प्रिसिजन सीएनसी मशीनिंग के लिए अंतिम मार्गदर्शिका

1. प्रिसिजन सीएनसी मशीनिंग क्या है?

प्रिसिजन सीएनसी (कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल) मशीनिंग एक घटावात्मक निर्माण प्रक्रिया है जहां पूर्व-प्रोग्राम किया गया कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर कारखाने के औजारों और मशीनरी की गति को निर्धारित करता है। यह स्वचालन जटिल भागों के उत्पादन को सक्षम करता है असाधारण सटीकता और पुनरावृत्ति के साथ , पारंपरिक मशीनिंग की क्षमताओं से काफी आगे निकलकर .

मानक और प्रिसिजन सीएनसी मशीनिंग के बीच मौलिक अंतर सटीकता के स्तर में होता है। जबकि सामान्य घटकों के लिए मानक मशीनिंग पर्याप्त हो सकती है, प्रिसिजन मशीनिंग में आमतौर पर टॉलरेंस की सीमा शामिल होती है ±0.1 से 0.2 मिलीमीटर , समर्पित मशीनरी, अनुकूलित कटिंग पैरामीटर और विशेषज्ञ हैंडलिंग जैसे कठोर मानकों को प्राप्त करने के लिए . प्राथमिक उद्देश्य ऑटोमोटिव, मेडिकल और डिफेंस जैसे मांग वाले क्षेत्रों के लिए समान घटकों का बड़े पैमाने पर उत्पादन करना है, जहां एक माइक्रॉन का भी विचलन महत्वपूर्ण हो सकता है।

वास्तविक दुनिया का केस अध्ययन: सीएडी मॉडल से एयरोस्पेस घटक तक

एक निर्माता को हाल ही में उच्च-प्रदर्शन वाले विमान संरचनात्मक ब्रैकेट्स का एक बैच चाहिए था। प्रारंभिक प्रोटोटाइप, मानक 3-अक्षीय सीएनसी पर मशीनिंग किए गए थे, जिन्होंने तनाव परीक्षणों में 0.15mm भिन्नता दिखाई। 5-अक्षीय परिशुद्धता सीएनसी मशीन पर स्विच करके और नीचे दिए गए चरण-दर-चरण प्रक्रिया को लागू करके, उन्होंने निरंतर 0.02mm सहिष्णुता प्राप्त की और भाग की मजबूती में 30% का सुधार किया, उड़ान योग्यता के लिए सभी गुणवत्ता जांच पार कर ली।

2. परिशुद्धता सीएनसी मशीनिंग प्रक्रिया के चरण

उच्च परिशुद्धता प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण, बहु-स्तरीय प्रक्रिया की आवश्यकता होती है।

2.1 डिज़ाइन और CAD मॉडलिंग

यात्रा उस सॉफ्टवेयर में बने विस्तृत 3D मॉडल के साथ शुरू होती है, जैसे AutoCAD या Solidworks । इस मॉडल में अंतिम भाग के सभी महत्वपूर्ण आयाम, सहिष्णुता और विशेषताएं शामिल होती हैं । इस चरण में विनिर्माण के लिए डिजाइन (DFM) सिद्धांतों का पालन करना आवश्यक है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि डिज़ाइन परिशुद्धता मशीनीकरण तकनीकों के अनुकूल है और उन विशेषताओं से बचा जा सके जिन्हें मशीन करना असंभव या अत्यधिक महंगा हो .

2.2 CAM और CNC प्रोग्रामिंग

फिर CAD मॉडल को आयात किया जाता है कम्प्यूटर सहायता प्राप्त विनिर्माण (सीएएम) सॉफ्टवेयर। सीएएम प्रणाली मॉडल को निर्देशों के एक सेट में परिवर्तित करती है, जिसे जी-कोड और एम-कोड , जिसे सीएनसी मशीन निष्पादित कर सकती है। इस चरण में त्रुटियों को कम करने और अधिकतम सटीकता के लिए सामग्री हटाने की प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए उपकरण पथों का अनुकरण करना शामिल है .

2.3 सीएनसी मशीन सेटअप

उचित सेटअप गैर-वार्तालाप योग्य है। इसमें शामिल हैंः

• उपकरण सेटिंगः सही काटने के औजारों (अंत मिल, ड्रिल, आदि) को उपकरण धारकों या एक स्वचालित उपकरण परिवर्तक (एटीसी) में स्थापित करना।

• वर्कहोल्डिंग: कच्चे माल (काम का टुकड़ा) को मशीन के बिस्तर या चक पर कसकर एक नाली या फिटिंग का उपयोग करके सुरक्षित करना।
  गलत सेटअप, जैसे कि उपकरण विचलन या गलत संरेखण, सटीक भागों में प्रमुख गुणवत्ता दोषों का एक सामान्य स्रोत है .

2.4 मशीनिंग निष्पादन और प्रक्रिया के दौरान निगरानी

यह भौतिक मशीनिंग चरण है। ऑपरेटर मशीनिंग पैरामीटर्स जैसे स्पिंडल गति, फीड दर, और कट की गहराई सेट करता है। टाइटेनियम एयरोस्पेस ब्रैकेट के लिए पैरामीटर इस प्रकार हो सकते हैं:

• चुकतान की गति: 2400 चक्र/मिनट

• प्रवेश दर: 0.2 मिमी प्रति टूथ

• कट की गहराई: 0.5 मिमी (फिनिशिंग पास के लिए)
  आधुनिक मशीनों में अक्सर प्रोब होते हैं जो वास्तविक समय में टूल विघटन और भाग के आयामों की निगरानी करते हैं , उत्पादन चक्र के दौरान स्थिरता बनाए रखने के लिए समायोजन की अनुमति देते हैं।

2.5 प्रसंस्करणोत्तर एवं परिष्करण

मशीनीकरण के बाद, भागों पर अक्सर प्रसंस्करणोत्तर कार्य किया जाता है। इसमें शामिल है डिबरिंग तीखे किनारों को हटाना और फिनिशिंग सतह की गुणवत्ता में सुधार करना। ग्राइंडिंग अंतिम आयामीय सटीकता प्राप्त की जा सकती है, जबकि इलेक्ट्रोप्लेटिंग या एनोडाइज़िंग संक्षारण प्रतिरोध और सौंदर्य में सुधार कर सकता है .

तालिका: आम सीएनसी परिष्करण प्रक्रियाएं और उनका प्रभाव

3. परिशुद्धता सीएनसी मशीनों के प्रकार और उनके अनुप्रयोग

विभिन्न परिशुद्धता वाले कार्यों के लिए विशिष्ट मशीनरी की आवश्यकता होती है। उच्च-परिशुद्धता वाले उत्पादन में उपयोग की जाने वाली CNC मशीनों के प्रमुख प्रकार यहाँ दिए गए हैं:

• CNC मिलिंग मशीनें: स्थिर कार्यपृष्ठ से सामग्री को हटाने के लिए घूर्णन बहु-बिंदु कटिंग उपकरणों का उपयोग करते हैं। जटिल ज्यामिति, स्लॉट और खांचों को ±0.0025mm जितनी कसी हुई सहनशीलता के साथ बनाने के लिए ये आदर्श हैं। ±0.0025mm  जटिल एयरोस्पेस और चिकित्सा घटकों के लिए 5-अक्षीय मिलिंग मशीनें अपरिहार्य हैं।

• CNC लेथ और टर्निंग सेंटर: कार्यपृष्ठ घूमता है जबकि एकल-बिंदु कटिंग उपकरण रैखिक रूप से चलकर सामग्री को हटाता है। इसे सममित अक्ष वाले भागों जैसे सिलेंडर, शाफ्ट और कनेक्टर  .

• CNC इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM): एक गैर-संपर्क प्रक्रिया जो सामग्री को नष्ट करने के लिए विद्युत स्पार्क का उपयोग करती है, जो टाइटेनियम और टंगस्टन जैसी कठोर धातुओं के लिए आदर्श है। यह न्यूनतम यांत्रिक तनाव उत्पन्न करती है और साँचे और डाई जैसे जटिल आकृतियों के लिए बिल्कुल उपयुक्त है .

• सीएनसी सटीक ग्राइंडर: पूर्णता के रूप में उपयोग किए जाते हैं, ये मशीनें घूमते हुए अपघर्षक पहिये का उपयोग अत्यंत चिकनी सतहों और कसे हुए सहनशीलता प्राप्त करने के लिए करती हैं, अक्सर किसी भाग के पूरा होने से पहले अंतिम चरण के रूप में। .

4. सटीक सीएनसी भागों के लिए सामग्री का चयन

सामग्री के चयन का चयन एक महत्वपूर्ण कारक है जो मशीनिंग रणनीति, औजार और अंतिम भाग के प्रदर्शन को प्रभावित करता है।

धातु और मिश्र धातु

• एल्युमीनियम 6061, 7075: उत्कृष्ट शक्ति-से-वजन अनुपात, अच्छी मशीनीकरण क्षमता। एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव फ्रेम में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

• स्टेनलेस स्टील 304, 316: उच्च जंगरोधी प्रतिरोध प्रदान करता है। चिकित्सा उपकरणों और खाद्य प्रसंस्करण उपकरणों में सामान्य है।

• टाइटेनियम (Ti-6Al-4V): उच्च शक्ति, हल्का और जैव-अनुकूलता, लेकिन मशीन करने में चुनौतीपूर्ण। एयरोस्पेस और चिकित्सा इम्प्लांट्स के लिए आवश्यक। .

• इनकॉनेल 718: एक निकेल-आधारित सुपरमिश्र धातु जिसमें उत्कृष्ट ऊष्मा प्रतिरोधकता होती है, जिसका उपयोग जेट इंजनों और उच्च तापमान अनुप्रयोगों में किया जाता है।

प्लास्टिक और पॉलिमर

• PEEK (पॉलिइथर ईथर कीटोन): उच्च तापीय और रासायनिक प्रतिरोधकता, चिकित्सा और एयरोस्पेस में धातु के विकल्प के रूप में अक्सर उपयोग किया जाता है।

• एसीटल (POM): कम घर्षण और उच्च कठोरता, गियर और बेयरिंग के लिए आदर्श।

• PTFE (टेफ्लॉन): उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोधकता और कम घर्षण, सील और विद्युत रोधी घटकों में उपयोग किया जाता है। .

तालिका: प्रिसिजन सीएनसी सामग्री चयन मार्गदर्शिका

5. सटीक मशीनीकरण के प्रमुख उद्योग और अनुप्रयोग

उन क्षेत्रों में सटीक सीएनसी भाग मौलिक हैं जहां विफलता की कोई गुंजाइश नहीं होती।

• एयरोस्पेस: घटक जैसे टरबाइन ब्लेड, संरचनात्मक ब्रैकेट और ऊष्मा रक्षक तनावपूर्ण परिस्थितियों में अत्यधिक सटीकता और विश्वसनीयता की मांग करते हैं । एक वास्तविक उदाहरण है इनकॉनेल 718 टरबाइन ब्लेड का मशीनीकरण, जिसे 1300°C से अधिक के तापमान और अपकेंद्री बलों का सामना करना पड़ता है, आवश्यक ठंडक चैनल ज्यामिति और सतह परिष्करण प्राप्त करने के लिए EDM और 5-अक्ष खराद की आवश्यकता होती है।

• चिकित्सा: चिकित्सा क्षेत्र सटीकता पर निर्भर करता है शल्य उपकरणों, ऑर्थोपेडिक इम्प्लांट (घुटने, कूल्हे), और दंत प्रत्यारोपण के लिए  . उदाहरण के लिए, एक कस्टम टाइटेनियम क्रेनियल इम्प्लांट अक्सर रोगी के सटीक सीटी स्कैन डेटा के अनुरूप मशीनिंग द्वारा बनाया जाता है, जिसमें अस्थि वृद्धि को बढ़ावा देने के लिए छिद्रित सतह संरचना मशीनिंग द्वारा तैयार की जाती है।

• ऑटोमोटिव: उद्योग द्वारा सटीक मशीनिंग का उपयोग कस्टम ब्रैकेट्स, इंजन घटकों और ट्रांसमिशन भागों  के लिए किया जाता है। उच्च प्रदर्शन वाले इंजनों में पिस्टन को माइक्रो-स्तर की सहनशीलता के अनुसार मशीनिंग द्वारा बनाया जाता है ताकि पूर्ण सीलिंग सुनिश्चित हो सके और घर्षण कम हो, जो सीधे अश्वशक्ति और दक्षता में वृद्धि करता है।

• इलेक्ट्रॉनिक्स: सटीक सीएनसी मशीनिंग द्वारा उत्पादन किया जाता है हीट सिंक, कनेक्टर्स और कॉम्पैक्ट एन्क्लोजर पीसी और मोबाइल उपकरणों के लिए, जहां लघुकरण और तापीय प्रबंधन महत्वपूर्ण हैं .

6. सटीक मशीनिंग सेवा प्रदाता कैसे चुनें

सही निर्माण साझेदार का चयन करना महत्वपूर्ण है। यहाँ EEAT सिद्धांतों के आधार पर मुख्य कारक दिए गए हैं:

• विशेषज्ञता और अनुभव: अपने उद्योग में सिद्ध रिकॉर्ड वाले प्रदाता की तलाश करें। केस स्टडीज़ या उदाहरण उनके द्वारा निर्मित समान भागों के बारे में पूछें। उनकी टीम में प्रमाणित इंजीनियर और मशीनिस्ट होने चाहिए।

• प्रामाणिकता और विश्वसनीयता: की जांच करें प्रमाणन (उदाहरण: ISO 9001, एयरोस्पेस के लिए AS9100, मेडिकल के लिए ISO 13485) । यह गुणवत्ता प्रबंधन प्रणालियों के प्रति प्रतिबद्धता को दर्शाता है। ग्राहक प्रतिक्रियाओं और समीक्षाओं को पढ़ें।

• तकनीकी क्षमता: सुनिश्चित करें कि उनके पास सही मशीनरी (उदाहरण: 5-अक्ष मिल, स्विस-टाइप लेथ) और मेट्रोलॉजी उपकरण (उदाहरण: CMMs) आपके द्वारा आवश्यक सहनशीलता को सत्यापित करने के लिए।

• संवाद और पारदर्शिता: एक विश्वसनीय साझेदार स्पष्ट प्रदान करता है डीएफएम सुझाव और पूरे प्रोजेक्ट के दौरान खुली संचार बनाए रखता है।