Titán'Slabá tepelná vodivosť a vysoká chemická reaktivita ho robia náchylným na povrchové defekty počasCNC obrábanie. Hoci geometria nástroja a rezné parametre sú dobre preskúmané, optimalizácia chladiacej kvapaliny je v priemyselnej praxi stále nedostatočne využívaná. Táto štúdia (vykonaná v roku 2025) rieši túto medzeru kvantifikáciou toho, ako cielené dodávanie chladiacej kvapaliny zlepšuje kvalitu povrchovej úpravy bez toho, aby sa znížila priepustnosť.
Metodika
1. Experimentálny návrh
●Materiál:Tyče Ti-6Al-4V (Ø50 mm)
●Vybavenie:5-osový CNC s chladiacou kvapalinou cez nástroj (rozsah tlaku: 20 – 100 barov)
●Sledované metriky:
Drsnosť povrchu (Ra) pomocou kontaktného profilometra
Opotrebovanie bočnej strany nástroja pomocou zobrazenia pomocou USB mikroskopu
Teplota reznej zóny (termokamera FLIR)
2. Kontroly opakovateľnosti
●Tri opakovania testu na sadu parametrov
● Výmena vložiek nástrojov po každom experimente
●Teplota okolia stabilizovaná na 22 °C ± 1 °C
Výsledky a analýza
1. Tlak chladiacej kvapaliny vs. povrchová úprava
●Tlak (bar):20 50 80
●Priemerné Ra (μm) :3,2 2,1 1,4
●Opotrebenie nástroja (mm):0,28 0,19 0,12
Vysokotlakové chladivo (80 barov) znížilo Ra o 56 % oproti východiskovej hodnote (20 barov).
2. Účinky polohy trysky
Uhlové trysky (15° smerom k hrotu nástroja) prekonali radiálne nastavenia o:
● Zníženie akumulácie tepla o 27 % (tepelné údaje)
●Predĺženie životnosti nástroja o 30 % (merania opotrebenia)
Diskusia
1. Kľúčové mechanizmy
●Odstraňovanie triesok:Vysokotlakové chladenie láme dlhé triesky, čím zabraňuje opätovnému rezaniu.
●Tepelná regulácia:Lokalizované chladenie minimalizuje deformáciu obrobku.
2. Praktické obmedzenia
● Vyžaduje upravené CNC nastavenia (minimálny tlak čerpadla 50 barov)
● Nie je nákladovo efektívne pre nízkoobjemovú výrobu
Záver
Optimalizácia tlaku chladiacej kvapaliny a zarovnania trysiek výrazne zlepšuje povrchovú úpravu titánu. Výrobcovia by mali uprednostniť:
●Modernizácia chladiacich systémov na ≥80 barov
● Vykonávanie skúšok polohovania trysiek pre špecifické nástroje
Ďalší výskum by mal preskúmať hybridné chladenie (napr. kryogénne + MQL) pre ťažko obrábateľné zliatiny.
Čas uverejnenia: 01.08.2025
