مطالعه روش های روانکاری را برای ماشینکاری آلومینیوم 6061T6 مقایسه می کند

در کارگاه های ماشینکاری دقیق، جایی که ابزارهای چرخشی با سرعت بالا در میان جرقه های پرنده با مواد آلیاژ آلومینیوم به شدت اصطکاک می کنند، مهندسان با یک معضل حیاتی روبرو هستند:انتخاب بهترین روش روانکاری که باعث تکمیل سطح برتر می شوداین تحقیق بر عملیات چرخاندن آلیاژ آلومینیوم 6061-T6 تمرکز دارد، به طور سیستماتیک مقایسه خشک،نیمه خشک (حداقل مقدار روان کننده - MQL)، و شرایط فرآوری مرطوب برای نشان دادن تأثیرات مربوط به خشکی سطح، سایش ابزار و تشکیل تراشه.

گروه تحقیقاتی آزمایشات پیچ دقیق را با استفاده از یک چرخ دار Darbert Machinery که مجهز به ابزار برش تخصصی با ورودی های پوشانده شده با TiB2 PVD (زاویه بینی 80 °،زاویه تسکین 11°)پارامترهای تجربی شامل:

• سرعت برش:79.40-661.54 متر/دقیقه
• میزان تغذیه:0.0508-0.2845 mm/rev
• عمق برش:1 میلی متر
• شرایط روان کننده:خشک، نیمه خشک (MQL در 3.06، 1.75، و 0.6 ml/min جریان) و مرطوب

ترکیب شیمیایی آلیاژ آلومینیوم 6061-T6 در جدول 1 ارائه شده است:

تنظیمات تجربی شامل یک سیستم پیشرفته MQL با یک نوزل اتم سازی هوا SB202010 (System Tecnolub Inc.) با قطر سوراخ 0.25 میلی متر است.شبیه سازی های محاسباتی دینامیک مایعات (CFD) با استفاده از FINE/Open 2.11.1 نرم افزار بهینه سازی الگوی اسپری، مدل سازی جریان هوا تک فاز از طریق حدود 1 میلیون عنصر محدود.

در سرعت برش 207 متر در دقیقه، اندازه گیری خشکی سطح نشان داد:

• شرایط مرطوب، خشکی بالاتر از MQL و ماشینکاری خشک در سرعت های کم تغذیه (0.05 - 0.10 mm / rev) را تولید می کند
• خشکی MQL از ماشین آلات خشک در سرعت های ورودی بالاتر از 0.10 mm / rev
• روغن مایکرو کت ۴۰۰ به طور مداوم در مقایسه با مک گرین ۵۵۰ سطح بالایی را ارائه می دهد
• محاسبات نظری خشکی (Rath = 0.0321 × f2/re) ارزش های واقعی را در تغذیه های کم دست کم می گیرد اما در تغذیه های بالا بیش از حد است.

پس از 40 دقیقه ماشینکاری مستمر:

• در شرایط خشک و MQL (3.06 میلی لیتر در دقیقه) ، سایش نوک ابزار ناچیز بود.
• فرآوری خیس نشان می دهد تخریب قابل اندازه گیری نوک ابزار
• میزان جریان MQL پایین تر (0.6 میلی لیتر/ دقیقه) با استفاده از Mecagreen 550
• Microkut 400 نشان داد که حفاظت از لباس بهتر از Mecagreen 550 در جریان معادل است

تجزیه و تحلیل تراشه این بینش ها را به دست آورد:

• ضخامت تراشه با افزایش سرعت برش در نرخ های تغذیه بالا کاهش می یابد
• ضریب نازک شدن تراشه (عمق برش / ضخامت تراشه) با تغذیه های بالاتر کاهش می یابد
• Microkut 400 باعث تولید ضخیم سازی بیشتر از Mecagreen 550 در جریان 3.06 ml/min شد
• تجزیه و تحلیل XRD نشان داد که افزایش اندازه دانه با نرخ تغذیه بالاتر، اثرات حرارتی را نشان می دهد

اندازه گیری های زیست محیطی نشان داد:

• کل غلظت توده در سرعت های پایین تر برش
• فرآوری خشک باعث تولید اسپری کمتر از MQL و شرایط مرطوب می شود.
• تقسیم بندی کاهش یافته در تراشه های خشک مرتبط با انتشار ذرات کمتر

مطالعه جامع ماشین آلات آلومینیوم 6061-T6 نتایج کلیدی را به دست آورد:

1. روانکاری مرطوب به طور کلی باعث پایان سطح ضعیف می شود، به ویژه در نرخ های پایین تغذیه
2. MQL با Microkut 400 ارائه می دهد تعادل مطلوب بین کیفیت سطح و حفاظت از ابزار
3. کاهش مصرف انرژی به طور قابل توجهی با نوع روان کننده و سرعت جریان متفاوت است
4. فرآوری خشک از مزایای زیست محیطی از طریق کاهش انتشار آروسول نشان می دهد

این نتایج نشان می دهد که سیستم های MQL با استفاده از روغن های پیشرفته مانند Microkut 400 ممکن است پایدارترین راه حل برای ماشینکاری آلومینیوم باشد.ترکیب عملکرد فنی با مسئولیت زیست محیطیتحقیقات آینده باید در مورد فرمول های مطلوب روغن و روش های تحویل برای افزایش بیشتر کارایی ماشین آلات در حالی که مصرف منابع را به حداقل می رساند، تحقیق کند.