機(jī)械加工中刀具內(nèi)冷是怎樣的原理？

在機(jī)械加工中，刀具內(nèi)冷技術(shù)通過在刀具內(nèi)部構(gòu)建冷卻通道，將冷卻液直接輸送到切削區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具和工件的高效冷卻與潤(rùn)滑。內(nèi)冷刀具切削的刀體內(nèi)設(shè)計(jì)內(nèi)置冷氣通道，并在刀尖下方位置和 前刀面上開設(shè)出氣噴嘴。刀具工作時(shí)，從低溫 冷風(fēng)機(jī)出來的壓縮冷氣體和從微量潤(rùn)滑系統(tǒng)出來的 潤(rùn)滑油分別通過安裝在刀桿尾部的三通接頭的兩個(gè) 人口進(jìn)人刀桿內(nèi)的冷氣通道。混合后的油氣分別從 前刀面和刀尖下面的兩個(gè)出氣噴嘴口噴射到刀具一切屑和刀具一工件區(qū)，達(dá)到冷卻和潤(rùn)滑作用。

1. 冷卻與潤(rùn)滑機(jī)制

冷卻作用：切削過程中，刀具與工件之間因摩擦產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致切削區(qū)域溫度升高。高溫會(huì)加速刀具磨損，降低工件表面質(zhì)量。刀具內(nèi)冷技術(shù)通過將冷卻液直接輸送到切削區(qū)域，能夠快速帶走熱量，降低切削溫度，從而延長(zhǎng)刀具壽命，提高加工精度。

潤(rùn)滑作用：冷卻液在切削區(qū)域形成潤(rùn)滑膜，減少刀具與工件、切屑之間的摩擦，降低切削力，進(jìn)一步減少刀具磨損，改善加工表面質(zhì)量。

2. 刀具內(nèi)冷的優(yōu)勢(shì)

提高加工效率：由于冷卻液直接作用于切削區(qū)域，冷卻效果顯著，允許采用更高的切削速度和進(jìn)給率，從而提高加工效率。

延長(zhǎng)刀具壽命：通過有效控制切削溫度，減少刀具的熱磨損和機(jī)械磨損，顯著延長(zhǎng)刀具的使用壽命。

改善加工質(zhì)量：降低切削溫度和切削力，減少工件的熱變形和表面燒傷，提高工件的表面質(zhì)量和尺寸精度。

適用于難加工材料：在加工高溫合金、鈦合金等難加工材料時(shí)，刀具內(nèi)冷技術(shù)能夠有效解決切削溫度高、刀具磨損快的問題。

3. 刀具內(nèi)冷的應(yīng)用場(chǎng)景

深孔加工：在深孔鉆削中，傳統(tǒng)外冷方式難以將冷卻液輸送到切削區(qū)域，刀具內(nèi)冷技術(shù)能夠確保冷卻液直達(dá)切削刃，提高加工效率和孔壁質(zhì)量。

高速切削：在高速銑削、車削等加工中，刀具內(nèi)冷技術(shù)能夠有效控制切削溫度，防止刀具過熱，保證加工穩(wěn)定性。

精密加工：在航空航天、模具制造等對(duì)加工精度要求較高的領(lǐng)域，刀具內(nèi)冷技術(shù)能夠顯著提高工件的表面質(zhì)量和尺寸精度。

4. 刀具內(nèi)冷的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

冷卻通道設(shè)計(jì)：冷卻通道的直徑、長(zhǎng)度和布局需要合理設(shè)計(jì)，以確保冷卻液能夠順暢流動(dòng)，并在切削區(qū)域形成有效的冷卻和潤(rùn)滑。

噴孔位置與方向：噴孔的位置和噴射方向直接影響冷卻效果，通常需要靠近切削刃，并朝向切削區(qū)域。

密封與可靠性：刀具內(nèi)冷結(jié)構(gòu)需要具備良好的密封性，防止冷卻液泄漏，同時(shí)確保刀具在高轉(zhuǎn)速下的可靠性。