“सीएनसी मशीन टूल कटिंग में तीन तत्वों के चयन सिद्धांत”।
धातु काटने की प्रक्रिया में, सीएनसी मशीन टूल कटिंग के तीन तत्वों - कटिंग स्पीड, फीड रेट और कटिंग डेप्थ - का सही चयन अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह धातु काटने के सिद्धांत पाठ्यक्रम की मुख्य सामग्री में से एक है। निम्नलिखित इन तीन तत्वों के चयन सिद्धांतों का विस्तृत विवरण है।
I. काटने की गति
काटने की गति, यानी रैखिक गति या परिधिगत गति (V, मीटर/मिनट), सीएनसी मशीन टूल कटिंग में महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है। उपयुक्त काटने की गति का चयन करने के लिए, पहले कई कारकों पर विचार किया जाना चाहिए।
काटने की गति, यानी रैखिक गति या परिधिगत गति (V, मीटर/मिनट), सीएनसी मशीन टूल कटिंग में महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है। उपयुक्त काटने की गति का चयन करने के लिए, पहले कई कारकों पर विचार किया जाना चाहिए।
उपकरण सामग्री
कार्बाइड: इसकी उच्च कठोरता और अच्छे ताप प्रतिरोध के कारण, अपेक्षाकृत उच्च काटने की गति प्राप्त की जा सकती है। आमतौर पर, यह 100 मीटर/मिनट से अधिक हो सकती है। इंसर्ट खरीदते समय, आमतौर पर तकनीकी पैरामीटर प्रदान किए जाते हैं ताकि विभिन्न सामग्रियों को संसाधित करते समय चुनी जा सकने वाली रैखिक गति की सीमा को स्पष्ट किया जा सके।
हाई-स्पीड स्टील: कार्बाइड की तुलना में, हाई-स्पीड स्टील का प्रदर्शन थोड़ा कमज़ोर होता है, और काटने की गति अपेक्षाकृत कम ही हो सकती है। ज़्यादातर मामलों में, हाई-स्पीड स्टील की काटने की गति 70 मीटर/मिनट से ज़्यादा नहीं होती, और आमतौर पर 20-30 मीटर/मिनट से कम होती है।
कार्बाइड: इसकी उच्च कठोरता और अच्छे ताप प्रतिरोध के कारण, अपेक्षाकृत उच्च काटने की गति प्राप्त की जा सकती है। आमतौर पर, यह 100 मीटर/मिनट से अधिक हो सकती है। इंसर्ट खरीदते समय, आमतौर पर तकनीकी पैरामीटर प्रदान किए जाते हैं ताकि विभिन्न सामग्रियों को संसाधित करते समय चुनी जा सकने वाली रैखिक गति की सीमा को स्पष्ट किया जा सके।
हाई-स्पीड स्टील: कार्बाइड की तुलना में, हाई-स्पीड स्टील का प्रदर्शन थोड़ा कमज़ोर होता है, और काटने की गति अपेक्षाकृत कम ही हो सकती है। ज़्यादातर मामलों में, हाई-स्पीड स्टील की काटने की गति 70 मीटर/मिनट से ज़्यादा नहीं होती, और आमतौर पर 20-30 मीटर/मिनट से कम होती है।
वर्कपीस सामग्री
उच्च कठोरता वाली वर्कपीस सामग्रियों के लिए, काटने की गति कम होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, शमन स्टील, स्टेनलेस स्टील आदि के लिए, उपकरण जीवन और प्रसंस्करण गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, V को कम सेट किया जाना चाहिए।
कच्चा लोहा सामग्री के लिए, कार्बाइड उपकरणों का उपयोग करते समय, काटने की गति 70-80 मीटर/मिनट हो सकती है।
निम्न-कार्बन स्टील की मशीनिंग क्षमता बेहतर होती है, तथा काटने की गति 100 मीटर/मिनट से अधिक हो सकती है।
अलौह धातुओं की कटाई प्रक्रिया अपेक्षाकृत आसान है, और उच्च कटाई गति का चयन किया जा सकता है, आम तौर पर 100 - 200 मीटर/मिनट के बीच।
उच्च कठोरता वाली वर्कपीस सामग्रियों के लिए, काटने की गति कम होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, शमन स्टील, स्टेनलेस स्टील आदि के लिए, उपकरण जीवन और प्रसंस्करण गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, V को कम सेट किया जाना चाहिए।
कच्चा लोहा सामग्री के लिए, कार्बाइड उपकरणों का उपयोग करते समय, काटने की गति 70-80 मीटर/मिनट हो सकती है।
निम्न-कार्बन स्टील की मशीनिंग क्षमता बेहतर होती है, तथा काटने की गति 100 मीटर/मिनट से अधिक हो सकती है।
अलौह धातुओं की कटाई प्रक्रिया अपेक्षाकृत आसान है, और उच्च कटाई गति का चयन किया जा सकता है, आम तौर पर 100 - 200 मीटर/मिनट के बीच।
प्रसंस्करण की स्थितियाँ
रफ मशीनिंग के दौरान, मुख्य उद्देश्य सामग्री को जल्दी से हटाना होता है, और सतह की गुणवत्ता की आवश्यकता अपेक्षाकृत कम होती है। इसलिए, काटने की गति कम रखी जाती है। फिनिशिंग मशीनिंग के दौरान, अच्छी सतह गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए, काटने की गति अधिक रखी जानी चाहिए।
जब मशीन टूल, वर्कपीस और टूल की कठोरता प्रणाली खराब होती है, तो कंपन और विरूपण को कम करने के लिए काटने की गति को भी कम सेट किया जाना चाहिए।
यदि सीएनसी प्रोग्राम में प्रयुक्त S प्रति मिनट स्पिंडल गति है, तो S की गणना वर्कपीस व्यास और कटिंग रैखिक गति V के अनुसार की जानी चाहिए: S (प्रति मिनट स्पिंडल गति) = V (कटिंग रैखिक गति) × 1000 / (3.1416 × वर्कपीस व्यास)। यदि सीएनसी प्रोग्राम एक स्थिर रैखिक गति का उपयोग करता है, तो S सीधे कटिंग रैखिक गति V (मीटर/मिनट) का उपयोग कर सकता है।
रफ मशीनिंग के दौरान, मुख्य उद्देश्य सामग्री को जल्दी से हटाना होता है, और सतह की गुणवत्ता की आवश्यकता अपेक्षाकृत कम होती है। इसलिए, काटने की गति कम रखी जाती है। फिनिशिंग मशीनिंग के दौरान, अच्छी सतह गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए, काटने की गति अधिक रखी जानी चाहिए।
जब मशीन टूल, वर्कपीस और टूल की कठोरता प्रणाली खराब होती है, तो कंपन और विरूपण को कम करने के लिए काटने की गति को भी कम सेट किया जाना चाहिए।
यदि सीएनसी प्रोग्राम में प्रयुक्त S प्रति मिनट स्पिंडल गति है, तो S की गणना वर्कपीस व्यास और कटिंग रैखिक गति V के अनुसार की जानी चाहिए: S (प्रति मिनट स्पिंडल गति) = V (कटिंग रैखिक गति) × 1000 / (3.1416 × वर्कपीस व्यास)। यदि सीएनसी प्रोग्राम एक स्थिर रैखिक गति का उपयोग करता है, तो S सीधे कटिंग रैखिक गति V (मीटर/मिनट) का उपयोग कर सकता है।
II. फ़ीड दर
फीड दर, जिसे टूल फीड दर (एफ) के रूप में भी जाना जाता है, मुख्य रूप से वर्कपीस प्रसंस्करण की सतह खुरदरापन आवश्यकता पर निर्भर करती है।
फीड दर, जिसे टूल फीड दर (एफ) के रूप में भी जाना जाता है, मुख्य रूप से वर्कपीस प्रसंस्करण की सतह खुरदरापन आवश्यकता पर निर्भर करती है।
फिनिश मशीनिंग
फिनिशिंग मशीनिंग के दौरान, सतह की गुणवत्ता की उच्च आवश्यकता के कारण, फीड दर कम होनी चाहिए, आमतौर पर स्पिंडल का 0.06 – 0.12 मिमी/घूर्णन। इससे मशीनी सतह चिकनी रहेगी और सतह का खुरदरापन कम होगा।
फिनिशिंग मशीनिंग के दौरान, सतह की गुणवत्ता की उच्च आवश्यकता के कारण, फीड दर कम होनी चाहिए, आमतौर पर स्पिंडल का 0.06 – 0.12 मिमी/घूर्णन। इससे मशीनी सतह चिकनी रहेगी और सतह का खुरदरापन कम होगा।
रफ मशीनिंग
रफ मशीनिंग के दौरान, मुख्य कार्य बड़ी मात्रा में सामग्री को जल्दी से निकालना होता है, और फीड दर को बड़ा सेट किया जा सकता है। फीड दर का आकार मुख्य रूप से उपकरण की शक्ति पर निर्भर करता है और आम तौर पर 0.3 से ऊपर हो सकता है।
जब उपकरण का मुख्य राहत कोण बड़ा होता है, तो उपकरण की ताकत खराब हो जाएगी, और इस समय, फ़ीड दर बहुत बड़ी नहीं हो सकती है।
इसके अलावा, मशीन टूल की शक्ति और वर्कपीस व टूल की कठोरता पर भी विचार किया जाना चाहिए। यदि मशीन टूल की शक्ति अपर्याप्त है या वर्कपीस व टूल की कठोरता कमज़ोर है, तो फ़ीड दर को भी उचित रूप से कम किया जाना चाहिए।
सीएनसी प्रोग्राम फ़ीड दर की दो इकाइयों का उपयोग करता है: मिमी/मिनट और मिमी/स्पिंडल का चक्कर। यदि मिमी/मिनट की इकाई का उपयोग किया जाता है, तो इसे इस सूत्र द्वारा परिवर्तित किया जा सकता है: प्रति मिनट फ़ीड = प्रति चक्कर फ़ीड × प्रति मिनट स्पिंडल गति।
रफ मशीनिंग के दौरान, मुख्य कार्य बड़ी मात्रा में सामग्री को जल्दी से निकालना होता है, और फीड दर को बड़ा सेट किया जा सकता है। फीड दर का आकार मुख्य रूप से उपकरण की शक्ति पर निर्भर करता है और आम तौर पर 0.3 से ऊपर हो सकता है।
जब उपकरण का मुख्य राहत कोण बड़ा होता है, तो उपकरण की ताकत खराब हो जाएगी, और इस समय, फ़ीड दर बहुत बड़ी नहीं हो सकती है।
इसके अलावा, मशीन टूल की शक्ति और वर्कपीस व टूल की कठोरता पर भी विचार किया जाना चाहिए। यदि मशीन टूल की शक्ति अपर्याप्त है या वर्कपीस व टूल की कठोरता कमज़ोर है, तो फ़ीड दर को भी उचित रूप से कम किया जाना चाहिए।
सीएनसी प्रोग्राम फ़ीड दर की दो इकाइयों का उपयोग करता है: मिमी/मिनट और मिमी/स्पिंडल का चक्कर। यदि मिमी/मिनट की इकाई का उपयोग किया जाता है, तो इसे इस सूत्र द्वारा परिवर्तित किया जा सकता है: प्रति मिनट फ़ीड = प्रति चक्कर फ़ीड × प्रति मिनट स्पिंडल गति।
III. काटने की गहराई
कटिंग डेप्थ यानि काटने की गहराई, फिनिश मशीनिंग और रफ मशीनिंग के दौरान अलग-अलग विकल्प होते हैं।
कटिंग डेप्थ यानि काटने की गहराई, फिनिश मशीनिंग और रफ मशीनिंग के दौरान अलग-अलग विकल्प होते हैं।
फिनिश मशीनिंग
फिनिश मशीनिंग के दौरान, आमतौर पर यह 0.5 (त्रिज्या मान) से कम हो सकता है। कम कटिंग गहराई मशीनी सतह की गुणवत्ता सुनिश्चित कर सकती है और सतह की खुरदरापन और अवशिष्ट तनाव को कम कर सकती है।
फिनिश मशीनिंग के दौरान, आमतौर पर यह 0.5 (त्रिज्या मान) से कम हो सकता है। कम कटिंग गहराई मशीनी सतह की गुणवत्ता सुनिश्चित कर सकती है और सतह की खुरदरापन और अवशिष्ट तनाव को कम कर सकती है।
रफ मशीनिंग
रफ मशीनिंग के दौरान, काटने की गहराई वर्कपीस, टूल और मशीन टूल की स्थिति के अनुसार निर्धारित की जानी चाहिए। एक छोटे खराद (जिसका अधिकतम प्रसंस्करण व्यास 400 मिमी से कम हो) के लिए, जो सामान्यीकरण अवस्था में नंबर 45 स्टील को घुमाता है, रेडियल दिशा में काटने की गहराई आमतौर पर 5 मिमी से अधिक नहीं होती है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यदि खराद की धुरी गति परिवर्तन प्रक्रिया में साधारण आवृत्ति रूपांतरण गति विनियमन का उपयोग किया जाता है, तो जब प्रति मिनट धुरी गति बहुत कम (100-200 चक्कर/मिनट से कम) होती है, तो मोटर की आउटपुट शक्ति काफी कम हो जाएगी। इस समय, केवल बहुत कम काटने की गहराई और फ़ीड दर प्राप्त की जा सकती है।
रफ मशीनिंग के दौरान, काटने की गहराई वर्कपीस, टूल और मशीन टूल की स्थिति के अनुसार निर्धारित की जानी चाहिए। एक छोटे खराद (जिसका अधिकतम प्रसंस्करण व्यास 400 मिमी से कम हो) के लिए, जो सामान्यीकरण अवस्था में नंबर 45 स्टील को घुमाता है, रेडियल दिशा में काटने की गहराई आमतौर पर 5 मिमी से अधिक नहीं होती है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यदि खराद की धुरी गति परिवर्तन प्रक्रिया में साधारण आवृत्ति रूपांतरण गति विनियमन का उपयोग किया जाता है, तो जब प्रति मिनट धुरी गति बहुत कम (100-200 चक्कर/मिनट से कम) होती है, तो मोटर की आउटपुट शक्ति काफी कम हो जाएगी। इस समय, केवल बहुत कम काटने की गहराई और फ़ीड दर प्राप्त की जा सकती है।
निष्कर्षतः, सीएनसी मशीन टूल्स कटिंग के तीन तत्वों का सही चयन करने के लिए उपकरण सामग्री, वर्कपीस सामग्री और प्रसंस्करण स्थितियों जैसे कई कारकों पर व्यापक विचार आवश्यक है। वास्तविक प्रसंस्करण में, प्रसंस्करण दक्षता में सुधार, प्रसंस्करण गुणवत्ता सुनिश्चित करने और उपकरण जीवन को लम्बा करने के उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए विशिष्ट परिस्थितियों के अनुसार उचित समायोजन किया जाना चाहिए। साथ ही, ऑपरेटरों को निरंतर अनुभव प्राप्त करना चाहिए और विभिन्न सामग्रियों और प्रसंस्करण तकनीकों की विशेषताओं से परिचित होना चाहिए ताकि कटिंग मापदंडों का बेहतर चयन किया जा सके और सीएनसी मशीन टूल्स के प्रसंस्करण प्रदर्शन में सुधार किया जा सके।