मिलिंग मशीनिंग

मिलिंग: एक व्यापक परिचय

परिभाषा एवं मौलिक सिद्धांत

मिलिंग एक मशीनिंग प्रक्रिया है जिसमें कटर को वर्कपीस में आगे बढ़ाकर वर्कपीस से सामग्री निकालने के लिए रोटरी कटर का उपयोग किया जाता है। यह एक या कई अक्षों, कटर हेड गति और दबाव पर अलग-अलग दिशाओं में किया जा सकता है। मोड़ने के विपरीत, जहां वर्कपीस एक स्थिर काटने वाले उपकरण के खिलाफ घूमता है, मिलिंग में एक घूमने वाला बहु-बिंदु काटने वाला उपकरण होता है जो स्थिर या धीरे-धीरे आगे बढ़ने वाले वर्कपीस के सापेक्ष चलता है।

मौलिक सामग्री हटाने के तंत्र में कतरनी क्रिया शामिल है: जैसे ही कटर घूमता है, अलग-अलग काटने वाले किनारे रुक-रुक कर वर्कपीस से जुड़ते हैं, जिससे फ़ीड दर, कटर व्यास और दांतों की संख्या के आधार पर अलग-अलग मोटाई के चिप्स का उत्पादन होता है। यह आंतरायिक काटने की प्रकृति मिलिंग को निरंतर काटने की प्रक्रियाओं से अलग करती है और उपकरण पहनने के पैटर्न, सतह खत्म और मशीनिंग गतिशीलता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।

मिलिंग परिचालन का वर्गीकरण

1. गतिज विन्यास द्वारा

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2. कटर रोटेशन के सापेक्ष फ़ीड दिशा द्वारा

पारंपरिक मिलिंग (अप मिलिंग): वर्कपीस कटर के घूमने की दिशा के विपरीत फ़ीड करता है। चिप की मोटाई शून्य से शुरू होती है और अधिकतम तक बढ़ जाती है। कटर वर्कपीस को ऊपर उठाता है, जिसके लिए कठोर क्लैंपिंग की आवश्यकता होती है। ऐतिहासिक रूप से बैकलैश वाली लीडस्क्रू वाली पुरानी मशीनों को प्राथमिकता दी गई है।

चढ़ो मिलिंग (नीचे मिलिंग): वर्कपीस कटर रोटेशन के समान दिशा में फ़ीड करता है। चिप की मोटाई अधिकतम से शुरू होती है और शून्य तक घट जाती है। बेहतर सतह फिनिश, कम काटने की शक्ति और कम उपकरण घिसाव पैदा करता है। आधुनिक सीएनसी मशीनें बॉलस्क्रू और सर्वो नियंत्रण के माध्यम से प्रतिक्रिया को समाप्त करने के कारण मुख्य रूप से क्लाइंब मिलिंग का उपयोग करती हैं।

3. मशीन कॉन्फ़िगरेशन द्वारा

क्षैतिज मिलिंग: स्पिंडल अक्ष क्षैतिज है; आर्बर-घुड़सवार कटर; भारी स्टॉक हटाने और स्लॉटिंग के लिए उत्कृष्ट

लंबवत मिलिंग: स्पिंडल अक्ष ऊर्ध्वाधर है; एंड मिल्स और फेस मिल्स; फेस मिलिंग, ड्रिलिंग और प्रोफाइलिंग के लिए बहुमुखी

यूनिवर्सल मिलिंग: घूमने वाला सिर क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दोनों ओर झुकाव की अनुमति देता है

सीएनसी मशीनिंग केंद्र: 3-अक्ष, 4-अक्ष, और 5-अक्ष विन्यास जटिल एक साथ बहु-अक्ष प्रक्षेप को सक्षम करते हैं

मुख्य प्रक्रिया पैरामीटर

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ये पैरामीटर मूलभूत संबंधों के माध्यम से परस्पर जुड़े हुए हैं:

स्पिंडल गति (एन): n=(वीसी × 1000) / (π × डी) [आरपीएम], जहां डी कटर व्यास है

फीड दर: Vf=fz × z × n [मिमी/मिनट], जहां z दांतों की संख्या है

मिलिंग के लिए काटने के उपकरण

1. उपकरण सामग्री

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2. कटर ज्यामिति

हेलिक्स कोण: काटने के बल की दिशा, चिप निकासी और सतह की फिनिश को प्रभावित करता है। उच्च हेलिक्स कोण (45 डिग्री -60 डिग्री) कंपन को कम करते हैं और सतह की गुणवत्ता में सुधार करते हैं लेकिन अक्षीय बलों को बढ़ाते हैं।

रेक कोण: चिप निर्माण, काटने की ताकत और किनारे की ताकत को प्रभावित करता है। सकारात्मक रेक कोण बल को कम करते हैं लेकिन किनारे को कमजोर करते हैं; नकारात्मक रेक कोण किनारे को मजबूत करते हैं लेकिन बल और गर्मी बढ़ाते हैं।

कोने की त्रिज्या: स्थानीय तनाव एकाग्रता निर्धारित करता है; बड़ी त्रिज्या उपकरण के जीवन में सुधार करती है लेकिन प्राप्त कोने की तीक्ष्णता को कम करती है।

बांसुरी की संख्या: कम बांसुरी रफिंग के लिए बड़े चिप पॉकेट प्रदान करती हैं और नरम सामग्रियों में बेहतर चिप निकासी प्रदान करती हैं; अधिक बांसुरी परिष्करण और कठोर सामग्री में उत्पादकता बढ़ाती हैं।

वर्कपीस सामग्री और मशीनेबिलिटी

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उन्नत मिलिंग रणनीतियाँ

1. उच्च गति मशीनिंग (एचएसएम)

Characterized by high cutting speeds, high feed rates, and shallow depths of cut. Benefits include reduced cutting forces, improved surface finish, and extended tool life through reduced heat transfer to the tool. Requires rigid machines with high spindle speeds (often >10,000 आरपीएम), गतिशील संतुलन, और सुचारू टूल पथों के लिए उन्नत सीएएम सॉफ्टवेयर।

2. उच्च दक्षता मिलिंग (एचईएम)/ट्रोकोइडल मिलिंग

उच्च अक्षीय गहराई और ऊंचे फ़ीड दरों के साथ छोटे रेडियल जुड़ाव (आमतौर पर कटर व्यास का 5-15%) का उपयोग करता है। उपकरण लगातार चिप लोड को बनाए रखता है, गर्मी उत्पादन को कम करता है, और पूर्ण {{3}बांसुरी{{4}लंबाई उपयोग को सक्षम बनाता है। कठिन सामग्रियों में स्लॉटिंग और पॉकेटिंग के लिए विशेष रूप से प्रभावी जहां पारंपरिक पूर्ण स्लॉटिंग उपकरण को ओवरलोड कर देगी।

3. अनुकूली समाशोधन/गतिशील मिलिंग

सीएएम - ने टूल पथ तैयार किए हैं जो निरंतर टूल लोड बनाए रखने के लिए फ़ीड दरों और स्टेपओवर को स्वचालित रूप से समायोजित करते हैं। कोनों और जटिल ज्यामिति में टूल ओवरलोड को रोकता है, कटर की सुरक्षा करते हुए सामग्री हटाने की दर को अधिकतम करता है।

4. 5-एक्सिस समकालिक मिलिंग

उपकरण को वर्कपीस के सापेक्ष झुकाकर एक ही सेटअप में जटिल मुक्त -रूप वाली सतहों की मशीनिंग सक्षम बनाता है। लाभों में इष्टतम टूल ओरिएंटेशन के माध्यम से बेहतर सतह फिनिश, अंडरकट सुविधाओं तक पहुंच और कम सेटअप समय शामिल हैं। एयरोस्पेस घटकों, इम्पेलर्स, टरबाइन ब्लेड और मोल्ड कैविटीज़ के लिए महत्वपूर्ण।

गुणवत्ता संबंधी विचार

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आर्थिक और पर्यावरणीय पहलू

आधुनिक मिलिंग परिचालन उत्पादकता के साथ-साथ स्थिरता पर भी तेजी से ध्यान केंद्रित कर रहा है:

न्यूनतम मात्रा स्नेहन (एमक्यूएल): स्नेहक की सूक्ष्म मात्रा को सीधे काटने वाले क्षेत्र में पहुंचाता है, जिससे बाढ़ शीतलन की तुलना में शीतलक की खपत 90%+ कम हो जाती है।

सूखी मशीनिंग: जहां सामग्री और प्रक्रिया अनुमति देती है, वहां शीतलक को पूरी तरह खत्म कर देता है, जिससे पर्यावरणीय प्रभाव और निपटान लागत कम हो जाती है

उपकरण की मरम्मत: ठोस कार्बाइड अंत मिलों की रीग्राइंडिंग और रीकोटिंग उपकरण जीवन चक्र को बढ़ाती है और टूलींग लागत को कम करती है

ऊर्जा दक्षता: अनुकूलित कटिंग पैरामीटर और मशीन स्टैंडबाय मोड प्रति भाग ऊर्जा खपत को कम करते हैं

सारांश

मिलिंग विनिर्माण क्षेत्र में सामग्री हटाने की सबसे बहुमुखी और व्यापक रूप से लागू प्रक्रियाओं में से एक बनी हुई है। सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला में उच्च परिशुद्धता के साथ जटिल ज्यामिति का उत्पादन करने की इसकी क्षमता इसे आधुनिक उद्योग में अपरिहार्य बनाती है। उन्नत सीएएम सॉफ्टवेयर, कटिंग टूल कोटिंग्स और प्रक्रिया निगरानी प्रणालियों के साथ मिलकर मैनुअल मशीनों से परिष्कृत बहु-अक्ष सीएनसी मशीनिंग केंद्रों तक विकास, सटीकता, दक्षता और सतह की गुणवत्ता के मामले में जो हासिल किया जा सकता है उसकी सीमाओं का विस्तार करना जारी रखता है।