अत्यंत अचूक मशीनिंग

जेव्हा बहुतेक लोक 'अत्यंत अचूक मशीनिंग' ऐकतात तेव्हा ते लगेचच घट्ट सहनशीलतेचा विचार करतात. तुम्हाला माहिती आहे, रेखांकनावरील ±0.001 किंवा अगदी ±0.0002 कॉलआउट्स. हा त्याचा भाग आहे, परंतु परिभाषित करणे हा सोपा भाग आहे. खरे आव्हान, एक दुकान वेगळे करतो जो ते करण्याचा दावा करू शकतो जो सतत वितरित करू शकतो, तो अमूर्त गोष्टींमध्ये राहतो. हे 8-तासांच्या रनमध्ये मशीन टूलच्या थर्मल स्टेबिलिटीमध्ये आहे, 17-4 PH स्टेनलेस बॅचमधील मायक्रो-वेरिएशन्स आणि शेवटच्या फिनिशिंग पासनंतर जेव्हा तुम्ही शेवटी तो अनक्लॅम्प करता तेव्हा भाग विकृत होतो. बरीच दुकाने, विशेषत: उच्च-सहिष्णुतेच्या कामासाठी नवीन, मशीनच्या चष्म्यांवर - रेखीय स्केल, लेझर कॅलिब्रेशन अहवालांवर स्थिर होतात. ते फक्त प्रवेश तिकीट आहेत. मशीन बसवल्यानंतर खरे काम सुरू होते.

फाउंडेशन: स्पिंडल वळण्यापूर्वी ते सुरू होते

तुम्ही डळमळीत पायावर हाय-स्पीड स्पिंडल बोल्ट करू शकत नाही आणि चमत्कारांची अपेक्षा करू शकत नाही. मी हे खूप कठीण मार्गाने लवकर शिकलो. आमच्याकडे फ्लुइडिक कंट्रोल सिस्टीमसाठी निकेल-आधारित मिश्र धातु घटकावर सूक्ष्म-मिलिंग वैशिष्ट्यांची आवश्यकता असलेला प्रकल्प होता. प्रिंट्समध्ये पृष्ठभाग पूर्ण करणे आणि स्थानात्मक सहिष्णुता आवश्यक आहे जी स्पष्टपणे, भीतीदायक होती. आमच्याकडे एक सक्षम 5-अक्ष मिल होती, परंतु आम्ही एका बॅचमध्ये तिसऱ्या किंवा चौथ्या भागावर विसंगत परिणाम मिळवत होतो. भंगाराचे दर आमचा जीव घेत होते.

हे यश फीड आणि वेग बदलण्यामुळे आले नाही. मजला बघून आला. मशीन प्रमाणित कारखान्याच्या स्लॅबवर होते, परंतु ते लोडिंग बे दरवाजाजवळ होते. ज्या मिनिटाने फोर्कलिफ्ट चालली किंवा HVAC सिस्टीम सुरू झाली तेव्हाही आम्हाला एक थरकाप दिसला—जवळजवळ अगोचर, पण थोडासा बडबड चिन्ह किंवा प्रोबवर डायमेन्शनल ड्रिफ्ट म्हणून दर्शविण्यासाठी पुरेसे आहे. आम्ही त्या मशिनसाठी एक समर्पित, वेगळ्या पाया ब्लॉक बसवून, कारखान्याच्या उर्वरित मजल्यापासून ते डिकपलिंग केले. ही एक महागडी, व्यत्यय आणणारी प्रक्रिया होती, परंतु ते बदल दूर करण्याचा हा एकमेव मार्ग होता. हीच ची ग्लॅमरस बाजू आहे अत्यंत अचूक मशीनिंग: कधीकधी सर्वात गंभीर घटक म्हणजे काँक्रिट.

इथेच भौतिक शास्त्रातील अनुभव अ-निगोशिएबल होतो. Inconel किंवा cobalt-chrome सारख्या विशेष मिश्रधातूंसोबत काम करणे म्हणजे फक्त कठीण टूलिंग वापरणे नाही. जेव्हा तुम्ही सामग्री काढणे सुरू करता तेव्हा कास्टिंग किंवा फोर्जिंग प्रक्रियेतून सामग्रीचा अवशिष्ट ताण कसा प्रतिक्रिया देईल हे समजून घेण्याबद्दल आहे. मी मशीनमधून बाहेर पडल्यानंतर काही दिवसांत सुंदरपणे मशिन केलेले पार्ट्स वापलेले पाहिले आहेत कारण अंतर्गत ताण पुन्हा संतुलित होतो. आता, आम्ही बऱ्याचदा प्रक्रियेच्या मध्यभागी तणाव-मुक्तीच्या चरणांचा समावेश करतो किंवा अंदाज लावता येण्याजोग्या, नियंत्रित हालचालींना अनुमती देण्यासाठी फिक्स्चरिंगची रचना देखील करतो. हे धातूची मेमरी आणि टूलपथ यांच्यातील नृत्य आहे.

टूलिंग विरोधाभास: जेव्हा धारक कटरपेक्षा अधिक महत्त्वाचा असतो

अचूकतेबद्दल कोणत्याही मशीनिस्टशी बोला आणि संभाषण त्वरीत टूलिंगकडे वळते. परंतु एक सामान्य समस्या आहे: कटिंग टूलमध्येच जास्त गुंतवणूक करणे आणि अपस्ट्रीम सर्व गोष्टींकडे दुर्लक्ष करणे. स्पिंडल आणि कटिंग एज यांच्यातील कनेक्शन संभाव्य त्रुटीची साखळी आहे. प्रीमियम, सब-मायक्रॉन टॉलरन्स एंड मिल जर ती जीर्ण झालेल्या कोलेटमध्ये किंवा खराब टेपर संपर्क असलेल्या धारकामध्ये बसली असेल तर ती निरुपयोगी आहे.

आम्ही उच्च-सुस्पष्टता, थर्मली स्थिर साधन धारकांवर वर्षांपूर्वी मानकीकृत केले. रनआउट आणि रिपीटेबिलिटी मधील फरक ताबडतोब स्पष्ट झाला, विशेषत: फिनिशिंग ऑपरेशन्समध्ये. पण मोठा धडा होता तो व्यवस्थापनाचा. आम्हाला टूलिंग सिस्टीमसाठी कठोर कॅलिब्रेशन आणि देखभाल वेळापत्रक लागू करावे लागले. तो एक सेट नाही आणि तो मालमत्ता विसरू. दुकानातील तापमानातील बदल, अगदी किरकोळ परिणामही धारकाच्या एकाग्रतेवर परिणाम करू शकतात. आता, धारक रनआउट तपासणे आणि दस्तऐवजीकरण करणे हे इन्सर्ट बदलण्याइतकेच नित्याचे आहे.

कूलंट आता फक्त चिप काढण्यासाठी आणि थंड करण्यासाठी नाही. खरेच अत्यंत अचूकता कार्य, विशेषत: विदेशी मिश्रधातूंसह, कूलंटची रासायनिक रचना आणि वितरण दाब पृष्ठभागाच्या अखंडतेवर आणि साधनांच्या आयुष्यावरही परिणाम करू शकतात. आमच्याकडे 316L स्टेनलेस घटकासह एक केस होता जिथे आम्हाला गंभीर सीलिंग पृष्ठभागावर मायक्रोस्कोपिक पिटिंग मिळत राहिली. टूलपाथ आणि टूलींग व्हेरिएबल्स संपल्यानंतर, आम्ही कूलंटकडे पाहिले. त्यातून एक किंचित जिवाणूंची वाढ दिसून आली (काहीतरी जे तुम्हाला रफिंग करताना लक्षात येणार नाही) कटिंग इंटरफेसवरील वंगणतेवर परिणाम करत आहे. अधिक स्थिर, देखभाल-केंद्रित शीतलक पद्धतीवर स्विच केल्याने त्याचे निराकरण झाले. हे दुसऱ्या आणि तिसऱ्या क्रमाचे परिणाम आहेत जे प्रक्रियेवर वर्चस्व गाजवतात.

मोजमाप ही प्रक्रिया आहे, अंतिम तपासणी नाही

मानसिकतेतील हा सर्वात मोठा बदल असू शकतो. पारंपारिक मशीनिंगमध्ये, तुम्ही भाग मशीन करा, मग तुम्ही ते मोजता. अत्यंत सुस्पष्टता कार्यामध्ये, मोजमाप एकत्रित केले जाते, बहुतेकदा प्रक्रियेत असते. ऑन-मशीन प्रोबिंग ही लक्झरी नाही; मशीन किंवा भागाच्या थर्मल वाढीची भरपाई करणे आवश्यक आहे. पण त्यालाही मर्यादा आहेत.

अंतिम प्रमाणीकरणासाठी आम्ही उच्च-अंत CMM मध्ये गुंतवणूक केली, परंतु आम्हाला त्वरीत लक्षात आले की त्याच्या पर्यावरणीय आवश्यकता मशीनिंग सेलच्या सारख्या कठोर आहेत. ते स्वतःच्या तापमान-नियंत्रित बंदिस्तात बसते. धक्कादायक म्हणजे कॅलिब्रेशन आर्टिफॅक्ट—जे मास्टर स्फेअर आम्ही CMM पात्र होण्यासाठी वापरतो. त्याच्या प्रमाणित व्यासामध्ये थर्मल विस्ताराचा गुणांक असतो. जर आम्ही गंभीर कॅलिब्रेशन चालवण्याआधी ठराविक कालावधीसाठी गोलाला CMM खोलीच्या तापमानाला अनुकूल होऊ दिले नाही, तर आम्ही सर्वात मूलभूत स्तरावर त्रुटी सादर करत आहोत. हे एक नम्र स्मरणपत्र आहे की साखळीतील प्रत्येक दुवा महत्त्वाचा आहे.

कधीकधी, आवश्यक सहिष्णुता अगदी स्पर्शक्षम CMM च्या क्षमतेच्या पलीकडे जाते. काही ऑप्टिकल किंवा फ्लुइडिक घटकांसाठी, आम्हाला व्हाइट-लाइट इंटरफेरोमीटर वापरणाऱ्या प्रयोगशाळांसोबत भागीदारी करावी लागेल किंवा मोजमाप करणारे सूक्ष्मदर्शक समन्वय साधावे लागतील. फायदा असा आहे की तुम्हाला तुमच्या मेट्रोलॉजीच्या मर्यादा माहित असणे आणि त्यापलीकडे काय आहे याची स्पष्ट योजना असणे आवश्यक आहे. तुम्ही हँडहेल्ड प्रोफिलोमीटरने 0.1-मायक्रॉन Ra पृष्ठभाग फिनिश प्रमाणित करू शकत नाही.

अ केस इन पॉइंट: कास्टिंगपासून पूर्ण भागापर्यंत

येथेच एक अनुलंब समाकलित दृष्टीकोन त्याचे मूल्य दर्शवितो. सारखी कंपनी घ्या Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). 30 वर्षांहून अधिक कास्टिंग आणि मशीनिंगमध्ये, ते संपूर्ण प्रवास पाहतात. जेव्हा तुम्ही लक्ष्य ठेवता अत्यंत अचूक मशीनिंग कास्ट घटकावर, तुम्ही मशीनिंग स्टेजला बेट मानू शकत नाही. प्रारंभिक कास्टिंगची गुणवत्ता आणि सातत्य—मग ते त्यांचे खास शेल मोल्ड असो किंवा इन्व्हेस्टमेंट कास्टिंग—सीएनसी सेलमध्ये काय शक्य आहे याची कमाल मर्यादा सेट करते.

मला डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलमधील कॉम्प्लेक्स पंप हाऊसिंगचा प्रकल्प आठवतो. भागाला घट्ट पृष्ठभागासह खोल, अचूक कंटाळलेले सिलेंडर आवश्यक आहेत. फाउंड्रीने (या प्रकरणात QSY नाही) नेत्रहीन दिसणाऱ्या कास्टिंग्ज वितरित केल्या. पण मशीनिंग दरम्यान, आम्ही कठीण स्पॉट्स आणि अधूनमधून सच्छिद्रता मारली ज्यामुळे महागड्या कंटाळवाण्या साधनांचा नाश झाला आणि जवळजवळ पूर्ण झालेले भाग स्क्रॅप केले. समस्या कास्टिंगच्या मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये विसंगती होती. जर फाऊंड्री प्रक्रिया अचूक मशीनिंगच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी नियंत्रित केली गेली नाही - अवशिष्ट ताण कमी करणे, एकसमान कडकपणा सुनिश्चित करणे - मशीनिस्ट आधीच हरलेली लढाई लढत आहे.

QSY सारखे दुकान, जे कास्टिंग आणि दोन्ही नियंत्रित करते सीएनसी मशीनिंग एका छताखाली, एक महत्त्वपूर्ण फायदा आहे. कास्टिंग मशीन्सची बॅच कशी आहे यावर त्यांचे मशीनिंग टीम त्यांच्या फाउंड्रीला थेट अभिप्राय देऊ शकतात. ते कास्टिंग तयार करण्यासाठी गेटिंग, कूलिंग रेट किंवा उष्मा उपचार समायोजित करू शकतात जे केवळ आकारमानाने ध्वनी नाही तर उच्च अचूकतेसाठी मशीन करण्यायोग्य देखील आहे. हा फीडबॅक लूप अंतिम ग्राहकासाठी अदृश्य आहे परंतु विश्वासार्हता आणि खर्च नियंत्रणासाठी पूर्णपणे महत्त्वपूर्ण आहे. हे हँडऑफच्या मालिकेतून प्रक्रिया सतत, ऑप्टिमाइझ केलेल्या प्रणालीमध्ये बदलते.

स्वयंचलित जगात मानवी घटक

मशीन्स, मेट्रोलॉजी आणि सामग्रीच्या या सर्व चर्चेसह, प्रोग्रामर आणि ऑपरेटरला विसरणे सोपे आहे. ऑटोमेशन हे पुनरावृत्तीक्षमतेसाठी विलक्षण आहे, परंतु प्रारंभिक प्रक्रिया विकास, प्रथमच-योग्य रणनीती, अजूनही एक सखोल मानवी, अनुभव-चालित कार्य आहे. मी ज्या सर्वोत्कृष्ट मशिनिस्ट्ससोबत काम केले आहे त्यांच्याकडे एक प्रकारची स्पर्शाची अंतर्ज्ञान आहे. ते कट ऐकतात, ते चीप फॉर्मेशन (रंग, आकार, कर्ल) पाहतात आणि प्रोब सुरू होण्यापूर्वी ते अनेकदा समस्येचे निदान करू शकतात.

ही अंतर्ज्ञान अयशस्वी प्रयत्नांच्या पायावर बांधलेली आहे. आम्ही एकदा पाठ्यपुस्तकातील सर्वोत्तम पद्धतींवर आधारित, टायटॅनियममधील खोल स्लॉटसाठी ट्रोकोइडल मिलिंग पथ वापरण्याचा प्रयत्न केला. ते काम करायला हवे होते. परंतु विशिष्ट भूमितीने एक हार्मोनिक कंपन तयार केले ज्यामुळे आपत्तीजनक साधन अपयशी ठरले. ऑपरेटरने आवाजातील सूक्ष्म बदल ऐकला - एक उच्च-फ्रिक्वेंसी आवाज - आणि सायकल थांबवली. अयशस्वी होण्याच्या क्षणापर्यंत डेटा लॉगने काहीही चिंताजनक दाखवले नाही. त्याच्या कानाने खूप महागडी वर्कपीस वाचवली. तत्सम वैशिष्ट्यांसाठी आमच्या प्रक्रियेच्या नियोजनात हा अनुभव आला; आम्ही आता अधिक सुसंगत प्रतिबद्धतेसह भिन्न टूलपथ धोरण वापरतो. कोणत्याही CAM सॉफ्टवेअरच्या ऑप्टिमायझेशन अल्गोरिदमने त्या अनुभवजन्य डेटा बिंदूशिवाय त्या परस्परसंवादाचा अंदाज लावला नसता.

म्हणून, आम्ही स्थिर नोकऱ्यांसाठी लाइट-आउट उत्पादनासाठी प्रयत्न करत असताना, आम्ही आमच्या वरिष्ठांसाठी प्रयोग करण्यासाठी, चिमटा काढण्यासाठी आणि हो, अधूनमधून काहीतरी खंडित करण्यासाठी वेळेचे संरक्षण करतो. त्यासाठीचे R&D बजेट आहे अत्यंत अचूकता काम तुम्ही ते आउटसोर्स करू शकत नाही आणि ते देत असलेले शिक्षण तुम्ही स्वयंचलित करू शकत नाही. हे या छोट्या, कष्टाने जिंकलेल्या अंतर्दृष्टींचे संचय आहे जे उपकरणांच्या रोस्टरवर सूचीबद्ध केलेल्या गोष्टींच्या पलीकडे दुकानाची खरी क्षमता निर्माण करते.