CNC मशीनीकृत भागों को डिजाइन करते समय, हम संरचनात्मक अनुकूलन के माध्यम से मशीनिंग लागत को कैसे कम कर सकते हैं?

सीएनसी मशीनीकृत भागों को डिजाइन करते समय, संरचनात्मक अनुकूलन के माध्यम से मशीनिंग लागत को कम करना कार्यात्मक आवश्यकताओं और विनिर्माण सामर्थ्य को संतुलित करने की कुंजी है। निम्नलिखित विशिष्ट अनुकूलन रणनीतियाँ कई आयामों से प्रदान की जाती हैं:

1. सामग्री चयन अनुकूलन
   • मशीन में आसान सामग्री को प्राथमिकता दें: अच्छी मशीनेबिलिटी वाली सामग्री, जैसे एल्यूमीनियम मिश्र धातु और कम कार्बन स्टील, उपकरण के घिसाव और मशीनिंग समय को कम कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, स्टेनलेस स्टील को 6061 एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बदलने से मशीनिंग लागत 30% से अधिक कम हो सकती है (यदि ताकत अनुमति देती है)।
   • कीमती धातु का उपयोग कम करें: समग्र कीमती धातु संरचनाओं के बजाय स्थानीय सुदृढीकरण डिजाइन (जैसे कि केवल तनाव वाले क्षेत्रों में टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग करना) का उपयोग करें।
   • सामग्री फॉर्म का मिलान करें: मशीनिंग भत्ते को कम करने के लिए ऐसे रिक्त स्थान चुनें जो भाग के अंतिम आकार (जैसे बार या प्लेट) के करीब हों। उदाहरण के लिए, एक वर्गाकार भाग को मशीन में रखने के लिए एक आयताकार रिक्त स्थान का उपयोग करने से एक गोल रिक्त स्थान से अत्यधिक अपशिष्ट से बचा जा सकता है।
2. ज्यामितीय जटिलता का नियंत्रण
   • गहरी गुहाओं और संकीर्ण खांचों से बचें:
     • गहरी गुहाओं (गहराई> उपकरण व्यास से 5 गुना) के लिए कई स्तरित मशीनिंग की आवश्यकता होती है और उपकरण कंपन और टूटने का खतरा होता है। उथले गुहा संयोजनों या विभाजित संरचनाओं का उपयोग करने पर विचार करें।
     • संकीर्ण स्लॉट के लिए छोटे व्यास वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है, जिनकी मशीनिंग दक्षता कम होती है। यह अनुशंसा की जाती है कि स्लॉट की चौड़ाई उपकरण के व्यास से≥1.2 गुना हो।
   • पतली दीवारों और तीव्र कोणों को सरल बनाएं:
     • पतली दीवारें (मोटाई <3 मिमी) विरूपण के प्रति संवेदनशील होती हैं और उन्हें कम काटने वाले मापदंडों या अतिरिक्त समर्थन की आवश्यकता होती है। अनुकूलन को स्थानीय मोटाई या सुदृढीकरण पसलियों को जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है।
     • तीव्र कोणों (आंतरिक कोण
   • मल्टी-एक्सिस निर्भरता कम करें: अनावश्यक घुमावदार सतहों या झुके हुए छिद्रों से बचें; इसके बजाय, तीन-अक्ष मशीन के साथ मशीनिंग को पूरा करने के लिए चरणबद्ध संरचनाओं या मानक कोणों (जैसे 45°,90°) का उपयोग करें।
3. सहनशीलता और सतह की खुरदरापन का युक्तिकरण
   • गैर-महत्वपूर्ण सहनशीलता को आराम दें: ±0.05 मिमी से ±0.1 मिमी तक गैर-संभोग सतहों पर सहनशीलता को आराम देने से परिष्करण चरणों की संख्या कम हो सकती है। उदाहरण के लिए, बढ़ते छेद की स्थितिगत सहिष्णुता को मामूली रूप से आराम दिया जा सकता है, जबकि केवल महत्वपूर्ण असर वाली स्थिति ही उच्च परिशुद्धता बनाए रखती है।
   • गैर-कार्यात्मक सतहों पर कम सतह खुरदरापन: गैर-सौंदर्य सतहों की सतह खुरदरापन को Ra1.6 से Ra3.2 तक कम करने से परिष्करण समय में कटौती हो सकती है। उदाहरण के लिए, आंतरिक संरचनात्मक सतहों को पॉलिश करने की आवश्यकता नहीं है।
   • किफायती सहनशीलता निर्दिष्ट करें: अति-विशिष्टता से बचने के लिए ISO 2768 में मध्यम परिशुद्धता मानकों का संदर्भ लें।
4. मानकीकरण और मॉड्यूलर डिजाइन
   • एकीकृत फ़ीचर आयाम: टूल परिवर्तन आवृत्ति को कम करने के लिए गैर-मानक छेद के बजाय मानक ड्रिल बिट आकार (जैसे एम 6, एम 8 थ्रेडेड छेद) का उपयोग करें।
   • मॉड्यूलर अपघटन: जटिल भागों को कई सरल उप-घटकों में तोड़ें, जिन्हें अलग से मशीनीकृत किया जा सकता है और फिर बोल्ट या वेल्डिंग के माध्यम से इकट्ठा किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक गहरी गुहा वाले शेल को "मुख्य बॉडी + कवर प्लेट" में विभाजित किया जा सकता है।
   • यूनिवर्सल इंटरफ़ेस डिज़ाइन: कस्टम टूलींग की आवश्यकता को कम करने के लिए मानक फ्लैंज, कीवे, या स्नैप-फिट संरचनाओं को नियोजित करें।
5. सॉफ़्टवेयर-सहायता प्राप्त मशीनिंग अनुकूलन
   • सीएएम स्वचालित फ़ीचर पहचान: प्रोग्रामिंग समय को कम करने के लिए छेद और स्लॉट जैसी सुविधाओं को स्वचालित रूप से पहचानने के लिए सॉफ़्टवेयर का उपयोग करें। उदाहरण के लिए, फ़्यूज़न 360 में फ़ीचर पहचान फ़ंक्शन प्रोग्रामिंग समय को 30% तक कम कर सकता है।
   • टूल पाथ ऑप्टिमाइज़ेशन: नॉन-कटिंग समय को कम करने के लिए हाई-स्पीड मशीनिंग (एचएसएम) रणनीतियों को लागू करें, जैसे हेलिकल टूल एंट्री और निरंतर कटिंग। उदाहरण के लिए, अनुकूलित पथ मशीनिंग समय को 15% तक कम कर सकते हैं।
   • सिमुलेशन सत्यापन: ट्रायल कटिंग से स्क्रैप से बचने के लिए हस्तक्षेप और ओवर-कटिंग की जांच करने के लिए वर्चुअल मशीनिंग का उपयोग करें।
6. हल्के वजन और ताकत को संतुलित करना
   • टोपोलॉजी अनुकूलन और खोखलापन: लोड पथ निर्धारित करने और केवल आवश्यक सामग्री (जैसे बायोमिमेटिक हड्डी संरचनाएं) को बनाए रखने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) का उपयोग करें।
   • मजबूती के लिए स्थानीयकृत हीट उपचार: समग्र ताप उपचार के बजाय उच्च तनाव वाले क्षेत्रों (जैसे गियर रूट्स) पर लेजर हार्डनिंग लागू करें।
   • हाइब्रिड प्रक्रिया संयोजन: मुख्य संरचना की सीएनसी मशीनिंग के बाद, वजन में कमी और ताकत को संतुलित करने के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (3 डी प्रिंटिंग) के माध्यम से हल्के ग्रिड जोड़ें।

• डीएफएम (विनिर्माण के लिए डिजाइन) विश्लेषण: उच्च लागत वाली सुविधाओं की पहचान करने के लिए प्रारंभिक डिजाइन चरण में मशीनिंग संयंत्र के साथ संवाद करें।
• प्राथमिकता क्रमबद्धता: "सामग्री अपशिष्ट> मशीनिंग समय> प्रसंस्करण के बाद" के क्रम में अनुकूलित करें।
• प्रोटोटाइप सत्यापन: बड़े पैमाने पर उत्पादन के बाद पुन: काम से बचने के लिए 3डी मुद्रित या सरल सीएनसी प्रोटोटाइप के साथ कार्यक्षमता का परीक्षण करें।

उपरोक्त रणनीतियों को लागू करके, कार्यक्षमता सुनिश्चित करते हुए सीएनसी मशीनिंग लागत को 20% -50% तक कम किया जा सकता है, जो विशेष रूप से बड़े पैमाने पर उत्पादन या उच्च-जटिलता वाले भागों में लागत में कमी की जरूरतों के लिए उपयुक्त है।