Korkean suorituskyvyn lämpöratkaisujen maailmanlaajuisen kysynnän kasvaessa, valmistajatkohtaa painetta optimoidakseenalumiininen jäähdytyselementtituotanto.Perinteinen suurnopeusjyrsintä hallitsee teollisuutta, mutta uudet tehokkaat tekniikat lupaavat tuottavuuden kasvua. Tässä tutkimuksessa määritetään näiden menetelmien väliset kompromissit käyttämällä reaalimaailman koneistusdataa ja puututaan kriittiseen aukkoon elektroniikan jäähdytyskomponenttien soveltavassa tutkimuksessa.
Metodologia
1.Kokeellinen suunnittelu
●Työkappale:6061-T6 alumiinilohkot (150 × 100 × 25 mm)
●Työkalut:6 mm:n kovametallijyrsimet (3-uurteinen, ZrN-pinnoitettu)
●Ohjausmuuttujat:
HSM: 12 000–25 000 rpm, vakio lastukuorma
HEM: 8 000–15 000 rpm muuttuvalla kierrosluvulla (50–80 %)
2. Tiedonkeruu
●Pinnan karheus: Mitutoyo SJ-410 -profiilimittari (5 mittausta/työkappale)
● Työkalun kuluminen: Keyence VHX-7000 digitaalinen mikroskooppi (reunan kuluminen >0,3 mm = vikaantuminen)
● Tuotantonopeus: Sykliajan seuranta Siemens 840D CNC -lokeilla
Tulokset ja analyysi
1.Pinnan laatu
● Menetelmä: HSM HEM
● Optimaalinen kierrosluku: 18 000 12 000
●Ra (μm): 0,4 0,7
HSM:n erinomainen viimeistely (s.< 0,05) korreloi vähentyneen irtosärmän muodostumisen kanssa suurilla nopeuksilla.
2.Työkalun käyttöikä
● HSM-työkalut pettivät 1 200 lineaarimetrin kohdalla, kun taas HEM:n 1 800 metrin kohdalla
● Liimautumisen aiheuttama kuluminen oli vallitsevaa HSM-murtumien osalta, kun taas HEM-murtumissa näkyi kulumiskuvioita
Keskustelu
1.Käytännön vaikutukset
●Tarkkuussovelluksiin:HSM on edelleen parempi vaihtoehto korkeammista työkalukustannuksista huolimatta
●Suurtuotanto:HEM:n 15 % nopeampi sykliaika oikeuttaa jälkikiillotuksen
2. Rajoitukset
● Poissuljetut 5-akseliset työstöskenaariot
● Testaus rajoitettu 6 mm:n työkaluihin; suuremmat halkaisijat voivat muuttaa tuloksia
Johtopäätös
HSM tarjoaa erinomaisen pinnanlaadun premium-jäähdytyselementeille, kun taas HEM loistaa massatuotannossa. Tulevassa tutkimuksessa tulisi tutkia hybridimenetelmiä, joissa yhdistyvät HSM-viimeistelylastat ja HEM-rouhinta.
Julkaisun aika: 1. elokuuta 2025
