Titan'Dårlig varmeledningsevne og høy kjemisk reaktivitet gjør den utsatt for overflatedefekter underCNC-maskinering. Selv om verktøygeometri og skjæreparametere er godt studert, er kjølevæskeoptimalisering fortsatt underutnyttet i industripraksis. Denne studien (utført i 2025) adresserer dette gapet ved å kvantifisere hvordan målrettet kjølevæsketilførsel forbedrer finishkvaliteten uten å gå på kompromiss med gjennomstrømningen.
Metodikk
1. Eksperimentell design
●Materiale:Ti-6Al-4V stenger (Ø50 mm)
●Utstyr:5-akset CNC med kjølevæske gjennom verktøyet (trykkområde: 20–100 bar)
●Sporede målinger:
Overflateruhet (Ra) via kontaktprofilometer
Verktøyflankeslitasje ved bruk av USB-mikroskopavbildning
Temperatur i skjæresone (FLIR termisk kamera)
2. Repeterbarhetskontroller
● Tre testrepetisjoner per parametersett
● Verktøyinnsatser byttes ut etter hvert eksperiment
● Omgivelsestemperatur stabilisert ved 22 °C ± 1 °C
Resultater og analyse
1. Kjølevæsketrykk vs. overflatefinish
●Trykk (bar):20 50 80
●Gjennomsnittlig Ra (μm) :3,2 2,1 1,4
●Verktøyslitasje (mm):0,28 0,19 0,12
Høytrykkskjølevæske (80 bar) reduserte Ra med 56 % sammenlignet med basislinjen (20 bar).
2. Effekter av dyseposisjonering
Vinklede dyser (15° mot verktøyspissen) overgikk radielle oppsett med:
● Reduserer varmeakkumulering med 27 % (termiske data)
● Forlenger verktøyets levetid med 30 % (slitasjemålinger)
Diskusjon
1. Viktige mekanismer
●Sponfjerning:Høytrykkskjølevæske bryter lange spon og forhindrer ny skjæring.
●Termisk kontroll:Lokal kjøling minimerer forvrengning av arbeidsstykket.
2. Praktiske begrensninger
● Krever modifiserte CNC-oppsett (minimum 50 bar pumpekapasitet)
● Ikke kostnadseffektivt for lavvolumproduksjon
Konklusjon
Optimalisering av kjølevæsketrykk og dysejustering forbedrer titanoverflaten betydelig. Produsenter bør prioritere:
● Oppgradering til kjølevæskesystemer på ≥80 bar
● Utføre dyseposisjoneringstester for spesifikke verktøy
Videre forskning bør utforske hybrid kjøling (f.eks. kryogenisk + MQL) for legeringer som er vanskelige å maskinere.
Publisert: 1. august 2025
