प्रति दांत का बढ़ना ब्रोचिंग लोड और सतह की फिनिश को कैसे प्रभावित करता है?

ब्रोचिंग ऑपरेशन में, फ़ीड दर को मशीन ऑपरेटर द्वारा नियंत्रित नहीं किया जाता है; इसे उपकरण की ज्यामिति में ही स्थायी रूप से इंजीनियर किया गया है। गलत राइज़ पर टूथ (आरपीटी) निर्दिष्ट करने से कंपाउंडिंग विफलताएं होती हैं - अत्यधिक मशीन लोड, विनाशकारी उपकरण टूटना, अस्वीकार्य सतह खत्म, और उच्च स्क्रैप दर। सही उच्च-मात्रा या उच्च-परिशुद्धता विनिर्माण के लिए जब आप आरपीटी गलत पाते हैं, तो आप या तो रैम को रोक देते हैं, उपकरण को तोड़ देते हैं, या मरम्मत से परे वर्कपीस सामग्री को फाड़ देते हैं। हमें वास्तव में यह देखने की ज़रूरत है कि चिप की मोटाई कैसे लोड को निर्देशित करती है और क्यों रफिंग से फिनिशिंग तक कट को व्यवस्थित करना दुकान के फर्श पर कड़ी सहनशीलता बनाए रखने का एकमात्र तरीका है। ब्रोचिंग कटर का मूल्यांकन और खरीद करने वाले इंजीनियरों के लिए आरपीटी, काटने के बल और सामग्री व्यवहार के बीच सटीक यांत्रिक संबंध को समझना अनिवार्य है।

• अंतर्निहित फ़ीड नियंत्रण: आरपीटी (जिसे 'प्रति दांत कदम' या 'प्रति दांत फ़ीड' के रूप में भी जाना जाता है) प्रति पास निकाली गई सटीक चिप मोटाई और मात्रा को निर्देशित करता है, जो ऑपरेशन के लिए निश्चित फ़ीड दर के रूप में कार्य करता है।

• लोड प्रबंधन: अत्यधिक आरपीटी तेजी से खींचने/धकेलने वाले भार को बढ़ाता है, जिससे मशीन के रुकने या उपकरण के टूटने का खतरा होता है, जबकि अपर्याप्त आरपीटी के कारण काम सख्त हो जाता है और उपकरण तेजी से खराब हो जाता है।

• सतही फिनिश की गतिशीलता: इष्टतम सतही फिनिश के लिए चरणबद्ध आरपीटी दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है - खुरदरे दांतों के लिए उच्च मान (0.05 मिमी से 0.2 मिमी) और दांतों को खत्म करने के लिए न्यूनतम मान (0.01 मिमी से 0.04 मिमी)।

• अनुप्रयोग विशिष्टता: टूल चयन - चाहे आंतरिक स्पलाइन ब्रोच टूल हो या कीवे ब्रोचिंग कटर - का मूल्यांकन सामग्री कठोरता, मशीन टन भार और आवश्यक सहनशीलता के आधार पर किया जाना चाहिए।

ब्रोचिंग कटर में प्रति दांत वृद्धि की यांत्रिकी (आरपीटी)।

आरपीटी और चिप निर्माण को परिभाषित करना

राइज़ पर टूथ (आरपीटी) कटर पर लगातार दांतों के बीच ऊंचाई या त्रिज्या में आयामी अंतर है। आप अक्सर इसे तकनीकी मैनुअल और टूलींग प्रिंट में "कदम प्रति दांत" या "फ़ीड प्रति दांत" के रूप में संदर्भित देखेंगे। आरपीटी सीधे प्रत्येक दांत द्वारा उत्पन्न चिप के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र को निर्धारित करता है। जब एक दांत कट में प्रवेश करता है, तो यह उसके आरपीटी के बिल्कुल बराबर सामग्री की एक परत को काट देता है। धातु की इस मात्रा को दांत के आगे चिप ग्रूलेट में कर्ल और पैक करना चाहिए। यदि आरपीटी गले की मात्रा के लिए बहुत बड़ा है, तो चिप ठोस हो जाती है, काटने का बल बढ़ जाता है और उपकरण टूट जाता है।

दुकान के फर्श पर, चिप निर्माण आपको आपके आरपीटी के बारे में सब कुछ बताता है। एक उचित आकार का आरपीटी एक कसकर घुमावदार चिप का उत्पादन करता है जो स्ट्रोक के अंत में आसानी से गिर जाता है। यदि चिप्स सीधे हैं, खंडित हैं, या नालियों में जाम हो गए हैं, तो आरपीटी, चेहरे के कोण और नालिका त्रिज्या के बीच संबंध मौलिक रूप से त्रुटिपूर्ण है।

कट की शारीरिक रचना

उचित ढंग से डिज़ाइन किया गया ब्रोच दांतों की एक अलग प्रगति प्रदर्शित करता है। आप टूल की पूरी लंबाई में समान आरपीटी का उपयोग नहीं करते हैं। अंतिम आयामी सटीकता के साथ भारी सामग्री हटाने को संतुलित करने के लिए ज्यामिति का मंचन किया जाता है।

1. रफिंग सेक्शन: इन दांतों में अधिकतम आरपीटी होता है, आमतौर पर प्रति दांत 0.05 मिमी से 0.2 मिमी तक होता है। उनका एकमात्र काम बड़ी मात्रा में सामग्री को उतनी तेजी से हटाना है जितनी तेजी से मशीन टन भार अनुमति देती है।

2. सेमी-फ़िनिशिंग अनुभाग: यहां, आरपीटी में काफी गिरावट आती है। ये दांत कट को परिवर्तित करते हैं, काटने की ताकत को कम करते हैं और अंतिम आकार देने से पहले उपकरण के विक्षेपण को कम करते हैं।

3. फिनिशिंग अनुभाग: इन दांतों में न्यूनतम से शून्य आरपीटी होता है, आमतौर पर 0.01 मिमी से 0.04 मिमी। वे भारी सामग्री नहीं हटाते; वे भाग को आकार देने और सतह को जलाने के लिए अंतिम हजारवें हिस्से को शेव करते हैं।

यह चरणबद्ध ज्यामिति एकाधिक टूल पास की आवश्यकता को समाप्त कर देती है। आपको एक ही झटके में पूरा हिस्सा मिल जाता है, जिससे परिचालन दक्षता बढ़ती है और द्वितीयक परिचालन के बिना आयामी सटीकता सुनिश्चित होती है।

आरपीटी ब्रोचिंग लोड और मशीन टन भार को कैसे निर्धारित करता है

प्रति दांत काटने के बल की गणना

ब्रोचिंग लोड आरपीटी का एक सीधा, रैखिक कार्य है। आवश्यक भार की गणना के लिए मूल सूत्र है: भार = (लगे हुए दांतों की संख्या) × (आरपीटी) × ​​(कट की चौड़ाई) × (सामग्री का विशिष्ट काटने वाला बल)। जब आप आरपीटी बढ़ाते हैं, तो आप चिप की मोटाई बढ़ाते हैं, जो सामग्री को काटने के लिए आवश्यक काटने के बल को आनुपातिक रूप से बढ़ाता है।

इंजीनियरों को स्ट्रोक के दौरान किसी भी समय वर्कपीस में लगे दांतों की अधिकतम संख्या की गणना करनी चाहिए। यदि आपके दांतों के बीच लंबा हिस्सा और छोटा पिच है, तो आपके दस दांत एक साथ कट सकते हैं। इसे एक आक्रामक आरपीटी से गुणा करें, और आपकी टन भार आवश्यकताएं आसमान छू जाएंगी।

ओवरलोडिंग का जोखिम: उपकरण विक्षेपण और टूटना

पीएम-एम4 या एम2 हाई-स्पीड स्टील जैसी उपकरण सामग्री को अत्यधिक उच्च आरपीटी के अधीन करने से वे अपनी यांत्रिक सीमाओं की ओर धकेलते हैं। प्राथमिक कार्यान्वयन जोखिम ब्रोच गर्दन की तन्य शक्ति (पुल ब्रोच का सबसे कमजोर बिंदु) से अधिक होना या मशीन रैम की अधिकतम टन भार क्षमता से अधिक होना है।

जब आप उपकरण को ओवरलोड करते हैं, तो यह विक्षेपित हो जाता है। आंतरिक ब्रोचिंग में, यह विक्षेपण उपकरण को केंद्र से भटकने का कारण बनता है, जिससे बोर की सांद्रता नष्ट हो जाती है। यदि भार उच्च गति वाले स्टील की अंतिम तन्य शक्ति से अधिक हो जाता है, तो ब्रोच भाग के अंदर टूट जाएगा। कठोर वर्कपीस से टूटे हुए ब्रोच को निकालना एक दुःस्वप्न है जिसके परिणामस्वरूप आमतौर पर उपकरण और भाग दोनों खराब हो जाते हैं।

सिंगल-टूथ विफलता कैस्केड

उच्च जोखिम वाली स्थिति तब उत्पन्न होती है जब एक भी अधिक भार वाला दांत टूट जाता है या टूट जाता है। जब दांत संख्या पांच टूट जाता है तो वह अपना निर्धारित पदार्थ पीछे छोड़ देता है। दांत संख्या छह अब वर्कपीस से टकराती है और डबल-आरपीटी कार्यभार लेने के लिए मजबूर हो जाती है। क्योंकि टूथ सिक्स को चिप लोड को दोगुना करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था, यह तुरंत टूट जाता है।

यह विफलता दांत सात पर ट्रिपल लोड स्थानांतरित करती है, जिससे तेजी से कैस्केड प्रभाव शुरू होता है। एक भी क्षतिग्रस्त दांत बाद के सभी पासों के आकार, सतह की फिनिश और आयामी स्थिरता से समझौता करता है, अक्सर एक सेकंड के एक अंश में पूरे उपकरण को नष्ट कर देता है।

मशीन की क्षमता के अनुसार कटर विशिष्टताओं का मिलान

आक्रामक आरपीटी के साथ कस्टम ब्रोच डिज़ाइन को मंजूरी देने से पहले, आपको अपनी मौजूदा मशीन क्षमताओं का ऑडिट करना होगा। टन भार पर अनुमान न लगाएं.

1. मशीन की अधिकतम निरंतर टन भार रेटिंग को सत्यापित करें, न कि केवल चरम आंतरायिक रेटिंग को।

2. यह सुनिश्चित करने के लिए उपलब्ध स्ट्रोक लंबाई को मापें कि मशीन रियर पायलट सहित ब्रोच की पूरी लंबाई खींच सकती है।

3. अपने फोर्जिंग या कास्टिंग के विशिष्ट भौतिक गुणों का उपयोग करके चरम काटने वाले बल की गणना करें, सबसे खराब स्थिति में कठोरता भिन्नताओं को ध्यान में रखते हुए।

सतही फिनिश गुणवत्ता पर आरपीटी का प्रभाव

उच्च आरपीटी: फटने, फटने और चटकारे लेने का जोखिम

अत्यधिक आक्रामक आरपीटी के कारण सामग्री सफाई से कटने के बजाय काटने वाले किनारे के आगे टूट जाती है। इससे वर्कपीस की सतह फटी, गड्ढेदार या परतदार हो जाती है। आप भौतिक रूप से कटे हुए अक्ष के साथ खिंचते हुए आंसू के निशान देखेंगे।

इसके अतिरिक्त, जब काटने का बल सेटअप की कठोरता से अधिक हो जाता है, तो हार्मोनिक चैटर होता है। उपकरण वर्कपीस के खिलाफ उछलना शुरू कर देता है, जिससे सतह पर एक अलग वॉशबोर्ड पैटर्न बन जाता है। चटकारे लेने से सतह की गुणवत्ता ख़राब हो जाती है, सहनशीलता नष्ट हो जाती है, और काटने वाले किनारों पर घिसाव तेज हो जाता है।

निम्न आरपीटी: रगड़ना, कार्य सख्त करना, और आसंजन

बेहतर फिनिश पाने के लिए आप आरपीटी को शून्य पर नहीं गिरा सकते। यदि आरपीटी उपकरण के अत्याधुनिक त्रिज्या से कम है, तो दांत वर्कपीस को काटने के बजाय उसके खिलाफ रगड़ेगा। इससे भारी मात्रा में घर्षण और गर्मी उत्पन्न होती है।

स्टेनलेस स्टील या हाई-निकल मिश्र धातु जैसी सामग्रियों में, यह रगड़ गंभीर कार्य सख्त कर देती है। भाग की सतह आधार सामग्री की तुलना में सख्त हो जाती है, जिससे इसे काटने की कोशिश करने वाले बाद के दांत नष्ट हो जाते हैं। गर्मी भी सामग्री के आसंजन का कारण बनती है, जहां वर्कपीस के सूक्ष्म टुकड़े खुद को दांतों के किनारों पर वेल्ड करते हैं, जिससे एक बिल्ट-अप एज (बीयूई) बनता है। BUE सतह की फिनिश को बर्बाद कर देता है और उपकरण की प्रभावी ज्यामिति को बदल देता है।

फिनिशिंग टीथ ज्योमेट्री की भूमिका

ब्रोच पर अंतिम दांत केवल भाग को आकार देने और सतह को चमकाने के लिए इंजीनियर किए जाते हैं। 0.01 से 0.04 मिमी के आरपीटी के साथ, वे पूर्ववर्ती दांतों द्वारा छोड़ी गई खुरदरी फिनिश को बेअसर कर देते हैं। इन दांतों में अक्सर थोड़ा अलग चेहरा कोण होता है और उपकरण को स्थिर करने और बोर में छोड़ी गई किसी भी सूक्ष्म चोटियों को बाहर निकालने के लिए एक बड़ी भूमि होती है।

आरपीटी आवश्यकताओं के आधार पर टूल प्रकारों का मूल्यांकन करना

आंतरिक तख़्ता ब्रोच उपकरण संबंधी विचार

स्प्लाइन ब्रोचिंग अद्वितीय आरपीटी चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है क्योंकि कई दाँत एक बड़ी आंतरिक परिधि में एक साथ संलग्न होते हैं। खींचते समय आंतरिक तख़्ता ब्रोच उपकरण , कुल काटने की परिधि भारी होती है। चिप को तोड़ने और कुल टन भार को कम करने के लिए कंपित दांत डिजाइन (जहां वैकल्पिक दांत बड़े व्यास और उलटे आकार को काटते हैं) का उपयोग किया जाता है।

आरपीटी प्रोफ़ाइल को आंतरिक ब्लाइंड या थ्रू-होल में चिप पैकिंग को रोकना चाहिए। यदि चिप्स खाली नहीं हो सकते हैं, तो उपकरण भाग से बाहर निकलते ही वे ताजा कटे हुए स्प्लिन को स्कोर कर देंगे।

कीवे ब्रोचिंग कटर विशिष्टताएँ

कीवे कटिंग के लिए, आरपीटी वितरण सख्त लंबवतता बनाए रखने के साथ भारी सामग्री हटाने को संतुलित करने पर केंद्रित है। कीवे ब्रोचिंग कटर अनिवार्य रूप से एक एकल-बिंदु उपकरण है जो रैखिक रूप से फैला हुआ है। यदि आरपीटी बहुत अधिक है, तो असममित काटने वाला बल उपकरण को कट से दूर धकेल देगा, जिससे की-वे सहनशीलता से बाहर हो जाएगा या ऊपर से नीचे की ओर पतला हो जाएगा।

सतही ब्रोच बनाम आंतरिक ब्रोच

टूल समर्थन आपकी RPT बाधाओं को निर्देशित करता है। सतही ब्रोच बहुत अधिक आरपीटी को संभाल सकते हैं क्योंकि वे बड़े पैमाने पर, कठोर बैकिंग फिक्स्चर से जुड़े होते हैं जो काटने वाली ताकतों को अवशोषित करते हैं। आंतरिक ब्रोच अपनी स्वयं की क्रॉस-सेक्शनल ताकत से सीमित होते हैं। उन्हें बिना टूटे भाग के माध्यम से खींचे जाने वाले तन्य भार से बचना चाहिए।

सामग्री मशीनीकरण और आरपीटी व्यापार-बंद

नरम सामग्री (एल्यूमीनियम, माइल्ड स्टील, नरम तांबा)

गलत आरपीटी प्रोफाइल के तहत नरम, चिपचिपी सामग्री कटर से चिपक जाती है। यह आसंजन सीधे दांतों के किनारों और जमीन पर होता है, जिसके परिणामस्वरूप भयावह रूप से टूटना और आयामी नियंत्रण का तेजी से नुकसान होता है। सामग्री कतरनी नहीं चाहती; यह धब्बा लगाना चाहता है.

इसे कम करने के लिए, आपको टूल को एक निश्चित बाइट लेने के लिए मजबूर करने के लिए बड़े आरपीटी निर्दिष्ट करने होंगे। साफ कतरनी सुनिश्चित करने और निर्मित किनारे को रोकने के लिए आपको अत्यधिक पॉलिश किए गए चिप गुलेट्स और एक तेज हुक कोण की भी आवश्यकता होती है। यदि आप नरम एल्यूमीनियम पर उथले आरपीटी का उपयोग करते हैं, तो आप सतह को खराब कर देंगे।

कठोर मिश्र धातु और टाइटेनियम

कठोर मिश्रधातुओं (जैसे 4140 प्री-हार्ड या टाइटेनियम) की मशीनिंग के लिए अत्यधिक काटने वाले बलों और गर्मी उत्पादन को प्रबंधित करने के लिए कम आरपीटी की आवश्यकता होती है। सामग्री कतरनी का विरोध करती है, इसलिए बड़ा काटने से मशीन रुक जाएगी या उपकरण चिप जाएगा।

ट्रेड-ऑफ में उपकरण की भौतिक लंबाई के मुकाबले कम आरपीटी की आवश्यकता को संतुलित करना शामिल है। यदि आप काटने वाले किनारों की सुरक्षा के लिए आरपीटी को गिराते हैं, तो आपको समान मात्रा में सामग्री को हटाने के लिए अधिक दांतों की आवश्यकता होगी। अधिक दांतों का मतलब है लंबा ब्रोच उपकरण, जिसके लिए लंबे स्ट्रोक वाली मशीन की आवश्यकता होती है। आप इस गणित को धोखा नहीं दे सकते.

कार्यान्वयन जोखिम और शमन रणनीतियाँ

समय से पहले उपकरण खराब होने का निदान

आवर्धन के तहत उपयोग किए गए कटर का निरीक्षण करने से यह निर्धारित करने में मदद मिलती है कि क्या आरपीटी विफलता का मूल कारण है। आपको विशिष्ट पहनने के पैटर्न को देखने की जरूरत है।

• कटे हुए खुरदुरे दांत संकेत देते हैं कि आरपीटी सामग्री की कठोरता के लिए बहुत आक्रामक है।

• गोल फिनिशिंग दांतों से पता चलता है कि आरपीटी अपर्याप्त है, जिससे दांत कटने के बजाय रगड़ते और जलते हैं।

• एक दांत पर माइक्रो-चिपिंग अक्सर स्थानीयकृत ओवरलोडिंग, फोर्जिंग में सामग्री के समावेशन या चिप निकासी में विफलता की ओर इशारा करती है।

रखरखाव और पुनः पैनापन की सीमाएँ

दांत के मुख को पीसकर ब्रोच को दोबारा तेज किया जाता है। बार-बार तेज करने से चेहरे का कोण बदल जाता है और गले की गहराई कम हो जाती है। यह अनजाने में चिप प्रवाह और प्रभावी कटिंग गतिशीलता को प्रभावित करता है, भले ही आरपीटी स्थिर रहता है।

जैसे-जैसे गुलाल उथला होता जाता है, यह कम चिप मात्रा धारण कर पाता है। यदि आप मूल आरपीटी को भारी धार वाले उपकरण पर बनाए रखते हैं, तो चिप्स पैक हो जाएंगे और ब्रोच को तोड़ देंगे। उच्च मात्रा में उत्पादन के दौरान सतह की फिनिश स्थिरता बनाए रखने के लिए एक सख्त जीवनचक्र स्थापित करना और पुन: पैनापन कार्यक्रम आवश्यक है।

निष्कर्ष

1. नई टूलींग का ऑर्डर देने से पहले अपनी वर्तमान मशीन की अधिकतम स्ट्रोक लंबाई और निरंतर टन भार रेटिंग का ऑडिट करें।

2. बैच-टू-बैच कठोरता भिन्नताओं को ध्यान में रखते हुए, अपनी सटीक वर्कपीस सामग्री की विशिष्ट काटने की शक्ति की गणना करें।

3. एक चरणबद्ध आरपीटी प्रोफ़ाइल तैयार करने के लिए अपने टूलिंग इंजीनियर से परामर्श लें जो भारी रफिंग को सटीक फिनिशिंग से अलग करता है।

4. चिप निर्माण और सतह फिनिश को सत्यापित करने के लिए मशीन से निकलने वाले पहले टुकड़े के लिए एक सख्त निरीक्षण प्रोटोकॉल लागू करें।

5. पुराने उपकरणों पर चिप पैकिंग को रोकने के लिए गले की गहराई में कमी के आधार पर अधिकतम पुनः तेज करने की सीमा स्थापित करें।

उपवास

प्रश्न: ब्रोचिंग कटर के लिए प्रति दांत मानक वृद्धि क्या है?

उत्तर: कोई एक मानक नहीं है, क्योंकि यह सामग्री और उपकरण के प्रकार पर निर्भर करता है। आम तौर पर, खुरदुरे दांतों के लिए प्रति दांत 0.05 मिमी से 0.2 मिमी का उपयोग किया जाता है, जबकि उचित आकार और सतह की फिनिश सुनिश्चित करने के लिए दांतों को साफ करने के लिए 0.01 मिमी से 0.04 मिमी का उपयोग किया जाता है।

प्रश्न: प्रति दांत वृद्धि आंतरिक स्प्लाइन ब्रोच टूल में चिप क्लीयरेंस को कैसे प्रभावित करती है?

ए: प्रति दांत अधिक वृद्धि से मोटे, बड़े चिप्स उत्पन्न होते हैं। इन चिप्स को ठीक से कर्ल करने के लिए दांतों के बीच बड़े ग्रूलेट वॉल्यूम की आवश्यकता होती है। यदि आरपीटी गुलेट क्षमता से अधिक हो जाता है, तो चिप्स ठोस हो जाते हैं, जिससे उपकरण टूट जाता है।

प्रश्न: क्या आप खराब सतह फिनिश की भरपाई के लिए ब्रोचिंग मशीन पर फ़ीड दर बदल सकते हैं?

उत्तर: नहीं। फ़ीड दर को प्रति दांत वृद्धि के माध्यम से उपकरण की ज्यामिति में स्थायी रूप से इंजीनियर किया जाता है। आप मशीन पर चिप लोड को समायोजित नहीं कर सकते; आप केवल काटने की गति (रैम वेलोसिटी) को समायोजित कर सकते हैं।

प्रश्न: मेरा कीवे ब्रोचिंग कटर फटी हुई या परतदार सतह क्यों छोड़ रहा है?

उत्तर: फटी हुई फिनिश आमतौर पर प्रति दांत अत्यधिक आक्रामक वृद्धि के कारण होती है, जिससे सामग्री कतरनी के बजाय फ्रैक्चर हो जाती है। यह खराब शीतलक अनुप्रयोग के कारण काटने वाले किनारों पर सामग्री के आसंजन (निर्मित किनारे) के कारण भी हो सकता है।

प्रश्न: आप प्रति दांत वृद्धि के आधार पर आवश्यक खींचने वाले बल की गणना कैसे करते हैं?

ए: खींचने वाले बल की गणना एक साथ लगे दांतों की अधिकतम संख्या, प्रति दांत वृद्धि, कट की चौड़ाई और सामग्री के विशिष्ट काटने वाले बल को गुणा करके की जाती है। यह सुनिश्चित करता है कि आप मशीन टनभार से अधिक न हों।

प्रश्न: यदि प्रति दाँत की वृद्धि बहुत कम हो तो उपकरण का क्या होगा?

उत्तर: यदि प्रति दांत का उभार काटने की धार की त्रिज्या से छोटा है, तो उपकरण काटने के बजाय रगड़ता है। इसके कारण किनारे तेजी से घिसते हैं, बड़े पैमाने पर गर्मी पैदा होती है और वर्कपीस सामग्री गंभीर रूप से सख्त हो जाती है।

प्रश्न: क्या "प्रति दांत वृद्धि" "प्रति दांत कदम" और "प्रति दांत फ़ीड" के समान है?

उ: हाँ, मशीनिंग उद्योग में ब्रोच पर लगातार दांतों के बीच ऊंचाई या त्रिज्या में आयामी अंतर का वर्णन करने के लिए इन शब्दों का परस्पर उपयोग किया जाता है।