Исследование сравнивает методы смазки для обработки алюминия 6061T6

В цехах высокоточной обработки, где высокоскоростные вращающиеся инструменты насильно трения против алюминиевого сплава материалов среди летающих искр, инженеры сталкиваются с критической дилеммой:выбор оптимального способа смазки, обеспечивающего превосходную поверхностьЭто исследование сосредоточено на операциях по обращению алюминиевого сплава 6061-T6, систематически сравнивая сухие,полусухой (минимальное количество смазки - MQL), и влажные условия обработки, чтобы выявить их соответствующее влияние на шероховатость поверхности, износ инструмента и образование щелочей.

Исследовательская группа провела эксперименты с точным поворотом с использованием токарного станка от Darbert Machinery, оснащенного специализированными режущими инструментами, оснащенными вставками с покрытием TiB2 PVD (угол носа 80°,Угол рельефа 11°)К экспериментальным параметрам относятся:

• Скорость резки:790,40-661,54 м/мин
• Количество кормов:0.0508-0.2845 мм/с.
• Глубина резки:1 мм
• Условия смазки:Сухое, полусухое (MQL в 3.06, 1.75, и 0,6 мл/мин) и влажный

Химический состав алюминиевого сплава 6061-T6 представлен в таблице 1:

Экспериментальная установка включала в себя передовую систему MQL, оснащенную SB202010 воздушно-атомизирующей насадкой (System Tecnolub Inc.) диаметром отверстия 0,25 мм.Вычислительные моделирование динамики жидкостей (CFD) с использованием FINE/Open 2.11.1 программное обеспечение оптимизировало схему распыления, моделируя однофазный воздушный поток через приблизительно 1 миллион конечных элементов.

При скорости резки 207 м/мин измерения шероховатости поверхности показали:

• В условиях влажности производится более высокая шероховатость, чем MQL, и сухое обработки при низких скоростях подачи (0,05-0,10 мм/обратно)
• Грубость MQL превышает сухую обработку при скоростях подачи более 0,10 мм/об.
• Смазочный материал Microkut 400 постоянно обеспечивает превосходную поверхность по сравнению с Mecagreen 550
• Теоретические расчеты шероховатости (Rath = 0,0321 × f2/re) недооценивают фактические значения при низких показателях, но переоценивают их при высоких показателях

После 40 минут непрерывной обработки:

• В условиях сухости и MQL (3,06 мл/мин) показано незначительное износ наконечника инструмента
• На влажной обработке наблюдается измеримая деградация наконечника инструмента
• Сниженный поток MQL (0,6 мл/мин) при ускоренном износе с Mecagreen 550
• Microkut 400 продемонстрировал лучшую защиту от износа, чем Mecagreen 550 при эквивалентных потоках

Анализ чипов привел к следующим выводам:

• Толщина фиксации уменьшается с увеличением скорости резки при высоких скоростях подачи
• Коэффициент истончения щебня (глубина резки/толщина щебня) снижается с увеличением подачи
• Микрокут 400 дает более высокий коэффициент разжижения, чем Мекагрин 550 при потоке 3,06 мл/мин
• Анализ XRD показал увеличение размера зерна с более высокими скоростями кормления, что предполагает тепловые эффекты

Измерения окружающей среды показали:

• Общая концентрация массы достигает пика при более низких скоростях резки
• Сухое обращение производило меньше аэрозолей, чем MQL и влажные условия
• Уменьшенная сегментация в сухих чипах, связанная с более низкими выбросами твердых частиц

Всестороннее исследование обработки алюминия 6061-Т6 привело к следующим ключевым выводам:

1. Мокрая смазка обычно приводит к низкой поверхности, особенно при низких скоростях подачи
2. MQL с Microkut 400 обеспечивает оптимальный баланс между качеством поверхности и защитой инструмента
3. Потребление энергии для резки значительно варьируется в зависимости от типа смазочного материала и скорости потока
4. Сухое обращение демонстрирует преимущества для окружающей среды за счет сокращения выбросов аэрозолей

Эти результаты свидетельствуют о том, что системы MQL, использующие передовые смазочные материалы, такие как Microkut 400, могут представлять собой наиболее устойчивое решение для обработки алюминия,сочетание технических характеристик с экологической ответственностьюВ будущих исследованиях должны быть изучены оптимизированные составы смазочных материалов и методы доставки для дальнейшего повышения эффективности обработки при одновременном минимизации потребления ресурсов.