सीएनसी मशीनिंग धातु पार्ट्स: प्रिंट लिखने से पहले प्रत्येक इंजीनियर को क्या पता होना चाहिए

सीएनसी मशीनिंग धातु के हिस्से: प्रिंट लिखने से पहले हर इंजीनियर को क्या पता होना चाहिए

सीएनसी मशीनीकृत भागों पर अधिकांश आयामी समस्याएं दुकान के फर्श पर शुरू नहीं होती हैं - वे ड्राइंग में शुरू होती हैं। प्रक्रिया की क्षमता से अधिक सख्त सहनशीलता, एक दीवार की मोटाई जो बकबक को आमंत्रित करती है, एक थ्रेड कॉलआउट जिसमें इसकी सहनशीलता वर्ग गायब है। जब तक पुर्जे आते हैं और निरीक्षण में असफल हो जाते हैं, तब तक मूल कारण तीन सप्ताह पहले ही पीडीएफ में जमा हो चुका होता है।

यह आलेख आपको इसका व्यावहारिक ज्ञान देता है कि कैसेसीएनसी मशीनिंग धातु भागोंवास्तव में यह काम करता है - कि प्रक्रिया क्या कर सकती है और क्या नहीं, कैसे सामग्री का चुनाव डाउनस्ट्रीम की हर चीज़ को प्रभावित करता है, और एक ऐसा प्रिंट कैसे लिखा जाए जो आपको पहली बार में ही अच्छे हिस्से दे दे। अपने लिए कोई सिद्धांत नहीं। यहां हर चीज़ आपके वास्तविक कार्य पर लिए गए निर्णयों से जुड़ी है।

वास्तव में सीएनसी मशीनिंग क्या है?

सीएनसी का मतलब कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल है। मशीन आम तौर पर आपके CAD मॉडल - से उत्पन्न प्रोग्राम - को पढ़ती है और धातु के रिक्त स्थान से सामग्री को हटाने के लिए सटीक पथों के साथ एक काटने के उपकरण को ले जाती है। ऑपरेटर मशीन सेट करता है, प्रोग्राम लोड करता है, और रन की निगरानी करता है। मशीन ज्यामिति निष्पादित करती है।

वह सरल संस्करण है. आपके काम के लिए जो हिस्सा मायने रखता है वह यह है:सीएनसी मशीनिंग एक घटिया प्रक्रिया है. आप अपनी आवश्यकता से अधिक सामग्री के साथ शुरुआत करते हैं और वह सब कुछ काट देते हैं जो इसका हिस्सा नहीं है। यह कास्टिंग, फोर्जिंग, या एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (3डी प्रिंटिंग) से मौलिक रूप से अलग है, और इसका निहितार्थ है कि कौन सी ज्यामिति संभव है, कौन सी सहनशीलता प्राप्त करने योग्य है, और लागत संरचना कैसी दिखती है।

इसे लकड़ी के एक टुकड़े से एक आकृति तराशने जैसा समझें। मूर्तिकार के उपकरण यह निर्धारित करते हैं कि विवरण कितना बढ़िया हो सकता है। लकड़ी स्वयं ही अपना आकार, कठोरता, काटने पर कैसे प्रतिक्रिया करती है, यह निर्धारित करती है कि वे विवरण अपना आकार बनाए रखते हैं या नहीं। मेंसीएनसी धातु पार्ट्स विनिर्माण प्रक्रियाएं, मशीन मूर्तिकार है और सामग्री लकड़ी है। दोनों मायने रखते हैं.

तीन सबसे आम सीएनसी ऑपरेशन जिनका आप सामना करेंगे:

सीएनसी मिलिंग- काटने का उपकरण घूमता है और स्थिर वर्कपीस में घूमता है। सपाट सतहों, जेबों, स्लॉटों, जटिल 3डी आकृतियों के लिए उपयोग किया जाता है। यदि आपके हिस्से में ऐसी विशेषताएं हैं जो देखने में ऐसी लगती हैं जैसे कि उन्हें एक ब्लॉक से उकेरा गया हो, तो संभवतः इसे पीसकर बनाया गया था।

सीएनसी टर्निंग- वर्कपीस घूमता है जबकि काटने का उपकरण अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। बेलनाकार भागों के लिए उपयोग किया जाता है: शाफ्ट, बुशिंग, नोजल, थ्रेडेड घटक। यदि आपका हिस्सा एक अक्ष के बारे में गोल और सममित है, तो संभवतः यह घुमाया गया था।

स्विस सीएनसी टर्निंग- मोड़ने का एक विशेष रूप जहां वर्कपीस को काटने वाले क्षेत्र के बहुत करीब समर्थित किया जाता है, जिससे लंबे, पतले हिस्सों को विक्षेपण के बिना कड़ी सहनशीलता के साथ मशीनीकृत किया जा सकता है। मेडिकल पिन, लघु कनेक्टर्स, घड़ी के घटकों और उच्च लंबाई {{2} से {{3} व्यास अनुपात वाले किसी भी सटीक भाग के लिए मानक।

कई वास्तविक भागों के लिए एक से अधिक ऑपरेशन की आवश्यकता होती है - उदाहरण के लिए, मिल्ड कीवे के साथ टर्न शाफ्ट, या टर्न और थ्रेडेड बोर के साथ मिल्ड हाउसिंग।

सामग्री की पसंद सीएनसी मशीनीकृत धातु भागों को कैसे प्रभावित करती है?

यही वह सवाल है जिसे नए इंजीनियर सबसे कम आंकते हैं। आपके द्वारा निर्दिष्ट सामग्री केवल भाग के अंत को निर्धारित नहीं करती है {{1}उपयोग गुण - यह निर्धारित करती है कि भाग को मशीन से चलाना कितना आसान या कठिन है, जो सीधे लागत, प्राप्त सहनशीलता और सतह की फिनिश को प्रभावित करता है।

यहां उन धातुओं का व्यावहारिक संदर्भ दिया गया है जिनका सामना आप सबसे अधिक बार करेंगेसीएनसी मशीनिंग धातु भागों सामग्री तुलना:

कुछ बातें यह तालिका आपको सीधे तौर पर नहीं बताएगी। एल्युमीनियम मशीनें तेज़ होती हैं और आसानी से सहनशीलता बनाए रखती हैं - जब वजन और लागत अंतिम ताकत से अधिक मायने रखती है तो यह डिफ़ॉल्ट विकल्प है। जैसे ही आप इसे काटते हैं, स्टेनलेस स्टील का काम सख्त हो जाता है, जिसका अर्थ है कि एक सुस्त उपकरण या गलत फ़ीड दर वास्तव में कट के बीच में सतह के भौतिक गुणों को बदल सकती है। टाइटेनियम मशीन के लिए सबसे कठोर एयरोस्पेस धातु है: यह अत्यधिक गर्मी उत्पन्न करता है, इसमें कम तापीय चालकता होती है, और इस सूची में किसी भी अन्य सामग्री की तुलना में टूलींग को तेजी से नष्ट कर देगा। यदि आपका प्रिंट टाइटेनियम कहता है, तो इसे प्रतिबिंबित करने की लागत और लीड समय की अपेक्षा करें।

सीएनसी मशीनिंग वास्तव में क्या सहनशीलता बनाए रख सकती है?

यह वह जगह है जहां अधिकांश शुरुआती प्रिंट लिखते हैं जो समस्याएं पैदा करते हैं। समझसख्त सहनशीलता वाले सीएनसी मशीनीकृत हिस्सेयह समझने से शुरू होता है कि "मानक" का क्या अर्थ है।

मानक सीएनसी मशीनिंग सहिष्णुता आम तौर पर अधिकांश धातु सुविधाओं - बोर, चेहरे, समग्र आयामों के लिए ±0.05 मिमी (±0.002") है। यह विशेष सेटअप के बिना प्रत्येक आधुनिक सीएनसी मशीन पर प्राप्त करने योग्य है, और यह एक विशिष्ट यांत्रिक भाग पर अधिकांश कार्यात्मक सुविधाओं के लिए उपयुक्त है।

जहां इंजीनियरों को ड्राइंग पर प्रत्येक आयाम में ±0.005 मिमी निर्दिष्ट करने में परेशानी होती है, भले ही उन आयामों को कार्यात्मक रूप से इसकी आवश्यकता हो। कड़ी सहनशीलता का मतलब है लंबे समय तक चक्र समय, अधिक बार उपकरण परिवर्तन, तापमान -नियंत्रित वातावरण और महत्वपूर्ण आयामों पर 100% सीएमएम निरीक्षण। प्रत्येक सख्त कदम की लागत काफी अधिक होती है। यदि आपको इसकी आवश्यकता नहीं है, तो इसे कॉल न करें।

यहां एक व्यावहारिक संदर्भ दिया गया है कि उत्पादन में विभिन्न सहिष्णुता बैंड का वास्तव में क्या मतलब है:

ज्ञान का अंतर जो नए इंजीनियरों को परेशान करता है:सहनशीलता और सतही समापन एक ही चीज़ नहीं हैं, और एक को पुकारने से दूसरे पर नियंत्रण नहीं होता है।एक बोर ±0.005 मिमी के भीतर हो सकता है, लेकिन इसकी सतह का खुरदरापन Ra 1.6µm - है, जो एक प्रेस फिट के लिए बिल्कुल ठीक हो सकता है लेकिन एक स्लाइडिंग सील के लिए पूरी तरह से गलत है। उन विशेषताओं पर हमेशा रा (सतह खुरदरापन) और आयामी सहिष्णुता दोनों को निर्दिष्ट करें जहां दोनों मायने रखते हैं। यदि आपके प्रिंट में केवल एक ही है, तो एक अच्छी दुकान आपसे पूछेगी। एक कम सावधान दुकान इसे अपने डिफ़ॉल्ट पर मशीन बना देगी।

सीएनसी मशीनिंग कब सही प्रक्रिया है - और कब नहीं है?

सीएनसी मशीनिंग हमेशा सर्वोत्तम उत्तर नहीं होता है। किसी प्रक्रिया मार्ग का मूल्यांकन करने वाले नए इंजीनियरों के लिए, इसके बारे में सोचने का तरीका यहां दिया गया है:

सीएनसी धातु पुर्ज़ों की निर्माण प्रक्रिया मध्य {{0}मात्रा, उच्च{1}जटिलता, तंग{2}सहिष्णुता वाले स्थान में चमकती है। यह दो सप्ताह के भीतर पहले लेख के लिए मिश्रित कोणों और ±0.01 मिमी बोर के साथ टाइटेनियम एयरोस्पेस ब्रैकेट बनाने का एकमात्र व्यावहारिक तरीका है। यह दस लाख समान स्टील ब्रैकेट बनाने का सही उत्तर नहीं है, जिन पर बहुत ही कम समय में मोहर लगाई जा सकती है।

शुरुआती गलती जिसकी कीमत सबसे अधिक है: दीवार की मोटाई

किसी भी अनुभवी मशीनिस्ट से पूछें कि वे पहली बार इंजीनियरिंग प्रिंट पर अक्सर क्या देखते हैं, और उत्तर आमतौर पर एक ही होता है: दीवार की मोटाई जो सामग्री और प्रक्रिया के लिए बहुत पतली है।

यहाँ बताया गया है कि यह क्यों मायने रखता है। जब कोई काटने वाला उपकरण किसी पतली दीवार से सामग्री हटाता है, तो काटने वाला बल दीवार को सफाई से काटने के बजाय उसे विक्षेपित कर सकता है। भाग उपकरण के नीचे मुड़ता है, पीछे की ओर झुकता है, और परिणामी आयाम इच्छित प्रोग्राम से बड़ा होता है। आपको ऐसी दीवारें मिलती हैं जो विशिष्टता से 0.1-0.3 मिमी बाहर हैं, और कोई प्रक्रिया समायोजन नहीं है जो इसे ठीक करता है - ज्यामिति समस्या है।

धातु सीएनसी भागों के लिए सामान्य मार्गदर्शन:

एल्यूमीनियम के लिए, मशीनीकृत सुविधाओं पर दीवार की न्यूनतम मोटाई 0.8 मिमी बनाए रखें। स्टील और स्टेनलेस के लिए, 1.0 मिमी। टाइटेनियम के लिए, 1.5 मिमी या उससे अधिक, जब तक कि भाग को विशेष रूप से गसेट्स या समर्थन सुविधाओं के साथ डिज़ाइन नहीं किया गया है जो मशीनिंग के दौरान अनुभाग को कठोर बनाते हैं। ये कठिन सीमाएं नहीं हैं - अनुभवी मशीनिस्ट सही फिक्स्चर और टूलपाथ के साथ पतले हो सकते हैं - लेकिन यदि आपके हिस्से में इन नंबरों के नीचे दीवारें हैं, तो प्रिंट भेजते समय इसे स्पष्ट रूप से चिह्नित करें। एक अच्छी दुकान आपको बताएगी कि वे इसे कैसे संभालने की योजना बनाते हैं। एक दुकान जो इसे बिना किसी टिप्पणी के उद्धृत करती है, उसने या तो ड्राइंग को ध्यान से नहीं पढ़ा है या वह यह देखने की कोशिश करने की योजना बना रही है कि क्या होता है।

5-अक्ष बनाम 3-अक्ष: आपके हिस्से के लिए संख्याओं का क्या मतलब है

आप दुकानों को प्रीमियम क्षमता के रूप में "5-अक्ष सीएनसी मशीनिंग" का विज्ञापन करते देखेंगे। यहां बताया गया है कि वास्तव में आपकी ओर से इसका क्या मतलब है और यह कब मायने रखता है।

एक 3-अक्ष मशीन X, Y, और Z में चलती है। यह एक हिस्से के शीर्ष और चार किनारों तक पहुंच सकती है, लेकिन इसे अतिरिक्त चेहरों को मशीन में बदलने (पुनः स्थापित करने) की आवश्यकता होती है। प्रत्येक पुनः-फिक्स्चरिंग संभावित संरेखण त्रुटि का परिचय देती है और सेटअप समय जोड़ती है।

एक 5-अक्ष मशीन दो अतिरिक्त अक्षों के चारों ओर घूर्णन जोड़ती है, जिसका अर्थ है कि काटने का उपकरण पुन: फिक्सिंग के बिना लगभग किसी भी दिशा से वर्कपीस तक पहुंच सकता है। आपकी ओर से, इसके दो व्यावहारिक निहितार्थ हैं:

एक ही सेटअप में जटिल ज्यामिति।कई पहलुओं, मिश्रित कोणों, अंडरकट्स और पतली दीवारों की विशेषताओं को एक ही सेटअप में तैयार किया जा सकता है। 3-अक्ष मशीन पर, इसके लिए तीन या चार सेटअप की आवश्यकता हो सकती है - प्रत्येक सेटअप में लागत और संचयी संरेखण त्रुटि शामिल होती है।

चेहरे के कई हिस्सों पर बेहतर सहनशीलता।जब सभी महत्वपूर्ण विशेषताओं को एक ही डेटाटम के सापेक्ष एक ही सेटअप में मशीनीकृत किया जाता है, तो उन सुविधाओं के बीच ज्यामितीय संबंध अधिक सटीक होते हैं, यदि वे एकाधिक पुनः फिक्स्चरिंग में मशीनीकृत होते हैं। के लिएसख्त सहनशीलता वाले सीएनसी मशीनीकृत हिस्सेजहां, उदाहरण के लिए, एक चेहरे पर एक बोर आसन्न चेहरे पर एक विशेषता के साथ बिल्कुल संकेंद्रित होना चाहिए, 5-अक्ष अक्सर सही उत्तर होता है।

प्रत्येक भाग को 5-अक्ष की आवश्यकता नहीं है। केवल एक या दो चेहरों वाली मशीनों के साथ एक साधारण ब्रैकेट 3-अक्ष पर पूरी तरह से अच्छी तरह से काम करता है। अपग्रेड केवल तभी समझ में आता है जब भाग ज्यामिति को वास्तव में इसकी आवश्यकता होती है।

यदि आप परिशुद्ध धातु भागों को निर्दिष्ट कर रहे हैं - तो यहां बताया गया है कि मध्य परिशुद्धता कैसे मदद कर सकती है

यदि आप किसी ऐसे हिस्से को निर्दिष्ट कर रहे हैं जिसके लिए ±0.02 मिमी से कम सहनशीलता की आवश्यकता है, टाइटेनियम या मेडिकल {{1} ग्रेड स्टेनलेस, या जटिल मल्टी {{2} फेस ज्योमेट्री जैसी सामग्री जिसके लिए 5-अक्ष कार्य की आवश्यकता है, तो ये बिल्कुल वही कार्य हैं जो हमारी टीम प्रतिदिन चलाती है।

हमारासीएनसी मशीनिंग क्षमताएंकवर 3 {{3 }अक्ष, 4 ‍अक्ष, और 5-अक्ष मिलिंग, सीएनसी टर्निंग, छोटे-व्यास वाले सटीक भागों के लिए स्विस सीएनसी टर्निंग और शीट मेटल का काम। हम योग्यता सुविधाओं पर ±0.002 मिमी और सतह खुरदरापन को रा 0.02µm तक सहनशीलता रखते हैं। हमारी सामग्री श्रृंखला में एल्यूमीनियम मिश्र धातु, स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम, तांबा, पीतल और इंजीनियरिंग प्लास्टिक शामिल हैं - सभी कच्चे स्टॉक प्रमाणपत्र से अंतिम निरीक्षण रिपोर्ट तक पूर्ण सामग्री ट्रेसबिलिटी के साथ।

सोर्सिंग में नए इंजीनियरों के लिएपरिशुद्धता सीएनसी मशीनीकृत धातु भाग चीन से, हम प्रत्येक उद्धरण के साथ एक निःशुल्क डीएफएम समीक्षा प्रदान करते हैं। इसका मतलब है कि कुछ भी काटने से पहले, हम दीवार की मोटाई के मुद्दों, सहनशीलता कॉलआउट जो प्रक्रिया क्षमता से मेल नहीं खाते हैं, थ्रेड स्पेक्स जिन्हें स्पष्टीकरण की आवश्यकता है, और किसी भी सुविधा के लिए आपके ड्राइंग की समीक्षा करेंगे जो डिज़ाइन समायोजन से लाभान्वित होंगे। हम इसे लिखित रूप में फ़्लैग करते हैं - आप तय करें कि इसे बदलना है या नहीं।

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हमें अपना चित्र भेजेंऔर हम 24 घंटे के भीतर उद्धरण और डीएफएम नोट्स के साथ वापस आएंगे। यदि आप अभी भी डिज़ाइन चरण में हैं और प्रिंट को अंतिम रूप देने से पहले एक प्रक्रिया इनपुट चाहते हैं,निःशुल्क डिज़ाइन समीक्षा प्राप्त करें- हम आम तौर पर एक घंटे के भीतर ड्राइंग में लागत और गुणवत्ता जोखिम बिंदुओं की पहचान कर सकते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: मेरा चित्र कहता है "सभी आयामों पर ±0.01मिमी।" क्या यह यथार्थवादी है?

तकनीकी रूप से प्राप्य - लेकिन व्यावहारिक नहीं या व्यापक कॉलआउट के रूप में लागत प्रभावी नहीं। एक भाग के प्रत्येक आयाम में ±0.01 मिमी निरीक्षण समय और मशीनिंग चक्र समय को आवश्यकता से काफी अधिक बढ़ा देता है। सही दृष्टिकोण केवल उन आयामों पर ±0.01 मिमी निर्दिष्ट करना है जिनके लिए कार्यात्मक रूप से इसकी आवश्यकता होती है - आमतौर पर बोरिंग, सीलिंग सतहों, संभोग इंटरफेस - और बाकी सभी चीजों के लिए एक सामान्य सहिष्णुता ब्लॉक (आईएसओ 2768-एम या समान) का उपयोग करें। इससे लागत कम रहती है और मशीन निर्माता को महत्वपूर्ण विशेषताएं स्पष्ट हो जाती हैं।

प्रश्न: मुझे कैसे पता चलेगा कि मेरे हिस्से को 3-अक्ष या 5-अक्ष मशीनिंग की आवश्यकता है?

यदि आपके भाग के लिए आवश्यक सभी सुविधाओं को बिना घुमाए ब्लॉक के शीर्ष और चारों तरफ से एक्सेस किया जा सकता है, तो 3-अक्ष आमतौर पर पर्याप्त है। यदि आपके पास मिश्रित कोण हैं, दो से अधिक चेहरों पर विशेषताएं हैं जिन्हें सटीक ज्यामितीय संबंध में रखा जाना चाहिए, या अंडरकट्स जिन तक सीधे उपकरण पथ के साथ नहीं पहुंचा जा सकता है, तो 5 {{5 }} अक्ष चर्चा के लायक है। जब संदेह हो, तो अपनी सीएडी फ़ाइल को किसी दुकान के साथ साझा करें और उन्हें सलाह देने के लिए कहें - यह पांच मिनट का प्रश्न है जो री-फ़िक्स्चरिंग लागत को काफी हद तक बचाता है।

प्रश्न: सतह खुरदरापन रा 0.8 और रा 3.2 - के बीच क्या अंतर है और क्या यह मेरे लिए मायने रखता है?

रा सतह का औसत खुरदरापन है - कम संख्या का मतलब है चिकनी। रा 3.2µm मशीनी फिनिश के रूप में एक मानक है। Ra 0.8µm को हल्के फिनिशिंग पास या पॉलिशिंग की आवश्यकता होती है। Ra 0.4μm और उससे कम के लिए आमतौर पर समर्पित परिष्करण कार्यों की आवश्यकता होती है। अधिकांश संरचनात्मक विशेषताओं के लिए, Ra 3.2µm ठीक है। सतहों को सील करने, स्लाइडिंग फिट और जैविक ऊतक या तरल पदार्थ के संपर्क में आने वाली किसी भी सतह के लिए, Ra 0.8μm या बेहतर आमतौर पर आवश्यक होता है। इसे उन सुविधाओं पर स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट करें - यह न मानें कि जब तक प्रिंट में इसकी आवश्यकता न हो, दुकान बेहतर फिनिश के लिए डिफ़ॉल्ट होगी।

प्रश्न: क्या सीएनसी मशीनिंग कास्टिंग के समान भाग ज्यामिति का उत्पादन कर सकती है?

अक्सर हाँ, लेकिन हमेशा नहीं. सीएनसी मशीनिंग अधिकांश ज्यामिति उत्पन्न कर सकती है जो कास्टिंग कर सकती है, साथ ही ऐसी विशेषताएं जो कास्टिंग नहीं कर सकती हैं जैसे गहरे ब्लाइंड बोर, तेज आंतरिक कोने और सटीक थ्रेडेड छेद। ट्रेडऑफ़ वॉल्यूम है: कास्टिंग में उच्च टूलींग लागत होती है लेकिन उच्च वॉल्यूम पर प्रति -पार्ट लागत कम होती है। सीएनसी की सेटअप लागत कम है लेकिन प्रति भाग लागत अधिक है। कुछ हज़ार टुकड़ों से कम मात्रा के लिए, सीएनसी आमतौर पर अधिक किफायती है। उससे ऊपर, ब्रेक-सम बिंदु भाग की जटिलता और सामग्री पर निर्भर करता है।