सीएनसी मशीनिंग में टूल लाइफ को सही तरीके से कैसे समझा जाए?

सीएनसी मशीनिंग में, टूल लाइफ से तात्पर्य उस समय से है जब टूल टिप मशीनिंग की शुरुआत से लेकर टूल टिप के घिसने तक की पूरी प्रक्रिया के दौरान वर्कपीस को काटती है, या काटने की प्रक्रिया के दौरान वर्कपीस की सतह की वास्तविक लंबाई से है।

1. क्या उपकरण के जीवनकाल को बेहतर बनाया जा सकता है?
टूल की लाइफ सिर्फ 15-20 मिनट है, क्या इसे और बेहतर बनाया जा सकता है? जाहिर है, इसे आसानी से बेहतर बनाया जा सकता है, लेकिन इसके लिए लाइन स्पीड को कम करना पड़ेगा। लाइन स्पीड जितनी कम होगी, टूल लाइफ में उतना ही ज्यादा सुधार दिखेगा (लेकिन बहुत कम लाइन स्पीड से प्रोसेसिंग के दौरान कंपन होगा, जिससे टूल लाइफ कम हो जाएगी)।

2. क्या उपकरण के जीवनकाल को बेहतर बनाने का कोई व्यावहारिक महत्व है?
वर्कपीस की प्रोसेसिंग लागत में टूल की लागत का अनुपात बहुत कम होता है। लाइन की गति कम होने पर, भले ही टूल का जीवनकाल बढ़ जाए, लेकिन वर्कपीस प्रोसेसिंग का समय भी बढ़ जाता है। टूल द्वारा प्रोसेस किए जाने वाले वर्कपीस की संख्या में जरूरी नहीं कि वृद्धि हो, लेकिन वर्कपीस प्रोसेसिंग की लागत अवश्य बढ़ जाएगी।

यह समझना आवश्यक है कि उपकरण के जीवनकाल को यथासंभव बढ़ाते हुए, वर्कपीस की संख्या को यथासंभव बढ़ाना ही समझदारी है।

3. उपकरण के जीवनकाल को प्रभावित करने वाले कारक

1. लाइन गति
टूल की लाइफ पर लीनियर स्पीड का सबसे ज्यादा असर पड़ता है। अगर सैंपल में दी गई लीनियर स्पीड, तय लीनियर स्पीड से 20% से ज्यादा हो जाती है, तो टूल की लाइफ घटकर आधी रह जाएगी; अगर यह 50% तक बढ़ जाती है, तो टूल की लाइफ घटकर सिर्फ पांच रह जाएगी। टूल की सर्विस लाइफ बढ़ाने के लिए, प्रोसेस किए जाने वाले हर वर्कपीस की मटेरियल, स्थिति और चुने गए टूल की लीनियर स्पीड रेंज जानना जरूरी है। हर कंपनी के कटिंग टूल्स की लीनियर स्पीड अलग-अलग होती है। आप कंपनी द्वारा दिए गए संबंधित सैंपल्स से शुरुआती जानकारी ले सकते हैं और फिर प्रोसेसिंग के दौरान खास स्थितियों के हिसाब से उन्हें एडजस्ट करके सबसे अच्छा रिजल्ट पा सकते हैं। रफिंग और फिनिशिंग के दौरान लीनियर स्पीड के आंकड़े एक जैसे नहीं होते। रफिंग में मुख्य रूप से मार्जिन को हटाना होता है, इसलिए लीनियर स्पीड कम होनी चाहिए; फिनिशिंग में मुख्य उद्देश्य डाइमेंशनल एक्यूरेसी और रफनेस सुनिश्चित करना होता है, इसलिए लीनियर स्पीड ज्यादा होनी चाहिए।

2. कटाई की गहराई
टूल लाइफ पर कटिंग डेप्थ का प्रभाव लीनियर वेलोसिटी जितना अधिक नहीं होता। प्रत्येक ग्रूव प्रकार के लिए कटिंग डेप्थ की एक विस्तृत रेंज उपलब्ध होती है। रफ मशीनिंग के दौरान, मार्जिन रिमूवल रेट को अधिकतम करने के लिए कट की डेप्थ को यथासंभव बढ़ाया जाना चाहिए; फिनिशिंग के दौरान, वर्कपीस की डाइमेंशनल एक्यूरेसी और सरफेस क्वालिटी सुनिश्चित करने के लिए कट की डेप्थ को यथासंभव कम रखा जाना चाहिए। लेकिन कटिंग डेप्थ ज्योमेट्री की कटिंग रेंज से अधिक नहीं होनी चाहिए। यदि कटिंग डेप्थ बहुत अधिक हो जाती है, तो टूल कटिंग फोर्स को सहन नहीं कर पाता, जिससे टूल टूट जाता है; यदि कटिंग डेप्थ बहुत कम हो जाती है, तो टूल केवल वर्कपीस की सतह को खुरचता और दबाता है, जिससे फ्लैंक सरफेस पर गंभीर घिसाव होता है और टूल लाइफ कम हो जाती है।

3. फ़ीड
लाइन स्पीड और कट की गहराई की तुलना में, फीड का टूल लाइफ पर सबसे कम प्रभाव पड़ता है, लेकिन वर्कपीस की सतह की गुणवत्ता पर इसका सबसे अधिक प्रभाव होता है। रफ मशीनिंग के दौरान, फीड बढ़ाने से मार्जिन हटाने की दर बढ़ सकती है; फिनिशिंग के दौरान, फीड कम करने से वर्कपीस की सतह की खुरदरापन बढ़ सकती है। यदि खुरदरापन अनुमति देता है, तो प्रोसेसिंग दक्षता में सुधार के लिए फीड को यथासंभव बढ़ाया जा सकता है।

4. कंपन
तीन प्रमुख कटिंग तत्वों के अलावा, कंपन वह कारक है जिसका टूल लाइफ पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। कंपन के कई कारण हैं, जिनमें मशीन टूल की कठोरता, टूलिंग की कठोरता, वर्कपीस की कठोरता, कटिंग पैरामीटर, टूल की ज्यामिति, टूल टिप आर्क रेडियस, ब्लेड रिलीफ एंगल, टूल बार ओवरहैंग का फैलाव आदि शामिल हैं, लेकिन मुख्य कारण यह है कि सिस्टम प्रोसेसिंग के दौरान कटिंग बल का सामना करने के लिए पर्याप्त रूप से कठोर नहीं होता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रोसेसिंग के दौरान वर्कपीस की सतह पर टूल का लगातार कंपन होता है। कंपन को खत्म करने या कम करने के लिए व्यापक रूप से विचार करना आवश्यक है। वर्कपीस की सतह पर टूल के कंपन को सामान्य कटिंग के बजाय टूल और वर्कपीस के बीच लगातार होने वाली टक्कर के रूप में समझा जा सकता है, जिससे टूल की नोक पर कुछ छोटी दरारें और चिप्स बन जाती हैं, और ये दरारें और चिप्स कटिंग बल को बढ़ा देती हैं। कंपन जितना अधिक होता है, उतना ही अधिक बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप दरारें और चिप्स की मात्रा भी बढ़ जाती है, और टूल लाइफ काफी कम हो जाती है।

5. ब्लेड की सामग्री
वर्कपीस की प्रोसेसिंग करते समय, हम मुख्य रूप से वर्कपीस की सामग्री, हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकताओं और प्रोसेसिंग में रुकावट आने की स्थिति पर विचार करते हैं। उदाहरण के लिए, स्टील के पुर्जों की प्रोसेसिंग के लिए इस्तेमाल होने वाले ब्लेड और कास्ट आयरन की प्रोसेसिंग के लिए इस्तेमाल होने वाले ब्लेड, साथ ही HB215 और HRC62 की प्रोसेसिंग कठोरता वाले ब्लेड एक जैसे नहीं होते; इसी तरह, रुक-रुक कर होने वाली प्रोसेसिंग और लगातार प्रोसेसिंग के लिए इस्तेमाल होने वाले ब्लेड भी एक जैसे नहीं होते। स्टील के पुर्जों की प्रोसेसिंग के लिए स्टील ब्लेड, कास्टिंग के लिए कास्टिंग ब्लेड, कठोर स्टील की प्रोसेसिंग के लिए CBN ब्लेड आदि का उपयोग किया जाता है। एक ही वर्कपीस सामग्री के लिए, यदि प्रोसेसिंग लगातार की जा रही है, तो अधिक कठोरता वाले ब्लेड का उपयोग किया जाना चाहिए, जिससे वर्कपीस की कटिंग गति बढ़ जाती है, टूल टिप का घिसाव कम होता है और प्रोसेसिंग का समय कम हो जाता है; यदि प्रोसेसिंग रुक-रुक कर की जा रही है, तो बेहतर मजबूती वाले ब्लेड का उपयोग किया जाना चाहिए। इससे चिपिंग जैसी असामान्य घिसावट को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है और टूल का सेवा जीवन बढ़ाया जा सकता है।

6. ब्लेड का उपयोग कितनी बार किया गया है
औजार के इस्तेमाल के दौरान काफी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है, जिससे ब्लेड का तापमान बहुत बढ़ जाता है। जब इसे ठंडा करने के लिए पानी का प्रयोग नहीं किया जाता, तो ब्लेड का तापमान कम हो जाता है। इसलिए, ब्लेड हमेशा उच्च तापमान सीमा में रहता है, जिससे ऊष्मा के कारण ब्लेड लगातार फैलता और सिकुड़ता रहता है, जिसके परिणामस्वरूप ब्लेड में छोटी दरारें पड़ जाती हैं। जब ब्लेड को पहली धार से ही संसाधित किया जाता है, तो औजार का जीवनकाल सामान्य रहता है; लेकिन जैसे-जैसे ब्लेड का उपयोग बढ़ता है, दरारें अन्य ब्लेडों तक फैल जाती हैं, जिससे अन्य ब्लेडों का जीवनकाल कम हो जाता है।