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Les opérateurs connaissent la scène: les puces sont emballées dans une poche de 50 mm de profondeur, la soudure des puces recoupées, le claquement des outils, les alarmes de broche.Des coins serrés et de longs déboisements les piégeront.Les règles actuelles de la flûte à pouce ouvert, du liquide de refroidissement, échouent lorsque les poches dépassent 3 × le diamètre de l'outil.la pression du liquide de refroidissement et la cinématologie du tracé de l'outil sur l'évacuation des copeaux dans les conditions de production de 2025;.
2 Les méthodes de recherche
2.1 Conception des expériences
Facteuriale 23 complet avec les points centraux (n = 11).
Les facteurs:
• A: angle d'hélice 38° (bas), 45° (haut).
• B: la pression du liquide de refroidissement est de 40 bar (faible), de 80 bar (haute).
• C: Stratégie de parcours Trochoïde adaptatif par rapport au raster classique.
2.2 Pièce et machine
7075-T6 blocs, 120 × 80 × 60 mm, poches de 10 mm de large × 50 mm de profondeur.
2.3 L'acquisition de données
• Temps de résidence de la puce: caméra haute vitesse à 5 000 images par seconde, suivie par des puces teintes.
• Usure de l'outil: microscope optique, VB ≤ 0,2 mm fin de vie.
• Rugosité de la surface: M400 de perthomètre Mahr, coupe de 0,8 mm.
2.4 Paquet de reproductibilité
Le code G, la liste des outils et les dessins de la buse de refroidissement archivés à github.com/pft/chip-evac-2025.
3 Résultats et analyse
La figure 1 montre le schéma de Pareto des effets normalisés; l'angle de spirale et la pression du liquide de refroidissement dominent (p < 0,01).
Tableau 1 Résultats expérimentaux (moyenne, n = 3)
Paramètres définis. Residence des puces. Durée de vie de l'outil.
38°, 40 bar, raster 4.8 22 1 Je suis désolé.3
45°, 80 bar, trochoïde 2.8 45 0.55
L'amélioration est de 42% +105%
La figure 2 montre les vecteurs de vitesse des puces; l'hélice de 45° génère une composante de vitesse axiale ascendante de 1,8 m/s contre 0,9 m/s pour 38°, expliquant une évacuation plus rapide.
4 Discussion
4.1 Mécanisme
Une hélice plus élevée augmente l'efficacité du râteau, l'amincissement des copeaux et la réduction de l'adhérence.La simulation CFD (voir annexe A) montre que l'énergie cinétique turbulente à la base de la poche passe de 12 J/kg à 38 J/kg.Les chemins trochoïdaux maintiennent un engagement constant, évitant l'emballage des puces observé dans les coins de raster.
4.2 Limites
Des essais limités à l'aluminium 7075; les alliages de titane peuvent nécessiter une assistance cryogénique.
4.3 Implications pratiques
Les ateliers peuvent équiper les machines existantes de moulins d'extrémité en carbure à haute hélice et de buse de refroidissement programmable pour un coût inférieur à 2 000 $ par fuseau, avec un remboursement dans les 3 mois en fonction des économies de durée de vie des outils.
5 Conclusion
Les coupeuses à hélice élevée, le liquide de refroidissement à 80 bar à travers l'outil et les chemins trochoïdaux forment un ensemble efficace et transférable qui réduit le temps de résidence des puces et double la durée de vie de l'outil dans le fraisage en aluminium à poche profonde.Des travaux futurs devraient étendre la matrice au titane et explorer l'extraction sous vide en cours de processus pour des ratios supérieurs à 8:1.
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