1
De gebruikers kennen de situatie: chips in een 50 mm diepe zak, de opnieuw gesneden chips lassen, het gereedschap knalt, de spindel alarmen.Strakke hoeken en lange uitsteeksels vangen ze.De bestaande regels voor duimopende fluitjes, waterkoeling, mislukken wanneer de zakken groter zijn dan 3x de diameter van het gereedschap.koelvloeistofdruk en kinematica van het werktuigpad bij het evacueren van chips in de productieomstandigheden van 2025.
2 Onderzoeksmethoden
2.1 Ontwerp van experimenten
Volle 23 factoriaal met middelpunten (n = 11).
Factoren:
• A: Helixhoek 38° (laag), 45° (hoog).
• B: koelmiddeldruk ¥40 bar (laag), 80 bar (hoog).
• C: Padstrategie adaptieve trochoïde versus conventionele raster.
2.2 Werkstuk en machine
7075-T6 blokken, 120 × 80 × 60 mm, zakken 10 mm breed × 50 mm diep.
2.3 Verwerving van gegevens
• Chip verblijfstijd: hogesnelheidscamera met 5 000 fps, gevolgd via gekleurde chips.
• slijtage van het gereedschap: optische microscoop, VB ≤0,2 mm eind levensduur.
• Ruwheid van het oppervlak: Mahr Perthometer M400, afmeting 0,8 mm.
2.4 Reproduceerbaarheidspakket
G-code, gereedschapslijst en tekeningen van koelmotoren gearchiveerd op github.com/pft/chip-evac-2025.
3 Resultaten en analyse
Figuur 1 toont het Pareto-diagram van gestandaardiseerde effecten; helixhoek en koelvloeistofdruk domineren (p < 0,01).
Tabel 1 Experimentele resultaten (gemiddeld, n = 3)
Parameterinstelling. Chipresidentie. Werktuiglevensduur.
38°, 40 bar, raster 4.8 22 13
45°, 80 bar, trochoïde 2.8 45 0.55
Verbetering 42 procent 105 procent 58 procent
Figuur 2 toont chip snelheidsvectoren; de 45° helix genereert een opwaartse axiële snelheidscomponent van 1,8 m/s vs. 0,9 m/s voor 38°, wat een snellere evacuatie verklaart.
4 Bespreking
4.1 Mechanisme
Een hogere helix verhoogt de effectieve rake, dunner chips en vermindert de hechting. 80 bar koelmiddel levert 3x hogere massa stroom;CFD-simulatie (zie aanhangsel A) toont aan dat de turbulente kinetische energie bij de basis van de zak van 12 J/kg naar 38 J/kg stijgtTrochoïdale paden houden een constante betrokkenheid, waardoor chipverpakking in rasterhoeken wordt vermeden.
4.2 Beperkingen
Tests beperkt tot 7075 aluminium; titaniumlegeringen kunnen cryogene ondersteuning vereisen.
4.3 Praktische gevolgen
Winkels kunnen bestaande machines voor minder dan 2000 euro per spindel aanpassen met een variabele toonhoogte, een hoge spiraal van karbied en programmeerbare koelmotoren, die binnen drie maanden terugbetaald kunnen worden op basis van de besparingen op de levensduur van het gereedschap.
5 Conclusies
High-helix-snijmachines, 80 bar door-gereedschap koelmiddel en trochoïdale paden vormen een effectief, overdraagbaar pakket dat chip verblijf tijd verkort en verdubbelt gereedschap leven in diepe zak aluminium frezen.Toekomstige werkzaamheden moeten de matrix tot titanium uitbreiden en de vacuümextractie in het proces onderzoeken voor aspectverhoudingen boven 8:1.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
