जो लोग मशीनिंग में लगे हुए हैं वे सटीकता की बात आने पर हार मानने को तैयार नहीं होते हैं। कभी-कभी, जब कुछ लोग इसके बारे में बात करते हैं तो वे 1 माइक्रोन प्रसंस्करण सटीकता को केक के टुकड़े के रूप में मानते हैं। हालाँकि, वास्तव में, उच्च परिशुद्धता मशीनिंग एक तकनीकी विषय है जिस पर कठोरता से विचार करने की आवश्यकता है। इस लेख का उद्देश्य सभी को उच्च परिशुद्धता मशीनिंग का अधिक व्यापक ज्ञान प्रदान करना है।
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बुनियादी सामान्य ज्ञान: सामग्रियों पर तापमान परिवर्तन का प्रभाव
जैसा कि हम सभी जानते हैं, सामग्रियां थर्मल विस्तार और संकुचन से प्रभावित होती हैं। सटीक मशीनिंग में, तापमान के मुद्दों को नजरअंदाज नहीं किया जाना चाहिए! तापमान अंतर सटीकता का अभिशाप है। यदि हम तापमान के प्रमुख मुद्दे पर ध्यान नहीं देते हैं, तो हम सटीकता पर गहराई से चर्चा कैसे कर सकते हैं? चूँकि अधिकांश मशीनें स्टील और कच्चा लोहा से बनी होती हैं, वे कमरे के तापमान और मशीन द्वारा उत्पन्न गर्मी के प्रभाव में आकार और लंबाई बदलते हैं।
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किसी सामग्री के थर्मल विस्तार और संकुचन की डिग्री सामग्री के प्रकार और तापमान परिवर्तन की भयावहता पर निर्भर करती है। निम्नलिखित स्टील और तांबे के विस्तार गुणांक की एक तालिका प्रदान करता है। उदाहरण के तौर पर स्टील को लेते हुए, तापमान में 1 डिग्री परिवर्तन होने पर इसका रैखिक विस्तार 12μm प्रति मीटर का परिवर्तन उत्पन्न करेगा। सटीक मशीनिंग की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए इस डेटा की गहरी समझ महत्वपूर्ण है।
स्टील का विस्तार गुणांक नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:
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उदाहरण:
वर्कपीस की लंबाई: 200 मिमी
तापमान परिवर्तन: 10 डिग्री
विस्तार मान: 0. 02 मिमी
तांबे का विस्तार गुणांक नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:
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उदाहरण:
इलेक्ट्रोड की लंबाई: 200 मिमी
तापमान परिवर्तन: 10 डिग्री
विस्तार मान: 0.05 मिमी
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तापमान के कारण पता लगाने में त्रुटि
जब वर्कपीस, निरीक्षण उपकरण और गेज विभिन्न सामग्रियों से बने होते हैं और निरीक्षण के दौरान मानक तापमान की स्थिति में नहीं होते हैं, तो मानक तापमान (20 डिग्री) से विचलन हमेशा निरीक्षण त्रुटियों का एक प्रमुख कारक होगा।
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तापमान के कारण पता लगाने में त्रुटि
उदाहरण के लिए, 100 मिमी लंबे स्टील ब्लॉक को 4 डिग्री तक गर्म करने पर, जैसे कि आपके हाथ की हथेली का तापमान, इसकी लंबाई 4.6μm तक बदल जाएगी।
यह ध्यान देने योग्य है कि उच्च-सटीक भागों को मापते समय, उच्च-सटीक माप उपकरण होना आवश्यक है। यदि माप उपकरण या उपकरण का सटीकता मानक स्वयं उच्च नहीं है, तो उच्च-परिशुद्धता माप परिणाम कहां से आते हैं?
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महत्वपूर्ण प्रसंस्करण अवधारणा: थर्मल स्थिरता बनाए रखना
स्टील: 100 x 30 x 20 मिमी
जब तापमान 25 डिग्री से गिरकर 2{5}} डिग्री हो जाता है तो आकार में परिवर्तन होता है: 25 डिग्री पर, आकार 6μm बड़ा होता है। जब तापमान 20 डिग्री तक गिर जाता है, तो आकार केवल 0.12μm बड़ा होता है। यह एक तापीय रूप से स्थिर प्रक्रिया है, भले ही तापमान तेजी से गिरता हो, सटीकता बनाए रखने के लिए अभी भी निरंतर समय की आवश्यकता होती है। तापमान में परिवर्तन होने पर बड़ी वस्तुओं को सटीकता और स्थिरता हासिल करने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है।
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सटीक मशीनिंग अनुभव के बिना कारखानों के लिए, सटीक मशीनिंग करते समय अस्थिर परिशुद्धता को अक्सर उपकरण की सटीकता पर दोष दिया जाता है। इसके विपरीत, सटीक मशीनिंग अनुभव वाले कारखाने जानते हैं कि यह सबसे बुनियादी समझ है। वे समझते हैं कि स्थिर मशीनिंग सटीकता बनाए रखने के लिए परिवेश के तापमान और मशीन टूल्स के बीच थर्मल संतुलन महत्वपूर्ण है। ये अनुभवी कारखाने स्पष्ट रूप से समझते हैं कि उच्च-सटीक मशीन टूल्स के साथ भी, स्थिर प्रसंस्करण सटीकता केवल स्थिर तापमान वातावरण और थर्मल संतुलन बनाए रखकर ही प्राप्त की जा सकती है।
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सटीक मशीनिंग में थर्मल स्थिरता बनाए रखना एक अनिवार्य और महत्वपूर्ण अवधारणा है। कुछ लोगों को इस बात पर संदेह हो सकता है कि तापमान 20 डिग्री या 23 डिग्री पर बनाए रखा जाना चाहिए या नहीं। हालाँकि, सबसे महत्वपूर्ण बात यह सुनिश्चित करना है कि लक्ष्य मूल्य की स्थिरता बनाए रखी जा सके। हालाँकि सैद्धांतिक पुस्तकें आमतौर पर 20 डिग्री की अनुशंसा करती हैं, वास्तविक कार्यशालाएँ अक्सर 22-23 डिग्री के बीच चयन करती हैं। तापमान में उतार-चढ़ाव को सख्ती से नियंत्रित करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है।
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मशीनिंग सटीकता और विश्लेषण की सही समझ
सामान्यतया, मशीनिंग सटीकता को परिशुद्धता और परिशुद्धता में विभाजित किया जा सकता है। नीचे दिया गया चित्र एक दृश्य चित्रण है।
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शुद्धता
यह एक ही अतिरिक्त नमूने का उपयोग करके बार-बार माप द्वारा प्राप्त परिणामों के बीच प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता और स्थिरता को संदर्भित करता है। उच्च परिशुद्धता होना संभव है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि परिणाम सटीक हैं। उदाहरण के लिए, 1 मिमी की लंबाई का उपयोग करके प्राप्त तीन परिणाम 1.051 मिमी, 1.053 और 1.052 हैं। हालाँकि उनमें उच्च परिशुद्धता है, फिर भी वे ग़लत हैं।
शुद्धता
प्राप्त माप परिणामों और वास्तविक मूल्य के बीच निकटता को संदर्भित करता है। उच्च माप सटीकता का मतलब है कि सिस्टम त्रुटि छोटी है, जब मापा गया डेटा का औसत मूल्य वास्तविक मूल्य से कम विचलन करता है, लेकिन जब डेटा बिखरा हुआ होता है, यानी आकस्मिक त्रुटि का आकार स्पष्ट नहीं होता है।
परिशुद्धता, परिशुद्धता और तापमान के बीच संबंध
सामान्यतया, यदि मशीनी हिस्से अधिक सटीक हैं लेकिन सटीक नहीं हैं, तो ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि कार्यशाला का तापमान एक छोटी सी सीमा के भीतर उतार-चढ़ाव करता है, लेकिन मानक तापमान से एक बड़ा विचलन होता है। इसलिए, प्राप्त भागों का आकार अपेक्षाकृत सुसंगत है, लेकिन लक्ष्य आकार से एक बड़ा विचलन है। इसके विपरीत, यदि भाग अधिक सटीक हैं लेकिन सटीक नहीं हैं, तो ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि कार्यशाला का तापमान मानक तापमान के सापेक्ष काफी उतार-चढ़ाव करता है, जिससे भाग का आकार अलग दिखाई देता है। वितरण; और यदि भाग न तो सटीक है और न ही सटीक है, तो यह संकेत दे सकता है कि दुकान का तापमान मानक तापमान से व्यापक रूप से भिन्न होता है और व्यापक रूप से उतार-चढ़ाव होता है।
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भूल गए मशीन टूल वार्म-अप
कारखाने उच्च परिशुद्धता मशीनिंग के लिए परिशुद्ध सीएनसी मशीन टूल्स का उपयोग करते हैं। क्या आपको कभी यह अनुभव हुआ है: जब मशीन को प्रसंस्करण के लिए हर सुबह चालू किया जाता है, तो पहले टुकड़े की मशीनिंग सटीकता आदर्श स्तर तक पहुंचना अक्सर मुश्किल होता है; जब भागों के पहले बैच को संसाधित करने के लिए मशीन को लंबी छुट्टी के बाद चालू किया जाता है, तो सटीकता अक्सर खराब होती है। स्थिर, उच्च परिशुद्धता मशीनिंग के दौरान विफलता का जोखिम विशेष रूप से प्रमुख है, खासकर जब स्थितिगत सटीकता बनाए रखने की बात आती है।
केवल स्थिर तापमान वातावरण और थर्मल संतुलन में ही मशीन टूल्स स्थिर प्रसंस्करण सटीकता सुनिश्चित कर सकते हैं। उन स्थितियों के लिए जहां शुरू करने के तुरंत बाद उच्च परिशुद्धता मशीनिंग और उत्पादन की आवश्यकता होती है, मशीन टूल को पहले से गरम करना सबसे बुनियादी परिशुद्धता मशीनिंग सामान्य ज्ञान है।
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क्योंकि सीएनसी मशीन टूल के स्पिंडल और प्रत्येक गति अक्ष का तापमान कुछ समय तक चलने के बाद एक निश्चित निश्चित स्तर पर अपेक्षाकृत बनाए रखा जाएगा। साथ ही, जैसे-जैसे प्रसंस्करण समय बीतता है, सीएनसी मशीन टूल्स की थर्मल सटीकता धीरे-धीरे स्थिर हो जाती है। इसलिए, उच्च परिशुद्धता मशीनिंग करने से पहले स्पिंडल और चलती भागों को पहले से गरम करना बहुत आवश्यक है।
हालाँकि, कई कारखाने अक्सर मशीन टूल्स के "वार्म-अप व्यायाम" की तैयारी लिंक को अनदेखा कर देते हैं या समझ नहीं पाते हैं। यह अनुशंसा की जाती है कि जब मशीन उपकरण कई दिनों से अधिक समय तक निष्क्रिय रहता है, तो उच्च परिशुद्धता मशीनिंग से पहले इसे 30 मिनट से अधिक समय तक गर्म करने की अनुशंसा की जाती है; यदि मशीन उपकरण केवल कुछ घंटों के लिए निष्क्रिय है, तो उच्च परिशुद्धता मशीनिंग से पहले इसे 5-10 मिनट के लिए पहले से गरम करने की भी सिफारिश की जाती है।
प्रीहीटिंग प्रक्रिया में मशीन टूल प्रसंस्करण अक्ष की बार-बार गति में भाग लेता है। मल्टी-एक्सिस लिंकेज करना सबसे अच्छा है। उदाहरण के लिए, XYZ अक्ष को समन्वय प्रणाली के निचले बाएँ कोने से ऊपरी दाएँ कोने तक जाने दें, और बार-बार विकर्ण रूप से घूमें। इस प्रक्रिया को मशीन टूल पर मैक्रो प्रोग्राम लिखकर हासिल किया जा सकता है।
मशीन टूल के पूरी तरह से पहले से गरम हो जाने के बाद, मशीन टूल को पूरी ताकत के साथ उच्च परिशुद्धता प्रसंस्करण में डाला जा सकता है, और आप स्थिर और लगातार प्रसंस्करण सटीकता प्राप्त करेंगे।
