利用獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室對(duì)不同的冷卻液進(jìn)行測(cè)試，可以為正確選擇鈦合金加工用冷卻液提供所需要的公正數(shù)據(jù)交鹊。
　　在目前困難的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下净纬，提高切削刀具壽命可以提供一種重要的競爭優(yōu)勢(shì)。在加工過程中酥盼，選用合適的冷卻液可將刀具壽命提高15%－30%打洋。但是，最終用戶如何才能知道哪一種冷卻液是正確的選擇呢？
　　在航空航天零件制造業(yè)琉语，正確選用冷卻液尤其重要狗丙，因?yàn)樵撔袠I(yè)競爭十分激烈。不確定的經(jīng)濟(jì)環(huán)境增加了零件制造商控制成本的壓力密哈。他們要優(yōu)化加工程序暇昂，試驗(yàn)新的刀具技術(shù)，并對(duì)加工機(jī)床升級(jí)換代伴嗡。
　　由于鈦合金強(qiáng)度高急波、重量輕和耐腐蝕，因此許多飛機(jī)零件都采用鈦合金制造瘪校。然而澄暮，鈦合金的熱傳導(dǎo)性能差，在切削過程中產(chǎn)生的溫度可高達(dá)1100℃阱扬，會(huì)導(dǎo)致刀具迅速鈍化泣懊，而用鈍化的切削刃進(jìn)行加工可能會(huì)產(chǎn)生更多熱量，從而進(jìn)一步縮短刀具壽命麻惶。充分的潤滑對(duì)于鈦合金的有效加工至關(guān)重要馍刮，因?yàn)闈櫥蛔闶乔邢鞯毒呤У某Ｒ娫颉?br>　　有效性評(píng)估
　　如何才能評(píng)估冷卻液對(duì)延長刀具壽命和優(yōu)化加工循環(huán)的有效性？馬斯達(dá)化學(xué)公司（Master Chemical Corp.窃蹋，美國俄亥俄州佩里斯堡）戰(zhàn)略性技術(shù)開發(fā)副總裁Milton Hoff介紹說卡啰，一種方法是測(cè)量主軸電機(jī)負(fù)荷，“在切削過程中警没，通過測(cè)量電流變化匕冠。可以非常有效地監(jiān)測(cè)主軸電機(jī)負(fù)荷患赏。大多數(shù)機(jī)床控制器都可以監(jiān)測(cè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)切削循環(huán)中的最大電流負(fù)荷逾族。如果機(jī)床無此監(jiān)測(cè)功能，還可以設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的電流表界北，來測(cè)量在一個(gè)加工工步中的電流變化淑助。”無論采用哪一種方法痢玖，都需要測(cè)量起動(dòng)電流和最大電流。
　　加工鈦合金時(shí)粟辛，需要仔細(xì)考慮氨案，確定使用哪種金屬切削液。合成切削液泡沫少芙掖，具有良好的過濾性锻刺、清潔度和散熱性，而可溶性切削油具有更好的潤滑性。半合成切削液在提供有效潤滑和清潔度的同時(shí)懂版，還有助于延長機(jī)油箱的壽命鹃栽，可謂兩全其美。最后躯畴，還有多種因素必須考慮民鼓，包括機(jī)床和操作工人的需求、水質(zhì)蓬抄、切削液的管理丰嘉、切削液的輸送和壓力等。
　　為了進(jìn)行最有效的分析嚷缭，需要采用與被評(píng)價(jià)加工過程相同的刀具和工件材料進(jìn)行切削試驗(yàn)饮亏。Hoff說，“加工一個(gè)工件時(shí)阅爽，使除冷卻液以外的所有其它參數(shù)都保持恒定路幸，可以通過電流變化測(cè)量出機(jī)床主軸所承受的載荷，并確定哪種冷卻液的潤滑性能更好付翁〖螂龋”
　　在企業(yè)內(nèi)部做這些試驗(yàn)其結(jié)果值得懷疑，因?yàn)闄C(jī)床的適用性胆敞、不同的操作者以及冷卻液的維護(hù)等條件會(huì)發(fā)生變化诸痢，從而可能會(huì)歪曲試驗(yàn)結(jié)果。利用外部實(shí)驗(yàn)室對(duì)切削液進(jìn)行評(píng)估酝梧，可以提供有效決策所需要的斜回、公正的科學(xué)數(shù)據(jù)。例如掸阶，馬斯達(dá)化學(xué)公司已經(jīng)與也位于佩里斯堡的歐文斯社區(qū)學(xué)院的機(jī)械加工實(shí)驗(yàn)室合作凳贰，對(duì)切削液和加工過程進(jìn)行試驗(yàn)。
　　問題解決方案
　　一個(gè)一級(jí)航空零件制造商在其下屬各工廠中加工了大量Ti6Al4V零件窟著，并注意到這種鈦合金的應(yīng)用在快速增長哗励。由于每個(gè)工廠在加工鈦合金時(shí)都使用不同的金屬切削液，因此該制造商對(duì)于選擇一種切削液以延長刀具壽命危暇，進(jìn)而降低刀具成本很感興趣界橱。為了進(jìn)一步降低加工成本，制造商希望選擇最高效的鈦合金加工工藝托祖。
　　加工鈦合金時(shí)丛君，刀具成本極高，因此舟肉，在保證工件質(zhì)量的前提下修噪，使刀具壽命最大化至關(guān)重要。由于該制造商沒有掌握相關(guān)數(shù)據(jù)（這些數(shù)據(jù)能顯示使用哪種切削液是標(biāo)準(zhǔn)化加工的最佳選擇），而進(jìn)行工廠現(xiàn)場測(cè)試也不是一種好的選擇黄琼，因此該航空制造商決定與馬斯達(dá)化學(xué)公司合作樊销，利用歐文斯社區(qū)學(xué)院的試驗(yàn)裝置對(duì)其工廠使用的冷卻液進(jìn)行評(píng)估。采用該學(xué)院的切削實(shí)驗(yàn)室能為該制造商提供公正的試驗(yàn)結(jié)果脏款，而且勿需占用自己的資源围苫。實(shí)驗(yàn)室通過在試驗(yàn)中測(cè)量切削參數(shù)，將確定哪種冷卻液可以提供充分的潤滑弛矛。
　　切削鈦合金的機(jī)床對(duì)冷卻液的要求是：霧化程度低够吩，減少工人在大型機(jī)床工作臺(tái)上走動(dòng)清掃切屑時(shí)滑倒的可能性，以及避免殘留的粘濕冷卻液導(dǎo)致鈦合金切屑粘附在機(jī)床上丈氓。在切削試驗(yàn)完成后周循，實(shí)驗(yàn)室還會(huì)進(jìn)行一些測(cè)試，以比較切削液的一些重要的非切削功能万俗，包括生物穩(wěn)定性湾笛、油箱壽命、以及涉及健康和安全的一些性能辆泄。
　　試驗(yàn)對(duì)象確定為Weldon刀具公司的M42鈷高速鋼立銑刀（4槽蟋真，直徑19.05mm，未涂層铐坠，轉(zhuǎn)角半徑3.175mm）酷它。該刀具為頂切粗加工立銑刀，全直徑上的切削參數(shù)為：軸向切深8.90mm遂涛，切削速度60sfm悦阿，每齒切屑負(fù)荷0.1143mm，進(jìn)給率100mm/min乏乔。采用順銑方式丝板。
　　試驗(yàn)規(guī)定，用每種切削液對(duì)航空零件制造商提供的Ti6Al4V坯件（尺寸180mm×200mm×1500mm）進(jìn)行兩次切削蜂镇，并對(duì)Ti6Al4V板材進(jìn)行一次切削吓篙，即每種切削液總共進(jìn)行三輪切削試驗(yàn)。試驗(yàn)在歐文斯學(xué)院切削實(shí)驗(yàn)室的Haas VF4立式加工中心上進(jìn)行给酥，該機(jī)床帶有CAT40錐柄深怕，并由計(jì)算機(jī)控制冷卻液流量。
　　試驗(yàn)共評(píng)估了5種切削液泵肄，包括馬斯達(dá)化學(xué)公司的TRIM MicroSol 585以及其它4種競爭對(duì)手的切削液佳遣。每種切削液都用去離子水進(jìn)行稀釋，兌成6%的濃度凡伊。刀具壽命是試驗(yàn)的決定性因素。試驗(yàn)完后，所有切屑和材料都被送還該航空零件制造商系忙。
　　測(cè)量與結(jié)果
　　按照上述參數(shù)進(jìn)行切削試驗(yàn)诵盼，刀具期望壽命為3小時(shí)。用OGP光學(xué)比較儀對(duì)刀具進(jìn)行微觀檢測(cè)银还，測(cè)量積屑瘤并拍攝顯微照片风宁。為避免加工硬化的影響，當(dāng)?shù)毒咴谠嚰厦客瓿梢淮巫叩逗螅ㄇ邢鲿r(shí)間大約為30分鐘）蛹疯，就進(jìn)行一次測(cè)量戒财。同時(shí)記錄機(jī)床主軸電流載荷測(cè)量表的讀數(shù)值。
　　按照原計(jì)劃捺弦，需要測(cè)量刀具的后刀面磨損饮寞。然而，由于刀具外形為螺旋形和扇形脂槽，沒有一條直刃可讓實(shí)驗(yàn)室用作測(cè)量實(shí)際后刀面磨損的參考點(diǎn)拜岂，因此，選擇積屑瘤作為替代指標(biāo)现碰。該航空零件制造商的材料與工藝工程師在切削實(shí)驗(yàn)室觀察了初步試驗(yàn)后庵偏，認(rèn)為試驗(yàn)方案令人滿意。
　　采用機(jī)床控制器記錄的最大電流載荷值现辑，對(duì)5種切削液進(jìn)行比較母掀。對(duì)于每種冷卻液，在加工過程中扳耘，電機(jī)的電流載荷都是逐漸增大焰哮。電流變化斜率越小，表示刀具壽命越長（切削液A和B斜率最懈锊恰）安影。記錄在所有各次走刀中的電機(jī)最大電流的平均值，同時(shí)記錄實(shí)際加工過程中最大電流的上竣康、下極限值膏蚓。最大電流的平均值和上、下極限值的分布區(qū)間越小畸写，表明（或預(yù)示）刀具壽命越長（切削液A和B表現(xiàn)較好）驮瞧。
　　通過在完成了設(shè)定的走刀次數(shù)后，對(duì)在4個(gè)切削刃中的任何一個(gè)切削刃上發(fā)現(xiàn)的最大積屑瘤進(jìn)行測(cè)量枯芬，也可以預(yù)測(cè)刀具壽命论笔。這是因?yàn)榫哂休^大積屑瘤的刀具鈍化更嚴(yán)重，因此其壽命也更短千所。切削液A和B對(duì)應(yīng)的刀具總體平均積屑瘤高度最低狂魔，并且積屑瘤高度的上蒜埋、下極限值的分布區(qū)間最小，表明其刀具壽命最長最楷。
　　試驗(yàn)中整份，在每次加工后都對(duì)積屑瘤進(jìn)行測(cè)量，用OGP光學(xué)比較儀共拍攝了139張照片籽孙。對(duì)于每一種切削液烈评，在4個(gè)切削刃中具有最大積屑瘤的切削刃出現(xiàn)在第26次也是最后一次切削走刀后。
　　對(duì)5種切削液的一些重要的非切削功能（包括殘留性犯建、生物穩(wěn)定性和抗腐蝕性）進(jìn)行了測(cè)試该捎。在每項(xiàng)指標(biāo)中，表現(xiàn)最好的給5分张相，第二好的給4分枝扭，以此類推。評(píng)分系統(tǒng)不加權(quán)（即認(rèn)為所有測(cè)試項(xiàng)目具有相同的重要性）根朱。在殘留性測(cè)試中尉利，切削液A和E獲得了高分，而切削液B和D在機(jī)床敏盒、測(cè)試設(shè)備上和周邊區(qū)域有大量殘留汤顷。還可以確定，這兩種切削液在機(jī)床工作臺(tái)上殘留濕滑液體的可能性更大翁凳。切削液殘留還會(huì)導(dǎo)致切削液用量增多递促。
　　在泡沫消散時(shí)間測(cè)試中，切削液B和C顯示出優(yōu)異的泡沫特性县趴。在兌自來水的切削液中對(duì)黑色金屬的腐蝕試驗(yàn)中送魁，切削液A、D和E得到高分锭汛，而切削液C對(duì)黑色金屬產(chǎn)生了嚴(yán)重腐蝕笨奠。在生物穩(wěn)定性試驗(yàn)中，切削液C和D得到很高評(píng)價(jià)唤殴，而切削液B因?yàn)榭赡艹霈F(xiàn)酸敗問題而得分很低般婆。在真菌穩(wěn)定性試驗(yàn)中，對(duì)切削液C和E的評(píng)價(jià)最佳朵逝，而切削液B顯示出真菌穩(wěn)定性較差蔚袍。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果，切削液A和C總分排名最高配名。按所有非切削和切削性能總體評(píng)價(jià)啤咽，切削液A（MicroSol 585）是最佳選擇。
　　試驗(yàn)完成后渠脉，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)提供給該航空零件制造商審查宇整。Hoff說瓶佳，“通過評(píng)估試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以幫助選擇在加工過程中能使刀具壽命最大化的冷卻液鳞青。當(dāng)然涩哟，這是一種受控試驗(yàn)，它沒有考慮在實(shí)際加工中可能或?qū)?huì)產(chǎn)生的一些變量焊循。但它可以為你選擇加工過程可以接受的潤滑液指出正確的方向∽羁В”
　　馬斯達(dá)化學(xué)公司航空加工部經(jīng)理Chuck Gee通過該案例研究沈跷，闡釋了外部試驗(yàn)的優(yōu)越性。他說碑甘，“我向一位制造工程師展示了該案例亮铛，他正為所在的公司評(píng)估我們的產(chǎn)品。完全基于科學(xué)數(shù)據(jù)的決策理念具有極大吸引力销顷，目前他正在為自己公司安排評(píng)估日程表受卒。”
　　雖然對(duì)金屬切削液進(jìn)行外部試驗(yàn)在行業(yè)內(nèi)還不普及灼烫，但需求正在不斷增長筋蝴。馬斯達(dá)化學(xué)公司大約每月提供一次服務(wù)。Gee表示窄忱，“你可以根據(jù)數(shù)據(jù)來決策岛涝。當(dāng)你把數(shù)據(jù)、圖形和表格放到一個(gè)工程師面前糟秘，當(dāng)他知道這是一個(gè)獨(dú)立的简逮、在可控環(huán)境條件下進(jìn)行的研究，他就會(huì)信任其結(jié)果尿赚∩⑹”
　　Hoff指出，“對(duì)用戶來說凌净，好處在于他們可以基于科學(xué)性進(jìn)行決策悲龟。知道哪種冷卻液可以使刀具壽命延長20%，意味著可以節(jié)約大量加工時(shí)間和成本泻蚊。了解哪種冷卻液能最有效地防止泡沫問題躲舌、延長油箱壽命和提供生物穩(wěn)定性，將會(huì)改善工件的整體質(zhì)量性雄∶恍叮”

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享秒旋，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)约计，也不構(gòu)成任何其他建議诀拭。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳善簸，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)传撰，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻呛产、圖片距搂、文字如涉及作品版權(quán)問題，請(qǐng)第一時(shí)間告知治勒，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容恰磷，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn路倔。