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冷卻液 (Coolant)

設備樹裡有兩個熱相關的設定並排在一起:切削區怎麼被冷卻,以及它周圍的廠房有多暖。兩者都餵給銑削溫度模型,因此會牽動算出來的溫度以及其下游的一切——而設定它們完全不需要任何熱傳數字,因為各種冷卻方式都以現成檔案隨附出貨。

位置

設備 (Equipment) 頁面,路由 /equipment,從選單列的「設備」切換鈕進入。環境溫度(/equipment?tree=equipment/background/environment-temperature)與冷卻液(/equipment?tree=equipment/background/coolant)是控制樹環境根節點下的兩個葉節點,位於「主軸能力」與「控制器」之間(id 把這個根節點拼成 background)。和「主軸能力」一樣,這個根節點只有在偏好設定選單的顯示物理選項開著時才會出現在樹上。在專案開啟之前,這兩個葉節點都無法操作:欄位停用,面板也會這麼說明。

下圖是在示範專案上選取冷卻液葉節點後,樹旁邊編輯器欄裡的面板;編輯器欄的標題列寫著所選的「環境 / 冷卻液」。面板以檔案列開頭——「選擇」下拉選單、顯示「無冷卻液檔案(內嵌儲存)」的路徑欄,以及「另存新檔…」——接著是目前所載入檔案的唯讀「名稱」與「備註」,再來是條件本身的四個數值,後三個的下方有應用程式自己給的工作區間。

設備頁面的編輯器欄,選取了「冷卻液」葉節點、標題為「環境 / 冷卻液」:「選擇」下拉選單、顯示「無冷卻液檔案(內嵌儲存)」的路徑欄與「另存新檔…」,下方是空白的唯讀「名稱」與「備註」欄,接著是停在水溶性預設值的冷卻液溫度、澆注對流係數、噴霧/澆注比與關閉(空氣)對流係數,後三欄下方有應用程式的提示文字

選擇冷卻方式

三種標準冷卻方式以現成的 .CoolantHeatCondition 檔隨附出貨,所以挑一個檔案就是在挑冷卻方式——與挑選工件材料檔的方式完全相同。

  1. 選取冷卻液葉節點。
  2. 打開檔案列左側的「選擇」下拉選單,選「瀏覽資源…」。它會把檔案選取器直接開在出貨資源庫自己的冷卻液資料夾,所以它列出來的就是下面這三個檔案。它上方的「瀏覽…」開的是同一個選取器,只是不做這個跳轉——你自己存的條件就是從那裡找到的。
  3. 挑選符合機台的檔案。
隨附檔案 適用時機
StandardForcedAir 機台只對刀具吹氣——沒有液體冷卻液。
StandardWaterSolubleCoolant 水基乳化冷卻液,也就是常見的澆注(flood)冷卻液。
StandardOilBasedCoolant 純油切削液:潤滑較佳,散熱明顯少於水基。

載入檔案會填好唯讀的「名稱」與「備註」以及其下的每一個數值、回報它載入的名稱,並開始追蹤該檔案:路徑欄會顯示它,專案存的也是對它的參照,而不是內嵌的數值。從專案資料夾以外挑來的檔案——包括那三個隨附檔案——會先被複製到專案資料夾裡,路徑欄顯示的是那份副本,所以隨附的檔案本身永遠不會被覆寫。

這裡沒人動過的專案並不是中性的。 每個專案從存在的那一刻起就帶著一組冷卻液條件,而且一開始就是水溶性那組數值——25 °C、澆注(flood)基準值 1000 W/(m²·K)、噴霧(mist)比 0.5,以及冷卻液關閉時的 50 W/(m²·K)。唯讀的「名稱」是空白的,因為還沒挑過任何檔案,而這個空白是「沒有人選過這些數值」的唯一跡象。因此,一台乾切削的機台若放著不管,每當它的程式開啟冷卻液(M08 澆注或 M07 噴霧),仿真起來就像被水溶性冷卻液冷卻著一樣,算出來的溫度會偏低。

四個數值

無論有沒有載入檔案,它們都看得到;編輯其中一個,調整的是這個專案的那份副本,而不是它來自的那個檔案。除了冷卻液溫度之外,每一個都帶著應用程式自己的工作區間當提示:

欄位 是什麼 面板建議的區間
冷卻液溫度(°C) 冷卻液抵達切削處時的溫度 —
澆注對流係數(W/(m²·K)) 冷卻液開啟時的散熱能力 強制空氣 10–500;典型液體冷卻液 1000–10000
噴霧/澆注比 噴霧相對於澆注的散熱能力 典型值 0.4–0.8
關閉(空氣)對流係數(W/(m²·K)) 冷卻液關閉時的散熱能力 自然空氣 5–25;機殼內的強制空氣約 50

溫度接受負值,以便描述低溫(cryogenic)冷卻液;其他三個欄位則不能低於零。

任一時刻三個係數中哪一個生效,不是在這裡決定的——由 NC 程式自己的 M07 / M08 / M09 一步一步決定。這件事,以及這些數字對仿真做了什麼,都在冷卻模型。

保留調好的條件

「另存新檔…」會把目前的數值寫成專案資料夾裡的一個 .CoolantHeatCondition 檔並開始追蹤它,於是專案存的是對該檔案的參照,而不是數值的副本。它會提議一個取自所載入條件的名稱;從出貨資源庫挑來的檔案在這一步會失去它的 .default 標記,因為那個標記的意思是隨附出貨,而你存的檔案是你自己的。檔案被追蹤期間,「選擇」下拉選單還會多出「清除」,它會停止追蹤該檔案:數值留著,專案又改回內嵌儲存這些數值。

存出來的檔案可以透過同一個「選擇」下拉選單載入下一個專案——這正是存一份的用意:有自家實測冷卻液性能的工廠,只需要描述一次。

環境溫度

環境溫度葉節點只帶一個同名欄位,以 °C 計:也就是廠房的環境溫度——工件、刀具與切屑起始的溫度,也是主軸冷卻時趨近的溫度。主軸本身則以它自己的初始溫度開始一次執行,預設為 35 °C,這個欄位不會設定它。切削區本身的對流則以冷卻液葉節點的冷卻液溫度為準,而不是這一個。這個欄位預設為 25 °C,和冷卻液條件一樣屬於專案,並由同一個銑削溫度模型與進給優化器讀取,所以它不是顯示用的設定。

把它設成廠房真實的環境溫度。沒有檔案要載入,也沒有其他東西要設定:一個數字,套用到整個專案。

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