Tool-Work System और Metal Removal Rate ECM में

Electrochemical Machining (ECM) एक advanced non-traditional machining process है, जिसमें tool-work system और metal removal rate (MRR) का design और control बेहद महत्वपूर्ण होता है। ECM में material removal electrochemical reaction द्वारा होता है, और इसलिए tool geometry, workpiece properties, तथा machining parameters सभी MRR पर direct effect डालते हैं।

1. Tool-Work System क्या है?

ECM process में tool cathode की तरह और workpiece anode की तरह act करता है। Tool-work system की design accuracy और machining efficiency को directly impact करती है।

Tool-work system की मुख्य responsibilities:

• Shape Control: Tool की geometry directly machined surface की shape को define करती है।
• Gap Maintenance: Tool और workpiece के बीच constant inter-electrode gap (IEG) maintain करना।
• Electrolyte Flow: Smooth electrolyte circulation के लिए proper flow passages provide करना।
• Heat Dissipation: Tool design इस तरह हो कि high current के कारण generated heat आसानी से dissipate हो सके।

2. ECM Tool Design के Key Features

Tool design करते समय निम्नलिखित factors को ध्यान में रखना जरूरी है:

• Tool material electrically conductive होना चाहिए।
• Tool corrosion-resistant होना चाहिए क्योंकि electrolyte chemical reactions cause करता है।
• Tool की rigidity high होनी चाहिए ताकि deformation ना हो।
• Electrolyte flow channels efficiently design होने चाहिए।
• Thermal expansion कम से कम हो ताकि accuracy बनी रहे।

3. Metal Removal Rate (MRR) ECM में

ECM में MRR वह rate है जिस पर workpiece से material electrochemical reaction द्वारा remove होता है। MRR सीधे Faraday’s Law पर आधारित है।

MRR की formula:

MRR = (η × I × M) / (n × F × ρ)

जहाँ:

• η = Process efficiency
• I = Current (Amps)
• M = Atomic weight of material
• n = Valency of material
• F = Faraday’s constant (96,500 C/mol)
• ρ = Material density (g/cm³)

4. MRR को Affect करने वाले Parameters

ECM process में metal removal rate कई parameters पर depend करता है:

• Applied Voltage (V): Voltage बढ़ने पर current density बढ़ती है और MRR भी बढ़ता है।
• Current Density (A/cm²): High current density से MRR directly increase होता है।
• Electrolyte Type: Conductive electrolyte high MRR achieve करने में मदद करता है।
• Inter-Electrode Gap: Gap बढ़ने पर resistance बढ़ता है और MRR reduce हो जाता है।
• Electrolyte Flow Rate: High flow rate machining efficiency को improve करता है।
• Workpiece Material: Material की valency और atomic weight MRR को directly affect करते हैं।

5. High MRR के लिए Best Practices

ECM में higher MRR achieve करने के लिए कुछ techniques अपनाई जाती हैं:

• High conductivity electrolytes का use करें।
• Tool और workpiece के बीच gap optimize रखें।
• Proper current density maintain करें।
• Tool design में smooth electrolyte flow channels provide करें।
• Temperature control system implement करें।

6. निष्कर्ष

ECM में tool-work system और metal removal rate process की efficiency और accuracy को directly influence करते हैं। सही tool material, proper electrolyte flow और optimized parameters के साथ high-quality machining और better surface finish achieve की जा सकती है।