1
Οι χειριστές γνωρίζουν το σκηνικό: τα τσιπ έχουν μια 50 mm βαθιά τσέπη, τα τσιπ που συγκολλούνται, τα εργαλεία σπάζουν, οι συναγερμοί σπινδέλων.Οι στενές γωνίες και οι μακρές εκκρεμές τους παγιδεύουν.Η μελέτη αυτή ποσοτικοποιεί τη συνδυασμένη επίδραση της γεωμετρίας του εργαλείου,πίεση ψυκτικού και κινηματική πορείας εργαλείου στην εκκένωση των τσιπ σε συνθήκες παραγωγής του 2025.
2 Μέθοδοι Έρευνας
2.1 Σχεδιασμός των πειραμάτων
Πλήρες παραγοντικό 23 με κεντρικά σημεία (n = 11).
Παράγοντες:
• Α: Στροφή έλικας 38° (κατώτατο), 45° (υψηλό).
• Β: Πίεση ψυκτικού υλικού 40 bar (χαμηλή), 80 bar (υψηλή).
• Γ: Στρατηγική διαδρομής ∆ προσαρμοστικός τροχοειδής έναντι συμβατικού ραστρ.
2.2 Εργαλείο και Μηχανή
7075-T6 μπλοκ, 120 × 80 × 60 mm, τσέπες 10 mm πλάτους × 50 mm βάθους.
2.3 Απόκτηση δεδομένων
• Χρόνος διαμονής του τσιπ: κάμερα υψηλής ταχύτητας σε 5 000 fps, που παρακολουθείται μέσω χρωματισμένων τσιπ.
• Φθορά εργαλείου: οπτικό μικροσκόπιο, VB ≤0,2 mm τέλος ζωής.
• Ακατέργαστη επιφάνεια: Περθόμετρος Mahr M400, διαχωρισμός 0,8 mm.
2.4 Πακέτο αναπαραγωγιμότητας
Ο κωδικός G, ο κατάλογος εργαλείων και τα σχέδια του ακροφύλλου ψύξης αρχειοθετούνται στο github.com/pft/chip-evac-2025.
3 Αποτελέσματα και ανάλυση
Το σχήμα 1 παρουσιάζει το διάγραμμα Pareto των τυποποιημένων επιδράσεων, με κυριαρχία τη γωνία έλικας και την πίεση ψυκτικού (p < 0,01).
Πίνακας 1 Τελικά αποτελέσματα των πειραμάτων (μέσος όρος, n = 3)
Ρυθμισμένες παραμέτρους. Σπίτι τσιπ. Η διάρκεια ζωής του εργαλείου (λεπτο) Ρα (μm)
38°, 40 μπαρ, ράστερ 4.8 22 1.3
45 μοίρες, 80 μπαρ, τροχοειδής 2.8 45 0.55
Βελτίωση. 42 τοις εκατό. +105 τοις εκατό.
Το σχήμα 2 απεικονίζει τους διανύστες ταχύτητας των τσιπ. Η έλικας 45° παράγει ένα αναπτυσσόμενο συστατικό αξιακής ταχύτητας 1,8 m/s έναντι 0,9 m/s για 38°, εξηγώντας την ταχύτερη εκκένωση.
4 Συζήτηση
4.1 Μηχανισμός
Η υψηλότερη έλικα αυξάνει την αποτελεσματικότητα της γρίπης, αποδυναμώνει τα τσιπ και μειώνει την προσκόλληση. Το ψυκτικό υγρό 80 bar παρέχει 3 φορές μεγαλύτερη ροή μάζας.Η προσομοίωση CFD (βλέπε προσάρτημα Α) δείχνει ότι η κινητική ενέργεια των αναταραχών στη βάση της τσέπης αυξάνεται από 12 J/kg σε 38 J/kg.Οι τροχοειδείς διαδρομές διατηρούν συνεχή εμπλοκή, αποφεύγοντας τη συσκευασία τσιπ που παρατηρείται στις γωνίες των ραστρών.
4.2 Περιορισμοί
Οι δοκιμές περιορίστηκαν στο αλουμίνιο 7075, ενώ τα κράματα τιτανίου ενδέχεται να απαιτούν κρυογενή υποστήριξη.
4.3 Πρακτικές συνέπειες
Τα καταστήματα μπορούν να αναβαθμίσουν τα υπάρχοντα μηχανήματα με μεταβλητή γωνία, με υψηλή έλικα καρβιδίων και προγραμματιζόμενα ακροφύσια ψύξης για < 2.000 δολάρια ανά σπιντέλο, αποπληρωμή εντός 3 μηνών με βάση την εξοικονόμηση ζωής εργαλείου.
5 Συμπεράσματα
Οι κοπτήρες υψηλής έλξης, το ψυκτικό υγρό 80 bar μέσα από το εργαλείο και τα τροχοειδή μονοπάτια σχηματίζουν ένα αποτελεσματικό, μεταβιβάσιμο πακέτο που μειώνει τον χρόνο διαμονής του τσιπ και διπλασιάζει τη διάρκεια ζωής του εργαλείου στο deep-pocket αλουμινίου.Οι μελλοντικές εργασίες θα πρέπει να επεκτείνουν τη μήτρα στο τιτάνιο και να διερευνήσουν την εξαγωγή κενού κατά τη διαδικασία για αναλογίες όψεων άνω των 8:1.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!
