উৎপাদনযোগ্যতার জন্য ফোরজিংয়ের মূল নকশা নীতি

সংক্ষেপে

ফোরজিং উৎপাদনযোগ্যতার জন্য একটি অংশের ডিজাইন করা ধাতব ফোরজিং প্রক্রিয়াকে সহজতর করার জন্য এর জ্যামিতি কৌশলগতভাবে পরিকল্পনা করার প্রয়োজন হয়। এতে পার্টিং লাইন, খসড়া কোণ, কোণের ব্যাসার্ধ এবং প্রাচীরের পুরুত্ব সহ মূল বৈশিষ্ট্যগুলির যত্নসহকারে নিয়ন্ত্রণ অন্তর্ভুক্ত থাকে যাতে উপকরণের মসৃণ প্রবাহ নিশ্চিত করা যায়, ত্রুটি প্রতিরোধ করা যায় এবং ডাই থেকে অংশটি সহজে অপসারণ করা যায়। সঠিক ডিজাইন খরচ কমায়, পোস্ট-প্রসেসিং হ্রাস করে এবং ফোরজড উপাদানটির আন্তর্নিহিত শক্তি সর্বাধিক করে।

ফোরজিং উৎপাদনযোগ্যতার জন্য ডিজাইনের (DFM) মৌলিক নীতিসমূহ

ফোরজিং উত্পাদনযোগ্যতার জন্য ডিজাইন (ডিএফএম) হল একটি বিশেষায়িত ইঞ্জিনিয়ারিং অনুশীলন যা ফোরজিং প্রক্রিয়ার জন্য একটি অংশের ডিজাইনকে অনুকূলিত করার উপর ফোকাস করে। এর প্রধান লক্ষ্য হল এমন উপাদান তৈরি করা যা কেবল কার্যকরই নয়, বরং উৎপাদনের জন্য দক্ষ এবং খরচ-কার্যকরও বটে। শুরু থেকেই ফোরজিং-এর সীমাবদ্ধতা এবং ক্ষমতা বিবেচনা করে ইঞ্জিনিয়াররা উৎপাদন খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারেন, চূড়ান্ত অংশের গুণমান উন্নত করতে পারেন এবং মেশিনিং-এর মতো ব্যাপক দ্বিতীয় ধাপের কাজের প্রয়োজন কমাতে পারেন। বিশেষজ্ঞদের দ্বারা বিস্তারিতভাবে আলোচিত হিসাবে, ফোরজিং ধাতুর শস্য প্রবাহকে অংশের আকৃতির সাথে সামঞ্জস্য করে, যা ক্লান্তি প্রতিরোধ এবং আঘাতের সহনশীলতার মতো যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করে। এই প্রক্রিয়াটি ঢালাই বা মেশিনিং-এর তুলনায় শ্রেষ্ঠ শক্তি এবং স্থায়িত্বযুক্ত উপাদান উৎপাদন করে .

ফোরজিং-এর জন্য ডিএফএম-এর মূল লক্ষ্যগুলি হল:

• জটিলতা কমানো: সরল, সমমিত আকৃতি ফোরজ করা সহজ, কম জটিল টুলিং-এর প্রয়োজন হয় এবং ত্রুটির সংখ্যা কম হয়।
• উপাদান প্রবাহ নিশ্চিত করা: ডিজাইনটি এমন হওয়া উচিত যাতে ধাতু মসৃণভাবে প্রবাহিত হতে পারে এবং ফাঁক বা ল্যাপ না তৈরি করে ডাই খাঁচাটি সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ করতে পারে।
• উপাদানগুলির মান আদর্শায়ন: যেখানে সম্ভব, আদর্শ মাত্রা এবং বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করলে টুলিং খরচ এবং উৎপাদন সময় কমানো যায়।
• অপচয় কমানো: প্রাথমিক বিলেটের আকার এবং অংশের জ্যামিতি অনুকূলিত করলে উপকরণের অপচয় কমে, বিশেষ করে 'ফ্ল্যাশ' যা আকৃতি দেওয়ার পরে কেটে ফেলা হয়।

এই নীতিগুলি উপেক্ষা করা গুরুতর চ্যালেঞ্জের দিকে নিয়ে যেতে পারে। খারাপ ডিজাইনের পছন্দ উৎপাদনের ত্রুটি, টুলিং-এর বেশি ক্ষয়, উপকরণের বেশি অপচয় এবং শেষ পর্যন্ত দুর্বল ও বেশি খরচসাপেক্ষ চূড়ান্ত পণ্যের দিকে নিয়ে যেতে পারে। অটোমোটিভ এবং এয়ারোস্পেসের মতো চাহিদাপূর্ণ খাতগুলিতে কাজ করা কোম্পানিগুলির জন্য, একটি দক্ষ উৎপাদনকারীর সাথে অংশীদারিত্ব করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, অটোমোটিভ হট ফোরজিং-এ বিশেষজ্ঞরা, যেমন শাওয়াই মেটাল টেকনোলজি , তাদের ডাই উৎপাদন এবং উৎপাদন প্রক্রিয়ায় দক্ষতা কাজে লাগিয়ে নিশ্চিত করে যে প্রোটোটাইপিং থেকে শুরু করে বৃহৎ উৎপাদন পর্যন্ত উভয় ক্ষেত্রেই ডিজাইনগুলি কার্যকারিতা এবং দক্ষতার জন্য অনুকূলিত হয়।

মূল জ্যামিতিক বিবেচনা ১: পার্টিং লাইন এবং ড্রাফট কোণ

ডিজাইন উৎকলনের মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির মধ্যে অন্যতম হল পার্টিং লাইন এবং ড্রাফট কোণ। এই বৈশিষ্ট্যগুলি সরাসরি ডাই-এর জটিলতা, উপকরণের প্রবাহ এবং সমাপ্ত অংশটি টুলিং থেকে সরানোর সহজতা নির্ধারণ করে। এই দিকগুলির প্রতি ভালোভাবে পরিকল্পিত পদ্ধতি সফল এবং কার্যকর উৎকলন কার্যক্রমের জন্য মৌলিক।

পার্টিং লাইন

পার্টিং লাইন হল সেই তল যেখানে উৎকলন ডাই-এর দুটি অংশ মিলিত হয়। ডিজাইন প্রক্রিয়ায় এর অবস্থান একটি গুরুত্বপূর্ণ সিদ্ধান্ত এবং যেকোনো উৎকলন ড্রয়িং-এ এটি স্পষ্টভাবে চিহ্নিত করা উচিত। আদর্শভাবে, পার্টিং লাইন একটি একক তলে অবস্থিত হওয়া উচিত এবং অংশের সবথেকে বড় প্রক্ষেপিত ক্ষেত্রের চারপাশে স্থাপন করা উচিত। এটি সামঞ্জস্যপূর্ণ উপকরণ প্রবাহ নিশ্চিত করতে সাহায্য করে এবং উপাদানটি উৎকলন করার জন্য প্রয়োজনীয় বলের পরিমাণ কমিয়ে দেয়। অনুযায়ী ইঞ্জিনিয়ার্স এজের নির্দেশিকা , একটি সঠিকভাবে স্থাপিত পার্টিং লাইন শস্য প্রবাহের দিক নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে এবং আন্ডারকাটগুলি প্রতিরোধ করে, যা ডাই থেকে অংশটি বের করা অসম্ভব করে তুলবে।

ড্রাফ্ট কোণ

ড্রাফ্ট কোণগুলি হল ছোট ঢাল যা আঘাতজাত ধাতুর সমস্ত উল্লম্ব তলগুলিতে প্রয়োগ করা হয় যা ডাই-এর গতির সমান্তরাল। আকৃতি প্রদানের পরে ডাই থেকে অংশটি সহজে বের করার জন্য এগুলির প্রাথমিক উদ্দেশ্য। যথেষ্ট ড্রাফ্ট ছাড়া, অংশটি আটকে যেতে পারে, যার ফলে উপাদানটি এবং দামী ডাই উভয়েরই ক্ষতি হতে পারে। প্রয়োজনীয় ড্রাফ্ট কোণটি অংশের জটিলতা এবং যে উপাদানটি আঘাতজাত করা হচ্ছে তার উপর নির্ভর করে, কিন্তু ইস্পাত আঘাতজাত ধাতুর জন্য সাধারণ ড্রাফ্ট কোণগুলি 3 থেকে 7 ডিগ্রি পর্যন্ত হয় অপর্যাপ্ত ড্রাফ্ট ত্রুটি সৃষ্টি করতে পারে, ডাই-এর ক্ষয় বাড়াতে পারে এবং উৎপাদন চক্রকে ধীর করে দিতে পারে।

কোর জ্যামিতিক বিবেচনা 2: রিবস, ওয়েবস এবং রেডিয়াস

সামগ্রিক আকৃতির পাশাপাশি খাঁজ, ওয়েব এবং কোণ ও ফিলেটের ব্যাসার্ধের মতো নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলির ডিজাইন উৎপাদনযোগ্যতার জন্য অপরিহার্য। চূড়ান্ত উপাদানটির গাঠনিক অখণ্ডতা নিশ্চিত করার পাশাপাশি আংশিক প্রবাহকে মসৃণ রাখতে এবং সাধারণ আঘাতজনিত ত্রুটিগুলি প্রতিরোধ করার জন্য এই উপাদানগুলির ডিজাইন করা আবশ্যিক।

খাঁজ এবং ওয়েব

খাঁজগুলি সংকীর্ণ, উত্থিত বৈশিষ্ট্য যা অতিরিক্ত ওজন না যোগ করে কোনও অংশের শক্তি এবং দৃঢ়তা বাড়াতে ব্যবহৃত হয়। ওয়েব হল খাঁজ এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলি সংযুক্ত করা উপাদানের পাতলো অংশ। এগুলি ডিজাইন করার সময় তাদের অনুপাত নিয়ন্ত্রণ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। লম্বা, সংকীর্ণ খাঁজগুলি উপাদান দিয়ে পূরণ করা কঠিন হতে পারে, যা ত্রুটির দিকে নিয়ে যায়। একটি সাধারণ নিয়ম হল যে খাঁজের উচ্চতা তার ঘনত্বের ছয় গুণের বেশি হওয়া উচিত নয়। তদুপরি, প্রক্রিয়াজাতকরণের সমস্যা প্রতিরোধের জন্য খাঁজের ঘনত্ব আদর্শভাবে ওয়েবের ঘনত্বের সমান বা তার চেয়ে কম হওয়া উচিত।

কোণ এবং ফিলেট ব্যাসার্ধ

গঠনের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ নিয়ম হল তীক্ষ্ণ অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক কোণগুলি এড়ানো। তীক্ষ্ণ কোণগুলি ধাতুর প্রবাহকে বাধা দেয়, যার ফলে উপাদানটি নিজের উপরে ভাঁজ হয়ে যাওয়ার মতো ত্রুটি দেখা দেয়, যেমন ল্যাপস এবং কোল্ড শাটস। এছাড়াও এগুলি ডাই এবং চূড়ান্ত অংশ উভয়ের মধ্যেই চাপের ঘনত্ব সৃষ্টি করে, যা ক্লান্তির আয়ু হ্রাস করতে পারে। প্রচুর পরিমাণে ফিলেট (অভ্যন্তরীণ) এবং কোণ (বাহ্যিক) ব্যাসার্ধ ব্যবহার করা অপরিহার্য। এই গোলাকার প্রান্তগুলি ধাতুকে ডাই খাঁচার সমস্ত অংশে মসৃণভাবে প্রবাহিত হতে সাহায্য করে, সম্পূর্ণ পূরণ নিশ্চিত করে এবং চাপকে আরও সমানভাবে ছড়িয়ে দেয়। এটি শুধুমাত্র অংশটির শক্তি বৃদ্ধির জন্যই নয়, বালখিল্য ডাইগুলির জীবনকাল বাড়ানোর জন্যও গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি ক্ষয় এবং ফাটলের ঝুঁকি কমায়।

উপকরণ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ: বিভাগের পুরুত্ব এবং প্রতিসাম্য

উৎকীর্ণনের মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের মধ্যে রয়েছে ঘন ধাতুকে একটি নির্দিষ্ট আকৃতির মধ্যে একটি ঘন তরলের মতো প্রবাহিত করা। অতএব, এই উপাদানের প্রবাহকে নিয়ন্ত্রণ করা ত্রুটিহীন অংশ তৈরি করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এর মূল চাবিকাঠি হল সমসত্ত্ব অংশের পুরুত্ব বজায় রাখা এবং যেখানে সম্ভব সেখানে প্রতিসাম্য ব্যবহার করা।

প্রাচীরের পুরুত্বে হঠাৎ পরিবর্তন গুরুতর সমস্যার কারণ হতে পারে। ধাতু সর্বদা সর্বনিম্ন প্রতিরোধের পথ অনুসরণ করবে, এবং মোটা থেকে পাতলা অংশে হঠাৎ রূপান্তর প্রবাহকে সীমিত করতে পারে, ফলে পাতলা অংশটি সম্পূর্ণভাবে পূর্ণ হওয়া বন্ধ হয়ে যায়। এটি শীতলকরণের সময় তাপীয় গ্রেডিয়েন্টও তৈরি করতে পারে, যা বিকৃতি বা ফাটলের দিকে নিয়ে যায়। আদর্শ উৎকীর্ণন ডিজাইন অংশটির মধ্যে সমগ্র প্রাচীরের পুরুত্ব সমসত্ত্ব রাখে। যখন পরিবর্তনগুলি অনিবার্য হয়, তখন তাদের মসৃণ, সংকীর্ণ সংকীর্ণ সংক্রমণের সাথে ধীরে ধীরে করা উচিত। এটি নিশ্চিত করে যে চাপ সমানভাবে বিতরণ করা হয় এবং ধাতু ডাই-এর সমস্ত অঞ্চলে সমসত্ত্বভাবে প্রবাহিত হয়।

সিমেট্রি হল ডিজাইনারের আরেকটি শক্তিশালী টুল। সমমিত অংশগুলি আন্তরিকভাবে ঘষার জন্য সহজ কারণ এটি ভারসাম্যপূর্ণ উপকরণ প্রবাহকে উৎসাহিত করে এবং ডাই ডিজাইনকে সরল করে। বলগুলি আরও সমানভাবে বিতরণ করা হয়, এবং ঘষার সময় এবং পরবর্তী শীতল করার সময় অংশটি বিকৃত হওয়ার প্রবণতা কম থাকে। যখনই অ্যাপ্লিকেশন অনুমতি দেয়, সরল, সমমিত আকৃতি ডিজাইন করা প্রায়শই একটি আরও দৃঢ়, খরচ-কার্যকর উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং উচ্চ-গুণগত চূড়ান্ত উপাদানের দিকে নিয়ে যাবে।

পোস্ট-প্রসেসিংয়ের জন্য পরিকল্পনা: মেশিনিং অ্যালাউন্স এবং টলারেন্স

যদিও ঘষার মাধ্যমে চূড়ান্ত আকৃতির খুব কাছাকাছি (নিয়ার-নেট শেপ) অংশ তৈরি করা যায়, কিছু মাধ্যমিক মেশিনিং প্রায়শই কঠোর টলারেন্স, নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ফিনিশ বা এমন বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জনের জন্য প্রয়োজন হয় যা ঘষা যায় না। উৎপাদনযোগ্যতার জন্য ডিজাইন করার একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হল শুরু থেকেই এই পোস্ট-প্রসেসিং পদক্ষেপগুলির জন্য পরিকল্পনা করা।

একটি 'মেশিনিং অ্যালাউন্স' হল সেই অতিরিক্ত উপাদান যা ইচ্ছাকৃতভাবে ফোরজিং-এ যুক্ত করা হয় যেসব তলগুলি পরবর্তীতে মেশিন করা হবে। এটি নিশ্চিত করে যে চূড়ান্ত, নির্ভুল মাত্রা অর্জনের জন্য সরানোর জন্য পর্যাপ্ত উপকরণ থাকবে। প্রতিটি তলের জন্য সাধারণত মেশিনিং অ্যালাউন্স প্রায় 0.06 ইঞ্চি (1.5 মিমি) হতে পারে, তবে অংশের আকার এবং জটিলতার উপর নির্ভর করে এটি পরিবর্তিত হতে পারে। এই অ্যালাউন্স নির্দিষ্ট করার সময় ডিজাইনারকে সর্বাধিক সহনশীলতা স্তর এবং ড্রাফ্ট কোণগুলি বিবেচনা করতে হবে।

খাদ্য তৈরির সহনশীলতা স্বাভাবিকভাবেই নির্ভুল মেশিনিং-এর চেয়ে আলগা। খরচ নিয়ন্ত্রণের জন্য অ-আকৃতির অংশের জন্য বাস্তবসম্মত সহনশীলতা নির্ধারণ করা গুরুত্বপূর্ণ। অপ্রয়োজনীয়ভাবে কঠোর খাদ্য সহনশীলতা বজায় রাখার চেষ্টা করলে হঠাৎ করে টুলিং খরচ এবং প্রত্যাখ্যানের হার বৃদ্ধি পায়। পরিবর্তে, ডিজাইনটি মেশিন করা যে গুরুত্বপূর্ণ তলগুলি এবং যে অগুরুত্বপূর্ণ তলগুলি অ-আকৃতির অবস্থায় রাখা যেতে পারে তার মধ্যে পার্থক্য করা উচিত। এই প্রয়োজনীয়তাগুলি আঁকার উপর স্পষ্টভাবে যোগাযোগ করে, ডিজাইনাররা এমন একটি অংশ তৈরি করতে পারেন যা উৎপাদনের জন্য কার্যকরী এবং অর্থনৈতিকভাবে উভয়ই, কাঁচা খাদ্য এবং শেষ উপাদানের মধ্যে ফাঁক পূরণ করে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

1. খাদ্য তৈরির জন্য ডিজাইন বিবেচনা কী কী?

উৎপাদনের জন্য ফোরজিংয়ের প্রধান নকশা বিবেচনাগুলির মধ্যে রয়েছে সঠিক উপাদান নির্বাচন, ধাতু প্রবাহকে সহজতর করার জন্য অংশের জ্যামিতি নির্ধারণ এবং প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি নির্দিষ্ট করা। এর মধ্যে রয়েছে বিভাজন রেখার অবস্থান, অংশ নিষ্কাশনের জন্য যথেষ্ট খাড়া কোণ, চাপের ঘনত্ব এড়ানোর জন্য প্রশস্ত ফিলেট এবং কোণার ব্যাসার্ধ এবং সমান প্রাচীরের পুরুত্ব বজায় রাখা। এছাড়াও, ডিজাইনারদের পোস্ট-ফোরজিং অপারেশনের জন্য যন্ত্রচালনার অনুমতি এবং বাস্তবসম্মত সহনশীলতা পরিকল্পনা করতে হবে।

2. আপনি কীভাবে উৎপাদনের জন্য একটি অংশ ডিজাইন করবেন?

উৎপাদনের জন্য অংশ ডিজাইন করা, বা DFM-এর মধ্যে জটিলতা এবং খরচ কমানোর জন্য ডিজাইন সরলীকরণ অন্তর্ভুক্ত থাকে। প্রধান নীতিগুলির মধ্যে রয়েছে মোট অংশের সংখ্যা কমানো, সম্ভব হলে স্ট্যান্ডার্ড উপাদানগুলি ব্যবহার করা, বহুমুখী অংশগুলি ডিজাইন করা এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য সহজ উপাদানগুলি নির্বাচন করা। বিশেষ করে ফোরজিংয়ের ক্ষেত্রে, এর অর্থ হল সমান উপাদান প্রবাহের জন্য ডিজাইন করা, তীক্ষ্ণ কোণ এড়ানো এবং মাধ্যমিক অপারেশনের প্রয়োজন কমানো।

3. উৎপাদনের জন্য ডিজাইনকে কী বৈশিষ্ট্যযুক্ত করে?

উৎপাদনের জন্য ডিজাইন (DFM) হল এমন একটি আগাম পদ্ধতি যেখানে ডিজাইনের প্রাথমিক পর্যায়েই উৎপাদন প্রক্রিয়াটি বিবেচনা করা হয়। এর মূল নীতিগুলির মধ্যে রয়েছে তৈরি করা সহজ, খরচ-কার্যকারিতা এবং গুণমানের জন্য ডিজাইন অপ্টিমাইজ করা। এর মানে হল চূড়ান্ত পণ্যটি নির্ভরযোগ্য এবং কার্যকরভাবে উৎপাদন করা যাবে কিনা তা নিশ্চিত করতে উপাদান নির্বাচন, প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা, আদর্শীকরণ এবং জটিলতা কমানোর মতো উপাদানগুলির উপর ফোকাস করা।