1
ผู้ปฏิบัติงานทราบสถานการณ์: เศษโลหะบรรจุในกระเป๋าลึก 50 มม. เศษโลหะที่ถูกตัดซ้ำเชื่อมติดกัน เครื่องมือหัก สปินเดิลส่งเสียงเตือน ความหนาแน่นต่ำและการนำความร้อนสูงของอะลูมิเนียมทำให้เศษโลหะเหนียว มุมที่แคบและส่วนที่ยื่นยาวทำให้เศษโลหะติดกับดัก กฎเกณฑ์เดิมๆ—ร่องเปิด, สารหล่อเย็นท่วม—ล้มเหลวเมื่อกระเป๋าลึกเกิน 3 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ การศึกษานี้วัดผลรวมของเรขาคณิตของเครื่องมือ, แรงดันสารหล่อเย็น และจลนศาสตร์เส้นทางเครื่องมือต่อการกำจัดเศษโลหะในสภาวะการผลิตปี 2025
2 วิธีการวิจัย
2.1 การออกแบบการทดลอง
แฟกทอเรียล 2³ เต็มรูปแบบพร้อมจุดศูนย์กลาง (n = 11)
ปัจจัย:
• A: มุมเกลียว—38° (ต่ำ), 45° (สูง)
• B: แรงดันสารหล่อเย็น—40 บาร์ (ต่ำ), 80 บาร์ (สูง)
• C: กลยุทธ์เส้นทาง—โทรคอยด์แบบปรับได้เทียบกับแรสเตอร์แบบดั้งเดิม
2.2 ชิ้นงานและเครื่องจักร
บล็อก 7075-T6, 120 × 80 × 60 มม., กระเป๋าลึก 10 มม. × 50 มม. Haas VF-4SS, สปินเดิล 12 k HSK-63, สารหล่อเย็น Blaser Vasco 7000
2.3 การเก็บข้อมูล
• ระยะเวลาการพักของเศษโลหะ: กล้องความเร็วสูงที่ 5,000 fps, ติดตามผ่านเศษโลหะย้อมสี
• การสึกหรอของเครื่องมือ: กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัล, VB ≤0.2 มม. สิ้นสุดอายุการใช้งาน
• ความหยาบผิว: Mahr Perthometer M400, ตัดออก 0.8 มม.
2.4 ชุดการทำซ้ำ
G-code, รายการเครื่องมือ และแบบร่างหัวฉีดสารหล่อเย็นที่เก็บถาวรที่ github.com/pft/chip-evac-2025
3 ผลลัพธ์และการวิเคราะห์
รูปที่ 1 แสดงแผนภูมิพาเรโตของผลกระทบมาตรฐาน มุมเกลียวและแรงดันสารหล่อเย็นมีอิทธิพลเหนือกว่า (p < 0.01) ตารางที่ 1 สรุปเมตริกหลัก:
ตารางที่ 1 ผลลัพธ์การทดลอง (ค่าเฉลี่ย, n = 3)
ชุดพารามิเตอร์ | ระยะเวลาการพักของเศษโลหะ (วินาที) | อายุการใช้งานเครื่องมือ (นาที) | Ra (µm)
38°, 40 บาร์, แรสเตอร์ | 4.8 | 22 | 1.3
45°, 80 บาร์, โทรคอยด์ | 2.8 | 45 | 0.55
การปรับปรุง | –42 % | +105 % | –58 %
รูปที่ 2 พล็อตเวกเตอร์ความเร็วของเศษโลหะ เกลียว 45° สร้างส่วนประกอบความเร็วตามแนวแกนขึ้นด้านบน 1.8 ม./วินาที เทียบกับ 0.9 ม./วินาที สำหรับ 38° อธิบายถึงการกำจัดที่เร็วขึ้น
4 การอภิปราย
4.1 กลไก
เกลียวที่สูงขึ้นเพิ่มการกวาดที่มีประสิทธิภาพ ทำให้เศษโลหะบางลงและลดการยึดติด สารหล่อเย็น 80 บาร์ส่งมอบอัตราการไหลของมวลสูงขึ้น 3 เท่า การจำลอง CFD (ดูภาคผนวก A) แสดงให้เห็นว่าพลังงานจลน์แบบปั่นป่วนที่ฐานกระเป๋าเพิ่มขึ้นจาก 12 J/kg เป็น 38 J/kg ซึ่งเพียงพอที่จะยกเศษโลหะขนาด 200 µm เส้นทางโทรคอยด์ช่วยรักษาการมีส่วนร่วมอย่างต่อเนื่อง หลีกเลี่ยงการบรรจุเศษโลหะที่เห็นในมุมแรสเตอร์
4.2 ข้อจำกัด
การทดสอบจำกัดเฉพาะอะลูมิเนียม 7075; โลหะผสมไทเทเนียมอาจต้องใช้ความช่วยเหลือจากความเย็นจัด กระเป๋าลึกต่อความกว้าง >8:1 แสดงการกักเศษโลหะเป็นครั้งคราวแม้ภายใต้การตั้งค่าที่ดีที่สุด
4.3 ผลกระทบในทางปฏิบัติ
ร้านค้าสามารถติดตั้งเครื่องจักรที่มีอยู่ใหม่ด้วยเครื่องกัดปลายคาร์ไบด์แบบเกลียวผันแปรและเกลียวสูง และหัวฉีดสารหล่อเย็นแบบตั้งโปรแกรมได้ในราคา <$2,000 ต่อสปินเดิล คืนทุนภายใน 3 เดือนตามการประหยัดอายุการใช้งานเครื่องมือ
5 บทสรุป
เครื่องตัดเกลียวสูง, สารหล่อเย็นผ่านเครื่องมือ 80 บาร์ และเส้นทางโทรคอยด์เป็นชุดที่มีประสิทธิภาพและถ่ายโอนได้ ซึ่งช่วยลดระยะเวลาการพักของเศษโลหะและเพิ่มอายุการใช้งานเครื่องมือเป็นสองเท่าในการกัดอะลูมิเนียมแบบกระเป๋าลึก งานในอนาคตควรขยายเมทริกซ์ไปยังไทเทเนียมและสำรวจการสกัดด้วยสุญญากาศในกระบวนการสำหรับอัตราส่วนภาพที่สูงกว่า 8:1
ข้อความของคุณจะต้องอยู่ระหว่าง 20-3,000 ตัวอักษร!
