Titanium'Den dårlige varmeledningsevne og høje kemiske reaktivitet gør den tilbøjelig til overfladefejl underCNC-bearbejdning. Selvom værktøjsgeometri og skæreparametre er velundersøgte, er kølevæskeoptimering fortsat underudnyttet i industripraksis. Denne undersøgelse (udført i 2025) adresserer dette hul ved at kvantificere, hvordan målrettet kølevæsketilførsel forbedrer finishkvaliteten uden at gå på kompromis med gennemløbshastigheden.
Metodologi
1. Eksperimentelt design
●Materiale:Ti-6Al-4V stænger (Ø50 mm)
●Udstyr:5-akset CNC med kølevæske gennem værktøjet (trykområde: 20-100 bar)
●Sporede målinger:
Overfladeruhed (Ra) via kontaktprofilometer
Værktøjsflankeslid ved hjælp af USB-mikroskopbilleddannelse
Skærezonetemperatur (FLIR termisk kamera)
2. Repeterbarhedskontroller
● Tre testgentagelser pr. parametersæt
● Værktøjsindsatser udskiftes efter hvert eksperiment
● Omgivelsestemperatur stabiliseret ved 22°C ±1°C
Resultater og analyse
1. Kølevæsketryk vs. overfladefinish
●Tryk (bar):20 50 80
●Gennemsnitlig Ra (μm) :3,2 2,1 1,4
●Værktøjsslitage (mm):0,28 0,19 0,12
Højtrykskølevæske (80 bar) reducerede Ra med 56 % i forhold til basislinjen (20 bar).
2. Dysepositioneringseffekter
Vinklede dyser (15° mod værktøjsspidsen) klarede sig bedre end radiale opsætninger med:
● Reducerer varmeakkumulering med 27 % (termiske data)
● Forlænger værktøjets levetid med 30 % (slidmålinger)
Diskussion
1. Nøglemekanismer
●Spåntømning:Højtrykskølevæske bryder lange spåner og forhindrer genskæring.
●Termisk kontrol:Lokal køling minimerer forvrængning af emnet.
2. Praktiske begrænsninger
● Kræver modificerede CNC-opsætninger (minimum 50 bar pumpekapacitet)
● Ikke omkostningseffektiv til produktion i lav volumen
Konklusion
Optimering af kølevæsketryk og dysejustering forbedrer titaniumoverfladen betydeligt. Producenter bør prioritere:
● Opgradering til kølesystemer med en kapacitet på ≥80 bar
● Udførelse af dysepositioneringsforsøg for specifikke værktøjer
Yderligere forskning bør undersøge hybridkøling (f.eks. kryogen + MQL) til sværtbearbejdelige legeringer.
Opslagstidspunkt: 1. august 2025
