March 29, 2024
सीएनसी मशीनिंग एक बहुमुखी विनिर्माण प्रक्रिया है जो उच्च परिशुद्धता और दोहराव के साथ भागों की एक विस्तृत श्रृंखला का उत्पादन कर सकती है।यह एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, हेल्थकेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स सहित विभिन्न उद्योगों के लिए उच्च परिशुद्धता, जटिल भागों के उत्पादन के लिए एक आवश्यक विनिर्माण प्रक्रिया है।
लेकिन यहाँ पेच यह है: सीएनसी मशीनिंग में पूर्णता प्राप्त करना केवल मशीनरी के बारे में नहीं है।यह एक कला है, जिसमें डिज़ाइन के प्रति गहरी नजर और प्रक्रिया की गहरी समझ की आवश्यकता होती है।इस गाइड में, हम सीएनसी मशीनिंग डिज़ाइन के रहस्यों को उजागर करते हैं।सामान्य सर्वोत्तम प्रथाओं से लेकर विभिन्न सीएनसी परिचालनों के लिए विशेष युक्तियों तक, हम इस बात पर विचार कर रहे हैं कि चरम सीएनसी प्रदर्शन के लिए आपके डिज़ाइन को कैसे तैयार किया जाए।नवाचार और परिशुद्धता के संगम में आपका स्वागत है, जहां हमारे द्वारा साझा किया गया प्रत्येक दिशानिर्देश विनिर्माण उत्कृष्टता की ओर एक कदम है।
सीएनसी मशीनिंग में, एक हिस्से का विकास एक सटीक और तकनीकी रूप से उन्नत प्रक्रिया के माध्यम से प्रारंभिक अवधारणा से भौतिक रूप तक आगे बढ़ता है।प्रारंभ में, एक सीएनसी डिजाइनर उन्नत सीएडी सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके डिज़ाइन बनाता है।इस डिज़ाइन को बाद में जी-कोड, सीएनसी मशीनों के लिए निर्देश कोड, में परिवर्तित कर दिया गया है।इस कोड का पालन करते हुए, सीएनसी मशीन एक ठोस ब्लॉक से भाग को व्यवस्थित रूप से तराशने के लिए विशेष काटने वाले उपकरणों का उपयोग करती है।
ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज मिलिंग और लेथ जैसी सीएनसी मशीनें विभिन्न अक्षों पर काम कर सकती हैं।अपेक्षाकृत सरल भागों को बनाने के लिए, पारंपरिक 3-अक्ष मशीनें तीन रैखिक अक्षों (एक्स, वाई और जेड) के साथ भागों में हेरफेर कर सकती हैं।5-अक्ष मशीनिंग अधिक जटिल घटकों को बनाने के लिए तीन रैखिक अक्षों और लगभग दो घूर्णी अक्षों के साथ काम कर सकती है।
व्यक्तिपरक विनिर्माण प्रक्रिया धातु, प्लास्टिक और कंपोजिट जैसी विभिन्न सामग्रियों में उच्च-परिशुद्धता और जटिल भागों के उत्पादन की अनुमति देती है।इसके अलावा, यह तेज़, स्वचालित, सटीक और स्केलेबल है जो इसे प्रोटोटाइप, एकमुश्त उत्पादन और बड़े पैमाने पर उत्पादन में लागू करता है।
यह समझना कि सीएनसी मशीनिंग क्या है, डिजाइन प्रथाओं के पालन के महत्व की सराहना करने की नींव तैयार करती है।ये प्रथाएँ लागत कम करने और गुणवत्ता और परिशुद्धता के उच्च मानक बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं।
गैर-तलीय और ड्राफ्ट कोण वाली सतहें मशीन के लिए जटिल और चुनौतीपूर्ण होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप काटने की गति धीमी हो सकती है, मशीनिंग में अधिक समय लग सकता है और उपकरण घिसाव बढ़ सकता है।इसके अतिरिक्त, ये सतहें सुसंगत भाग गुणवत्ता और कड़ी सहनशीलता प्राप्त करना अधिक कठिन बना सकती हैं।अपने डिज़ाइन में गैर-तलीय और ड्राफ्ट कोण वाली सतहों से बचने के लिए:
आंतरिक फ़िललेट्स एक हिस्से के भीतर गोल कोने या संक्रमण हैं जो तनाव सांद्रता को कम कर सकते हैं और हिस्से की ताकत में सुधार कर सकते हैं।इन फ़िललेट्स का आकार बढ़ाने से मशीनिंग संचालन की गुणवत्ता और दक्षता में वृद्धि होगी:
अंडरकट्स किसी हिस्से के कोनों में बने अवकाश या निशान हैं जो मशीनिंग के दौरान बेहतर उपकरण पहुंच और बेहतर सामग्री हटाने की अनुमति देते हैं।सीएनसी मशीनिंग के लिए एक अनुकूलित अंडरकट डिज़ाइन:
हालाँकि, अंडरकट बनाना एक जटिल और चुनौतीपूर्ण कार्य हो सकता है क्योंकि मानक कटिंग टूल का उपयोग करके उन तक पहुंचना मुश्किल हो सकता है।इसके अलावा, मशीन अंडरकट्स के लिए विशेष उपकरण या मल्टी-एक्सिस मशीनिंग की आवश्यकता हो सकती है।अंडरकट्स के आकार और जटिलता को कम करने से बेहतर परिणाम प्राप्त करने में मदद मिल सकती है।अंडरकट्स डिज़ाइन करते समय निम्नलिखित को ध्यान में रखा जाना चाहिए:
| अनुशंसित | |
| अंडरकट आयाम | 3 मिमी से 40 मिमी |
| अंडरकट क्लीयरेंस | 4x गहराई |
मानक सहनशीलता यह सुनिश्चित करती है कि तैयार सीएनसी हिस्से वांछित विनिर्देशों और कार्यात्मक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।अनावश्यक सख्त सहनशीलता मशीनिंग की लागत और समय को बढ़ा सकती है।
मानक सीएनसी मशीनिंग सहनशीलता निर्दिष्ट करके, निर्माता द्वितीयक संचालन की आवश्यकता को कम कर सकते हैं और मशीनिंग प्रक्रिया की समग्र दक्षता में सुधार कर सकते हैं।
| अनुशंसित | संभव | |
| सहिष्णुता | ±0.1 मिमी | ±0.02 मिमी |
टेक्स्ट या अक्षर बनाते समय, उपकरण को पूरी मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान एक स्थिर चौड़ाई, ऊंचाई और अंतर बनाए रखने में सक्षम होना चाहिए।इन कारकों में किसी भी बदलाव के परिणामस्वरूप अंतिम उत्पाद तैयार हो सकता है जो डिज़ाइन विनिर्देशों को पूरा नहीं करता है।
आपको पाठ या अक्षरांकन के फ़ॉन्ट और आकार पर विचार करना होगा।जो पाठ बहुत छोटे हैं उन्हें पढ़ना मुश्किल हो सकता है या वे वांछित विशिष्टताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं, जबकि बहुत बड़े पाठ उपकरण विक्षेपण का कारण बन सकते हैं या मशीनिंग प्रक्रिया की सटीकता और परिशुद्धता को प्रभावित कर सकते हैं।इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, इंजीनियरों और डिजाइनरों द्वारा अनुशंसित कुछ अच्छी डिज़ाइन प्रथाएँ:
सीएनसी मशीनों की क्षमताएं उनके आकार और क्षमता के आधार पर अलग-अलग होती हैं।कुछ मशीनें बड़े हिस्सों को समायोजित करने के लिए बहुत छोटी हो सकती हैं, जबकि अन्य बहुत छोटे हिस्सों को संभालने में सक्षम नहीं हो सकती हैं।परिणामस्वरूप, डिज़ाइन किए जाने वाले भागों को सावधानीपूर्वक भाग के आकार पर विचार करना चाहिए और उसके अनुसार उपयुक्त मशीन का चयन करना चाहिए।
मशीन के आकार के अलावा, भाग का आकार भी मशीनिंग प्रक्रिया की गति को प्रभावित कर सकता है।बड़े हिस्सों में मशीनिंग का समय लंबा होता है और उत्पादन लागत अधिक होती है क्योंकि इंजीनियरों को छोटे हिस्सों की तुलना में मशीनिंग के दौरान अधिक सामग्री निकालने की आवश्यकता होती है।
| अधिकतम आयाम | न्यूनतम आयाम | |
| सीएनसी मिलिंग | 4000×1500×600 मिमी 157.5×59.1×23.6 इंच। | 4×4 मिमी 0.1×0.1 इंच। |
| सीएनसी ट्यूरिंग | 200×500 मिमी 7.9×19.7 इंच। | 2×2 मिमी 0.079×0.079 इंच। |
नरम सामग्रियों को मशीन से बनाना आसान होता है, जिसके परिणामस्वरूप काटने की गति तेज होती है, उपकरण घिसाव कम होता है, और मशीनिंग का समय और लागत कम होती है।इसके अतिरिक्त, मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान उनके टूटने या विरूपण की संभावना कम होती है, जिससे भाग की गुणवत्ता में सुधार होता है और मशीनिंग के बाद प्रसंस्करण समय कम हो जाता है।फिर भी, केवल नरम सामग्री चुनें यदि उत्पाद का इच्छित उपयोग और अंतिम अनुप्रयोग इसकी अनुमति देता है।
मशीनिंग चक्र के दौरान टूल परिवर्तन और वर्क होल्डिंग सेटअप की अधिक आवश्यकता के कारण समय लेने वाली और महंगी प्रक्रिया हो जाएगी।टूल परिवर्तन और सेटअप को न्यूनतम करने के लिए आप निम्नलिखित युक्तियों पर विचार कर सकते हैं:
लागत और लीड समय में कमी के लिए सीएनसी भागों को अनुकूलित करने में मानक सीएनसी मिलिंग टूल की क्षमताओं के साथ डिजाइन को संरेखित करना शामिल है।इन मानक उपकरणों के आकार और क्षमताओं के अनुरूप डिज़ाइन चुनकर, कस्टम या विशेष उपकरणों की आवश्यकता को काफी कम किया जा सकता है।
एक व्यावहारिक उदाहरण आंतरिक फ़िललेट्स का डिज़ाइन है।उन विशिष्टताओं से बचने की सलाह दी जाती है जिनके लिए मानक सीएनसी काटने वाले उपकरणों की तुलना में छोटे त्रिज्या की आवश्यकता होती है।ऐसी सुविधाएँ बनाने के लिए छोटे, संभवतः कस्टम टूल पर स्विच करने की आवश्यकता होती है, जिससे समय और लागत में वृद्धि हो सकती है जो लाभों को उचित नहीं ठहरा सकती है।इसलिए, कुशल सीएनसी पार्ट उत्पादन के लिए मानक उपकरण क्षमताओं की सीमा के भीतर रहना एक महत्वपूर्ण विचार है।
सीएनसी मिलिंग में अंतर्निहित सीमाएँ हैं, जिनमें से एक तेज आंतरिक कोने बनाने में असमर्थता है।यह सीमा सीएनसी मिलिंग टूल के गोल आकार के कारण उत्पन्न होती है।इसे नेविगेट करने के लिए, इंजीनियर अक्सर अपने डिज़ाइन में त्रिज्या वाले कोनों का उपयोग करते हैं।इन कोनों की त्रिज्या मिलिंग कटर के व्यास की कम से कम आधी होनी चाहिए।उदाहरण के लिए, 1/4" कटर के साथ, फ़िललेट्स के लिए न्यूनतम त्रिज्या 1/8" से कम नहीं होनी चाहिए।
भागों में तीव्र कोने की आवश्यकताओं की चुनौती का समाधान करने के लिए, विशिष्ट डिज़ाइन दृष्टिकोण नियोजित किए जाते हैं।इसमे शामिल है:
एक अच्छा डिज़ाइन अभ्यास यह है कि कट की अंतिम गहराई मशीनीकृत की जाने वाली सामग्री के आधार पर निश्चित अनुपात से अधिक नहीं होनी चाहिए।उदाहरण के लिए, प्लास्टिक के मामले में, अनुपात अंत मिल के व्यास से 15 गुना से अधिक नहीं होना चाहिए, एल्युमीनियम का व्यास 10 गुना से अधिक नहीं होना चाहिए, और स्टील की सीमा 5 गुना से अधिक नहीं होनी चाहिए।ऐसा इसलिए है क्योंकि लंबे उपकरण विक्षेपण और कंपन के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, जिससे सतह में खामियां पैदा होती हैं।
इसके अलावा, आंतरिक पट्टिका त्रिज्या काटने के उपकरण के व्यास पर भी निर्भर करती है।यदि स्टील के हिस्से के लिए 0.55" चौड़े स्लॉट को 0.5" एंड-मिल का उपयोग करके सीएनसी मशीनीकृत किया जाना है, तो गहराई 2.75" से अधिक नहीं होनी चाहिए।इसके अलावा, उच्च लंबाई-से-व्यास अनुपात वाली अंतिम मिलें प्राप्त करना कठिन हो सकता है।इसलिए, यह सलाह दी जाती है कि या तो स्लॉट या फीचर की गहराई कम करें या काटने वाले उपकरण का व्यास बढ़ाएं।
| अनुशंसित | संभव | |
| गुहा की गहराई | गुहा की चौड़ाई 4 गुना | उपकरण व्यास का 10 गुना या 25 सेमी |
डिज़ाइन चरण के दौरान सीएनसी मिलों में उपयोग किए जाने वाले काटने के उपकरण के आकार पर विचार किया जाना चाहिए।एक बड़ा कटर एक बार में अधिक सामग्री निकालता है, जिससे मशीनिंग का समय और लागत कम हो जाती है।
बड़े कटर की क्षमताओं का पूरा लाभ उठाने के लिए, अपने आंतरिक कोनों और फ़िललेट्स को सबसे बड़े संभव त्रिज्या के साथ डिज़ाइन करें, अधिमानतः 0.8 मिमी से अधिक।
एक अतिरिक्त युक्ति यह है कि फ़िललेट्स को एंड-मिल की त्रिज्या से थोड़ा बड़ा बनाया जाए, जैसे कि 3.175 मिमी के बजाय 3.3 मिमी की त्रिज्या।यह एक आसान कटिंग पथ बनाता है और आपके मशीनीकृत भाग पर बेहतर फिनिश उत्पन्न करता है।
| अनुशंसित | |
| आंतरिक कोने की त्रिज्या | गुहा की गहराई का ⅓ गुना (या अधिक) |
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि भागों में पतली दीवारें मशीनिंग प्रक्रिया में महत्वपूर्ण चुनौतियाँ पैदा कर सकती हैं, विशेष रूप से कठोरता और आयामों की सटीकता बनाए रखने के संदर्भ में।इन कठिनाइयों से बचने के लिए, आप धातु घटकों के लिए 0.25 मिमी और प्लास्टिक भागों के लिए 0.50 मिमी की न्यूनतम मोटाई वाली दीवारें डिजाइन कर सकते हैं क्योंकि वे विनिर्माण प्रक्रिया की कठोरता का सामना कर सकते हैं।
| अनुशंसित | संभव | |
| दीवार की मोटाई | 1.5 मिमी (प्लास्टिक), 0.8 मिमी (धातु) | 1.0 मिमी (प्लास्टिक), 0.5 मिमी (धातु) |
मशीनिंग के दौरान किसी भाग के डिज़ाइन में तीव्र आंतरिक और बाहरी कोने एक चुनौती हो सकते हैं।इस समस्या से निपटने के लिए, यह अनुशंसा की जाती है:
जब लंबे, पतले-पतले हिस्सों की बात आती है तो अस्थिरता एक आम चिंता है।घूमने वाला हिस्सा आसानी से उपकरण से टकरा सकता है, जिससे अपूर्ण फिनिश बन सकती है।इससे निपटने के लिए, निम्नलिखित सीएनसी डिज़ाइन युक्तियों का उपयोग करें।
सीएनसी टर्निंग ऑपरेशन के दौरान, मशीन से निकाली जाने वाली सामग्री की मात्रा का ध्यान रखें।अत्यधिक मशीनिंग के परिणामस्वरूप हिस्से पर अनावश्यक तनाव हो सकता है, जबकि पतली दीवारों के परिणामस्वरूप कठोरता कम हो सकती है और सख्त सहनशीलता बनाए रखने में कठिनाई हो सकती है।
एक दिशानिर्देश के रूप में, विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान स्थिरता और सटीकता सुनिश्चित करने के लिए मुड़े हुए हिस्सों की दीवार की मोटाई कम से कम 0.02 इंच होनी चाहिए।
| अनुशंसित | संभव | |
| दीवार की मोटाई | 1.5 मिमी (प्लास्टिक), 0.8 मिमी (धातु) | 1.0 मिमी (प्लास्टिक), 0.5 मिमी (धातु) |
ड्रिल किए गए छेद की आदर्श गहराई को उपकरण की स्थिरता और मशीनीकृत होने वाली सामग्री की ताकत को संतुलित करना चाहिए।बहुत उथली ड्रिलिंग करने से जोड़ कमजोर हो सकता है और स्क्रू की धारण शक्ति कम हो सकती है, जबकि बहुत गहरी ड्रिलिंग करने से ड्रिल बिट टूट सकती है या मुड़ सकती है, जिससे सटीकता और सतह की फिनिश खराब हो सकती है।
इष्टतम छेद की गहराई निर्धारित करने के लिए, आपको ड्रिल बिट के आकार, सामग्री की कठोरता और मोटाई, इच्छित अनुप्रयोग के लिए आवश्यक ताकत और मशीन सेटअप की समग्र स्थिरता पर विचार करना चाहिए।पेंच या फास्टनर को समायोजित करने के लिए पर्याप्त गहराई तक छेद करने की सिफारिश की जाती है, समर्थन के लिए कुछ सामग्री छोड़ दी जाती है।यदि काउंटरसिंक की आवश्यकता है, तो काउंटरसिंक की अनुमति देने के लिए छेद को अधिक गहरा ड्रिल किया जाना चाहिए।
| अनुशंसित | संभव | |
| छेद की गहराई | नाममात्र व्यास का 4 गुना | नाममात्र व्यास का 40 गुना |
थ्रू होल और ब्लाइंड होल के बीच अंतर को समझना महत्वपूर्ण है, क्योंकि इन दोनों के लिए अलग-अलग ड्रिलिंग तकनीकों और उपकरणों की आवश्यकता होती है।
थ्रू होल एक ऐसा छेद होता है जो वर्कपीस के माध्यम से एक छोर से दूसरे छोर तक पूरी तरह से फैला होता है।इसका उत्पादन आम तौर पर आसान होता है, क्योंकि ड्रिल को विपरीत दिशा में भाग में प्रवेश करना और बाहर निकलना होगा।छेद के
