विनिर्माण में मशीनिंग चैटर को रोकने के लिए प्रमुख रणनीतियाँ

कल्पना कीजिए कि एक सटीक धातु कार्य संचालन एक संपूर्ण घटक बनाने के लिए किया जा रहा है। मशीन की गड़गड़ाहट के बीच, एक परेशान करने वाली बकबक उभरती है—उपकरण वर्कपीस पर नाचता है, एक खुरदरी सतह और बर्बाद सामग्री छोड़ जाता है। यह निराशाजनक परिदृश्य कटिंग ऑपरेशंस में कंपन, विशेष रूप से बकबक के बुरे सपने का प्रतिनिधित्व करता है। यह लेख मशीनिंग में कंपन की घटनाओं की जांच करता है और दक्षता और गुणवत्ता पर इसके प्रभाव को कम करने के लिए व्यावहारिक रणनीतियाँ प्रदान करता है।

कंपन—संतुलन की स्थिति के बारे में एक यांत्रिक दोलन—आमतौर पर मशीनिंग में इसके हानिकारक प्रभावों के कारण अवांछनीय होता है:

• त्वरित उपकरण पहनें: कंपन तेजी से कटिंग किनारों को खराब करता है, जिससे चिपिंग और दरारें आती हैं जो उपकरण के जीवन और विश्वसनीयता से समझौता करती हैं।
• सतह की गुणवत्ता में गिरावट: वर्कपीस पर अनियमित पैटर्न और निशान दिखाई देते हैं, जो खुरदरापन सहनशीलता से अधिक होते हैं।
• बढ़े हुए स्क्रैप दरें: गंभीर कंपन आयामी अशुद्धियों और सतह दोषों की ओर जाता है, जिससे उत्पादन लागत बढ़ जाती है।
• उच्च परिचालन लागत: समय से पहले उपकरण प्रतिस्थापन, स्क्रैप घटक, और फिर से काम करने से खर्च बढ़ जाता है।
• ऊर्जा अक्षमता: कंपन शक्ति बर्बाद करता है, जिससे मशीनिंग दक्षता कम हो जाती है।

कंपन दो प्राथमिक रूपों में प्रकट होता है:

• मुक्त कंपन: तब होता है जब एक प्रणाली प्रारंभिक गड़बड़ी के बाद अपनी प्राकृतिक आवृत्ति पर दोलन करती है (उदाहरण के लिए, एक टकराई गई धातु की प्लेट तब तक गूंजती है जब तक ऊर्जा नष्ट नहीं हो जाती)।
• मजबूर कंपन: बाहरी आवधिक या यादृच्छिक उत्तेजना के परिणामस्वरूप (उदाहरण के लिए, असंतुलित स्पिन चक्र के दौरान वाशिंग मशीन का कंपन)।

मशीनिंग में मुख्य रूप से कटिंग बलों, मशीन घटक आंदोलनों, या पर्यावरणीय हस्तक्षेप के कारण मजबूर कंपन शामिल होता है।

अनुनाद तब होता है जब उत्तेजना आवृत्ति एक प्रणाली की प्राकृतिक आवृत्ति के करीब पहुंचती है, जिससे आयाम नाटकीय रूप से बढ़ जाता है। मशीनिंग में, कटिंग बल विविधताओं और उपकरण/वर्कपीस प्राकृतिक आवृत्तियों के बीच अनुनाद गंभीर बकबक का कारण बनता है, जिससे संभावित रूप से हो सकता है:

• उपकरण फ्रैक्चर
• वर्कपीस अस्वीकृति
• मशीन टूल क्षति

इसलिए सक्रिय अनुनाद से बचना आवश्यक है।

बकबक—एक स्व-स्थायी दोलन—कटिंग बलों और मशीन-टूल-वर्कपीस सिस्टम के बीच गतिशील अंतःक्रियाओं से उत्पन्न होता है। उच्च-पिच शोर और हिंसक कंपन की विशेषता, यह उपकरण के पहनने को तेज करता है और सतह की फिनिश को खराब करता है। इसकी जटिल पीढ़ी में शामिल हैं:

• कटिंग बल गतिशीलता
• उपकरण ज्यामिति
• वर्कपीस सामग्री गुण
• मशीन संरचनात्मक विशेषताएं

मशीनिंग में प्रमुख कंपन निर्धारक शामिल हैं:

• मशीन कठोरता: कम-कठोरता वाली मशीनें अत्यधिक कंपन करती हैं, खासकर उच्च गति या भारी-कट संचालन के दौरान।
• उपकरण कठोरता: पतले या ओवरहंग उपकरण कंपन-प्रवण होते हैं।
• वर्कपीस स्थिरता: पतली दीवार वाले या कैंटिलीवर घटक आसानी से कंपन करते हैं।
• कटिंग पैरामीटर: गति, फ़ीड और कट की गहराई बल परिमाण/आवृत्ति को प्रभावित करती है।
• उपकरण ज्यामिति: रेक कोण, क्लीयरेंस कोण, झुकाव कोण और नाक त्रिज्या प्रक्रिया स्थिरता को प्रभावित करते हैं।
• वर्कपीस सामग्री: नमनीय सामग्री कंपन को बढ़ावा देती है।
• शीतलक अनुप्रयोग: उचित स्नेहन घर्षण और तापमान को कम करता है।

• मांग वाले ऑपरेशंस के लिए उच्च-कठोरता वाली मशीनें चुनें
• ठोस नींव पर मशीन प्लेसमेंट को अनुकूलित करें
• महत्वपूर्ण घटकों (स्पिंडल, गाइडवे, स्क्रू) को बनाए रखें

• जब संभव हो तो छोटे, मजबूत उपकरण का उपयोग करें
• उपकरण ओवरहैंग को कम करें
• उच्च-कठोरता वाले धारकों (हाइड्रोलिक/थर्मल प्रकार) को नियोजित करें
• उच्च-मॉड्यूलस उपकरण सामग्री (उदाहरण के लिए, एचएसएस पर कार्बाइड) का चयन करें

• सहायक उपकरण जोड़ें (फिक्स्चर, बैकिंग ब्लॉक)
• क्लैम्पिंग को अनुकूलित करें (एकाधिक बिंदु, वैक्यूम चक)
• खोखली संरचनाओं को भरें (राल, रेत)

• कटिंग गति/फ़ीड दर/कट की गहराई कम करें
• अवरुद्ध कटिंग लागू करें (चिप-ब्रेकिंग उपकरण)

• उपयुक्त रेक/क्लीयरेंस/झुकाव कोण का चयन करें
• इष्टतम नाक त्रिज्या चुनें

• तापमान/घर्षण को कम करने के लिए शीतलक का प्रयोग करें
• उपकरण-वर्कपीस घर्षण को कम करने के लिए स्नेहक लगाएं
• उचित वितरण विधियों का चयन करें (उदाहरण के लिए, उच्च-दबाव शीतलन)

• कटिंग दिशा बदलें
• डैम्पर्स स्थापित करें
• कंपन विश्लेषण करें

• संपर्क क्षेत्र को कम करने के लिए मोटे-पिच कटर का प्रयोग करें
• कटर ओवरहैंग को कम करें
• पॉजिटिव-रेक इंसर्ट का चयन करें
• पतले-लेपित कार्बाइड ग्रेड को नियोजित करें
• आरपीएम कम करते हुए प्रति दांत फ़ीड बढ़ाएँ
• अक्षीय/त्रिज्या कट की गहराई कम करें
• कठोर टूलहोल्डिंग का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, टेपर-शैंक होल्डर)
• क्लाइम्ब मिलिंग का उपयोग करके सेंटर कटर

• न्यूनतम ओवरहैंग के साथ उपकरण कठोरता को अधिकतम करें
• छोटे नाक त्रिज्या का चयन करें (जब संभव हो कट गहराई से नीचे)
• उचित चिप नियंत्रण के साथ तेज कटिंग किनारों का प्रयोग करें
• नाजुक ज्यामिति के लिए कठिन कार्बाइड ग्रेड चुनें
• फ़ीड दरें बनाए रखें जो नाक त्रिज्या का 25% से अधिक हो
• अस्थिर स्पिंडल गति श्रेणियों से बचें

• ओवरहैंग अनुपात का मूल्यांकन करें; बड़े/टेपर्ड/मॉड्यूलर टूल पर विचार करें
• प्रीमियम टूलहोल्डिंग का प्रयोग करें (उदाहरण के लिए, Seco-Capto)
• कटिंग किनारों को केंद्र की ऊंचाई पर रखें
• छोटे त्रिज्या के साथ सकारात्मक ज्यामिति का चयन करें
• इंसर्ट चयन के लिए टर्निंग सिफारिशों का पालन करें

मशीनिंग कंपन जटिल चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है, लेकिन इसके तंत्र को समझना और लक्षित समाधानों को लागू करना निर्माताओं को बेहतर परिणाम प्राप्त करने में सक्षम बनाता है। मशीन, उपकरण और प्रक्रिया कारकों को संबोधित करके, ऑपरेटर उत्पादकता और भाग की गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकते हैं।