最少量潤滑(MQL)切削液應用於高速銑削難切削材之研究

Abstract

本文使用鍍層碳化物刀具在最少量潤滑(MQL)條件下高速銑削Inconel 718、Ti-6Al-4V與SKD 11等三種難切削材，藉由切削液油水比例與噴流量的改變，觀察切削力、刀具磨耗與切屑的變化，討論切削液的作用機制並提出切削液油水比例與噴流量的最適當值。銑削有加工硬化現象的難切削材如Inconel 718時，提高切削液油水比例與噴流量有助於形成邊界潤滑層與擴散障礙層以減少刀具磨耗。但是，超過飽和值的噴流量無法進一步減少刀具磨耗。因此，高速銑削加工硬化型難切削材時，切削液油水比例與噴流量的最適當值分別是60：40與60 ml/hr。高速銑削容易產生BUE的難切削材如Ti-6Al-4V時，低油水比例切削液能夠穩定BUE，減少BUE脫落時造成的刀刃缺損。提高噴流量也會促使BUE更加不穩定而增加刀具磨耗，因此，高速銑削容易產生BUE的難切削材時，切削液油水比例與噴流量的最適當值分別是10：90與20 ml/hr。高速銑削高硬度難切削材如SKD 11時，切屑對刀面的磨耗區域較小，刀刃上的黏屑與BUE也較少。另外，高油水比例與低油水比例分別會增加刀腹磨耗與刀面磨耗，提高噴流量也會擴大刀面磨耗區域，因此，高速銑削高硬度難切削材時，切削液油水比例與噴流量的最適當值分別是40：60與20 ml/hr。研究結果顯示高油水比例切削液適用於容易加工硬化的難切削材，低油水比例切削液適用於容易產生BUE的難切削材。