சிஏன்சி மெஷினிங் க்கான தனிப்பயன் பாகங்களை எவ்வாறு வடிவமைப்பது?

தனிப்பயன் பாகங்களுக்கான CNC மெஷினிங் வடிவமைப்பு வழிகாட்டுதல்களைப் புரிந்து கொள்வது

பாக உற்பத்தித்திறனை நேரடியாக பாதிக்கும் CNC வடிவமைப்பின் முக்கியத்துவம்

தனிப்பயன் பாகங்களை சுமூகமாக உருவாக்குவதற்கோ அல்லது பின்னர் விலையுயர்ந்த சீரமைப்புகள் தேவைப்படுவதற்கோ CNC வடிவமைப்பின் தரமே முக்கிய வித்தியாசத்தை ஏற்படுத்துகிறது. தொழில்துறை ஆய்வுகளின்படி, வடிவமைப்பாளர்கள் DFM வழிகாட்டுதல்களைப் பின்பற்றும்போது, சரியாக சிந்திக்கப்படாத வடிவமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது அவர்கள் உற்பத்தி நேரத்தை 25% முதல் 40% வரை குறைக்கிறார்கள் (2024 அறிக்கையில் FiveFlute குறிப்பிட்டுள்ளது). இந்த மேம்பாட்டுக்கு பின்னால் என்ன இருக்கிறது? முதலில், கருவிகள் பணிப்பொருளை எளிதாக அணுக முடிகிறது. செயலாக்கத்தின்போது பொருட்கள் குறைந்த அழுத்தத்தை அனுபவிக்கின்றன, இது மிகவும் முக்கியமானது. மேலும், இந்த செயல்திறன் மிகுந்த வடிவமைப்புகள் முதலில் பொதுவான வெட்டும் கருவிகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ள விதத்துடன் சிறப்பாகப் பொருந்துகின்றன.

CNC செயலாக்க வடிவமைப்பு வழிகாட்டுதல்களில் முக்கிய விதிகள்

CNC பாக வடிவமைப்பில் மூன்று அடிப்படைக் கொள்கைகள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன:

1. கருவி விலக்கத்தைத் தடுக்க 1mm க்கு குறையாத சுவர் தடிமனை பராமரிக்கவும்
2. பாக்கெட் ஆழத்தை கருவியின் விட்டத்தின் 4 மடங்கை மீறாமல் கட்டுப்படுத்தவும்
3. பொதுவான துளைக்கும் கருவிகளுடன் பொருந்தக்கூடிய தரப்படுத்தப்பட்ட துளை அளவுகளைப் பயன்படுத்தவும்

2023 ஆம் ஆண்டு எக்ஸாவியர்-பார்ட்ஸ் 1,200 விமானப் பாகங்களை ஆய்வு செய்ததில், இந்த விதிகளைப் பின்பற்றுவது இயந்திர நேரத்தை 18% மற்றும் கழிவு விகிதத்தை 32% குறைக்கிறது.

ஆரம்பத்திலேயே இயந்திர திறன்களைக் கருத்தில் கொண்டு வடிவமைத்தல்

நவீன CNC மில்கள் ±0.025mm அளவிலான தரத்தை அடைகின்றன, ஆனால் ஸ்பிண்டில் வேக வரம்புகள் (பொதுவாக ₰15,000 RPM) மற்றும் பல-அச்சு பயண வரம்புகள் போன்ற உடல் கட்டுப்பாடுகளை வடிவமைப்பாளர்கள் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். உதாரணமாக, 5-அச்சு இயந்திரங்கள் சிக்கலான கீழ் அம்சங்களை சாத்தியமாக்குகின்றன, ஆனால் தொடர்ச்சியான கருவி பாதைகளை பராமரிக்க போதுமான தெளிவு கோணங்கள் தேவைப்படுகின்றன.

தனிப்பயன் பாகங்கள் பொறியியலில் DFM (தயாரிப்புக்கான வடிவமைப்பு) உயர்வு

வடிவமைப்பு மற்றும் தயாரிப்பு அணிகளுக்கிடையே ஆரம்பகால ஒத்துழைப்பு, CAD பிளகின்கள் மூலம் தானியங்கி தயாரிப்பு சரிபார்ப்புகள் மற்றும் கிளவுட்-அடிப்படையிலான CNC சிமுலேஷன் தளங்களைப் பயன்படுத்தி நிகழ்நேர கருத்துகள் போன்ற நடைமுறைகளால் 2020 முதல் DFM பயன்பாடு 67% அதிகரித்துள்ளது.

வழக்கு ஆய்வு: CNC வெளியீட்டை மேம்படுத்த ஒரு சிக்கலான பிராக்கெட்டை மீண்டும் வடிவமைத்தல்

மூலோபாய வடிவமைப்பு மாற்றங்கள் மூலம் ஒரு மருத்துவ சாதன உற்பத்தியாளர் பிராக்கெட் உற்பத்தி செலவை 41% குறைத்தார்:

முக்கியமான மேம்பாடுகளில் தரமான முடிவு மில் அளவுகளுக்கு ஏற்ப 0.3mm இருந்து 0.5mm ஆக உள் ஆரங்களை அதிகரிப்பதும், கருவி மாற்றுதலை குறைக்க துளை விட்டங்களை தரப்படுத்துவதும் அடங்கும். துல்லியமான பாகங்களுக்கு செலவு-திறன் மற்றும் உற்பத்தி சாத்தியத்தை இந்த மறுவடிவமைப்பு எவ்வாறு மேம்படுத்துகிறது என்பதை இது காட்டுகிறது.

தனிப்பயன் பாகங்களின் செய்முறைத்தன்மை மற்றும் திறமைக்கான முக்கிய வடிவமைப்பு கருத்துகள்

செய்முறைத்தன்மையின் மீதான தாக்கத்தை பொருள் தேர்வு மற்றும் மதிப்பீடு

எந்தப் பொருள் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது என்பது ஒரு பொருளை எவ்வளவு வேகமாக செயலாக்க முடியும், வெட்டும் கருவிகள் நேரத்துடன் எவ்வாறு மாறும், மற்றும் இறுதியாக உருவாக்கப்படும் தயாரிப்பின் தரம் ஆகியவற்றை பொறுத்து முழுமையான வித்தியாசத்தை ஏற்படுத்துகிறது. உதாரணமாக, அலுமினிய உலோகக்கலவைகள் 2023-இல் பொன்மென் நிறுவனம் செய்த சமீபத்திய ஆய்வுகளின்படி, ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீலை விட 30 முதல் 50 சதவீதம் வரை வேகமாக வெட்ட முடியும். மறுபுறம், டைட்டானியம் மிகவும் வலிமையானது மற்றும் வெப்பத்தை சரியாகக் கடத்தாததால் சிறப்பு உபகரணங்களை தேவைப்படுகிறது. பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது, அவற்றை எவ்வளவு எளிதாக பயன்படுத்த முடியும் என்பதை பொறியாளர்கள் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். பித்தளை வெட்டும் பரப்புகளில் அதிக எதிர்ப்பின்றி நகர்வதால் விரிவான திரைகளுக்கு சிறப்பாக பொருந்தும். ஆனால் நைலான் பொருட்களை கவனமாக இருங்கள்; வேகமாக செயலாக்கும் போது அதிக வெப்பத்திற்கு உட்படுத்தப்பட்டால் இவை உருகும்.

துல்லியத் தேவைகளை உற்பத்தி செலவுகளுடன் சமன் செய்தல்

±0.005" ஐ விட குறைவான அனுமதி எல்லைகள் மெதுவான ஊட்ட விகிதங்கள் மற்றும் கூடுதல் ஆய்வு காரணமாக 45% செலவை உயர்த்துகின்றன (ASME 2023). முக்கியமான இடைமுகங்களுக்கு நெருக்கமான கட்டுப்பாடு தேவைப்படாத வரை ISO 2768 இடைநிலை அனுமதி (±0.02") ஐப் பயன்படுத்தவும். 2023 இல் நடத்தப்பட்ட ஒரு செலவு சீர்திருத்த ஆய்வு, இயந்திர கூட்டுகளில் 73% செயல்திறனை பாதிக்காமல் IT7 லிருந்து IT9 க்கு அளவு துல்லியத்தை தளர்த்துவது சுழற்சி நேரத்தை 18% குறைத்ததைக் கண்டறிந்தது.

CNC திறன்களுக்கு ஏற்ப அனுமதி எல்லைகளைச் சேர்த்தல்

தேவையற்ற செலவைத் தவிர்க்க இயந்திரத்தின் திறன்களுக்கு ஏற்ப அனுமதி தரவரிசைகளை பொருத்தவும்:

அழுத்து-பொருத்து இணைப்புகளைத் தவிர, ஒற்றைத் தரநிலை அனுமதிக்கத்தன்மையைத் தவிர்க்கவும், மாறாமல் இருப்பதை உறுதி செய்ய முக்கிய அளவுகளை ஒரே அமைப்பு தளத்தில் குழுப்படுத்தவும்.

அமைப்பு மாற்றங்களைக் குறைப்பதற்கான வடிவவியலை உகப்படுத்துதல்

இணை தளங்களில் அம்சங்களை ஒன்றிணைப்பதால் 60% வரை அமைப்பு மாற்றங்களைக் குறைக்க முடியும். சமச்சீரான பாக்கெட்டுகள் பிரதிபலிக்கப்பட்ட கருவி பாதைகளை அனுமதிக்கின்றன, மேலும் சீரான சுவர் தடிமன்கள் (அலுமினியத்திற்கு ₀.08") அதிர்வு-தொடர்பான குறைபாடுகளைத் தடுக்க உதவுகின்றன. ஒரு விமானப் பயணத் திட்டம் 14 தனிப்பயன் ஆரங்களை ஆறு தரப்படுத்தப்பட்ட நிரப்பிகளாக மாற்றுவதன் மூலம் 23% வேக ஆதாயத்தை எட்டியது.

CNC ஆல் தொடர்ந்து தயாரிக்கப்படும் தனிப்பயன் பாகங்களில் பொதுவான வடிவமைப்பு கட்டுப்பாடுகளை சந்திக்கும் சவால்களை சமாளித்தல்

சரியான உள் ஆரங்களைப் பயன்படுத்தி கூர்மையான உள் மூலைகளைத் தவிர்த்தல்

கூர்மையான உள் மூலைகள் அழுத்தத்தை மையப்படுத்துகின்றன மற்றும் சிறப்பு கருவிகளை தேவைப்படுத்துகின்றன, இது செலவுகளையும் தோல்வி ஆபத்தையும் அதிகரிக்கிறது. குறைந்தபட்சம் கருவி விட்டத்தின் 120% க்கு சமமான உள் ஆரங்களைப் பயன்படுத்தவும், எடுத்துக்காட்டாக, 1/16 முடி கருவியுடன் பணியாற்றும்போது 0.8 மிமீ ஆரத்தைப் பயன்படுத்தவும். இது மென்மையான கருவி ஈடுபாட்டை உறுதி செய்கிறது மற்றும் கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.

அதிர்வு மற்றும் உடைந்துபோவதை ஏற்படுத்தும் மெல்லிய சுவர்களை நீக்குதல்

அலுமினிய உலோகக்கலவைகளுக்கு 1.5 மிமீ-க்கும் குறைவானது போன்ற பொருளுக்குரிய விவரங்களை விட மெல்லிய சுவர்கள் அதிர்வு மற்றும் வடிவமாற்றத்திற்கு உள்ளாகின்றன. நிலைத்தன்மை மற்றும் துல்லியத்தை உறுதி செய்ய முக்கிய பயன்பாடுகளுக்கு குறைந்தபட்ச இயந்திர எல்லையை விட 30–50% அதிகமாக சுவர் தடிமனை வைத்திருப்பதே சிறந்த நடைமுறை.

கருவியின் அணுகுமுறையைக் கட்டுப்படுத்தும் ஆழமான, குறுகிய இடைவெளிகளால் ஏற்படும் பிரச்சினைகளைத் தடுத்தல்

கருவியின் விட்டத்தின் இருமடங்கை விட குறுகிய இடைவெளிகள் அணுகுமுறையைக் கட்டுப்படுத்தி சிறிய, குறைந்த நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்ட கருவிகளைப் பயன்படுத்த நிர்ப்பந்திக்கின்றன, இது சுழற்சி நேரத்தை நீட்டிக்கிறது. வெட்டும் கருவியின் விட்டத்தின் ₐ1.5x மற்றும் ஆழம் ₰4x கருவியின் நீளம் ஆகியவற்றை வடிவமைப்பதன் மூலம் தரமான கருவிகளுடன் செயல்பாட்டை செயல்படுத்துவதை உகப்படுத்துங்கள்.

நிலையான இயந்திர செயல்பாட்டிற்கான பணி வைத்திருக்கும் கட்டுப்பாடுகளைச் சுற்றி வடிவமைத்தல்

சிக்கலான வடிவங்கள் பெரும்பாலும் கிளாம்புகள் அல்லது வைஸ்களுடன் தலையிடுகின்றன. செயல்பாட்டை பாதிக்காமல் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்த, தடிமனான பிடிப்பு மேற்பரப்புகள், சமச்சீர் அம்சங்கள் அல்லது சீரமைப்பு துளைகள் போன்ற வடிவமைப்பு உறுப்புகளைச் சேர்க்கவும். 2023 ஆம் ஆண்டு ஆய்வு ஒன்று, இந்த மாற்றங்கள் மாதிரி தவறுகளின் அளவை 18% குறைக்கின்றன என்று காட்டியுள்ளது.

CNC செய்முறைப்படுத்துதல் தொடர்பான சிக்கல்களை முன்கூட்டியே கணிக்க சிமுலேஷன் கருவிகளின் பயன்பாடு அதிகரித்து வருகிறது

முன்னேறிய CAM மென்பொருள்கள் இப்போது வெட்டுதல் தொடங்குவதற்கு முன்பே மோதல்கள், கருவி விலகல் மற்றும் சிறந்ததல்லாத பாதைகளைக் கண்டறிகின்றன. 2024 CNC செய்முறைப்படுத்துதல் அறிக்கையின்படி, சிமுலேஷன் கருவிகளைப் பயன்படுத்தும் நிறுவனங்கள் பாரம்பரிய பணிப்பாய்வுகளை விட 62% குறைந்த அளவிலான கட்டத்தில் ஏற்படும் வடிவமைப்பு மாற்றங்களைப் பதிவு செய்துள்ளன.

விலையுயர்ந்த பிழைகளைத் தடுக்க CNC மில்லிங் வடிவமைப்பிற்கான சிறந்த நடைமுறைகள்

1. செயல்பாடு அனுமதிக்கும் இடங்களில் பல தடிமனற்ற பாக்கெட்டுகளை குறைந்த எண்ணிக்கையிலான ஆழமான குழிகளாக இணைக்கவும்
2. நூல் துளைகளுக்கு தர நிர்ணயிக்கப்பட்ட டிரில் அளவுகளை குறிப்பிடவும்
3. பொதுவான எண்ட் மில் அளவுகளுடன் பொருந்தும் மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தி தனிப்பயன் ஃபில்லட் ஆரங்களை மாற்றவும்

பொறியாளர்கள் மற்றும் இயந்திர நிபுணர்களுக்கு இடையேயான ஆரம்பகால ஒத்துழைப்பு இன்றியமையாததாக உள்ளது; ஒரே நேரத்தில் பொறியியல் கொள்கைகளைப் பயன்படுத்தும் திட்டங்கள் 2024 ஆம் ஆண்டின் முதல் காலாண்டில் உற்பத்தி செலவுகளில் 27% குறைவைப் பதிவு செய்துள்ளன.

தனிப்பயன் CNC பாகங்களில் துளைகள், நூல்கள் மற்றும் பாக்கெட்களை உகப்பாக்குதல்

செயல்பாட்டுக்கு முக்கியமானவை மற்றும் செலவு-சார்ந்த CNC இயந்திர பகுதிகளாக சரியாக வடிவமைக்கப்பட்ட துளைகள், நூல்கள் மற்றும் குழிகள் செயற்படும் பகுதிகள் இங்கே நான்கு நிரூபிக்கப்பட்ட உத்திகள் உள்ளன.

சரியான துளை ஆழம் மற்றும் விட்ட விகிதங்களைப் பயன்படுத்துதல்

கருவியின் விலகலைக் குறைக்க 3:1 என்ற ஆழத்திற்கான விட்ட விகிதத்தை பராமரிக்கவும். இதை மீறுவது சுழற்சி நேரத்தை 22% அதிகரிக்கிறது மற்றும் நூலின் உறுதிப்பாட்டை குறைக்கிறது (ஃபர்ஸ்ட் மோல்ட் 2024). குருட்டு நூலிடப்பட்ட துளைகளுக்கு, முழு நூலிடுதல் ஈடுபாட்டை உறுதி செய்ய துளை விட்டத்தில் பாதி அளவு நூலிடப்படாத பகுதியை அடிப்பகுதியில் சேர்க்கவும்.

நேர்த்தியான துளை மற்றும் பாக்கெட் ஆழ வடிவமைப்பு மூலம் மீண்டும் செய்யும் பணியைக் குறைத்தல்

அவற்றின் மூலை ஆரத்தை விட ஆறு மடங்குக்கும் அதிகமான பாக்கெட்டுகள் நீண்ட அடைவு கருவிகளை தேவைப்படுத்துகின்றன, அவை உடையக்கூடியவை மற்றும் 37% தோல்வி அபாயத்தை உயர்த்துகின்றன (சம்மிட் CNC 2024). கருவி விட்டத்தின் 4 மடங்குக்குள் ஆழங்களை வைத்திருப்பது சாதாரண உபகரணங்களுடன் நம்பகமான இயந்திர செயல்பாட்டை சாத்தியமாக்குகிறது.

துளையிடும் நேரத்தை குறைப்பதற்காக திரையின் வடிவங்களை தரமாக்குதல்

தனிப்பயன் பிட்ச்களுக்கு பதிலாக பொதுவான UNC/UNF திரை தரநிலைகளைப் பயன்படுத்தவும். ஆராய்ச்சியின் படி, தரமற்ற வடிவங்களை விட 40% குறைந்த துளையிடும் நேரத்தை அடைய தொழிற்சாலைகள் முன்கையாக நிரல்படுத்தப்பட்ட சுழற்சிகளை பயன்படுத்தலாம்.

ஒரே ஆழத்துடன் குழிகள் மற்றும் பாக்கெட்டுகளை வடிவமைத்தல்

பாகத்தில் உள்ள ஒரே மாதிரியான குழி ஆழங்கள் ஒரு கருவியுடன் தொடர்ச்சியான இயந்திர செயல்பாட்டை அனுமதிக்கின்றன, ஒவ்வொரு கருவி மாற்றத்திற்கும் 15–20 நிமிடங்களை நீக்குகின்றன. சமீபத்திய விமானப் பயண தாங்கியில் சாதாரண கருவி நீளங்களுடன் ஆழங்களை ஒருங்கிணைப்பது மொத்த இயந்திர நேரத்தை 31% குறைத்தது.

நுண்ணிய தனிப்பயன் பாக வடிவமைப்பு மூலம் உற்பத்தி செயல்திறனை மேம்படுத்துதல்

CNC-நட்பு வடிவமைப்பு மூலம் உற்பத்தி செய்யக்கூடிய தன்மையை மேம்படுத்துதல்

CNC திறன்களுக்குள் வடிவமைப்பது கருவியின் அழிவை 18–22% ஆகக் குறைக்கிறது, மேலும் ±0.1mm துல்லியத்தை பராமரிக்கிறது (ஜேர்னல் ஆஃப் மேனுஃபேக்சரிங் சிஸ்டம்ஸ் 2023). வளைதலைத் தடுக்க ஒருங்கிணைந்த சுவர் தடிமன்கள், மூன்று அல்லது அதற்குமேற்பட்ட அமைப்புகள் தேவைப்படாத அணுகக்கூடிய வடிவங்கள் மற்றும் நிரலாக்கத்தை எளிமைப்படுத்த தரப்படுத்தப்பட்ட கருவி நூலகங்களைப் பயன்படுத்துவதில் கவனம் செலுத்தவும்.

ஆப்டிமைசேஷன் மூலம் உற்பத்தி செலவுகள் மற்றும் லீட் டைம்களைக் குறைத்தல்

ஆப்டிமைசேஷன் முறைகள் குறிப்பிடத்தக்க சேமிப்பை வழங்குகின்றன, 2023 உற்பத்தி பகுப்பாய்வில் காட்டப்பட்டுள்ளது:

இந்த முறைகள் ASME Y14.5 ஜியோமெட்ரிக் டைமென்ஷனிங் தரநிலைகளுக்கு இணங்கி உற்பத்தியை விரைவுபடுத்துகின்றன.

தனிப்பயன் பாகங்களில் அதிகப்படியான பொறிமுறை வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு எளிமை

ஒருங்கிணைந்த வடிவமைப்பு-உற்பத்தி அணுகுமுறை, செயல்பாட்டு அம்சங்கள் இல்லாதவற்றை நீக்குவது:

1. பொருள் செலவுகளை 12–15% குறைக்கிறது
2. உற்பத்தி நேரத்தை 30–50% குறைக்கிறது
3. தரக் கட்டுப்பாட்டு அங்கீகார விகிதத்தை 97% ஆக உயர்த்துகிறது

செயல்திறன் மற்றும் நடைமுறைத்தன்மைக்கு இடையே சரியான சமநிலையை ஏற்படுத்துவது உற்பத்தி சுழற்சிகளில் ROI-ஐ நேரடியாக அதிகரிக்கிறது.

தேவையான கேள்விகள்

தனிப்பயன் பாகங்கள் உற்பத்தியில் CNC மில்லிங் என்றால் என்ன?

CNC மில்லிங் என்பது துல்லியத்துடன் தனிப்பயன் பாகங்களை உற்பத்தி செய்வதற்காக கணினி கட்டுப்பாட்டு இயந்திரங்களைப் பயன்படுத்தும் செயலாகும், இது உற்பத்தி திறமையை மேம்படுத்தி செலவுகளைக் குறைக்கிறது.

பொருள் தேர்வுகள் CNC இயந்திர செயல்முறையை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன?

பொருள் தேர்வு இயந்திர செயல்முறை வேகம், கருவியின் அழிவு மற்றும் இறுதி தயாரிப்பின் தரத்தை பாதிக்கிறது. உதாரணமாக, அலுமினிய உலோகக்கலவைகளை ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீலை விட வேகமாக இயந்திரம் செய்யலாம், ஆனால் டைட்டானியம் போன்ற பொருட்கள் அவற்றின் பண்புகளுக்காக சிறப்பு உபகரணங்களை தேவைப்படுகின்றன.

CNC இயந்திர செயல்முறையில் DFM வழிகாட்டுதல்கள் என்ன?

DFM (தயாரிப்புக்கான வடிவமைப்பு) வழிகாட்டுதல்கள் இயந்திர நேரத்தை குறைத்து, கழிவு விகிதங்களைக் குறைப்பதன் மூலம் செயல்திறன் மிக்க மற்றும் செலவு குறைந்த உற்பத்திக்கு வடிவமைப்புகள் சிறப்பாக்கப்படுவதை உறுதி செய்கின்றன.