सीएनसी मशीनिंग एक घटिया विनिर्माण प्रक्रिया है जिसमें अंतिम उत्पाद प्राप्त होने तक सामग्री के टुकड़ों को काटना शामिल है। इसलिए सबसे पहले, मशीनिस्ट को यह जानना होगा कि मशीन एक चक्कर में कितनी सामग्री काटेगी और सीएनसी मशीन किस गति से चलेगी। यहीं पर फीड रेट और कटिंग स्पीड के बीच का अंतर महत्वपूर्ण है।
. सीएनसी मशीनिंग के लिए भागों को डिजाइन करना, इन मापदंडों पर विचार करना महत्वपूर्ण है। ऐसा इसलिए है क्योंकि वे सीएनसी मशीनिंग प्रक्रिया के विभिन्न भागों का अनुकूलन सुनिश्चित करते हैं। उपकरण के जीवन और बिजली की खपत जैसे कारकों को अनुकूलित करने में काटने की गति अधिक महत्वपूर्ण है, मशीनिंग समय और तैयार क्षेत्र की खुरदरापन निर्धारित करने में फ़ीड दर महत्वपूर्ण है। यह आलेख फ़ीड दर बनाम काटने की गति की तुलना करेगा और समझाएगा कि उनमें से प्रत्येक को कैसे प्राप्त किया जाए।
कटिंग स्पीड क्या है?
कटिंग स्पीड को आम तौर पर वर्कपीस की सतह और कटिंग टूल के बीच सापेक्ष वेग के रूप में परिभाषित किया जाता है। कुछ विशेषज्ञ इसे इस रूप में भी परिभाषित करते हैं कि वर्कपीस टूल के कटिंग एज से कितनी तेज़ी से आगे बढ़ता है। मशीनिस्ट इसे सरफ़ेस फीट प्रति मिनट (SFM) या मीटर प्रति मिनट (m/min) या फीट प्रति मिनट (ft/min) में मापते हैं। कटिंग स्पीड CNC मशीनिंग के अन्य मापदंडों, जैसे कटिंग तापमान, बिजली की खपत, टूल लाइफ़ आदि के निर्धारण में काफी महत्वपूर्ण कारक है। इन मापदंडों में इसका प्रभाव फ़ीड दर और कटिंग स्पीड के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर के रूप में कार्य करता है।
काटने की गति निर्धारित करने वाले कारक
यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि काटने की गति इष्टतम हो ताकि सीएनसी मशीनिंग प्रक्रिया सबसे अच्छा हिस्सा दे सके। हालांकि, अन्य कारकों पर विचार करके किसी विशेष सीएनसी मशीनिंग प्रक्रिया के लिए इष्टतम काटने की गति की भविष्यवाणी करना संभव है। ऐसे कारकों के उदाहरणों में शामिल हैं:
वर्कपीस कठोरता
सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक जो काटने की गति को निर्धारित करता है वह सामग्री की कठोरता है जिसे काटा जा रहा है। सामग्री जितनी कठिन होगी, काटने की गति उतनी ही धीमी होगी और इसके विपरीत। उदाहरण के लिए, स्टील जैसी मशीनिंग सामग्री को एल्यूमीनियम की तुलना में कम काटने की गति की आवश्यकता होगी।
उपकरण सामग्री काटना
वहां विभिन्न खराद उपकरण विभिन्न सीएनसी मशीनिंग के लिए उपयोग किया जाता है। इन उपकरणों में से प्रत्येक को विभिन्न सामग्रियों से भी बनाया जाता है, इसलिए अलग-अलग कठोरता गुण होते हैं। काटने के उपकरण सामग्री का मशीनिंग प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली काटने की गति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। यदि काटने की सामग्री उच्च शक्ति की है, तो यंत्रकार उच्च काटने की गति का थोड़ा सा उपयोग कर सकता है। हालांकि, उच्च काटने की गति के साथ नरम काटने के उपकरण सामग्री जल्दी से खराब हो जाएगी। इससे टूल लाइफ कम हो जाएगी।
अपेक्षित उपकरण जीवन
काटने की गति निर्धारित करने में महत्वपूर्ण एक और कारक है कि मशीनिस्ट कितने समय तक उपकरण को चलाना चाहता है। इसमें चरों पर विचार करना शामिल होगा जैसे कि उपकरण की लागत कितनी है और उत्पादित किए जा रहे भागों की मात्रा की तुलना में उपकरण की लागत। यदि इस तरह के चर अनुकूल हैं, तो उपयोग के लिए उच्च गति संभव हो सकती है।
कटौती की गहराई
गहरे कट से अधिक सामग्री निकलती है, उपकरण पर भार बढ़ता है और गर्मी बढ़ती है। इसकी भरपाई के लिए, काटने की गति कम करें। अधिक गहराई पर अधिक गति से काटने से उपकरण जल्दी खराब हो जाते हैं और काटने की शक्ति बढ़ जाती है तथा सतह की गुणवत्ता कम हो जाती है। हालांकि, छोटे कट से अधिक गति मिलती है।
फ़ीड दर क्या है?
फीड दर वह दूरी है जो कटिंग टूल एक स्पिंडल चक्कर के दौरान तय करता है। इसे उस वेग के रूप में भी परिभाषित किया जाता है जिस पर कटर वर्कपीस के खिलाफ आगे बढ़ता है। इसे टर्निंग और बोरिंग प्रक्रियाओं के लिए इंच प्रति चक्कर या मिलीमीटर प्रति चक्कर (आईपीआर या एमपीआर) में मापा जाता है। हालांकि, मशीनिस्ट मिलिंग प्रक्रियाओं के लिए इंच प्रति मिनट या मिलीमीटर प्रति मिनट (आईपीएम या एमपीएम) का उपयोग करते हैं। फीड दर की गणना करते समय, मशीनिस्ट कटिंग टूल में मौजूद फ्लूट्स (या दांतों) की संख्या पर विचार करता है और प्रत्येक दांत के लिए फीड दर की गणना करता है।
फ़ीड दर निर्धारित करने वाले कारक
फ़ीड दर भी उन्हीं कारकों को प्रभावित करती है जो काटने की गति को प्रभावित करती हैं। फर्क सिर्फ इतना है कि इसका असर कुछ हद तक होता है। हालांकि, मशीनी भाग (यानी, मशीनीकृत भाग की सतह खत्म) के अंतिम सौंदर्य रूप में फ़ीड दर महत्वपूर्ण है। इसलिए इसमें इसका ऑप्टिमाइजेशन भी काफी महत्वपूर्ण है सीएनसी मशीनिंग प्रक्रियाएं. इसके इष्टतम मूल्य को निर्धारित करने के लिए, मशीनिस्ट नीचे दिए गए कारकों पर विचार करते हैं:
चौड़ाई में कटौती
कोई भी कट चौड़ाई जो आधे व्यास से कम है, चिप थिनिंग का कारण बनती है। चिप थिनिंग एक विनिर्माण दोष है जहां चिप लोड (एक क्रांति में उपकरण द्वारा काटी गई सामग्री की मात्रा) कम हो जाती है। चिप के पतले होने से अधिक समय लग सकता है; इसलिए इससे बचना जरूरी है। इसके अलावा, फ़ीड दर में वृद्धि से चिप थिनिंग के प्रभाव को कम करने में मदद मिलेगी, जिससे उत्पादकता और उपकरण जीवन में वृद्धि होगी।
अतिरिक्त फ़ीड दर पर विचार
फ़ीड दर को प्रभावित करने वाले अन्य कारकों में शामिल हैं:
- उपकरण का प्रकार।
- मशीन की धुरी पर उपलब्ध शक्ति।
- वर्कपीस की ताकत।
- नल, डाई हेड और थ्रेडिंग टूल आदि के लिए थ्रेड्स प्रति इंच (TPI)।
फीड रेट और कटिंग स्पीड में क्या अंतर है?
दोनों मापदंडों की घनिष्ठ प्रकार की परिभाषाओं के कारण, उन्हें एक दूसरे के साथ भ्रमित करना संभव है। कुछ मशीनिस्ट इस पैरामीटर को गति और फ़ीड के बीच के अंतर के रूप में भी संदर्भित करेंगे। कुछ व्यावहारिक कारक हैं जो फ़ीड दर और काटने की गति के बीच अंतर के रूप में काम करते हैं। ऐसे कारकों के उदाहरणों में शामिल हैं:
काटना तापमान और उपकरण जीवन
काटने का तापमान एक महत्वपूर्ण कारक है जो फ़ीड दर और काटने की गति के बीच का अंतर साबित करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च काटने का तापमान भाग के उपकरण जीवन और सतह खत्म जैसे मापदंडों को बाधित कर सकता है। काटने के तापमान और उपकरण के जीवन पर दोनों मापदंडों के प्रभाव की सीमा उन्हें एक दूसरे से अलग करती है। फ़ीड दर के लिए काटने की गति की तुलना में इसका काटने के तापमान और उपकरण जीवन पर तुलनात्मक रूप से कम प्रभाव पड़ता है। इसलिए, फ़ीड दर और काटने की गति के बीच का अंतर तापमान और उपकरण जीवन को काटने पर उनके प्रभाव की सीमा है।
सतह खुरदरापन और सीप के निशान
सीप के निशान को फीड मार्क के रूप में भी जाना जाता है। ये निशान हमेशा साथ देते हैं सीएनसी मशीनीकृत प्रोटोटाइप और भागों, और वे सतह खुरदरापन का मुख्य कारण हैं। किसी भी हिस्से पर मौजूद सीप के निशान पर फीड रेट का सीधा प्रभाव पड़ता है। इसलिए, फ़ीड दर जितनी अधिक होगी, स्कैलप के निशान और सतह खुरदरापन की डिग्री उतनी ही अधिक होगी। हालाँकि, काटने की गति स्कैलप के निशान को प्रभावित नहीं करती है; इसलिए यह सतह खत्म को प्रभावित नहीं करता है।
डायरेक्ट्रिक्स और जेनरेट्रिक्स
ज्यामिति में, एक जेनरेट्रिक्स एक बिंदु या सतह है जो किसी दिए गए भाग के साथ स्थानांतरित होने पर एक नया आकार उत्पन्न करता है। दिया गया पथ जिसके माध्यम से जेनरेट्रिक्स चलता है वह डायरेक्ट्रिक्स है। मशीनिंग में, मूल लक्ष्य ज्यामितीय सतहों को सौंदर्यवादी रूप से सुखद खत्म और उच्च सटीकता के साथ बनाना है। इसलिए, मशीनिंग प्रक्रियाओं में इन दो मापदंडों की आवश्यकता होती है। गति और फ़ीड के बीच का अंतर यह है कि काटने की गति जेनरेट्रिक्स प्रदान करती है जबकि फ़ीड गति डायरेक्ट्रिक्स प्रदान करती है।
फ़ीड दर और काटने की गति के बीच अंतर करने वाले अन्य कारकों में शामिल हैं:
- माप की इकाइयां।
- काटने बल और बिजली की खपत पर प्रभाव।
- इसके अलावा, गति जो काटने की गति और फ़ीड दर उत्पन्न करती है वह अलग है (क्रमशः काटने की गति और फ़ीड गति)।
| पैरामीटर | काटने की गति | फ़ीड दर |
| परिभाषा | कार्यवस्तु की सतह पर काटने वाले उपकरण के किनारे की गति। | वह दर जिस पर काटने वाला उपकरण कार्यवस्तु में आगे बढ़ता है। |
| इकाइयों | सतह फीट प्रति मिनट (एसएफएम) या फीट प्रति मिनट (फीट/मिनट) या मीटर प्रति मिनट (मी/मिनट) | टर्निंग के लिए इंच प्रति चक्कर (आईपीआर) या मिलीमीटर प्रति चक्कर (मिमी/रेव); मिलिंग के लिए इंच प्रति मिनट (आईपीएम) या मिलीमीटर प्रति मिनट (मिमी/मिनट)। |
| प्राथमिक प्रभाव | उपकरण जीवन, बिजली की खपत, काटने का तापमान। | मशीनिंग समय, सतह परिष्करण, चिप लोड। |
| प्रभावित करने वाले तत्व | कार्यवस्तु सामग्री (कठोरता), उपकरण सामग्री, कट की गहराई, वांछित उपकरण जीवन। | उपकरण का प्रकार, सतह परिष्करण की आवश्यकता, कट की चौड़ाई, थ्रेडिंग के लिए प्रति इंच थ्रेड (टीपीआई), फ्लूट्स/दांतों की संख्या। |
| काटने के तापमान और उपकरण के जीवन पर प्रभाव | प्रमुख प्रभाव। अधिक गति = अधिक गर्मी, उपकरण का तेजी से घिसना। सीधा संबंध। | मध्यम प्रभाव। काटने की गति की तुलना में कम प्रभाव, लेकिन चिप लोड और घर्षण के माध्यम से उपकरण के घिसाव को अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित करता है। |
| सतह पर प्रभाव | अप्रत्यक्ष प्रभाव। मुख्य रूप से चिप निर्माण और चटर की क्षमता के माध्यम से सतह को प्रभावित करता है। | प्रत्यक्ष और महत्वपूर्ण प्रभाव। उच्च दर = खुरदरापन और स्कैलप के निशान की संभावना बढ़ जाती है। कम फ़ीड दरों पर चिप का पतला होना भी फिनिश को प्रभावित करता है। |
| काटने की शक्ति और बिजली की खपत पर प्रभाव | प्रमुख प्रभाव। उच्च गति = अधिक काटने वाली शक्ति और शक्ति की आवश्यकता। आनुपातिक संबंध। | मध्यम प्रभाव। चिप लोड और सामग्री हटाने की दर के माध्यम से बल और शक्ति को प्रभावित करता है। |
| ज्यामितीय सादृश्य | जेनरेट्रिक्स (कटिंग एज का पथ) उत्पन्न करता है। | डायरेक्ट्रिक्स (उपकरण की प्रगति का पथ) उत्पन्न करता है। |
| गति उत्पन्न | काटने की गति (घूर्णी या रैखिक). | फ़ीड गति (रैखिक). |
| गणना | इसमें स्पिंडल की गति और उपकरण का व्यास शामिल है (उदाहरण के लिए, एसएफएम या फीट/मिनट = (π * व्यास * स्पिंडल गति (आरपीएम)) / 12). | इसमें स्पिंडल की गति और प्रति दांत/क्रांति फ़ीड शामिल है। (उदाहरण के लिए, आईपीएम = प्रति दांत फ़ीड * दांतों की संख्या * आरपीएम). |
कटिंग स्पीड और फीड रेट कैसे निर्धारित करें
यह तस्वीर काटने की गति और फ़ीड दर के निर्धारण में शामिल सभी पैरामीटर दिखाती है। आप देखेंगे कि धुरी गति काटने की गति और फ़ीड दर दोनों को निर्धारित करने का आधार है। साथ ही, अंतिम उत्तर पर पहुंचने से पहले फ़ीड दर में दो सूत्र शामिल होते हैं। सबसे पहले, आपको प्रति दांत फ़ीड निर्धारित करना होगा। उस मूल्य का उपयोग काटने के उपकरण की फ़ीड दर निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
निष्कर्ष
इष्टतम फ़ीड दर और कटिंग गति का निर्धारण, साथ ही कट की गहराई, उपकरण का प्रकार और वांछित सतह खत्म जैसे कारक, वे कारक हो सकते हैं जो आपकी सीएनसी मशीनिंग प्रक्रिया को पर्याप्त रूप से मशीनीकृत भाग प्राप्त करने के लिए बढ़ाते हैं। हालाँकि, जब आप रैपिडडायरेक्ट को आउटसोर्स करते हैं तो आपको इनमें से किसी भी उत्पादन समस्या के बारे में चिंता करने की कोई आवश्यकता नहीं है। हमारे अनुभवी मशीनिस्ट और सीएनसी मशीन प्रोग्रामर के साथ, आप हमारे साथ काम करने पर हर बार सबसे अच्छा मशीनीकृत भाग प्राप्त करेंगे। इसलिए, अपनी सभी सीएनसी मशीन की ज़रूरतों के लिए आज ही रैपिडडायरेक्ट से संपर्क करें।
सीएनसी मशीनिंग में फीड दर और कटिंग गति के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
ये चार चर आपके CNC मशीन द्वारा सामग्री को हटाने के तरीके को नियंत्रित करते हैं। यहाँ चार कारकों का विवरण दिया गया है:
स्पिंडल गति (RPM): धुरी कितनी तेजी से घूमती है.
कट गति (एसएफएम और एम/मिनट): कटर की नोक सामग्री पर कितनी तेजी से चलती है। यह सबसे महत्वपूर्ण कारक है जो उपकरण के जीवन को प्रभावित करता है। यदि यह बहुत तेज़ है, तो उपकरण जल्दी खराब हो जाता है।
फ़ीड दर (आईपीएम या मिमी/मिनट): कटर कितनी तेजी से सामग्री में आगे बढ़ रहा है। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह सामग्री की फिनिश को प्रभावित करता है और काम पूरा होने में कितना समय लगता है।
प्रति दांत फीड (आईपीटी या मिमी/टी, मिलिंग के लिए): कटर का प्रत्येक दांत प्रति चक्कर कितना पदार्थ निकालता है। इससे आप समग्र फीड दर की गणना कर सकते हैं।
वे क्यों महत्वपूर्ण हैं? बढ़िया परिणाम पाने के लिए सही सेटिंग्स ज़रूरी हैं। गलत सेटिंग्स की वजह से उपकरण क्षतिग्रस्त हो सकते हैं, फिनिश की गुणवत्ता खराब हो सकती है और मशीनिंग में ज़्यादा समय लग सकता है। हमेशा उस खास सामग्री और टूलिंग के लिए सुझाई गई सेटिंग्स देखें जिसका आप इस्तेमाल कर रहे हैं।
ये सभी शब्द कटर की गति से संबंधित हैं। हालाँकि, इन्हें अलग-अलग तरीकों से व्यक्त किया जाता है:
आरपीएम (प्रति मिनट क्रांतियाँ): स्पिंडल कितनी तेजी से घूम रहा है। इसे एक ऑटोमोबाइल में इंजन की गति के रूप में कल्पना करें।
एसएफएम (सतह फुट प्रति मिनट): कटर का ब्लेड सामग्री की सतह पर कितनी तेजी से चलता है। यह वास्तविक कटिंग गति है, जिसका उपयोग आमतौर पर इंपीरियल इकाइयों द्वारा किया जाता है।
मी/मिनट (मीटर प्रति मिनट): SFM जैसा ही। हालाँकि, यह मेट्रिक्स का उपयोग करता है।
फीट/मिनट (फीट प्रति मिनट): इंपीरियल इकाइयों के साथ एसएफएम के समान, जिन्हें अक्सर टर्निंग ऑपरेशन के लिए नियोजित किया जाता है।
इतनी सारी इकाइयाँ क्यों? SFM, m/min और ft/min सभी एक ही चीज़ को संदर्भित करते हैं: काटने की गति, लेकिन अलग-अलग इकाइयों में। हालाँकि, RPM, स्पिंडल के घूमने की गति को संदर्भित करता है और इसे कटर के व्यास का उपयोग करके काटने की गति में परिवर्तित किया जाना चाहिए।
रूपांतरण के लिए इन सूत्रों का उपयोग करें:
– एसएफएम या फीट/मिनट = (आरपीएम x π x व्यास) / 12 (व्यास इंच में)
- मी/मिनट = (आरपीएम x π x व्यास) / 1000 (व्यास मिमी में)
एक ही RPM पर काम करने वाले बड़े कटर की कटिंग स्पीड ज़्यादा होगी (SFM, m/min, या ft/min)। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि कटिंग डिवाइस के बाहरी किनारे हर घुमाव में ज़्यादा दूरी तय करते हैं।
RPM में मापी गई कटिंग स्पीड (N), स्पिंडल रोटेशन आवृत्ति को परिभाषित करती है। कट वेलोसिटी (Vc) हालांकि, वर्कपीस पर कटिंग एज की स्पर्शीय गति है। इसे SFM या m/min में मापा जाता है। Vc को RPM और व्यास (D) द्वारा निर्धारित किया जाता है: Vc = πDN / 1000 (D मिमी में)। अधिक व्यास के परिणामस्वरूप किसी दिए गए RPM के लिए उच्च Vc होगा। उदाहरण के लिए, 25 RPM पर चलने वाले 1000 मिमी व्यास वाले उपकरण का Vc लगभग 78.5 मीटर/मिनट होगा, जबकि समान RPM पर 50 मिमी व्यास वाले उपकरण का Vc दोगुना (लगभग 157 मीटर/मिनट) होगा। यह उपकरण के जीवन के साथ-साथ गर्मी और सामग्री को हटाने को भी सीधे प्रभावित करता है। चिप निर्माण और सतह की फिनिश को नियंत्रित करने के लिए Vc और फ़ीड दरें भी एक-दूसरे को प्रभावित करती हैं। चिप की एक समान मोटाई सुनिश्चित करने के लिए उच्च Vc के लिए आमतौर पर अधिक फ़ीड दरों की आवश्यकता होती है। Vc और व्यास के बीच के संबंध को अनदेखा करने से उपकरण पर अत्यधिक घिसाव और खराब परिणाम हो सकते हैं। इसे समझने से मशीनिंग दक्षता और उच्च गुणवत्ता को अनुकूलित किया जा सकता है।