"CNC મશીન ટૂલ કટીંગમાં ત્રણ તત્વોની પસંદગીના સિદ્ધાંતો".
મેટલ કટીંગ પ્રોસેસિંગમાં, CNC મશીન ટૂલ કટીંગના ત્રણ ઘટકો - કટીંગ સ્પીડ, ફીડ રેટ અને કટીંગ ડેપ્થ - ને યોગ્ય રીતે પસંદ કરવાનું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. આ મેટલ કટીંગ સિદ્ધાંત કોર્સની મુખ્ય સામગ્રીમાંની એક છે. નીચે આ ત્રણ ઘટકોના પસંદગી સિદ્ધાંતોનું વિગતવાર વર્ણન છે.
I. કટીંગ સ્પીડ
કટીંગ સ્પીડ, એટલે કે, રેખીય ગતિ અથવા પરિઘ ગતિ (V, મીટર/મિનિટ), CNC મશીન ટૂલ કટીંગમાં એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે. યોગ્ય કટીંગ સ્પીડ પસંદ કરવા માટે, પહેલા બહુવિધ પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ.
કટીંગ સ્પીડ, એટલે કે, રેખીય ગતિ અથવા પરિઘ ગતિ (V, મીટર/મિનિટ), CNC મશીન ટૂલ કટીંગમાં એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે. યોગ્ય કટીંગ સ્પીડ પસંદ કરવા માટે, પહેલા બહુવિધ પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ.
સાધન સામગ્રી
કાર્બાઇડ: તેની ઉચ્ચ કઠિનતા અને સારી ગરમી પ્રતિકારકતાને કારણે, પ્રમાણમાં ઊંચી કટીંગ ગતિ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે, તે 100 મીટર/મિનિટથી વધુ હોઈ શકે છે. ઇન્સર્ટ્સ ખરીદતી વખતે, વિવિધ સામગ્રીની પ્રક્રિયા કરતી વખતે પસંદ કરી શકાય તેવી રેખીય ગતિની શ્રેણીને સ્પષ્ટ કરવા માટે સામાન્ય રીતે તકનીકી પરિમાણો પ્રદાન કરવામાં આવે છે.
હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ: કાર્બાઇડની તુલનામાં, હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલનું પ્રદર્શન થોડું હલકી ગુણવત્તાવાળા હોય છે, અને કટીંગ ઝડપ માત્ર પ્રમાણમાં ઓછી હોઈ શકે છે. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલની કટીંગ ઝડપ 70 મીટર/મિનિટથી વધુ હોતી નથી, અને સામાન્ય રીતે 20 - 30 મીટર/મિનિટથી ઓછી હોય છે.
કાર્બાઇડ: તેની ઉચ્ચ કઠિનતા અને સારી ગરમી પ્રતિકારકતાને કારણે, પ્રમાણમાં ઊંચી કટીંગ ગતિ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે, તે 100 મીટર/મિનિટથી વધુ હોઈ શકે છે. ઇન્સર્ટ્સ ખરીદતી વખતે, વિવિધ સામગ્રીની પ્રક્રિયા કરતી વખતે પસંદ કરી શકાય તેવી રેખીય ગતિની શ્રેણીને સ્પષ્ટ કરવા માટે સામાન્ય રીતે તકનીકી પરિમાણો પ્રદાન કરવામાં આવે છે.
હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ: કાર્બાઇડની તુલનામાં, હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલનું પ્રદર્શન થોડું હલકી ગુણવત્તાવાળા હોય છે, અને કટીંગ ઝડપ માત્ર પ્રમાણમાં ઓછી હોઈ શકે છે. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલની કટીંગ ઝડપ 70 મીટર/મિનિટથી વધુ હોતી નથી, અને સામાન્ય રીતે 20 - 30 મીટર/મિનિટથી ઓછી હોય છે.
વર્કપીસ સામગ્રી
ઉચ્ચ કઠિનતાવાળા વર્કપીસ મટિરિયલ્સ માટે, કટીંગ સ્પીડ ઓછી હોવી જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે, ક્વેન્ચ્ડ સ્ટીલ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ વગેરે માટે, ટૂલ લાઇફ અને પ્રોસેસિંગ ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, V નીચું સેટ કરવું જોઈએ.
કાસ્ટ આયર્ન સામગ્રી માટે, કાર્બાઇડ ટૂલ્સનો ઉપયોગ કરતી વખતે, કાપવાની ઝડપ 70 - 80 મીટર/મિનિટ હોઈ શકે છે.
લો-કાર્બન સ્ટીલમાં વધુ સારી મશીનરી ક્ષમતા હોય છે, અને કટીંગ ઝડપ 100 મીટર/મિનિટથી વધુ હોઈ શકે છે.
નોન-ફેરસ ધાતુઓની કટીંગ પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં સરળ છે, અને વધુ કટીંગ ઝડપ પસંદ કરી શકાય છે, સામાન્ય રીતે 100 - 200 મીટર/મિનિટની વચ્ચે.
ઉચ્ચ કઠિનતાવાળા વર્કપીસ મટિરિયલ્સ માટે, કટીંગ સ્પીડ ઓછી હોવી જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે, ક્વેન્ચ્ડ સ્ટીલ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ વગેરે માટે, ટૂલ લાઇફ અને પ્રોસેસિંગ ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, V નીચું સેટ કરવું જોઈએ.
કાસ્ટ આયર્ન સામગ્રી માટે, કાર્બાઇડ ટૂલ્સનો ઉપયોગ કરતી વખતે, કાપવાની ઝડપ 70 - 80 મીટર/મિનિટ હોઈ શકે છે.
લો-કાર્બન સ્ટીલમાં વધુ સારી મશીનરી ક્ષમતા હોય છે, અને કટીંગ ઝડપ 100 મીટર/મિનિટથી વધુ હોઈ શકે છે.
નોન-ફેરસ ધાતુઓની કટીંગ પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં સરળ છે, અને વધુ કટીંગ ઝડપ પસંદ કરી શકાય છે, સામાન્ય રીતે 100 - 200 મીટર/મિનિટની વચ્ચે.
પ્રક્રિયા કરવાની શરતો
રફ મશીનિંગ દરમિયાન, મુખ્ય હેતુ સામગ્રીને ઝડપથી દૂર કરવાનો હોય છે, અને સપાટીની ગુણવત્તાની જરૂરિયાત પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે. તેથી, કટીંગ ઝડપ ઓછી સેટ કરવામાં આવે છે. ફિનિશ મશીનિંગ દરમિયાન, સારી સપાટીની ગુણવત્તા મેળવવા માટે, કટીંગ ઝડપ વધારે સેટ કરવી જોઈએ.
જ્યારે મશીન ટૂલ, વર્કપીસ અને ટૂલની કઠોરતા સિસ્ટમ નબળી હોય, ત્યારે કંપન અને વિકૃતિ ઘટાડવા માટે કટીંગ સ્પીડ પણ ઓછી સેટ કરવી જોઈએ.
જો CNC પ્રોગ્રામમાં વપરાયેલ S એ સ્પિન્ડલ સ્પીડ પ્રતિ મિનિટ હોય, તો S ની ગણતરી વર્કપીસ વ્યાસ અને કટીંગ રેખીય ગતિ V અનુસાર કરવી જોઈએ: S (સ્પિન્ડલ સ્પીડ પ્રતિ મિનિટ) = V (કટીંગ રેખીય ગતિ) × 1000 / (3.1416 × વર્કપીસ વ્યાસ). જો CNC પ્રોગ્રામ સતત રેખીય ગતિનો ઉપયોગ કરે છે, તો S સીધા કટીંગ રેખીય ગતિ V (મીટર/મિનિટ) નો ઉપયોગ કરી શકે છે.
રફ મશીનિંગ દરમિયાન, મુખ્ય હેતુ સામગ્રીને ઝડપથી દૂર કરવાનો હોય છે, અને સપાટીની ગુણવત્તાની જરૂરિયાત પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે. તેથી, કટીંગ ઝડપ ઓછી સેટ કરવામાં આવે છે. ફિનિશ મશીનિંગ દરમિયાન, સારી સપાટીની ગુણવત્તા મેળવવા માટે, કટીંગ ઝડપ વધારે સેટ કરવી જોઈએ.
જ્યારે મશીન ટૂલ, વર્કપીસ અને ટૂલની કઠોરતા સિસ્ટમ નબળી હોય, ત્યારે કંપન અને વિકૃતિ ઘટાડવા માટે કટીંગ સ્પીડ પણ ઓછી સેટ કરવી જોઈએ.
જો CNC પ્રોગ્રામમાં વપરાયેલ S એ સ્પિન્ડલ સ્પીડ પ્રતિ મિનિટ હોય, તો S ની ગણતરી વર્કપીસ વ્યાસ અને કટીંગ રેખીય ગતિ V અનુસાર કરવી જોઈએ: S (સ્પિન્ડલ સ્પીડ પ્રતિ મિનિટ) = V (કટીંગ રેખીય ગતિ) × 1000 / (3.1416 × વર્કપીસ વ્યાસ). જો CNC પ્રોગ્રામ સતત રેખીય ગતિનો ઉપયોગ કરે છે, તો S સીધા કટીંગ રેખીય ગતિ V (મીટર/મિનિટ) નો ઉપયોગ કરી શકે છે.
II. ફીડ રેટ
ફીડ રેટ, જેને ટૂલ ફીડ રેટ (F) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે મુખ્યત્વે વર્કપીસ પ્રોસેસિંગની સપાટીની ખરબચડી જરૂરિયાત પર આધાર રાખે છે.
ફીડ રેટ, જેને ટૂલ ફીડ રેટ (F) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે મુખ્યત્વે વર્કપીસ પ્રોસેસિંગની સપાટીની ખરબચડી જરૂરિયાત પર આધાર રાખે છે.
મશીનિંગ પૂર્ણ કરો
ફિનિશ મશીનિંગ દરમિયાન, સપાટીની ગુણવત્તા માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાને કારણે, ફીડ રેટ નાનો હોવો જોઈએ, સામાન્ય રીતે 0.06 - 0.12 મીમી/સ્પિન્ડલનું રિવોલ્યુશન. આ સરળ મશીનવાળી સપાટીને સુનિશ્ચિત કરી શકે છે અને સપાટીની ખરબચડી ઘટાડી શકે છે.
ફિનિશ મશીનિંગ દરમિયાન, સપાટીની ગુણવત્તા માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાને કારણે, ફીડ રેટ નાનો હોવો જોઈએ, સામાન્ય રીતે 0.06 - 0.12 મીમી/સ્પિન્ડલનું રિવોલ્યુશન. આ સરળ મશીનવાળી સપાટીને સુનિશ્ચિત કરી શકે છે અને સપાટીની ખરબચડી ઘટાડી શકે છે.
રફ મશીનિંગ
રફ મશીનિંગ દરમિયાન, મુખ્ય કાર્ય એ છે કે મોટી માત્રામાં સામગ્રી ઝડપથી દૂર કરવી, અને ફીડ રેટ મોટો સેટ કરી શકાય છે. ફીડ રેટનું કદ મુખ્યત્વે ટૂલની મજબૂતાઈ પર આધાર રાખે છે અને સામાન્ય રીતે 0.3 થી ઉપર હોઈ શકે છે.
જ્યારે ટૂલનો મુખ્ય રિલીફ એંગલ મોટો હોય છે, ત્યારે ટૂલની મજબૂતાઈ બગડે છે, અને આ સમયે, ફીડ રેટ ખૂબ મોટો ન હોઈ શકે.
વધુમાં, મશીન ટૂલની શક્તિ અને વર્કપીસ અને ટૂલની કઠોરતા પણ ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. જો મશીન ટૂલ પાવર અપૂરતો હોય અથવા વર્કપીસ અને ટૂલની કઠોરતા નબળી હોય, તો ફીડ રેટ પણ યોગ્ય રીતે ઘટાડવો જોઈએ.
CNC પ્રોગ્રામ ફીડ રેટના બે એકમોનો ઉપયોગ કરે છે: mm/મિનિટ અને mm/રિવોલ્યુશન ઓફ સ્પિન્ડલ. જો mm/મિનિટનો એકમ વપરાય છે, તો તેને સૂત્ર દ્વારા રૂપાંતરિત કરી શકાય છે: ફીડ પ્રતિ મિનિટ = ફીડ પ્રતિ રિવોલ્યુશન × સ્પિન્ડલ ગતિ પ્રતિ મિનિટ.
રફ મશીનિંગ દરમિયાન, મુખ્ય કાર્ય એ છે કે મોટી માત્રામાં સામગ્રી ઝડપથી દૂર કરવી, અને ફીડ રેટ મોટો સેટ કરી શકાય છે. ફીડ રેટનું કદ મુખ્યત્વે ટૂલની મજબૂતાઈ પર આધાર રાખે છે અને સામાન્ય રીતે 0.3 થી ઉપર હોઈ શકે છે.
જ્યારે ટૂલનો મુખ્ય રિલીફ એંગલ મોટો હોય છે, ત્યારે ટૂલની મજબૂતાઈ બગડે છે, અને આ સમયે, ફીડ રેટ ખૂબ મોટો ન હોઈ શકે.
વધુમાં, મશીન ટૂલની શક્તિ અને વર્કપીસ અને ટૂલની કઠોરતા પણ ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. જો મશીન ટૂલ પાવર અપૂરતો હોય અથવા વર્કપીસ અને ટૂલની કઠોરતા નબળી હોય, તો ફીડ રેટ પણ યોગ્ય રીતે ઘટાડવો જોઈએ.
CNC પ્રોગ્રામ ફીડ રેટના બે એકમોનો ઉપયોગ કરે છે: mm/મિનિટ અને mm/રિવોલ્યુશન ઓફ સ્પિન્ડલ. જો mm/મિનિટનો એકમ વપરાય છે, તો તેને સૂત્ર દ્વારા રૂપાંતરિત કરી શકાય છે: ફીડ પ્રતિ મિનિટ = ફીડ પ્રતિ રિવોલ્યુશન × સ્પિન્ડલ ગતિ પ્રતિ મિનિટ.
III. કટીંગ ઊંડાઈ
કટીંગ ડેપ્થ, એટલે કે, કટીંગ ડેપ્થ, ફિનિશ મશીનિંગ અને રફ મશીનિંગ દરમિયાન અલગ અલગ પસંદગીઓ ધરાવે છે.
કટીંગ ડેપ્થ, એટલે કે, કટીંગ ડેપ્થ, ફિનિશ મશીનિંગ અને રફ મશીનિંગ દરમિયાન અલગ અલગ પસંદગીઓ ધરાવે છે.
મશીનિંગ પૂર્ણ કરો
ફિનિશ મશીનિંગ દરમિયાન, સામાન્ય રીતે, તે 0.5 (ત્રિજ્યા મૂલ્ય) થી નીચે હોઈ શકે છે. ઓછી કટીંગ ઊંડાઈ મશીન કરેલી સપાટીની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરી શકે છે અને સપાટીની ખરબચડી અને શેષ તણાવ ઘટાડી શકે છે.
ફિનિશ મશીનિંગ દરમિયાન, સામાન્ય રીતે, તે 0.5 (ત્રિજ્યા મૂલ્ય) થી નીચે હોઈ શકે છે. ઓછી કટીંગ ઊંડાઈ મશીન કરેલી સપાટીની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરી શકે છે અને સપાટીની ખરબચડી અને શેષ તણાવ ઘટાડી શકે છે.
રફ મશીનિંગ
રફ મશીનિંગ દરમિયાન, કટીંગ ઊંડાઈ વર્કપીસ, ટૂલ અને મશીન ટૂલની સ્થિતિ અનુસાર નક્કી કરવી જોઈએ. નાના લેથ (400 મીમી કરતા ઓછા મહત્તમ પ્રોસેસિંગ વ્યાસ સાથે) ટર્નિંગ નંબર 45 સ્ટીલ માટે નોર્મલાઇઝિંગ સ્થિતિમાં, રેડિયલ દિશામાં કટીંગ ઊંડાઈ સામાન્ય રીતે 5 મીમીથી વધુ હોતી નથી.
એ નોંધવું જોઈએ કે જો લેથની સ્પિન્ડલ સ્પીડ ચેન્જ સામાન્ય ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ઝન સ્પીડ રેગ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરે છે, તો જ્યારે સ્પિન્ડલ સ્પીડ પ્રતિ મિનિટ ખૂબ ઓછી હોય (100 - 200 રિવોલ્યુશન/મિનિટ કરતા ઓછી), ત્યારે મોટર આઉટપુટ પાવર નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે. આ સમયે, ફક્ત ખૂબ જ ઓછી કટીંગ ઊંડાઈ અને ફીડ રેટ મેળવી શકાય છે.
રફ મશીનિંગ દરમિયાન, કટીંગ ઊંડાઈ વર્કપીસ, ટૂલ અને મશીન ટૂલની સ્થિતિ અનુસાર નક્કી કરવી જોઈએ. નાના લેથ (400 મીમી કરતા ઓછા મહત્તમ પ્રોસેસિંગ વ્યાસ સાથે) ટર્નિંગ નંબર 45 સ્ટીલ માટે નોર્મલાઇઝિંગ સ્થિતિમાં, રેડિયલ દિશામાં કટીંગ ઊંડાઈ સામાન્ય રીતે 5 મીમીથી વધુ હોતી નથી.
એ નોંધવું જોઈએ કે જો લેથની સ્પિન્ડલ સ્પીડ ચેન્જ સામાન્ય ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ઝન સ્પીડ રેગ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરે છે, તો જ્યારે સ્પિન્ડલ સ્પીડ પ્રતિ મિનિટ ખૂબ ઓછી હોય (100 - 200 રિવોલ્યુશન/મિનિટ કરતા ઓછી), ત્યારે મોટર આઉટપુટ પાવર નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે. આ સમયે, ફક્ત ખૂબ જ ઓછી કટીંગ ઊંડાઈ અને ફીડ રેટ મેળવી શકાય છે.
નિષ્કર્ષમાં, CNC મશીન ટૂલ કટીંગના ત્રણ ઘટકોને યોગ્ય રીતે પસંદ કરવા માટે ટૂલ મટિરિયલ્સ, વર્કપીસ મટિરિયલ્સ અને પ્રોસેસિંગ શરતો જેવા બહુવિધ પરિબળોનો વ્યાપક વિચાર કરવો જરૂરી છે. વાસ્તવિક પ્રક્રિયામાં, પ્રોસેસિંગ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા, પ્રોસેસિંગ ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા અને ટૂલ લાઇફ લંબાવવાના હેતુઓ પ્રાપ્ત કરવા માટે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ અનુસાર વાજબી ગોઠવણો કરવી જોઈએ. તે જ સમયે, ઓપરેટરોએ સતત અનુભવ એકઠો કરવો જોઈએ અને વિવિધ સામગ્રી અને પ્રોસેસિંગ તકનીકોની લાક્ષણિકતાઓથી પરિચિત રહેવું જોઈએ જેથી કટીંગ પરિમાણોને વધુ સારી રીતે પસંદ કરી શકાય અને CNC મશીન ટૂલ્સના પ્રોસેસિંગ પ્રદર્શનમાં સુધારો કરી શકાય.