मशीनिंग के दौरान कंपन होने पर कैसे निपटें?

मशीनिंग वाइब्रेशन या चैटर एक स्व-उत्तेजित दोलन है जो टूल और वर्कपीस के बीच होता है, जिससे सतह की फिनिश, आयामी सटीकता और टूल जीवन पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है, और यह मशीन टूल को भी नुकसान पहुँचा सकता है। इसका समाधान करने के लिए स्रोत की पहचान और सुधारात्मक कार्यों को लागू करने की एक व्यवस्थित दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है, जिससे पूरे सिस्टम की गतिशील कठोरता बढ़ाई जा सके।

तत्काल जांच और स्रोत की पहचान

पहला कदम चैटर के प्रकार का निदान करना है। बलपूर्वक कंपन (Forced Vibration) बाहरी आवधिक बलों के कारण होता है, जैसे असंतुलित टूलहोल्डर, घिसे हुए स्पिंडल बेयरिंग या इंटरमिटेंट कट। स्व-उत्तेजित चैटर (Self-Excited Chatter) अधिक सामान्य है और मशीन-टूल-वर्कपीस प्रणाली की संरचनात्मक गतिशीलता के साथ कटिंग प्रक्रिया की पारस्परिक क्रिया से उत्पन्न होता है; यह तब होता है जब कंपन से उत्पन्न चिप मोटाई में बदलाव एक फीडबैक लूप बनाता है जो दोलन को मजबूत करता है।

सबसे सुलभ घटकों से शुरुआत करें। सभी क्लैम्पिंग और फिक्स्चरिंग को जांचें और कसें — इसमें वर्कपीस, वाइज़, पैलेट और होल्डर के भीतर टूल शामिल हैं। अपर्याप्त समर्थन वाला वर्कपीस ढोल की तरह कंपन करेगा। पतली दीवार या जटिल घटकों के लिए, वैक्यूम चक या कम पिघलने वाले बिंदु वाले फ्यूज़िबल अलॉय जैसे विशेष फिक्स्चरिंग का उपयोग करने पर विचार करें ताकि पूर्ण बैकिंग सपोर्ट मिल सके। हमारी वन स्टॉप सेवा में, हम अक्सर चुनौतीपूर्ण भागों के लिए कस्टम फिक्स्चर डिज़ाइन करते हैं ताकि प्रोटोटाइपिंग से लेकर उत्पादन तक अधिकतम कठोरता सुनिश्चित की जा सके।

सुधारात्मक कार्य: पैरामीटर और टूलपाथ समायोजन

अक्सर, सबसे तेज़ समाधान कटिंग पैरामीटर को समायोजित करना होता है। सबसे प्रभावी परिवर्तन है स्पिंडल गति को बदलना। चैटर विशिष्ट अनुनाद आवृत्तियों पर होता है; गति में महत्वपूर्ण परिवर्तन (ऊपर या नीचे) प्रक्रिया को इस अस्थिर क्षेत्र से बाहर ले जा सकता है। यदि संभव हो, तो मशीन के "स्पिंडल स्पीड वेरिएशन" फ़ंक्शन का उपयोग करें ताकि गति को लगातार परिवर्तित किया जा सके और हार्मोनिक चक्र को तोड़ा जा सके।

फीड दर और कट की गहराई में संशोधन भी महत्वपूर्ण है। कम रेडियल कट गहराई (स्टेप-ओवर) अक्सर चैटर को दबाने में अक्षीय गहराई कम करने से अधिक प्रभावी होती है। यह टूल एंगेजमेंट एंगल को कम करता है, जिससे कंपन को उत्प्रेरित करने वाले कटिंग बलों में कमी आती है। इसके विपरीत, कभी-कभी थोड़ी अधिक फीड दर मदद कर सकती है क्योंकि यह एक मोटी चिप बनाती है जो अधिक डैम्पिंग प्रदान करती है। जटिल भागों के लिए जो मल्टी-एक्सिस मशीनिंग सेवा के माध्यम से मशीन किए जाते हैं, ट्रोकोइडल या डायनेमिक टूलपाथ्स का उपयोग करना जो निरंतर टूल एंगेजमेंट बनाए रखते हैं, चैटर को लगभग समाप्त कर सकता है क्योंकि यह उच्च-एंगेजमेंट कोनों से बचता है।

टूलिंग और टूलहोल्डर रणनीतियाँ

टूल चयन सर्वोपरि है। कठोरता को अधिकतम करने के लिए हमेशा संभवतः सबसे छोटी टूल एक्सटेंशन और सबसे बड़े व्यास वाले टूल का उपयोग करें। टूलहोल्डर कनेक्शन महत्वपूर्ण है; हीट श्रिंक होल्डर और हाइड्रोलिक होल्डर मानक कोलेट चक की तुलना में बेहतर ग्रिपिंग बल और डैम्पिंग विशेषताएँ प्रदान करते हैं। विशेष रूप से कठिन मामलों के लिए, डैम्प्ड टूलहोल्डर्स को विशिष्ट आवृत्तियों पर कंपन का मुकाबला करने के लिए आंतरिक मास-स्प्रिंग सिस्टम के साथ डिज़ाइन किया गया है।

ऐसे टूल का चयन करें जिसमें असमान फ्लूट स्पेसिंग या वैरिएबल हेलिक्स एंगल हो। यह डिज़ाइन हार्मोनिक फीडबैक लूप को बाधित करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि अगली कटिंग धारें थोड़े अलग समय पर सामग्री से जुड़ें, जिससे कंपन ऊर्जा का निरंतर संचय रोका जा सके। यह हमारे सीएनसी मिलिंग सेवा में एक मानक अभ्यास है, विशेष रूप से टाइटेनियम या Inconel जैसी चुनौतीपूर्ण सामग्रियों के लिए जहाँ चैटर एक बड़ी चिंता होती है।

वर्कपीस और मशीन की कठोरता को संबोधित करना

यदि कंपन बना रहता है, तो समस्या वर्कपीस सामग्री या मशीन में हो सकती है। लंबी, पतली विशेषताओं के लिए, बलिदानी सपोर्ट जोड़ना जो अंतिम संचालन में मशीनिंग द्वारा हटाए जाते हैं, अस्थायी कठोरता प्रदान कर सकते हैं। प्रभावी कूलेंट अनुप्रयोग सुनिश्चित करना भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि एक हाई-प्रेशर कूलेंट सिस्टम उन चिप्स को तोड़ने में मदद कर सकता है जो अन्यथा फिर से कट सकती हैं और कंपन को उत्प्रेरित कर सकती हैं।

अंततः, यदि मशीन टूल में घिसे हुए स्पिंडल बेयरिंग या अपर्याप्त संरचनात्मक द्रव्यमान है, तो विकल्प सीमित होते हैं। ऐसे मामलों में, एकमात्र समाधान पैरामीटर को और कम करना या, यदि भाग की गुणवत्ता समझौता नहीं की जा सकती — जैसे कई प्रेसिजन मशीनिंग सेवा अनुप्रयोगों में — संचालन को एक अधिक कठोर मशीन प्लेटफ़ॉर्म पर स्थानांतरित करना है। चैटर से उत्पन्न तनाव भाग की दीर्घायु को भी प्रभावित कर सकते हैं, जिससे कभी-कभी सीएनसी मशीनिंग के लिए हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता हो सकती है ताकि तनाव दूर किए जा सकें, या सतह की रक्षा के लिए एक मजबूत PVD कोटिंग आवश्यक हो सकती है जिसे कंपन द्वारा सूक्ष्म रूप से दरारें आई हो सकती हैं।