CNC मशीनिंग के लिए CNC मैकेनिकल पार्ट्स कैसे डिजाइन करें?

कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण (CNC) मशीनिंग, एक कुशल घटाव विनिर्माण तकनीक के रूप में, के निर्माण को पूरा करने के लिए कई उच्च गति और सटीक मशीन टूल्स पर निर्भर करता हैसीएनसी यांत्रिक भागों.इस प्रक्रिया के दौरान, सामग्री को धीरे -धीरे विभिन्न तरीकों के माध्यम से हटा दिया जाता है जैसे कि काटने, ड्रिलिंग, बेवलिंग और वांछित के रूप को प्राप्त करने के लिए स्लॉटिंगसीएनसी यांत्रिक भागों।

सर्वोत्तम प्रसंस्करण प्रभाव को प्राप्त करने के लिए, सीएनसी मशीनिंग की विशेषताओं को डिजाइन चरण में पूरी तरह से विचार करने की आवश्यकता है। इस लेख में, हम विभिन्न प्रकार के CNC मशीन टूल्स की रूपरेखा तैयार करेंगे और कई प्रमुख डिजाइन बिंदुओं में देरी करेंगे।

सीएनसी मशीनिंग के क्षेत्र में, विभिन्न प्रकार के सीएनसी मशीन टूल्स हैं, जिनमें से प्रत्येक इसके अद्वितीय अनुप्रयोगों और लाभों के साथ है। निम्नलिखित कई सामान्य सीएनसी मशीन टूल्स और उनकी विशेषताएं हैं:

खराद:विशेष रूप से जटिल बेलनाकार आकृतियों के निर्माण के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह इसकी लागत-प्रभावशीलता के कारण कई डिजाइनों के पक्ष में है। इस तरह के मशीन टूल्स में, सामग्री स्थिर रहती है, जबकि कटिंग टूल स्थिर रहता है। वांछित ज्यामिति उपकरण के आंदोलन और फ़ीड दर को ठीक से नियंत्रित करके, साथ ही सामग्री की घूर्णी गति को नियंत्रित करके बनाई गई है।

वर्टिकल मिलिंग मशीन:इसकी धुरी अक्ष मशीन के बिस्तर के लंबवत है। एक खराद के विपरीत, यहाँ काटने का उपकरण आगे बढ़ रहा है। यह डिज़ाइन वर्टिकल मिलिंग मशीन को विभिन्न प्रकार के कटिंग ऑपरेशन करने में सक्षम बनाता है, जैसे ड्रिलिंग, मिलिंग और कंटूर कटिंग।

क्षैतिज मिलिंग मशीन: इसका कटिंग टूल एक क्षैतिज स्पिंडल पर स्थापित किया गया है और उन अवसरों के लिए उपयुक्त है जहां बड़ी मात्रा में सामग्री को हटाने की आवश्यकता है या जहां सटीक आवश्यकताएं अधिक नहीं हैं। इस प्रकार के मशीन टूल का उपयोग व्यापक रूप से क्षेत्रों में किया जाता है जैसे कि मोल्ड मैन्युफैक्चरिंग और मैकेनिकल पार्ट्स प्रोसेसिंग।

प्लानर:एक ऊर्ध्वाधर मिलिंग मशीन के समान, लेकिन मशीन के लिए कार्य क्षेत्र के एक अलग अनुपात के साथ। प्लानर का कटिंग टूल मशीन बेड के लिए लंबवत है, जबकि भागों को तय किया जाता है। यह डिज़ाइन बड़े हिस्से को मशीनिंग करते समय प्लानर को अधिक कुशल बनाता है।

सीएनसी मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान, ये मशीन टूल सभी ठोस धातु या प्लास्टिक ब्लॉकों से सामग्री को हटाने के लिए विभिन्न उच्च गति वाले काटने वाले उपकरणों से सुसज्जित हैं। इन काटने वाले उपकरणों में आमतौर पर बेलनाकार हैंडल और विशिष्ट टिप आकार होते हैं, साथ ही सीमित कटिंग लंबाई भी होती है। जब सामग्री को वर्कपीस से हटा दिया जाता है, तो टूल की ज्यामिति को भाग में स्थानांतरित कर दिया जाता है, इसलिए सीएनसी यांत्रिक भागों की आंतरिक विशेषताओं में आमतौर पर पट्टिका रेडी होती है।

क्योंकि यह सीधे भागों की लागत को प्रभावित करता है। सामग्री का चयन करते समय, हमें उनकी कठोरता, कठोरता, रासायनिक प्रतिरोध, साथ ही साथ अन्य यांत्रिक और सौंदर्य गुणों पर विचार करना चाहिए।

यांत्रिक प्रसंस्करण में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली धातु सामग्री में स्टील, एल्यूमीनियम, पीतल और तांबा शामिल हैं। स्टील, सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली धातु के रूप में, इसके गुण कार्बन और मिश्र धातुओं की सामग्री द्वारा निर्धारित किए जाते हैं, जो अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करते हैं। एल्यूमीनियम, इसकी लपट और संक्षारण प्रतिरोध के लिए प्रसिद्ध, अक्सर उन अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहां वजन में कमी की आवश्यकता होती है। पीतल, अपनी उच्च शक्ति, उच्च मशीनबिलिटी और संक्षारण प्रतिरोध के लिए पसंदीदा, अक्सर हाइड्रोलिक कनेक्टर्स और कम-घर्षण घटकों के निर्माण में उपयोग किया जाता है। कॉपर ने अपनी उत्कृष्ट विद्युत चालकता के कारण विद्युत उत्पादों में अपना स्थान पाया है। इस बीच, इसका अच्छा संक्षारण प्रतिरोध भी रेडिएटर, छत और जल निकासी खाई जैसे अनुप्रयोगों में अच्छा प्रदर्शन करता है।

उपयुक्त सहिष्णुता नियंत्रण भागों की सटीकता और विनिमेयता सुनिश्चित कर सकता है, जबकि उचित फिट डिजाइन भागों के प्रदर्शन और सेवा जीवन को अनुकूलित कर सकता है। इन सभी डिज़ाइन बिंदुओं को विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं और भौतिक गुणों के आधार पर व्यापक रूप से विचार करने की आवश्यकता है।

वाहन के पीछे धुरा पर कई बीयरिंगों की ज्यामितीय सहिष्णुता को डिजाइन प्रक्रिया के दौरान सख्ती से नियंत्रित करने की आवश्यकता है। सहिष्णुता, किसी भी आयाम की स्वीकार्य सीमा को परिभाषित करने वाली एक प्रमुख अवधारणा के रूप में, यांत्रिक डिजाइन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यदि कोई स्पष्ट समग्र सहिष्णुता मानक नहीं है, तो अधिकांश यांत्रिक कार्यशालाएं ± 125 मिलीमीटर की एक मानक सहिष्णुता को अपनाएंगी। हालांकि, विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए, अधिक कड़े सहिष्णुता मानकों को परिभाषित करना अक्सर महत्वपूर्ण होता है।

फिट, सहिष्णुता के एक विशिष्ट अनुप्रयोग के रूप में, आमतौर पर तीन श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है:निकासी फिट, संक्रमण फिट और हस्तक्षेप फिट। क्लीयरेंस फिट दो भागों को विधानसभा के दौरान स्लाइड या घूमने की अनुमति देता है, जबकि हस्तक्षेप फिट के लिए असेंबली या डिस्सैम को पूरा करने के लिए अधिक प्रतिरोध पर काबू पाने की आवश्यकता होती है। शाफ्ट और असर के बीच फिट में, संक्रमण फिट या माइक्रो-क्लीयरेंस फिट शाफ्ट के डिजाइन लचीलेपन को सुनिश्चित करने के लिए सामान्य विकल्प हैं।

इसके अलावा, आवरण की स्थापना के दौरान छिद्रों का नियंत्रण भी महत्वपूर्ण महत्व का है।यदि शेल को फ्रेम पर कठोरता से स्थापित करने की आवश्यकता है, तो विशिष्ट अंतरालों को पूरा करने के लिए छिद्र आकार को ठीक से नियंत्रित किया जाना चाहिए। हालांकि, अधिक जटिल विधानसभा परिदृश्यों में, जैसे कि जब कई आवास एक लंबे शाफ्ट के माध्यम से जुड़े होते हैं, तो स्थापना छेदों की समान निकासी कैसे सुनिश्चित करें और शाफ्ट बियरिंग्स की सांद्रता एक नई चुनौती बन जाती है। इस बिंदु पर, ज्यामितीय आयामों और सहिष्णुता (GD & T) का अनुप्रयोग विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है।

अगला, हम यांत्रिक डिजाइन में छेद और धागे के आवेदन और सहिष्णुता और फिट के साथ उनके सहसंबंध का पता लगाएंगे।

सीएनसी यांत्रिक भागों पर थ्रेडेड छेद यांत्रिक डिजाइन में प्रमुख तत्वों में से एक हैं। ड्रिलिंग प्रक्रिया के दौरान, पेशेवर उपकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता से बचने के लिए गहराई को सख्ती से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, जब तक कि नीचे के छेद को समतल करने के लिए वास्तव में आवश्यक न हो। विस्तार छेद के लिए, हालांकि छेद को क्रमशः भाग के दोनों किनारों से ड्रिल किया जा सकता है, लेकिन संभावित बेमेल समस्या पर ध्यान देना आवश्यक है जो दो छेदों के बैठक बिंदु पर हो सकता है। यह जुड़नार द्वारा हल किया जा सकता है, लेकिन यह लागत में वृद्धि करेगा। जब किनारे पर ड्रिलिंग होती है, तो यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि ड्रिल बिट का पूरा व्यास ड्रिल बिट टूटने और सतह खत्म मुद्दों से बचने के लिए भाग के भीतर निहित है।

थ्रेड बनाते समय, चुनने के लिए तीन मुख्य तरीके हैं:नल को काटने, नल और थ्रेड मिलिंग कटर बनाने। थ्रेडेड छेद के प्रकार के लिए, छेद के माध्यम से सबसे अच्छा विकल्प होता है क्योंकि वे नल को पूरी तरह से भाग से गुजरने और सटीक थ्रेड गठन सुनिश्चित करने की अनुमति देते हैं। यदि अंधे छेद का उपयोग किया जाता है, तो धागे की लंबाई को छेद के नीचे के नाममात्र व्यास से पांच गुना बढ़ने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, उपयुक्त थ्रेड आकार चुनना भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि छोटे नल से उत्पादन प्रक्रिया के दौरान टूटने का खतरा बढ़ सकता है।

थ्रेड गहराई की योजना बनाते समय, लागत को कम करने और भागों की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए केवल आवश्यक लंबाई को संसाधित किया जाना चाहिए। इसी समय, विस्तृत ड्राइंग जानकारी प्रदान करना यह सुनिश्चित करने के लिए अपरिहार्य है कि उद्धरण में शामिल थ्रेड आपके डिजाइन के अनुरूप हैं और भ्रम और गलतफहमी से बचने के लिए हैं।

अंत में, Chamfering और Fillet भी ऐसे कारक हैं जिन्हें CNC मैकेनिकल पार्ट्स डिज़ाइन में विचार करने की आवश्यकता है.

वे भागों के किनारों और कोनों पर एक संक्रमणकालीन भूमिका निभाते हैं, जो भागों की उपस्थिति की गुणवत्ता और व्यावहारिकता को बेहतर बनाने में मदद करता है।

CNC मशीनिंग में एक महत्वपूर्ण तकनीक के रूप में Chamfering में दो तेज किनारों के चौराहे पर बेवलिंग शामिल है। यह कदम विधानसभा प्रक्रिया को सरल बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जैसे कि बोल्ट को छेद में अधिक सुचारू रूप से डाला जा सकता है, जबकि तेज किनारों को संभालने के दौरान चोट के जोखिम को कम करना।

पट्टिका एक हिस्से के आंतरिक या बाहरी कोनों पर राउंडिंग उपचार को संदर्भित करती है, जो आमतौर पर कटिंग टूल के त्रिज्या द्वारा निर्धारित की जाती है। मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान, उपकरण त्रिज्या से बड़े हिस्से पर किसी भी त्रिज्या को रखना महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह सीएनसी मशीनिंग प्रक्रिया को चिकना और अधिक कुशल बना देगा।

इसके अलावा, चाम्फ़रिंग और डिब्रेनिंग के बीच अंतर करना आवश्यक है। मैकेनिक भागों के किनारों को तोड़कर बूरों को हटा देगा, लेकिन यदि विशिष्ट आयामों की आवश्यकता होती है, तो सामग्री को चमड़ा दिया जाएगा। जब चामरिंग करते हैं, तो किनारे को 45 डिग्री पर रखा जाना चाहिए, जब तक कि विशेष आवश्यकताएं न हों।

आंतरिक गोल कोनों का डिजाइन भी महत्वपूर्ण महत्व का है। बड़े-व्यास काटने वाले उपकरणों का अधिक कुशलता से उपयोग करने के लिए, आंतरिक पट्टिका यथासंभव बड़ा होना चाहिए। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इसका त्रिज्या उपकरण को तोड़ने से रोकने के लिए कम से कम एक तिहाई गुहा की गहराई होनी चाहिए।

सीएनसी मशीनिंग में आमतौर पर चार बुनियादी कदम होते हैं। मशीनिंग प्रक्रिया को अपनाने के बावजूद, निम्नलिखित प्रक्रियाओं का पालन किया जाना चाहिए:

►चरण एक: सीएडी मॉडल डिजाइन करें

CNC मशीनिंग में पहला कदम उत्पाद का 2D या 3D मॉडल बनाना है। डिजाइनर आमतौर पर सटीक उत्पाद मॉडल बनाने के लिए ऑटोकैड, सॉलिडवर्क्स या अन्य सीएडी (कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन) सॉफ्टवेयर का उपयोग करते हैं। अधिक जटिल भागों के लिए, 3 डी मॉडलिंग उत्पाद सुविधाओं को अधिक स्पष्ट रूप से प्रस्तुत कर सकता है, जैसे कि सहिष्णुता, संरचनात्मक लाइनें, थ्रेड्स और असेंबली इंटरफेस।

►चरण 2: CNC- संगत प्रारूप में परिवर्तित करें

CNC मशीन टूल्स सीएडी फ़ाइलों को सीधे पहचान नहीं सकते हैं। इसलिए, CAM (कंप्यूटर एडेड मैन्युफैक्चरिंग) सॉफ़्टवेयर, जैसे कि फ्यूजन 360, मास्टरकैम, आदि, सीएडी मॉडल को CNC- संगत संख्यात्मक नियंत्रण कोड (जैसे G कोड) में परिवर्तित करने के लिए उपयोग करने की आवश्यकता है। इस कोड का उपयोग मशीन टूल को गाइड करने के लिए किया जाता है ताकि प्रसंस्करण की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए कटिंग पथ, फ़ीड दर, और उपकरण आंदोलन प्रक्षेपवक्र जैसे सटीक मापदंडों को निष्पादित करने के लिए।

►चरण 3: उपयुक्त मशीन टूल का चयन करें और प्रसंस्करण पैरामीटर सेट करें

CNC मैकेनिकल पार्ट्स की सामग्री, आकार और प्रसंस्करण आवश्यकताओं के अनुसार, उपयुक्त CNC मशीन टूल्स (जैसे CNC मिलिंग मशीन, लथेस, ग्राइंडर, आदि) का चयन करें। फिर, ऑपरेटर को निम्नलिखित तैयारी करने की आवश्यकता है:

कटिंग टूल्स को स्थापित और कैलिब्रेट करें

प्रसंस्करण गति, फ़ीड दर और कटिंग गहराई जैसे पैरामीटर सेट करें

सुनिश्चित करें कि प्रसंस्करण के दौरान विचलन को रोकने के लिए वर्कपीस दृढ़ता से तय किया गया है

►चरण 4: CNC मशीनिंग करें

एक बार जब सभी प्रारंभिक कार्य पूरा हो जाता है, तो सीएनसी मशीन टूल प्रीसेट न्यूमेरिकल कंट्रोल प्रोग्राम के अनुसार प्रसंस्करण कार्य कर सकता है। प्रसंस्करण पूरी तरह से स्वचालित है। काटने का उपकरण सेट प्रक्षेपवक्र के साथ सामग्री को काटता है जब तक कि भाग नहीं बन जाता है।

चरण 5: गुणवत्ता निरीक्षण और पोस्ट-प्रोसेसिंग

प्रसंस्करण पूरा होने के बाद, की गुणवत्ता निरीक्षणसीएनसी यांत्रिक भागोंयह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि उनकी आयामी सटीकता और सतह की गुणवत्ता डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करती है। पता लगाने के तरीकों में शामिल हैं:

आयामी माप:आयामी निरीक्षण कैलीपर्स, माइक्रोमीटर या समन्वय मापने वाली मशीनों (सीएमएम) का उपयोग करके किया जाता है

भूतल खत्म निरीक्षण: सीएनसी यांत्रिक भागों की सतह खुरदरापन की जांच करें कि क्या अतिरिक्त पॉलिशिंग या छिड़काव उपचार की आवश्यकता है

असेंबली परीक्षण: यदि सीएनसी यांत्रिक भागों को अन्य घटकों के साथ इकट्ठा करने की आवश्यकता है, तो संगतता सुनिश्चित करने के लिए एक विधानसभा परीक्षण किया जाना चाहिए।

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