تیتانیوم'رسانایی حرارتی ضعیف و واکنش‌پذیری شیمیایی بالا، آن را مستعد نقص‌های سطحی می‌کند.ماشینکاری CNC. در حالی که هندسه ابزار و پارامترهای برش به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، بهینه‌سازی خنک‌کننده همچنان در عمل صنعتی مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. این مطالعه (که در سال 2025 انجام شده است) با تعیین کمیت چگونگی بهبود کیفیت پرداخت با رساندن هدفمند خنک‌کننده بدون به خطر انداختن توان عملیاتی، به این شکاف می‌پردازد.
روش‌شناسی
۱. طراحی آزمایش
●مواد:میله‌های Ti-6Al-4V (قطر ۵۰ میلی‌متر)
●تجهیزات:CNC پنج محوره با خنک‌کننده‌ی سرتاسری (محدوده فشار: ۲۰ تا ۱۰۰ بار)
●معیارهای ردیابی شده:
زبری سطح (Ra) از طریق پروفیلومتر تماسی
سایش کناره ابزار با استفاده از تصویربرداری میکروسکوپ USB
دمای ناحیه برش (دوربین حرارتی FLIR)
۲. کنترل‌های تکرارپذیری
● سه تکرار آزمایش برای هر مجموعه پارامتر
● ابزار نصب شده پس از هر آزمایش تعویض می‌شود
● دمای محیط در ۲۲ درجه سانتیگراد ± ۱ درجه سانتیگراد تثبیت شده است
نتایج و تحلیل
۱. فشار مایع خنک‌کننده در مقابل پرداخت سطح
●فشار (بار):۲۰ ۵۰ ۸۰
●میانگین Ra (میکرومتر) :۳.۲ ۲.۱ ۱.۴
●سایش ابزار (میلی‌متر):۰.۲۸ ۰.۱۹ ۰.۱۲
خنک‌کننده‌ی فشار بالا (۸۰ بار) Ra را در مقایسه با حالت پایه (۲۰ بار) ۵۶٪ کاهش داد.
۲. اثرات موقعیت‌یابی نازل
نازل‌های زاویه‌دار (۱۵ درجه به سمت نوک ابزار) به دلایل زیر از نازل‌های شعاعی بهتر عمل کردند:
● کاهش تجمع گرما به میزان ۲۷٪ (داده‌های حرارتی)
● افزایش عمر ابزار تا 30٪ (اندازه گیری سایش)
بحث
۱. سازوکارهای کلیدی
●تخلیه تراشه:خنک‌کننده‌ی پرفشار، براده‌های بلند را می‌شکند و از برش مجدد جلوگیری می‌کند.
●کنترل حرارتی:خنک‌سازی موضعی، اعوجاج قطعه کار را به حداقل می‌رساند.
۲. محدودیت‌های عملی
● نیاز به تنظیمات CNC اصلاح‌شده (حداقل ظرفیت پمپ ۵۰ بار)
● برای تولید با حجم کم مقرون به صرفه نیست
نتیجه‌گیری
بهینه‌سازی فشار مایع خنک‌کننده و تراز نازل، کیفیت سطح تیتانیوم را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. تولیدکنندگان باید موارد زیر را در اولویت قرار دهند:
● ارتقاء به سیستم‌های خنک‌کننده با فشار ≥80 بار
● انجام آزمایش‌های موقعیت‌یابی نازل برای ابزارهای خاص
تحقیقات بیشتر باید خنک‌سازی ترکیبی (مثلاً برودتی + MQL) را برای آلیاژهای سخت‌کاری‌شده بررسی کند.
زمان ارسال: ۱ آگوست ۲۰۲۵
