सीएनसी मशीनिंग की क्षमताओं का पूरी तरह से उपयोग करने के लिए, डिजाइनरों को विशिष्ट विनिर्माण नियमों के अनुसार डिजाइन करना होगा। हालाँकि, यह चुनौतीपूर्ण हो सकता है क्योंकि विशिष्ट उद्योग मानक मौजूद नहीं हैं। इस लेख में, हमने सीएनसी मशीनिंग के लिए सर्वोत्तम डिज़ाइन प्रथाओं के लिए एक व्यापक मार्गदर्शिका संकलित की है। हमने आधुनिक सीएनसी प्रणालियों की व्यवहार्यता का वर्णन करने पर ध्यान केंद्रित किया है और संबंधित लागतों की उपेक्षा की है। सीएनसी के लिए लागत प्रभावी ढंग से डिजाइन भागों के लिए एक गाइड के लिए, इस लेख को देखें।
सीएनसी मशीनिंग
सीएनसी मशीनिंग एक घटिया विनिर्माण तकनीक है। सीएनसी में, सीएडी मॉडल के आधार पर एक भाग बनाने के लिए ठोस ब्लॉक से सामग्री को हटाने के लिए उच्च गति (हजारों आरपीएम) पर घूमने वाले विभिन्न काटने वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है। सीएनसी का उपयोग करके धातु और प्लास्टिक दोनों को मशीनीकृत किया जा सकता है।
सीएनसी मशीनिंग उच्च आयामी सटीकता और सख्त सहनशीलता प्रदान करती है जो उच्च मात्रा में उत्पादन और एकबारगी नौकरियों दोनों के लिए उपयुक्त है। वास्तव में, यह वर्तमान में धातु प्रोटोटाइप के उत्पादन के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी तरीका है, यहां तक कि 3डी प्रिंटिंग की तुलना में भी।
सीएनसी मुख्य डिज़ाइन सीमाएँ
सीएनसी बेहतरीन डिज़ाइन लचीलापन प्रदान करता है, लेकिन कुछ डिज़ाइन सीमाएँ हैं। ये सीमाएँ काटने की प्रक्रिया के बुनियादी यांत्रिकी से संबंधित हैं, मुख्य रूप से उपकरण ज्यामिति और उपकरण पहुंच से।
1. उपकरण का आकार
सबसे आम सीएनसी उपकरण, जैसे एंड मिल्स और ड्रिल, बेलनाकार होते हैं और काटने की लंबाई सीमित होती है। जैसे ही सामग्री को वर्कपीस से हटा दिया जाता है, उपकरण का आकार मशीनीकृत हिस्से पर दोहराया जाता है।
उदाहरण के लिए, इसका मतलब यह है कि सीएनसी भाग के आंतरिक कोनों में हमेशा एक त्रिज्या होगी, चाहे इस्तेमाल किए गए उपकरण का आकार कुछ भी हो।
2. टूल कॉलिंग
सामग्री हटाते समय, उपकरण ऊपर से सीधे वर्कपीस के पास पहुंचता है। अंडरकट्स को छोड़कर, सीएनसी मशीनिंग के साथ ऐसा नहीं किया जा सकता है, जिस पर हम बाद में चर्चा करेंगे।
किसी मॉडल की सभी विशेषताओं, जैसे छेद, गुहाएं और ऊर्ध्वाधर दीवारों को छह कार्डिनल दिशाओं में से एक के साथ संरेखित करना एक अच्छा डिज़ाइन अभ्यास है। यह एक प्रतिबंध से अधिक एक सुझाव है, खासकर जब से 5-अक्ष सीएनसी सिस्टम उन्नत कार्य धारण क्षमताएं प्रदान करते हैं।
टूलींग एक चिंता का विषय है जब बड़े पहलू अनुपात वाली सुविधाओं के साथ भागों की मशीनिंग की जाती है। उदाहरण के लिए, एक गहरी गुहा के नीचे तक पहुंचने के लिए लंबे शाफ्ट के साथ एक विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है, जो अंत प्रभावक कठोरता को कम कर सकता है, कंपन बढ़ा सकता है और प्राप्त सटीकता को कम कर सकता है।
सीएनसी प्रक्रिया डिजाइन नियम
सीएनसी मशीनिंग के लिए भागों को डिजाइन करते समय, चुनौतियों में से एक विशिष्ट उद्योग मानकों की अनुपस्थिति है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सीएनसी मशीन और उपकरण निर्माता लगातार अपनी तकनीकी क्षमताओं को बढ़ा रहे हैं, इस प्रकार जो हासिल किया जा सकता है उसकी सीमा का विस्तार हो रहा है। नीचे, हमने सीएनसी मशीनीकृत भागों में पाई जाने वाली सबसे आम सुविधाओं के लिए अनुशंसित और व्यवहार्य मूल्यों का सारांश देते हुए एक तालिका प्रदान की है।
1. जेबें और खाँचे
निम्नलिखित पाठ को याद रखें: “अनुशंसित पॉकेट गहराई: 4 गुना पॉकेट चौड़ाई। अंत मिलों की काटने की लंबाई सीमित होती है, आमतौर पर उनके व्यास का 3-4 गुना। जब गहराई-से-चौड़ाई का अनुपात छोटा होता है, तो उपकरण विक्षेपण, चिप निकासी और कंपन जैसे मुद्दे अधिक प्रमुख हो जाते हैं। अच्छे परिणाम सुनिश्चित करने के लिए, गुहा की गहराई को उसकी चौड़ाई से 4 गुना तक सीमित करें।
यदि आपको अधिक गहराई की आवश्यकता है, तो आप परिवर्तनीय गुहा गहराई के साथ एक भाग को डिजाइन करने के बारे में सोच सकते हैं (उदाहरण के लिए ऊपर की छवि देखें)। जब गहरी कैविटी मिलिंग की बात आती है, तो एक कैविटी को गहरी के रूप में वर्गीकृत किया जाता है यदि इसकी गहराई उपयोग किए जा रहे उपकरण के व्यास से छह गुना से अधिक है। विशेष टूलींग 1-इंच व्यास वाले एंड मिल के साथ अधिकतम 30 सेमी की गहराई की अनुमति देता है, जो टूल व्यास और कैविटी गहराई के अनुपात 30:1 के बराबर होता है।
2. भीतरी किनारा
ऊर्ध्वाधर कोने की त्रिज्या: ⅓ x गुहा गहराई (या अधिक) अनुशंसित
सही आकार के उपकरण का चयन करने और अनुशंसित कैविटी गहराई दिशानिर्देशों का पालन करने के लिए सुझाए गए आंतरिक कोने के त्रिज्या मानों का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। अनुशंसित मान (उदाहरण के लिए, 1 मिमी) से ऊपर कोने की त्रिज्या को थोड़ा बढ़ाने से उपकरण 90° के कोण के बजाय एक गोलाकार पथ के साथ काटने में सक्षम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर सतह खत्म होती है। यदि एक तीव्र 90° आंतरिक कोने की आवश्यकता है, तो कोने की त्रिज्या को कम करने के बजाय एक टी-आकार का अंडरकट जोड़ने पर विचार करें। फर्श त्रिज्या के लिए, अनुशंसित मान 0.5 मिमी, 1 मिमी, या कोई त्रिज्या नहीं हैं; हालाँकि, कोई भी दायरा स्वीकार्य है। अंतिम मिल का निचला किनारा सपाट या थोड़ा गोल होता है। अन्य फ़्लोर रेडी को बॉल-एंड टूल्स का उपयोग करके मशीनीकृत किया जा सकता है। अनुशंसित मूल्यों का पालन करना एक अच्छा अभ्यास है क्योंकि यह मशीन चालकों के लिए पसंदीदा विकल्प है।
3. पतली दीवार
न्यूनतम दीवार मोटाई की अनुशंसाएँ: 0.8 मिमी (धातु), 1.5 मिमी (प्लास्टिक); 0.5 मिमी (धातु), 1.0 मिमी (प्लास्टिक) स्वीकार्य हैं
दीवार की मोटाई कम करने से सामग्री की कठोरता कम हो जाती है, जिससे मशीनिंग के दौरान कंपन बढ़ जाता है और प्राप्त सटीकता कम हो जाती है। प्लास्टिक में अवशिष्ट तनाव के कारण मुड़ने और तापमान बढ़ने के कारण नरम होने की प्रवृत्ति होती है, इसलिए, बड़ी न्यूनतम दीवार मोटाई का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
4. छेद
व्यास मानक ड्रिल आकार अनुशंसित हैं। 1 मिमी से बड़ा कोई भी व्यास संभव है। छेद बनाने का काम एक ड्रिल या सिरे से किया जाता हैसीएनसी मिल्ड. ड्रिल आकार मीट्रिक और शाही इकाइयों में मानकीकृत हैं। रीमर और बोरिंग टूल का उपयोग उन छिद्रों को खत्म करने के लिए किया जाता है जिनके लिए कड़ी सहनशीलता की आवश्यकता होती है। ⌀20 मिमी से कम व्यास के लिए, मानक व्यास का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।
अधिकतम गहराई अनुशंसित 4 x नाममात्र व्यास; विशिष्ट 10 x नाममात्र व्यास; व्यवहार्य 40 x नाममात्र व्यास
गैर-मानक व्यास वाले छेदों को एंड मिल का उपयोग करके मशीनीकृत किया जाना चाहिए। इस परिदृश्य में, अधिकतम गुहा गहराई सीमा लागू होती है, और अधिकतम गहराई मान का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। यदि आपको सामान्य मूल्य से अधिक गहरे छेद करने की आवश्यकता है, तो न्यूनतम 3 मिमी व्यास वाली एक विशेष ड्रिल का उपयोग करें। एक ड्रिल के साथ मशीनीकृत ब्लाइंड छेद में 135° कोण के साथ एक पतला आधार होता है, जबकि एक एंड मिल के साथ मशीनीकृत छेद सपाट होते हैं। सीएनसी मशीनिंग में, थ्रू होल और ब्लाइंड होल के बीच कोई विशेष प्राथमिकता नहीं होती है।
5. धागे
न्यूनतम धागे का आकार M2 है। M6 या बड़े धागों का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। आंतरिक धागे नल का उपयोग करके बनाए जाते हैं, जबकि बाहरी धागे डाई का उपयोग करके बनाए जाते हैं। एम2 धागे बनाने के लिए नल और डाई दोनों का उपयोग किया जा सकता है। सीएनसी थ्रेडिंग उपकरण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और मशीनिस्टों द्वारा पसंद किए जाते हैं क्योंकि वे नल टूटने के जोखिम को कम करते हैं। M6 थ्रेड बनाने के लिए CNC थ्रेडिंग टूल का उपयोग किया जा सकता है।
धागे की लंबाई न्यूनतम 1.5 x नाममात्र व्यास; 3 x नाममात्र व्यास की अनुशंसा की जाती है
शुरुआती कुछ दांत धागे पर अधिकांश भार सहन करते हैं (नाममात्र व्यास का 1.5 गुना तक)। इस प्रकार, नाममात्र व्यास से तीन गुना से बड़े धागे अनावश्यक हैं। नल से बने ब्लाइंड छेदों में धागों के लिए (अर्थात एम6 से छोटे सभी धागे), छेद के निचले हिस्से में नाममात्र व्यास के 1.5 गुना के बराबर एक बिना थ्रेड वाली लंबाई जोड़ें।
जब सीएनसी थ्रेडिंग टूल का उपयोग किया जा सकता है (यानी एम 6 से बड़े धागे), तो छेद को उसकी पूरी लंबाई में पिरोया जा सकता है।
6. छोटी विशेषताएं
न्यूनतम अनुशंसित छेद व्यास 2.5 मिमी (0.1 इंच) है; न्यूनतम 0.05 मिमी (0.005 इंच) भी स्वीकार्य है। अधिकांश मशीन दुकानें छोटी गुहाओं और छिद्रों को सटीक रूप से मशीनीकृत कर सकती हैं।
इस सीमा से नीचे की किसी भी चीज़ को माइक्रोमशीनिंग माना जाता है।सीएनसी परिशुद्धता मिलिंगऐसी विशेषताओं (जहां काटने की प्रक्रिया की भौतिक भिन्नता इस सीमा के भीतर है) के लिए विशेष उपकरण (माइक्रो ड्रिल) और विशेषज्ञ ज्ञान की आवश्यकता होती है, इसलिए जब तक बिल्कुल आवश्यक न हो, उनसे बचने की सिफारिश की जाती है।
7. सहनशीलता
मानक: ±0.125 मिमी (0.005 इंच)
विशिष्ट: ±0.025 मिमी (0.001 इंच)
प्रदर्शन: ±0.0125 मिमी (0.0005 इंच)
सहनशीलता आयामों के लिए स्वीकार्य सीमाएँ स्थापित करती है। प्राप्य सहनशीलता भाग के बुनियादी आयामों और ज्यामिति पर निर्भर करती है। प्रदान किए गए मूल्य व्यावहारिक दिशानिर्देश हैं। निर्दिष्ट सहनशीलता के अभाव में, अधिकांश मशीन दुकानें मानक ±0.125 मिमी (0.005 इंच) सहनशीलता का उपयोग करेंगी।
8. पाठ और अक्षरांकन
अनुशंसित फ़ॉन्ट आकार 20 (या बड़ा) और 5 मिमी अक्षर है
उत्कीर्ण पाठ उभरे हुए पाठ से बेहतर है क्योंकि यह कम सामग्री निकालता है। कम से कम 20 बिंदुओं के फ़ॉन्ट आकार के साथ Microsoft YaHei या Verdana जैसे सैन्स-सेरिफ़ फ़ॉन्ट का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। कई सीएनसी मशीनों में इन फ़ॉन्ट्स के लिए पूर्व-क्रमादेशित रूटीन होते हैं।
मशीन सेटअप और पार्ट ओरिएंटेशन
एक भाग का एक योजनाबद्ध आरेख जिसके लिए एकाधिक सेटअप की आवश्यकता होती है, नीचे दिखाया गया है:
सीएनसी मशीनिंग के डिजाइन में टूल एक्सेस एक महत्वपूर्ण सीमा है। किसी मॉडल की सभी सतहों तक पहुंचने के लिए, वर्कपीस को कई बार घुमाना पड़ता है। उदाहरण के लिए, ऊपर की छवि में दिखाए गए हिस्से को तीन बार घुमाने की जरूरत है: दो बार दो प्राथमिक दिशाओं में छेद करने के लिए और तीसरी बार हिस्से के पीछे तक पहुंचने के लिए। हर बार जब वर्कपीस को घुमाया जाता है, तो मशीन को पुन: कैलिब्रेट करना पड़ता है, और एक नई समन्वय प्रणाली को परिभाषित करना पड़ता है।
डिज़ाइन करते समय दो मुख्य कारणों से मशीन सेटअप पर विचार करें:
1. मशीन सेटअप की कुल संख्या लागत को प्रभावित करती है। भाग को घुमाने और पुनः संरेखित करने के लिए मैन्युअल प्रयास की आवश्यकता होती है और कुल मशीनिंग समय बढ़ जाता है। यदि किसी भाग को 3-4 बार घुमाने की आवश्यकता होती है, तो यह आमतौर पर स्वीकार्य है, लेकिन इस सीमा से परे कुछ भी अत्यधिक है।
2. अधिकतम सापेक्ष स्थिति सटीकता प्राप्त करने के लिए, दोनों सुविधाओं को एक ही सेटअप में मशीनीकृत किया जाना चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि नया कॉल चरण एक छोटी (लेकिन गैर-नगण्य) त्रुटि प्रस्तुत करता है।
पांच-अक्ष सीएनसी मशीनिंग
5-अक्ष सीएनसी मशीनिंग का उपयोग करते समय, एकाधिक मशीन सेटअप की आवश्यकता को समाप्त किया जा सकता है। मल्टी-एक्सिस सीएनसी मशीनिंग जटिल ज्यामिति वाले भागों का निर्माण कर सकती है क्योंकि यह रोटेशन के दो अतिरिक्त अक्ष प्रदान करती है।
पांच-अक्ष सीएनसी मशीनिंग उपकरण को हमेशा काटने की सतह के स्पर्शरेखा में रहने की अनुमति देती है। यह अधिक जटिल और कुशल उपकरण पथों का पालन करने में सक्षम बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर सतह फिनिश और कम मशीनिंग समय वाले हिस्से प्राप्त होते हैं।
तथापि,5 अक्ष सीएनसी मशीनिंगइसकी भी अपनी सीमाएँ हैं। बुनियादी उपकरण ज्यामिति और उपकरण पहुंच प्रतिबंध अभी भी लागू होते हैं, उदाहरण के लिए, आंतरिक ज्यामिति वाले भागों को मशीनीकृत नहीं किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, ऐसी प्रणालियों का उपयोग करने की लागत अधिक है।
अंडरकट्स डिजाइन करना
अंडरकट्स ऐसी विशेषताएं हैं जिन्हें मानक काटने वाले उपकरणों के साथ मशीनीकृत नहीं किया जा सकता है क्योंकि उनकी कुछ सतहें ऊपर से सीधे पहुंच योग्य नहीं हैं। अंडरकट्स के दो मुख्य प्रकार हैं: टी-स्लॉट और डोवेटेल। अंडरकट्स एक तरफा या दो तरफा हो सकते हैं और इन्हें विशेष उपकरणों से तैयार किया जाता है।
टी-स्लॉट काटने के उपकरण मूल रूप से एक ऊर्ध्वाधर शाफ्ट से जुड़े क्षैतिज कटिंग इंसर्ट के साथ बनाए जाते हैं। अंडरकट की चौड़ाई 3 मिमी और 40 मिमी के बीच भिन्न हो सकती है। चौड़ाई के लिए मानक आयामों (यानी, पूर्ण मिलीमीटर वृद्धि या इंच के मानक अंश) का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है क्योंकि टूलींग पहले से ही उपलब्ध होने की अधिक संभावना है।
डोवेटेल टूल के लिए, कोण परिभाषित विशेषता आयाम है। 45° और 60° डोवेटेल उपकरण मानक माने जाते हैं।
अंदर की दीवारों पर अंडरकट्स के साथ एक भाग को डिजाइन करते समय, उपकरण के लिए पर्याप्त निकासी जोड़ना याद रखें। अंगूठे का एक अच्छा नियम यह है कि मशीनी दीवार और किसी भी अंदर की दीवार के बीच अंडरकट की गहराई के कम से कम चार गुना के बराबर जगह जोड़ दी जाए।
मानक उपकरणों के लिए, कटिंग व्यास और शाफ्ट व्यास के बीच सामान्य अनुपात 2:1 है, जो कट की गहराई को सीमित करता है। जब गैर-मानक अंडरकट की आवश्यकता होती है, तो मशीन की दुकानें अक्सर अपने स्वयं के कस्टम अंडरकट उपकरण बनाती हैं। इससे लीड समय और लागत बढ़ जाती है और जब भी संभव हो इससे बचना चाहिए।
आंतरिक दीवार पर टी-स्लॉट (बाएं), डोवेटेल अंडरकट (केंद्र), और एक तरफ अंडरकट (दाएं)
तकनीकी चित्र तैयार करना
कृपया ध्यान दें कि कुछ डिज़ाइन विशिष्टताओं को STEP या IGES फ़ाइलों में शामिल नहीं किया जा सकता है। यदि आपके मॉडल में निम्नलिखित में से एक या अधिक शामिल हैं तो 2डी तकनीकी चित्र आवश्यक हैं:
पिरोया हुआ छेद या शाफ्ट
सहनशील आयाम
विशिष्ट सतह फिनिश आवश्यकताएँ
सीएनसी मशीन ऑपरेटरों के लिए नोट्स
अंगूठे के नियम
1. सबसे बड़े व्यास वाले उपकरण से मशीनीकृत किए जाने वाले हिस्से को डिज़ाइन करें।
2. सभी आंतरिक ऊर्ध्वाधर कोनों में बड़े फ़िललेट्स (कम से कम ⅓ x गुहा गहराई) जोड़ें।
3. किसी गुहा की गहराई उसकी चौड़ाई से 4 गुना तक सीमित करें।
4. अपने डिज़ाइन की मुख्य विशेषताओं को छह प्रमुख दिशाओं में से एक के साथ संरेखित करें। यदि यह संभव नहीं है तो इसे चुनें5 अक्ष सीएनसी मशीनिंग सेवाएँ.
5. जब आपके डिज़ाइन में धागे, सहनशीलता, सतह खत्म विनिर्देश, या मशीन ऑपरेटरों के लिए अन्य टिप्पणियाँ शामिल हों तो अपने डिज़ाइन के साथ तकनीकी चित्र भी सबमिट करें।
यदि आप अधिक जानना या पूछताछ करना चाहते हैं, तो कृपया बेझिझक संपर्क करें info@anebon.com.
पोस्ट समय: जून-13-2024