加工材料時提高切削速度和延長刀具壽命，機床製造商MAG工業自動化系統公司開發了主軸內冷卻低溫加工新技術。
據MAG公司高級刀具工程師George Georgiou介紹，在MAG的低溫加工系統中，溫度為-196℃的液氮通過主軸、刀柄和刀體內部的管道流動，然後通過在切削刀片中用放電加工（EDM）方式加工的出口，到達距剪切面不到1mm處。Georgiou說，“低溫冷卻液對切削時產生的高溫具有超強冷卻能力，可以防止切削熱傳入刀具切削刃。”
他補充說，主軸內採用真空管道來絕熱，刀柄和刀體（包括安裝刀片的刀座）中的管道則採用了一種導熱率極低的材料。到達切削點時，最初加注的液氮仍有近50%保持液態。在將切削熱從刀具/工件介面處帶走後，原來的液體變為氣體（其中包含80%的氮氣）散入周圍的空氣中。為了防止局部區域氮氣濃度過高，使氧氣含量減少，採用了多個感測器監測周圍空氣中的氮氣含量，如果發現環境空氣品質不安全，則會暫時關閉液氮流。
MAG公司估計，在低溫銑削和鏜削時，每個切削刃每分鐘大約要消耗0.04升冷卻劑；而在低溫鑽削和攻絲中，冷卻劑的消耗量要少一些，因為加工時刀具被包圍在工件內。
內冷卻低溫加工還可以與外部供液的最小量潤滑（MQL）技術合併使用，以減小刀具的摩擦與粘附。這是因為，低溫加工的目標是減小由切削熱引起的刀具磨損，但並不能起到潤滑作用，因此需要借助於MQL技術。MQL可以有效防止因刀具過熱和軟化而造成的磨損加快。
儘管這種低溫加工技術仍然處於開發過程中，但據MAG公司介紹，應用該技術銑削蠕墨鑄鐵（CGI）時，可使硬質合金刀具的切削速度提高60%，使聚晶金剛石（PCD）刀具的切削速度提高3倍。該公司設計副總裁Doug Watts說，“通過外加MQL潤滑，可使硬質合金刀具的切削速度提高到原來的3倍，但PCD刀具的切削速度在已提高3倍的基礎上未見再提高。這些切削試驗重點關注切削速度的提高，而刀具壽命則保持在與採用常規冷卻液時相同的水準上。”
Georgiou指出，在使用MQL潤滑時，PCD刀具的切削速度沒有進一步提高的原因在於，與硬質合金相比，PCD這種超硬材料更不容易磨損，而且能更有效地傳熱。當以大約100m/min的切削速度加工有色金屬材料時，切削熱通常會使PCD分解為碳並失效。在低溫加工中，金剛石在更高的切削速度下仍能保持其性能穩定。
除了蠕墨鑄鐵以外，MAG還對鈦合金和不銹鋼進行了低溫加工試驗。Georgiou說，“今後在航空製造業將會有大規模的資金投入。作為使用越來越多的航空材料，鈦合金不僅切削性不好，而且傳熱性也很差，但我們用低溫技術加工獲得了非常不錯的結果。”
MAG公司計畫，在其機床上提供商品化低溫加工主軸之前，將在IMTS展覽會上展示這項技術，並向其合作夥伴和用戶提供用於改造機床的低溫加工旋轉元件，使他們可以比較低溫加工與常規加工系統的使用效果。
原載:《工具展望》
上載於:2011-11-8 13:25:28
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在低溫加工系統中，液態二氧化碳和液氮可以作為有效的冷卻劑。以前的低溫加工系統都是通過管道將超冷液體從外部引到刀具/工件介面處，為了在切削難加工材料時提高切削速度和延長刀具壽命，機床製造商MAG工業自動化系統公司開發了主軸內冷卻低溫加工新技術。
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Georgiou指出，在使用MQL潤滑時，PCD刀具的切削速度沒有進一步提高的原因在於，與硬質合金相比，PCD這種超硬材料更不容易磨損，而且能更有效地傳熱。當以大約100m/min的切削速度加工有色金屬材料時，切削熱通常會使PCD分解為碳並失效。在低溫加工中，金剛石在更高的切削速度下仍能保持其性能穩定。
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上載於:2011-11-8 13:25:28
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