冷卻液¶
模擬切削區域的冷卻效果,供銑削溫度 FEM 使用。屬於 Hi.Physics.CoolantHeatCondition (API);於每個仿真步由 Hi.Physics.MillingTemperatureUtil (API) 取用。
選擇冷卻方式¶
設定冷卻不需要懂任何熱傳數字。在 Player 控制樹開啟 Equipment Setup → Coolant,點 Select → Browse Resource...,挑選符合你機台冷卻方式的現成 .CoolantHeatCondition 檔——操作方式與挑選工件材料檔完全相同:
| 隨附檔案 | 適用時機 |
|---|---|
| StandardForcedAir | 機台只對刀具吹氣,沒有液體冷卻。 |
| StandardWaterSolubleCoolant | 水基乳化液,最常見的 flood 切削液。(新專案預設即為這組數值。) |
| StandardOilBasedCoolant | 純油切削液:潤滑較佳,散熱明顯低於水基。 |
載入檔案後,Name / Note 與其下方的每個屬性欄位都會自動填好。要自訂時直接調整欄位數值,再用 Save As... 存成自己的具名檔——之後(或在別的專案)可以載回。
end-user 的設定到此為止。以下內容說明各數值的意義。
由 NC 程式驅動模式¶
NC 解析器將 M07/M08/M09 讀為 Hi.Numerical.CoolantMode (API),並紀錄於每個 Hi.MachiningSteps.MachineMotionStep (API)。FEM 在運行時依據此模式選擇有效的對流係數。
| M 碼 | CoolantMode |
係數來源 |
|---|---|---|
M08 |
Flood |
CoolantConvectionCoefficient_Wdm2K(所選冷卻方式的基準值) |
M07 |
Mist |
基準值 × MistFloodConvectionRatio |
M09 |
Off |
OffConvectionCoefficient_Wdm2K |
在第一個 M07/M08/M09 出現之前,模式為 UnDefined,FEM 視為 Off。
StandardForcedAir(乾切)沒有液體迴路,M08 也只代表「開啟吹氣」——它的 flood 基準值是吹氣係數,不是液體係數。
每個隨附檔設定的值¶
每種隨附冷卻方式同時是 Hi.Physics.CoolantHeatCondition (API) 上的靜態 preset(StandardForcedAir、StandardWaterSolubleCoolant、StandardOilBasedCoolant)——與 WorkpieceMaterial.Al6061T6 同一種寫法;resource 檔即由它們產生:
| Preset / 檔案 | Flood 基準 W/(m²·K) | Mist 比例 | Off W/(m²·K) | 溫度 °C |
|---|---|---|---|---|
StandardForcedAir |
100 | 0.5 | 50 | 25 |
StandardWaterSolubleCoolant |
1 000 | 0.5 | 50 | 25 |
StandardOilBasedCoolant |
300 | 0.5 | 50 | 25 |
基準值是依下文文獻區間取的工程預設;當你有自家系統的動力計/熱電偶實測資料時,請直接調整欄位並存成自己的檔案。API 端:ApplyPreset 將 preset 原地套用;MatchStandardPreset 由數值反查對應的 preset。
屬性¶
以下是 Coolant 面板中 Name / Note 下方顯示的欄位:
| 屬性 | 預設值 | 備註 |
|---|---|---|
CoolantTemperature_C |
25 | 加工艙內室溫。 |
CoolantConvectionCoefficient_Wdm2K |
1 000 | Flood 基準值。水基乳化液約 1 000–3 000,油約 100–500,強制空氣約 10–500。 |
MistFloodConvectionRatio |
0.5 | MQL 的散熱能力大約是 Flood 的一半。詳下節說明。 |
OffConvectionCoefficient_Wdm2K |
50 | 加工艙內運轉時的強制空氣對流。自然空氣約 5–25。 |
Name / Note |
— | 來自載入的檔案/preset;Save As... 會把條件改名為檔名。舊專案檔沒有名字也能運作。 |
為何 mist 比例預設為 0.5¶
MQL(最少量潤滑)相比 Flood 散熱能力低很多,因為微量油霧的熱質量極小;其主要價值在於潤滑與蒸發冷卻,而非對流散熱。產業手冊普遍將其定位於 約為 Flood 的一半,這也是預設值 0.5 的保守由來。當你有自家 MQL 系統的動力計/熱電偶資料時,請以實測值覆寫。
Note
延伸閱讀:UNIST《MQL Handbook》(「約半」規則的來源)、ANEBON 的 mist-vs-flood AISI 1045 測試、Mukesh 等人 2023 年 5 月 IEJ 永續加工綜論。這些只用於進一步深究 — 0.5 預設值已是依據它們校準過的結果。
冷卻條件檔(WorkpieceMaterial pattern)¶
MachiningEquipment.CoolantHeatConditionFile 追蹤選用的 .CoolantHeatCondition side-file,機制與 Workpiece.WorkpieceMaterialFile 追蹤材料檔完全相同:
- 未設檔案(預設):冷卻條件內嵌序列化在
.hincproj內,與改版前的讀取器逐位元相容。 - 有追蹤檔案:專案存檔時外部化為
<CoolantHeatCondition><XmlSource>relPath</XmlSource></CoolantHeatCondition>並(重)寫 side-file;載入檔案會以檔案內容取代目前條件並記下參照(XFactory.GenByFile<CoolantHeatCondition>);由 resource 資料夾載入的檔案會在下次存檔時複製進專案(self-contained 專案根)。
XML¶
<CoolantHeatCondition>
<Name>StandardOilBasedCoolant</Name>
<Note>Oil-based cutting fluid (neat oil).</Note>
<CoolantTemperature_C>25</CoolantTemperature_C>
<CoolantConvectionCoefficient_Wdm2K>300</CoolantConvectionCoefficient_Wdm2K>
<MistFloodConvectionRatio>0.5</MistFloodConvectionRatio>
<OffConvectionCoefficient_Wdm2K>50</OffConvectionCoefficient_Wdm2K>
</CoolantHeatCondition>
Name/Note 為選填(改版前的專案檔沒有這兩個元素);省略最後兩個元素即採用預設值。同一個元素單獨存檔即為 .CoolantHeatCondition 檔的格式;在 .hincproj 內則可能以上述 <XmlSource> 參照形式出現。