Titanium'se swak termiese geleidingsvermoë en hoë chemiese reaktiwiteit maak dit geneig tot oppervlakdefekte tydensCNC-bewerking. Alhoewel gereedskapgeometrie en snyparameters goed bestudeer is, bly koelmiddeloptimalisering onderbenut in die bedryfspraktyk. Hierdie studie (uitgevoer in 2025) spreek hierdie gaping aan deur te kwantifiseer hoe geteikende koelmiddeltoevoer die afwerkingskwaliteit verbeter sonder om deurset in te boet.
Metodologie
1. Eksperimentele Ontwerp
●Materiaal:Ti-6Al-4V stange (Ø50mm)
●Toerusting:5-as CNC met deurgereedskap-koelmiddel (drukbereik: 20–100 bar)
●Metrieke wat opgespoor is:
Oppervlakruheid (Ra) via kontakprofilometer
Gereedskapflankslytasie met behulp van USB-mikroskoopbeelding
Snysonetemperatuur (FLIR termiese kamera)
2. Herhaalbaarheidskontroles
●Drie toetsherhalings per parameterstel
● Gereedskapinsette word na elke eksperiment vervang
● Omgewingstemperatuur gestabiliseer teen 22°C ±1°C
Resultate en Analise
1. Koelvloeistofdruk teenoor oppervlakafwerking
●Druk (bar):20 50 80
●Gem. Ra (μm) :3.2 2.1 1.4
●Gereedskapslytasie (mm):0.28 0.19 0.12
Hoëdruk-koelmiddel (80 bar) het Ra met 56% verminder teenoor die basislyn (20 bar).
2. Spuitstukposisioneringseffekte
Hoekige spuitstukke (15° na die punt van die gereedskap) het radiale opstellings oortref deur:
● Verminder hitte-akkumulasie met 27% (termiese data)
● Verlenging van gereedskapleeftyd met 30% (slytasiemetings)
Bespreking
1. Sleutelmeganismes
●Spaanontruiming:Hoëdruk-koelmiddel breek lang skyfies en voorkom hersnyding.
●Termiese beheer:Gelokaliseerde verkoeling verminder werkstukvervorming.
2. Praktiese Beperkings
● Vereis gewysigde CNC-opstellings (minimum 50 bar pompkapasiteit)
● Nie koste-effektief vir lae-volume produksie nie
Gevolgtrekking
Die optimalisering van koelmiddeldruk en spuitstukbelyning verbeter die titanium-oppervlakafwerking aansienlik. Vervaardigers moet die volgende prioritiseer:
● Opgradering na ≥80 bar koelmiddelstelsels
● Uitvoering van spuitstukposisioneringsproewe vir spesifieke gereedskap
Verdere navorsing behoort hibriede verkoeling (bv. kriogene + MQL) vir moeilik-bewerkbare legerings te ondersoek.
Plasingstyd: 1 Augustus 2025
