Punjenje hladnjakom i MQL za brušenje žlebova kod titanijuma

Titanijum legure loša termalna provodljivost (6,7 W/m·K za Ti-6Al-4V) i hemijska reaktivnost predstavljaju jedinstvene izazove u džepu frezovanje operacije. Iako je hlađenje velikim količinama tečnosti postalo industrijski standard za odvođenje toplote, rastuće ekološke zabrinutosti i pritisci troškova su potaknule interesovanje za MQL alternativama. Nedavni napretci u dizajnu mlaznica i biorazgradljivim mazivima (npr. formulacijama na bazi estara) ponovo su oživeli debatu o isplativosti. Ova studija pokriva jaz u znanju kroz sistematsku porednju obe metode u industrijski relevantnim uslovima, s posebnim osvrtom na mehaniku rezanja i metalurške efekte nakon obrade.

Metodologija

1. Eksperimentalni dizajn

Dizajn sa punim faktorima (3×3 matrica) testirao je strategije hlađenja (flood, MQL, hibrid) u poređenju sa parametrima rezanja. MQL sistem je isporučivao 50 mL/h aerosolizovano mazivo (Accu-Lube LB-12) kroz mlaznicu od 0,5 mm pod pritiskom od 6 bara.

2. Прикупљање података

• Силе резања: Kistler 9257B динамометар

• Хабање алата: Keyence VHX-7000 дигитални микроскоп (ISO 3685 стандарди)

• Термални подаци: FLIR A655sc ИR камера (±2°C тачност)

Резултати и анализа

1.Динамика сила резања

MQL је показао ниже просечне резултантне силе (Fxy = 210 N у односу на 265 N код наводњивања) због смањених коефицијената трења. Анализа у фреквенцијском домену показала је да су амплитуде вибрација у MQL условима биле за 25-30% мање.

2. Поређење трајности алата

Криве напредовања бочног хабања показале су да MQL продужује трајност алата на 148 минута у односу на 112 минута (наводњивање) пре него што је постигнут VBmax = 0.3 mm. EDS анализа је утврдила 60% мање адхезије титанијума на алата коришћеним у MQL условима.

Rasprava

Superiorna performansa MQL usklađena je sa tribološkim modelima koji sugeriraju prodiranje mikro-kapi u interfejs alat-čip. Međutim, problemi sa evakuacijom čipova u dubokim džepovima (odnos stranica >5:1) privremeno su povećali sile za 15%, što ukazuje na ograničenja specifična za određene scenarije. Korisnici u industriji treba da prouče ove nalaze u odnosu na troškove infrastrukture za reciklažu hlađenja.

Закључак

MQL pokazuje jasne prednosti kod glodanja džepova od titanijuma u pogledu trajnosti alata (poboljšanje od 32%) i kvaliteta površine. Budući rad treba da istraži impulsnu isporuku MQL-a za geometrije sa visokim odnosom stranica i nano-aditivna maziva.