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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(StandardForcedAirStandardWaterSolubleCoolantStandardOilBasedCoolant)——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。