हाइड्रोलिक कास्टिंग की सटीक मशीनिंग के दौरान अवशिष्ट तनाव रिलीज के कारण होने वाले माध्यमिक विरूपण को प्रभावी ढंग से कैसे नियंत्रित किया जाए

हाइड्रोलिक कास्टिंग उच्च परिशुद्धता द्रव नियंत्रण प्रणालियों में आवश्यक घटक हैं, जिनके लिए मिलिंग, बोरिंग और ऑनिंग प्रक्रियाओं में सटीकता के मांग स्तर की आवश्यकता होती है। इन परिचालनों के दौरान, कास्टिंग के भीतर अंतर्निहित अवशिष्ट तनाव को सामग्री हटा दिए जाने पर पुनर्वितरित और जारी किया जाता है। यह घटना द्वितीयक विकृति का कारण बनती है, जो सीधे स्थितिगत सटीकता, ज्यामितीय सहनशीलता और आंतरिक तेल मार्ग और वाल्व छिद्रों के अंतिम सीलिंग प्रदर्शन से समझौता करती है। इस विकृति को नियंत्रित करना हाइड्रोलिक घटक निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी चुनौतियों में से एक है।

कास्टिंग में अवशिष्ट तनाव के स्रोतों का विश्लेषण

यह समझना कि अवशिष्ट तनाव कैसे बनता है, द्वितीयक विकृति को नियंत्रित करने में प्राथमिक कदम है। हाइड्रोलिक कास्टिंग में अवशिष्ट तनाव मुख्य रूप से तीन चरणों से उत्पन्न होता है:

1. कास्टिंग सॉलिडिफिकेशन: मोटे और पतले क्रॉस-सेक्शन के बीच असंगत शीतलन दर के कारण विभिन्न क्षेत्रों में सिकुड़न दर और चरण परिवर्तन का समय अलग-अलग होता है। यह विभेदक तापीय तनाव अवशिष्ट तनाव का प्रमुख स्रोत है।

2. कोर और मोल्ड संयम: जटिल आंतरिक तेल मार्ग के लिए अक्सर जटिल कोर संरचनाओं की आवश्यकता होती है। धातु के जमने पर कोर द्वारा उस पर लगाया गया कठोर संयम कास्टिंग के मुक्त संकुचन को बाधित करता है, जिससे घटक के भीतर तन्य और संपीड़ित तनाव की एक स्व-संतुलित प्रणाली स्थापित होती है।

3. पोस्ट-प्रोसेसिंग: शेकआउट, रेत हटाने, अपर्याप्त पीसने और अनुचित गर्मी उपचार जैसे संचालन भी कास्टिंग संरचना में अतिरिक्त तनाव ला सकते हैं।

पूर्व-उपचार: अवशिष्ट तनाव को खत्म करने या स्थिर करने की कुंजी

किसी भी सटीक मशीनिंग शुरू होने से पहले, गर्मी उपचार या प्राकृतिक उम्र बढ़ने जैसे तरीकों के माध्यम से आंतरिक अवशिष्ट तनाव के उन्मूलन या स्थिरीकरण को अधिकतम करना अनिवार्य है।

1. तनाव से राहत एनीलिंग

कास्टिंग अवशिष्ट तनाव को कम करने के लिए तनाव राहत एनीलिंग सबसे प्रभावी और व्यापक रूप से लागू की जाने वाली विधि है।

• क्रिया का तंत्र: इस ऊंचे तापमान पर, सामग्री की उपज शक्ति काफी कम हो जाती है, और परमाणु प्रसार तेज हो जाता है। यह सूक्ष्म प्लास्टिक विरूपण के माध्यम से आंतरिक तनाव को कम करने की अनुमति देता है।

• शीतलन दर: एक नियंत्रित, अत्यंत धीमी भट्टी शीतलन प्रक्रिया लागू की जानी चाहिए। तेजी से ठंडा होने से नए थर्मल तनाव फिर से उत्पन्न हो सकते हैं, जो गंभीर रूप से कम हो सकते हैं या तनाव-राहत प्रभाव को भी नकार सकते हैं।

2. प्राकृतिक एवं स्पंदनात्मक बुढ़ापा

• प्राकृतिक बुढ़ापा: इसमें कास्टिंग को कमरे के तापमान पर लंबे समय तक (कई महीने या एक वर्ष) तक संग्रहीत करना शामिल है। यह विधि धीरे-धीरे तनाव मुक्त करने के लिए सामग्री की थर्मोडायनामिक अस्थिरता और रेंगने पर निर्भर करती है। जबकि परिणाम स्थिर है, आधुनिक उच्च दक्षता विनिर्माण के लिए अवधि अव्यावहारिक है।

• कंपन तनाव राहत (वीएसआर): एक तकनीक जो तनाव विश्राम में सहायता के लिए कंपन ऊर्जा का उपयोग करती है। कास्टिंग को विशिष्ट आवृत्ति और ऊर्जा के कंपन के अधीन करके, आंतरिक तनाव को संतुलन की एक नई स्थिति की ओर मदद की जाती है। यह विधि कुशल है लेकिन कास्टिंग की ज्यामिति के साथ कंपन मापदंडों के सटीक मिलान की मांग करती है।

परिशुद्धता मशीनिंग के दौरान तनाव नियंत्रण रणनीतियाँ

पूर्व-उपचार के बाद भी, कुछ अवशिष्ट तनाव रह सकता है। तनाव मुक्ति को नियंत्रित करने के लिए कटिंग ऑपरेशन के दौरान विशिष्ट रणनीतियों को नियोजित किया जाना चाहिए।

1. रफ एंड फिनिश मशीनिंग का विभाजन

• चरणबद्ध मशीनिंग: प्रक्रिया को सख्ती से रफ और फिनिश मशीनिंग चरणों में विभाजित करें। रफ मशीनिंग का प्राथमिक लक्ष्य अधिकांश सामग्री भत्ते को तेजी से हटाना, आंतरिक तनाव को उजागर करना और आंशिक रूप से मुक्त होने की अनुमति देना है।

• मध्यवर्ती तनाव राहत: अत्यधिक सख्त विरूपण आवश्यकताओं के साथ महत्वपूर्ण हाइड्रोलिक कास्टिंग के लिए, जैसे कि मल्टी-स्टेज वाल्व बॉडी, एक मध्यवर्ती, कम तापमान तनाव राहत एनील को रफ मशीनिंग के 80% स्टॉक को हटाने के बाद डाला जा सकता है। यह सुनिश्चित करता है कि फिनिश मशीनिंग शुरू होने से पहले तनाव क्षेत्र अधिकतम संतुलित है।

2. सममित कटिंग और स्तरित निष्कासन

• सममित कटिंग: जब भी संभव हो सममित या संतुलित कटिंग पथ नियोजित करें। एक तरफ अत्यधिक या स्थानीय सामग्री को हटाने से बचें, जो तनाव संतुलन को काफी हद तक बाधित करता है और कास्टिंग को मोड़ने या मोड़ने का कारण बन सकता है।

• छोटी गहराई, एकाधिक पास: फिनिश मशीनिंग चरण के दौरान, कट और फ़ीड दर की एक छोटी गहराई अपनाएं, शेष सामग्री को कई पासों में हटा दें। यह अवशिष्ट तनाव को आसानी से, छोटे वेतन वृद्धि में जारी करने की अनुमति देता है, जिससे अचानक तनाव मुक्ति के साथ जुड़े अचानक आयामी उछाल को रोका जा सकता है।

3. फिक्सचर डिज़ाइन और क्लैम्पिंग नियंत्रण

• लचीले फिक्स्चर: फिक्सचर डिज़ाइन को न्यूनतम विरूपण के सिद्धांत का पालन करना चाहिए। कास्टिंग पर नए क्लैंपिंग तनाव के निर्माण से बचने के लिए, बहु-बिंदु समर्थन और बड़े संपर्क क्षेत्रों के साथ लचीले फिक्स्चर का उपयोग करें।

• क्लैंपिंग फोर्स मॉनिटरिंग: सटीक हाइड्रोलिक घटकों के लिए क्लैंपिंग फोर्स को टॉर्क रिंच या फोर्स सेंसर का उपयोग करके सटीक रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि क्लैंपिंग बल वर्कपीस को सुरक्षित करने के लिए पर्याप्त है लेकिन नए लोचदार विरूपण को प्रेरित करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है।

विरूपण मापन और मुआवजा तकनीक

पूरी मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान, विरूपण की वास्तविक समय या रुक-रुक कर निगरानी के लिए उच्च परिशुद्धता माप उपकरण महत्वपूर्ण है।

• माप उपकरण: आम तौर पर उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में समन्वय मापने वाली मशीनें (सीएमएम), लेजर स्कैनर और उच्च-परिशुद्धता डायल गेज शामिल हैं। इनका उपयोग महत्वपूर्ण बोर स्थानों, समतलता और समानता जैसे ज्यामितीय सहनशीलता में परिवर्तनों का सटीक आकलन करने के लिए किया जाता है।

• डेटा फीडबैक: यदि निर्दिष्ट सहिष्णुता सीमा से अधिक विकृति का पता चलता है, तो गतिशील मुआवजे या बाद के कटिंग मापदंडों (जैसे, टूल पथ, कट की गहराई) के समायोजन को लागू करने के लिए डेटा को तुरंत मशीन टूल या प्रोसेस इंजीनियर को वापस फीड किया जाना चाहिए। यह एक बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली बनाता है जो बैच उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करता है।