L'étude compare les méthodes de lubrification pour l'usinage de l'aluminium 6061T6

Dans les ateliers d'usinage de précision, où les outils tournants à grande vitesse frottent violemment les matériaux en alliage d'aluminium au milieu d'étincelles volantes, les ingénieurs sont confrontés à un dilemme critique:sélectionner la méthode de lubrification optimale qui assure une finition supérieure de la surfaceCette étude se concentre sur les opérations de tournage d'alliages d'aluminium 6061-T6, comparant systématiquement les performances de l'acier sec, de l'acier brut et de l'acier brut.semi-sec (quantité minimale de lubrification - MQL), et les conditions d'usinage à l'humidité pour révéler leurs effets respectifs sur la rugosité de la surface, l'usure de l'outil et la formation de copeaux.

L'équipe de recherche a mené des expériences de tournage de précision à l'aide d'un tour de Darbert Machinery équipé d'outils de coupe spécialisés avec inserts revêtus de TiB2 PVD (angle de nez de 80°,Angle de relief de 11°Les paramètres expérimentaux comprenaient:

• Vitesse de coupe:790,40 à 661,54 m/min
• Taux d'alimentation:0.0508-0.2845 mm/rev
• Profondeur de coupe:1 mm
• Conditions de lubrification:Séché, semi-séché (MQL à 3.06, 1.75, et débits de 0,6 ml/min), et humide

La composition chimique de l'alliage d'aluminium 6061-T6 est présentée au tableau 1:

L'installation expérimentale a incorporé un système MQL avancé avec une buse d'atomisation de l'air SB202010 (System Tecnolub Inc.) avec un diamètre d'orifice de 0,25 mm.Simulations informatiques de la dynamique des fluides (CFD) en utilisant FINE/Open 2.11Le logiciel.1 a optimisé le schéma de pulvérisation, modélisant le flux d'air en phase unique à travers environ 1 million d'éléments finis.

À une vitesse de coupe de 207 m/min, les mesures de rugosité de surface ont révélé:

• Les conditions humides produisent une rugosité supérieure à la MQL et l'usinage à sec à faibles vitesses d'alimentation (0,05 à 0,10 mm/rev)
• La rugosité des MQL est supérieure à l'usinage à sec à des vitesses d'alimentation supérieures à 0,10 mm/rev
• Le lubrifiant Microkut 400 a toujours fourni une finition de surface supérieure par rapport à Mecagreen 550
• Les calculs théoriques de rugosité (Rath = 0,0321 × f2/re) ont sous-estimé les valeurs réelles à faible alimentation, mais surestimées à forte alimentation

Après 40 minutes d'usinage continu:

• Les conditions de sécheresse et de MQL (3,06 ml/min) ont montré une usure négligeable de la pointe de l'outil.
• L'usinage à l'eau humide présente une dégradation mesurable de la pointe de l'outil
• Débit de MQL inférieur (0,6 ml/min) usure accélérée avec Mecagreen 550
• Microkut 400 a démontré une meilleure protection contre l'usure que Mecagreen 550 à des débits équivalents

L'analyse des puces a donné ces résultats:

• L'épaisseur de la puce diminue avec l'augmentation de la vitesse de coupe à des vitesses d'alimentation élevées
• Le coefficient d'amincissement des copeaux (profondeur de coupe/épaisseur des copeaux) diminue avec des flux plus élevés
• Microkut 400 a produit des coefficients d'amincissement plus élevés que Mecagreen 550 à un débit de 3,06 ml/min
• L'analyse XRD a révélé une augmentation de la taille du grain avec des taux d'alimentation plus élevés, ce qui suggère des effets thermiques

Les mesures environnementales ont montré:

• Concentration maximale de masse totale à des vitesses de coupe plus faibles
• L'usinage à sec a généré moins d'aérosols que les MQL et les conditions humides
• Réduction de la segmentation dans les copeaux secs en corrélation avec une diminution des émissions de particules

L'étude approfondie de l'usinage de l'aluminium 6061-T6 a donné les résultats suivants:

1. La lubrification à l'eau humide produit généralement une finition de surface inférieure, en particulier à faibles taux d'alimentation
2. Les MQL avec Microkut 400 offrent un équilibre optimal entre la qualité de surface et la protection des outils
3. La consommation d'énergie de coupe varie considérablement selon le type de lubrifiant et le débit
4. L'usinage à sec présente des avantages environnementaux grâce à une réduction des émissions d'aérosols

Ces résultats suggèrent que les systèmes MQL utilisant des lubrifiants avancés tels que Microkut 400 peuvent représenter la solution la plus durable pour l'usinage de l'aluminium,combiner performance technique et responsabilité environnementaleLes recherches futures devraient étudier des formulations de lubrifiants et des méthodes de livraison optimisées pour améliorer davantage l'efficacité de l'usinage tout en minimisant la consommation de ressources.