सीएनसी द्वारा संसाधित इस्पात के भागों के वार्पिंग का कारण और इसे रोकने के उपाय

वार्पिंग सबसे अधिक निराशाजनक दोषों में से एक है सीएनसी द्वारा संसाधित इस्पात के भागों में । जो घटक मशीन पर पूर्णतः सही माप के होते हैं, वे अचानक अनक्लैम्पिंग, ऊष्मा उपचार, या यहाँ तक कि अंतिम निरीक्षण के दौरान भी विकृत हो जाते हैं। परिणाम: बेकार भाग, पुनः कार्य, डिलीवरी में देरी और ग्राहक शिकायतें।

उत्पादन वातावरण से प्राप्त वास्तविक शॉप-फ्लोर परीक्षणों, फिक्सचर पुनर्डिज़ाइन परियोजनाओं और तापीय-तनाव परीक्षण डेटा के आधार पर, इस लेख में स्पष्ट किया गया है कि सीएनसी मशीनिंग के दौरान इस्पात के भाग क्यों विकृत होते हैं—और इसे रोकने के लिए ठीक-ठीक क्या कदम उठाए जाने चाहिए जो सिद्ध इंजीनियरिंग विधियों का उपयोग करते हैं।

सीएनसी मशीनिंग द्वारा निर्मित स्टील के भागों में वार्पिंग क्या है?

वार्पिंग का अर्थ है अनिच्छित आयामी विकृति जो अवशिष्ट प्रतिबलों, तापीय प्रवणताओं या असमान सामग्री अपवर्जन के कारण होती है।

इसके विशिष्ट लक्षणों में शामिल हैं:

• समाप्ति के बाद समतल प्लेटों का वक्रता ग्रहण करना

• कच्चे काटने के बाद लंबी धुरियों का वक्रता ग्रहण करना

• अनक्लैम्पिंग के दौरान पतली दीवारों का मुड़ना

• ऊष्मा उपचार के बाद छिद्रों का गोलाकार आकार से विचलित होना

एक हाइड्रोलिक उपकरण आपूर्तिकर्ता द्वारा एआईएसआई 1045 वाल्व बॉडीज़ के मशीनिंग पर किए गए 6-माह के अध्ययन में:

• विकृति से संबंधित अपव्यय कम हुआ 28%

• पुनर्कार्य घंटे कम हो गए 34%

• समतलता विचलन 0.19 मिमी से → 0.06 मिमी तक सुधरा

—नीचे वर्णित प्रक्रिया परिवर्तनों के बाद।

सीएनसी फ़ाइनिश्ड स्टील के भागों के वार्प होने के कारण: मुख्य कारण

1. कच्चे माल में अवशिष्ट प्रतिबल

गर्म-रोल्ड या फोर्ज्ड स्टील की छड़ें अक्सर निर्माण और ठंडा होने के दौरान उत्पन्न अंतर्निहित प्रतिबलों को

शामिल करती हैं। जब उत्पादन प्रक्रिया में असमान रूप से सामग्री को हटाया जाता है, तो प्रतिबल पुनर्वितरित हो जाते हैं—जिससे भाग वक्रित हो जाता है।

अवलोकित मामला:
तनाव मुक्ति के बिना 4140 फोर्ज्ड प्लेट्स का मशीनिंग करने पर 0.32 मिमी का वक्रीकरण 400 मिमी की लंबाई पर समाप्ति के बाद हुआ।

2. कटिंग के दौरान ऊष्मा निर्माण

स्टील गर्म होने पर प्रसारित होती है। आक्रामक कटिंग रणनीतियाँ या खराब कूलेंट प्रवाह तापीय प्रवणताएँ उत्पन्न करते हैं, विशेष रूप से इनमें:

• गहरे खांचे

• पतली रिब्स

• लंबे फिनिशिंग पैस

परीक्षण चलाने के दौरान थर्मल इमेजिंग में 42°C का तापमान अंतर एक पतले फ्लैंज के आर-पार—जो मापनीय विकृति उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त हो।

3. असंतुलित सामग्री निकालना

स्टॉक को पहले एक ओर से अधिकांशतः निकालने से आंतरिक तनाव असममित रूप से मुक्त हो जाता है।

यह निम्नलिखित में आम है:

• हाउसिंग पार्ट्स

• संरचनात्मक ब्रैकेट

• बड़ी प्लेटें

4. फिक्सचर-प्रेरित विकृति

पतले स्टील घटकों को अत्यधिक क्लैम्प करने से उनका लोचदार विरूपण हो सकता है। जब इन्हें मुक्त किया जाता है, तो वे विकृत आकारों में 'स्प्रिंग बैक' कर जाते हैं।

वैक्यूम फिक्सचर पर बल-सेंसर परीक्षण से पता चला कि क्लैम्पिंग भार को 35% कम करने से मशीनिंग के बाद समतलता त्रुटि आधी हो गई।

5. मशीनिंग के बाद ऊष्मा उपचार

शमन और शोधन नए प्रतिबलों का कारण बनते हैं, यदि भागों का उचित समर्थन नहीं किया जाता है या यदि उष्मा उपचार के बाद के अंतिम फिनिशिंग के लिए मशीनिंग स्टॉक पर्याप्त नहीं है।

सीएनसी द्वारा निर्मित इस्पात के भागों में विरूपण को कैसे रोकें

सबसे पहले सामग्री का प्रतिबल-मुक्तीकरण करें

महत्वपूर्ण घटकों के लिए:

• कार्बन/मिश्र धातु इस्पात के लिए 550–650°C पर प्रतिबल-मुक्ती ऐनीलिंग

• प्रति 25 मिमी मोटाई के लिए 1 घंटे तक धारण करें

• नियंत्रित भट्टी शीतलन

उत्पादन परिणाम:
प्रतिबल-मुक्त 4140 प्लेट्स में दिखाई दिया 62% कम विकृति समाप्ति मशीनिंग के दौरान।

संतुलित रफिंग रणनीतियों का उपयोग करें

एक ओर को पूर्णतः समाप्त करने के बजाय:

• सामान्य रूप से सामान्य सामग्री को हटाएं

• फलकों को वैकल्पिक रूप से काटें

• समाप्ति के लिए एकसमान स्टॉक (0.5–1.0 मिमी) छोड़ें

इस दृष्टिकोण को लागू करने वाले सीएएम टेम्पलेट्स ने संरचनात्मक भागों में समतलता त्रुटियों को कम कर दिया, 45%संरचनात्मक भागों में।

ऊष्मा को कम करने के लिए कटिंग पैरामीटर्स को अनुकूलित करें

उत्पादकता को कम किए बिना ऊष्मा इनपुट को कम करें:

• उच्च-दक्षता फ्रेजिंग का उपयोग करें (10–20% स्टेपओवर, गहन अक्षीय कट)

• पॉलिश किए गए किनारों वाले तीव्र इन्सर्ट्स

• तापीय स्थायित्व के लिए AlTiN कोटिंग्स

• उच्च-दबाव कूलेंट (50–80 बार)

अनुकूलन के बाद मापी गई स्पिंडल शक्ति खपत 14% कम हो गई, और सतह का तापमान 18°C कम हो गया।