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ऑपरेटर दृश्य जानते हैं: चिप्स 50 मिमी गहरी जेब भरते हैं, री-कट चिप्स वेल्ड हो जाते हैं, टूल टूट जाता है, स्पिंडल अलार्म बजता है। एल्यूमीनियम का कम घनत्व और उच्च तापीय चालकता चिप्स को चिपचिपा बनाती है; तंग कोने और लंबे स्टिक-आउट उन्हें फंसाते हैं। मौजूदा अंगूठे के नियम—खुले बांसुरी, बाढ़ शीतलक—तब विफल हो जाते हैं जब जेब 3×टूल व्यास से अधिक हो जाती हैं। यह अध्ययन 2025 उत्पादन स्थितियों में चिप निकासी पर टूल ज्यामिति, शीतलक दबाव और टूल-पाथ कीनेमेटिक्स के संयुक्त प्रभाव को मात्राबद्ध करता है।
2 अनुसंधान विधियाँ
2.1 प्रयोगों का डिज़ाइन
सेंटर पॉइंट्स (n = 11) के साथ पूर्ण 2³ फैक्टोरियल।
कारक:
• A: हेलिक्स कोण—38° (कम), 45° (उच्च)।
• B: शीतलक दबाव—40 बार (कम), 80 बार (उच्च)।
• C: पथ रणनीति—अनुकूली ट्रोचॉइड बनाम पारंपरिक रैस्टर।
2.2 वर्कपीस और मशीन
7075-T6 ब्लॉक, 120 × 80 × 60 मिमी, जेब 10 मिमी चौड़ी और 50 मिमी गहरी। हास VF-4SS, 12 k HSK-63 स्पिंडल, ब्लेसर वास्को 7000 शीतलक।
2.3 डेटा अधिग्रहण
• चिप निवास समय: 5 000 एफपीएस पर हाई-स्पीड कैमरा, रंगे चिप्स के माध्यम से ट्रैक किया गया।
• टूल वियर: ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप, VB ≤0.2 मिमी एंड-ऑफ-लाइफ।
• सतह खुरदरापन: महर पर्थोमीटर M400, कट-ऑफ 0.8 मिमी।
2.4 पुनरुत्पादकता पैकेज
G-कोड, टूल सूची और शीतलक नोजल चित्र github.com/pft/chip-evac-2025 पर संग्रहीत हैं।
3 परिणाम और विश्लेषण
चित्र 1 मानकीकृत प्रभावों का पैरेटो चार्ट दिखाता है; हेलिक्स कोण और शीतलक दबाव हावी हैं (p < 0.01)। तालिका 1 प्रमुख मेट्रिक्स का सारांश देती है:
तालिका 1 प्रयोगात्मक परिणाम (माध्य, n = 3)
पैरामीटर सेट | चिप निवास (सेकंड) | टूल लाइफ (मिनट) | Ra (माइक्रोमीटर)
38°, 40 बार, रैस्टर | 4.8 | 22 | 1.3
45°, 80 बार, ट्रोचॉइड | 2.8 | 45 | 0.55
सुधार | –42 % | +105 % | –58 %
चित्र 2 चिप वेग वैक्टर को प्लॉट करता है; 45° हेलिक्स 1.8 मीटर/सेकंड का एक ऊपर की ओर अक्षीय गति घटक उत्पन्न करता है, जो 38° के लिए 0.9 मीटर/सेकंड है, जो तेज निकासी की व्याख्या करता है।
4 चर्चा
4.1 तंत्र
उच्च हेलिक्स प्रभावी रेक को बढ़ाता है, चिप्स को पतला करता है और आसंजन को कम करता है। 80 बार शीतलक 3× उच्च द्रव्यमान प्रवाह प्रदान करता है; सीएफडी सिमुलेशन (परिशिष्ट ए देखें) से पता चलता है कि जेब आधार पर अशांत गतिज ऊर्जा 12 J/kg से बढ़कर 38 J/kg हो जाती है, जो 200 माइक्रोमीटर चिप्स को उठाने के लिए पर्याप्त है। ट्रोचॉइडल पथ निरंतर जुड़ाव बनाए रखते हैं, रैस्टर कोनों में देखे गए चिप पैकिंग से बचते हैं।
4.2 सीमाएँ
परीक्षण 7075 एल्यूमीनियम तक सीमित हैं; टाइटेनियम मिश्र धातुओं को क्रायोजेनिक सहायता की आवश्यकता हो सकती है। गहराई-से-चौड़ाई >8:1 जेबों ने इष्टतम सेटिंग्स के तहत भी कभी-कभी चिप डैमिन्ग दिखाया।
4.3 व्यावहारिक निहितार्थ
दुकानें मौजूदा मशीनों को चर-पिच, उच्च-हेलिक्स कार्बाइड एंड मिल और प्रोग्रामेबल शीतलक नोजल के साथ प्रति स्पिंडल <$2 000 में रेट्रोफिट कर सकती हैं, टूल-लाइफ बचत के आधार पर 3 महीने के भीतर भुगतान।
5 निष्कर्ष
उच्च-हेलिक्स कटर, 80 बार थ्रू-टूल शीतलक और ट्रोचॉइडल पथ एक प्रभावी, हस्तांतरणीय पैकेज बनाते हैं जो डीप-पॉकेट एल्यूमीनियम मिलिंग में चिप निवास समय को कम करता है और टूल लाइफ को दोगुना करता है। भविष्य के काम को मैट्रिक्स को टाइटेनियम तक बढ़ाना चाहिए और 8:1 से ऊपर के पहलू अनुपात के लिए इन-प्रोसेस वैक्यूम निष्कर्षण का पता लगाना चाहिए।
आपका संदेश 20-3,000 अक्षरों के बीच होना चाहिए!
