परिशुद्धता इंजीनियरिंग घटक उद्योग

अनुसंधान पूरी तरह से पुनरुत्पादनीयता सुनिश्चित करने के लिए एक क्रमिक प्रयोगात्मक लेआउट का अनुसरण करता है। प्रत्येक मशीनिंग परीक्षण मानकीकृत टूलपाथ, समान टूल ज्यामिति और नियंत्रित पर्यावरणीय सेटिंग्स का उपयोग करके किया गया था। आयामी सटीकता, सतह की खुरदरापन, और थर्मल भिन्नता को पूरी प्रक्रिया में ट्रैक किया गया। डिज़ाइन विचारों ने तीन मुख्य तत्वों पर ध्यान केंद्रित किया: (ए) माइक्रो-विरूपण के तहत फिक्स्चर सिस्टम की स्थिरता, (बी) टूलपाथ पीढ़ी रणनीति, और (सी) कटिंग स्पीड और हीट संचय के बीच परस्पर क्रिया।

एल्यूमीनियम 6061-T6, स्टेनलेस स्टील 304, और टाइटेनियम ग्रेड 5 में उत्पादित 240 मशीनिंग नमूनों से डेटा एकत्र किया गया था। बेसलाइन ज्यामिति को 2 μm दोहराव के साथ एक कैलिब्रेटेड CMM का उपयोग करके मापा गया था। तापमान डेटा को कटिंग ज़ोन के पास रखे गए एम्बेडेड थर्मोकपल का उपयोग करके मॉनिटर किया गया था। सभी माप स्वचालित रूप से रिकॉर्ड किए गए और एक एकीकृत डेटासेट में संग्रहीत किए गए।

नियंत्रित परीक्षण चलाने के लिए एक पांच-अक्ष सीएनसी मशीनिंग सेंटर (12,000 आरपीएम स्पिंडल) का उपयोग किया गया था। सतह-गुणवत्ता विश्लेषण सफेद-प्रकाश इंटरफेरोमेट्री पर निर्भर था। सांख्यिकीय मूल्यांकन ने सामग्री-संबंधित विचरण को अलग करने के लिए रैखिक मिश्रित-प्रभाव मॉडल का उपयोग किया। प्रयोगात्मक सेटअप पूर्ण प्रतिकृति की अनुमति देता है, जिससे परिणामों का स्वतंत्र सत्यापन सक्षम होता है।

तालिका 1 तीन प्रक्रिया रणनीतियों के लिए सहिष्णुता परिणामों का सारांश देती है।

तालिका 1 मशीनिंग रणनीतियों में सहिष्णुता विचलन
(तीन-पंक्ति तालिका प्रारूप लागू)

अनुकूली फीड नियंत्रण ने विचलन को 18% कम कर दिया, जबकि हाइब्रिड मल्टी-एक्सिस प्रोसेसिंग ने सभी सामग्रियों में उच्चतम स्थिरता हासिल की। टाइटेनियम के नमूनों में सबसे बड़ा गर्मी-संचालित विरूपण दिखा, जिसमें अधिकतम तापमान वृद्धि 46°C तक पहुंच गई, जो एल्यूमीनियम की तुलना में लगभग दोगुनी है।

मल्टी-एक्सिस वर्कफ़्लो पर प्रकाशित शोध अक्सर दक्षता सुधारों पर प्रकाश डालता है, फिर भी कुछ सामग्री-विशिष्ट थर्मल बहाव माप प्रदान करते हैं। वर्तमान परिणाम पहले के थर्मल-मॉडल भविष्यवाणियों के साथ संरेखित लगातार पैटर्न दिखाते हैं, लेकिन टूलपाथ ओरिएंटेशन और हीट कंडक्शन के बीच नया मात्रात्मक संबंध सटीकता सुधारों की व्याख्या करने के लिए एक स्पष्ट तंत्र प्रदान करता है।

दो नवाचारों को मापने योग्य साक्ष्य द्वारा समर्थित किया गया है:

• अनुकूली फीड रणनीतियाँ सीधे टूल-लोड में उतार-चढ़ाव को स्थिर करती हैं, जिससे सहिष्णुता नियंत्रण में सुधार होता है।
• सामग्री-विशिष्ट थर्मल मानचित्र विरूपण को कम करने के लिए इष्टतम टूलपाथ दिशा निर्धारित करने में मदद करते हैं।

दोनों नवाचार व्यक्तिपरक व्याख्या के बजाय नियंत्रित डेटा से उत्पन्न होते हैं।

सहिष्णुता विचलन गतिशील कटिंग-बल भिन्नता से दृढ़ता से प्रभावित होता है। अनुकूली-फीड मिलिंग इन उतार-चढ़ाव को सुचारू करता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक सुसंगत ज्यामिति होती है। टूलपाथ ओरिएंटेशन भी गर्मी अपव्यय पथ को संशोधित करता है। टाइटेनियम की कम तापीय चालकता उच्च तापीय प्रवणता को चलाती है, जबकि एल्यूमीनियम गर्मी को अधिक समान रूप से वितरित करता है—जो अलग-अलग विरूपण प्रोफाइल की व्याख्या करता है।

प्रयोग एक तापमान-नियंत्रित कार्यशाला में किए गए थे, जो वास्तविक-कारखाने की स्थितियों से भिन्न हो सकते हैं जहां आर्द्रता, परिवेश का तापमान, या मशीन का घिसाव प्रदर्शन को बदल सकता है। केवल तीन सामग्रियों का अध्ययन किया गया था, जिससे निष्कर्षों की सामान्यता सीमित हो गई।

एयरोस्पेस, चिकित्सा और रोबोटिक्स घटकों का उत्पादन करने वाले कारखाने इन निष्कर्षों को उच्च-सटीक बैचों को स्थिर करने के लिए लागू कर सकते हैं। प्रत्येक मिश्र धातु के थर्मल व्यवहार के अनुसार फिक्सिंग रणनीति और टूलपाथ दिशा को समायोजित करना महत्वपूर्ण उपकरण उन्नयन के बिना दोहराव में सुधार करने का एक व्यवहार्य मार्ग प्रदान करता है।

यह अध्ययन सामान्य इंजीनियरिंग मिश्र धातुओं में मशीनिंग रणनीतियों का आकलन करने के लिए एक पुनरुत्पादनीय पद्धति स्थापित करता है। डेटा इंगित करता है कि अनुकूली फीड नियंत्रण और अनुकूलित मल्टी-एक्सिस टूलपाथ सहिष्णुता बहाव को काफी कम करते हैं। सामग्री-विशिष्ट गर्मी-स्थानांतरण विशेषताओं को समझना आयामी स्थिरता को और बढ़ाता है। ये अंतर्दृष्टि अधिक अनुमानित विनिर्माण परिणामों का समर्थन करती हैं और स्वचालित टूलपाथ पीढ़ी और वास्तविक समय स्पिंडल-लोड फीडबैक सिस्टम में अनुसंधान के विस्तार के लिए एक आधार प्रदान करती हैं।