Bekalan Sejuk Berlebihan (Flood Coolant) berbanding MQL untuk Pemesinan Poket Titanium

Aloi Titanium mempunyai kekonduksian haba yang rendah (6.7 W/m·K untuk Ti-6Al-4V) dan kereaktifan kimia yang memberi cabaran unik dalam pemilingan lubang milling operasi. Walaupun penyejukan banjir telah menjadi piawaian industri untuk penyebaran haba, kebimbangan alam sekitar yang meningkat dan tekanan kos telah mencetuskan minat terhadap alternatif MQL. Kebangkitan terkini dalam reka bentuk nozel dan pelincir yang terbiodegradasi (contohnya, formulasi berbasis ester) telah memperbaharui perbahasan mengenai kebolehlaksanaan. Kajian ini menangani jurang pengetahuan melalui perbandingan sistematik kedua-dua kaedah di bawah keadaan yang berkaitan dengan industri, dengan tumpuan khusus kepada mekanik pemotongan dan kesan metalurgi selepas pemesinan.

Kaedah

1. Reka Bentuk Eksperimen

Reka bentuk faktorial penuh (matriks 3×3) menguji strategi penyejukan (banjir, MQL, hibrid) berdasarkan parameter pemotongan. Sistem MQL membekalkan 50 mL/jam pelincir berasus (Accu-Lube LB-12) melalui nozel 0.5mm pada tekanan 6 bar.

2. Pemungutan Data

• Daya pemotongan: Dinamometer Kistler 9257B

• Haus alat: Mikroskop digital Keyence VHX-7000 (piawaian ISO 3685)

• Data termal: Kamera IR FLIR A655sc (kejituan ±2°C)

Keputusan & Analisis

1.Dinamik Daya Potong

MQL menunjukkan daya purata yang lebih rendah (Fxy = 210 N berbanding 265 N di bawah banjiran) disebabkan oleh pekali geseran yang berkurangan. Analisis domain frekuensi mendapati amplitud getaran dalam MQL adalah 25-30% lebih kecil.

2.Bandingan Jangka Hayat Alat

Kurva perkembangan haus tepi menunjukkan MQL memperpanjang jangka hayat alat kepada 148 minit berbanding 112 minit (banjiran) sebelum mencapai VBmax = 0.3 mm. Analisis EDS mendapati 60% kurang kelekatan titanium pada alat yang digunakan dengan MQL.

Perbincangan

Prestasi MQL yang lebih baik selari dengan model tribologi yang mencadangkan penembusan mikro-titisan ke dalam antara muka alat-pisau. Walau bagaimanapun, isu pengeluaran serpihan dalam lubang dalam (nisbah aspek >5:1) sementara meningkatkan daya sebanyak 15%, menunjukkan had tertentu berdasarkan senario. Pengguna industri perlu menimbang temuan ini berbanding kos infrastruktur kitar semula cecair penyejuk.

Kesimpulan

MQL menunjukkan kelebihan yang jelas dalam pemilingan poket titanium dari segi jangka hayat alat (peningkatan sebanyak 32%) dan kemasan permukaan. Kerja-kerja akan datang perlu menjelaskan penghantaran MQL berdenyut untuk geometri nisbah aspek tinggi dan pelincir tambahan nano.