Abstract Titanium, a difficult-to-cut material, consumes higher time and cost in removing material by machining to produce parts. Machining of Ti alloys has got serious attention owing to its reactive nature with tool materials at elevated temperature that aggravates tool wear. Reportedly, effective and efficient cooling and lubrication at the tool–work interface can ameliorate the machinability of Ti-alloys. In this perspective, this article interrogates the underlying mechanism of critical responses such as surface roughness, temperature, tool life and machining cost under dry, minimum quantity lubrication (MQL) and cryogenic liquid nitrogen (LN2) modes. The effect of cutting speeds and feed rates on such responses have been considered as a function of cooling strategy to standardize the cooling technique as the best alternative for machining. Cryogenic cooling seems to be preponderant regarding machining cost, temperature, surface roughness and tool life in hard turning of a–b titanium alloy. The feasibility of cryogenic cooling was investigated using the iso-response technique in comparison with dry and MQL-assisted hard turning. Experimental results revealed longer tool life and lower machining cost under cryogenic condition followed by MQL and dry machining. Moreover, cryogenic LN2 has been identified as an appropriate alternative to reduce the temperature and surface roughness. On contrary, dry turning evoked a high-temperature and rapid tool wear. In a nutshell, cryogenic assisted hard turning has acceded as a sustainable strategy from an environmental and economic perspective.

中文翻译：

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α-β钛低温辅助硬车削的可加工性和经济性能评估：迈向可持续制造的一步

摘要 钛是一种难以切削的材料，通过机械加工去除材料以生产零件需要花费更多的时间和成本。钛合金的加工由于其在高温下与刀具材料的反应性质而受到重视，这会加剧刀具磨损。据报道，工具-工作界面处的有效冷却和润滑可以改善钛合金的可加工性。从这个角度来看，本文探讨了关键响应的潜在机制，例如在干式、微量润滑 (MQL) 和低温液氮 (LN2) 模式下的表面粗糙度、温度、刀具寿命和加工成本。切削速度和进给速率对这种响应的影响被认为是冷却策略的函数，以将冷却技术标准化为加工的最佳替代方案。在 a-b 钛合金的硬车削中，低温冷却似乎在加工成本、温度、表面粗糙度和刀具寿命方面占优势。与干式和 MQL 辅助硬车削相比，使用等响应技术研究了低温冷却的可行性。实验结果表明，在低温条件下，随后是 MQL 和干式加工，刀具寿命更长，加工成本更低。此外，低温 LN2 已被确定为降低温度和表面粗糙度的合适替代品。相反，干车削引起高温和快速刀具磨损。简而言之，从环境和经济的角度来看，低温辅助硬车削已成为可持续发展的战略。a-b钛合金硬车削的表面粗糙度和刀具寿命。与干式和 MQL 辅助硬车削相比，使用等响应技术研究了低温冷却的可行性。实验结果表明，在低温条件下，随后是 MQL 和干式加工，刀具寿命更长，加工成本更低。此外，低温 LN2 已被确定为降低温度和表面粗糙度的合适替代品。相反，干车削引起高温和快速刀具磨损。简而言之，从环境和经济的角度来看，低温辅助硬车削已成为可持续发展的战略。a-b钛合金硬车削的表面粗糙度和刀具寿命。与干式和 MQL 辅助硬车削相比，使用等响应技术研究了低温冷却的可行性。实验结果表明，在低温条件下，随后是 MQL 和干式加工，刀具寿命更长，加工成本更低。此外，低温 LN2 已被确定为降低温度和表面粗糙度的合适替代品。相反，干车削引起高温和快速刀具磨损。简而言之，从环境和经济的角度来看，低温辅助硬车削已成为可持续发展的战略。实验结果表明，在低温条件下，随后是 MQL 和干式加工，刀具寿命更长，加工成本更低。此外，低温 LN2 已被确定为降低温度和表面粗糙度的合适替代品。相反，干车削引起高温和快速刀具磨损。简而言之，从环境和经济的角度来看，低温辅助硬车削已成为可持续发展的战略。实验结果表明，在低温条件下，随后是 MQL 和干式加工，刀具寿命更长，加工成本更低。此外，低温 LN2 已被确定为降低温度和表面粗糙度的合适替代品。相反，干车削引起高温和快速刀具磨损。简而言之，从环境和经济的角度来看，低温辅助硬车削已成为可持续发展的战略。