उत्कृष्ट पृष्ठभाग निर्मिती

 

 

 

फ्री ॲब्रेझिव्ह मशिनिंग (फॅमिंग) ही अशी प्रक्रिया आहे, ज्यात कार्यवस्तुच्या सपाट पृष्ठभागावरून जाडी, सपाटपणा आणि पृष्ठभागाचा नितळपणा या पॅरामीटरचा इच्छित टॉलरन्स मिळविण्यासाठी नेमकेपणे धातू काढला जातो.

विविध धातू, ऑप्टिक्स आणि सिरॅमिक्स यांच्या ग्राईंडिंग प्रक्रियेत ॲब्रेझिव्ह मटेरियलचे एकमेकांशी बाँड करणाऱ्या मटेरियलबरोबर मिश्रण करून त्याचे ग्राईंडिंग व्हील बनलेले असते. हे ग्राईंडिंग व्हील टूल म्हणून काम करते. यामध्ये मटेरियल काढण्याचा वेग फॅमिंगपेक्षा तुलनेने अधिक असतो. परंतु, पृष्ठीय फिनिशचे Rz स्वरुपातील मूल्य (व्हॅल्यू) मिळविण्यामध्ये मर्यादा येते. लॅपिंग प्रक्रियेत कास्ट आयर्नच्या मृदू प्लेटचा वापर केलेला असतो. या प्लेटमध्ये ॲब्रेझिव्ह आत रुतले जाऊन लॅपिंगचे टूल म्हणून काम करते. विविध प्रकारच्या मटेरियल आणि ॲप्लिकेशनसाठी धातूंचे लॅपिंग आणि पॉलिशिंग करण्याची प्रक्रिया केली जाते.

धातू काढण्याची अचूकता आणि नियंत्रण यामुळे फॅमिंग तंत्र उपयुक्त ठरते. फॅमिंग ही लॅपिंगच्या तुलनेत अधिक वेगवान प्रक्रिया असली, (चित्र क्र.1) तरी ती ग्राईंडिंगच्या तुलनेत संथ आहे. मात्र, ग्राईंडिंगला अवघड जाणारे अगदी 0.5 मिमी. इतक्या पातळ कार्यवस्तूवरील धातू काढून टाकण्याचे काम फॅमिंग करू शकते. फॅमिंगमध्ये कार्यवस्तू कॅरिअर पॉकेटमध्ये ठेवलेली असते किंवा (पातळ भागांसाठी) माऊंटिंग प्लेटवर चिकटवली जाते. त्यामुळे कार्यवस्तुच्या धातूवर ताण निर्माण होत नाही. फॅमिंगमध्ये वापरलेली प्लेट सुमारे 60 HRC इतकी कठीण (हार्ड) असते, त्यामुळे ती ॲब्रेझिव्ह कण प्लेटमध्ये रुतू देत नाही. परिणामी ॲब्रेझिव्ह कण मुक्तपणे वाहतात.

सबमर्सिबल पंपात वापरल्या जाणाऱ्या थ्रस्ट बेअरिंगचे उदाहरण पाहू. सबमर्सिबल पंपाची ठरलेल्या उंचीवर सतत पाणी पंप करत राहण्याची कार्यक्षमता मुख्यतः या थ्रस्ट बेअरिंगनुसार ठरते. हे बेअरिंग स्टेनलेस स्टीलचे आहे. कार्यवस्तुचा आकार सामान्यपणे 36 मिमी. X 21 मिमी. (यात विविध आकार उपलब्ध असतात.) असतो. एकूण 4/6/8 भाग मिळून एका थ्रस्ट बेअरिंगची ॲसेम्ब्ली (चित्र क्र. 2) तयार होते. त्यामुळे प्रत्येक भाग विशिष्ट टॉलरन्समध्ये असणे गरजेचे असते. तसेच भाग अदलाबदल करता येण्याजोगे असणे आवश्यक असते.

फॅमिंगपूर्वी असलेली 11.03 मिमी. +/- 0.02 मिमी. जाडी 10.98 मिमी. +/-0.005 मिमी. इतकी कमी होणे आवश्यक असते. फॅमिंगपूर्वी, सरफेस ग्राइंडर वापरून कार्यवस्तूचे पूर्व ग्राईंडिंग केले जाते. आधीच्या प्रक्रियेतून मिळविलेला पृष्ठभागाचा फिनिश (Ra) 0.16 मायक्रॉनच्या आसपास असतो. तो 0.045 ते 0.060 मायक्रॉनपर्यंत सुधारणे आवश्यक असते. 7 तासाच्या पाळीमध्ये ठरलेल्या कार्यवस्तू उत्पादित होणे आवश्यक असते.

येथे वापरलेले मशिन स्पीडफॅम फ्री ॲब्रेझिव्ह मशिन मॉडेल 36 BTAW आहे. (चित्र क्र. 3) या मशिनबद्दल अजून थोडे जाणून घेऊ.

चित्र क्र. 4 मध्ये फ्री ॲब्रेझिव्ह मशिनच्या तपशिलांचे (स्पेसिफिकेशन) वर्णन दिले आहे. याठिकाणी B आणि W ची वैशिष्ट्ये आवश्यक आहेत. BW म्हणजे वॉटर कूलिंगसह, BAW म्हणजे वॉटर कूलिंग आणि न्युमॅटिक प्रेशर कंट्रोल सिस्टिमसह, BTAW म्हणजे वॉटर कूलिंग, न्युमॅटिक प्रेशर कंट्रोल सिस्टिम आणि कार्यवस्तू हाताळणी टेबलसह.

चित्र क्र. 5 : असमान दाबामध्ये काम करताना मजबूत आणि सहज चालणारी ड्रायव्हिंग ॲसेम्ब्ली सुनिश्चित करण्यासाठी (सर्व 4 रिंगऐवजी केवळ 1, 2 किंवा 3 रिंग वापरताना), फ्री ॲब्रेझिव्ह मशिनमध्ये मुख्य बेअरिंग मोठे असते.

चित्र क्र. 6 : फॅमिंग प्रक्रियेतील घर्षणाने तयार होणारी उष्णता कमी करण्यासाठी, फ्री ॲब्रेझिव्ह मशिन प्लेट ही मोठ्या वॉटर कूलिंग जॅकेटसह परिपूर्ण असून त्याने मशिन प्लेटच्या खालच्या संपूर्ण क्षेत्राचे आणि फॅमिंग पृष्ठभागाचे तापमान कमी ठेवले जाते.

चित्र क्र. 7 : एकाच बॅचमधील समान उंची असलेल्या वेगवेगळ्या आकारातील फ्री ॲब्रेझिव्ह मशिनच्या भागांसाठी वेगवेगळा न्युमॅटिक दाब समायोजित करणे शक्य असते.

चित्र क्र. 8 : कार्यवस्तूंना सपाटपणा (फ्लॅटनेस) देण्यासाठी प्लेटचा सपाटपणा राखणे सर्वात महत्त्वाचे आहे. त्यासाठी फ्री ॲब्रेझिव्ह मशिनमध्ये वैशिष्टपूर्ण फॉरवर्ड रिव्हर्स यंत्रणा आहे.

थ्रस्ट बेअरिंगच्या 4 पाकळ्यांचे फॅमिंग करण्यासाठी विचारात घेतलेले महत्त्वाचे घटक पुढे दिले आहेत.

1. आवश्यक उत्पादन/तास : 256 कार्यवस्तू/तास

2. प्लँटची कार्यक्षमता : 85%

3. काढून टाकायचा स्टॉक : 30 ते 32 मायक्रॉन

4. फॅमिंगनंतर आवश्यक असलेला पृष्ठभागाचा नितळपणा : 0.16 Ra त्यामुळे SFGLAP 15 निवडला आहे.

5. फॅमिंगनंतर आवश्यक सपाटपणाचा टॉलरन्स : 0.9 ते 1.2 मायक्रॉन (3 ते 4 लाईट बँड) आवश्यक आहे. कार्यवस्तूवरील सपाटपणा प्लेटच्या सपाटपणाची (चित्र क्र. 8) प्रतिकृती असल्यामुळे, वरील सर्व पॅरामीटरचा विचार करून इष्टतम परिणामासाठी मॉडेल 36BTAW निवडण्यात आले आहे.

फॅमिंगमध्ये वापरण्यात येणारी लोकप्रिय ॲब्रेझिव्ह म्हणजे बोरॉन कार्बाईड (B4C) (चित्र क्र. 9) याचा मटेरियल काढून टाकण्याचा वेग खूप जास्त असतो, पण त्यामुळे कधीकधी पृष्ठभागाच्या फिनिशच्या Rz आणि Ra मूल्यांच्या बाबतीत तडजोड करावी लागते.

 

• सिलिकॉन कार्बाईड (SiC) : याचा मटेरियल काढून टाकण्याचा वेग मध्यम असतो, पण पृष्ठभागाच्या फिनिशच्या Rz आणि Ra मूल्यांच्या बाबतीत त्याचे अधिक चांगले नियंत्रण असते. सिलिकॉन कार्बाईड काळे सिलिकॉन कार्बाईड किंवा हिरवे सिलिकॉन कार्बाईड या नावाने उपलब्ध आहे.

 

• ॲल्युमिनिअम ऑक्साईड (AI2O3) : याचा मटेरियल काढून टाकण्याचा वेग तुलनेने कमी असतो, पण पृष्ठभागाच्या फिनिशची Rz आणि Ra मूल्ये अधिक चांगली असतात.

कोणत्याही स्थितीत, सातत्यपूर्ण परिणामांसाठी ॲब्रेझिव्हचा आकार त्याच्या दिलेल्या मूलभूत आकाराच्या नियंत्रित मर्यादेत असला पाहिजे. ॲब्रेझिव्हचे कण 1 मायक्रॉनपेक्षा कमी ते 60-80 मायक्रॉनपर्यंत अशा विविध आकारांत उपलब्ध आहेत. फॅमिंगनंतर पृष्ठभागाचा किती फिनिश आवश्यक आहे, त्यावर ॲब्रेझिव्हचा प्रकार आणि आकार यांची योग्य निवड अवलंबून असते. या कार्यवस्तुसाठी हिरवे सिलिकॉन हे ॲब्रेझिव्ह वापरलेले आहे.

 

तेल किंवा पाण्यावर आधारित वाहक वापराच्या संपूर्ण कालावधीच्या दरम्यान ॲब्रेझिव्ह वाहकाबरोबर एकजिनसीपणे मिसळले गेले आहे, याची खात्री करण्यासाठी वाहकाचे घन पदार्थांचे कण वाहून नेण्याचे गुणधर्म (सस्पेन्शन) उत्तम असले पाहिजेत. त्याचबरोबर त्यात मिसळलेले ॲब्रेझिव्ह झिजल्यावर आणि कटिंगची क्षमता कमी झाल्यावर किंवा थांबल्यावर हे वाहक पुन्हा प्रक्रिया करण्यासाठी (रिक्लेम) गोळा करता आले पाहिजे. यासाठी वापरण्यात येणारे उपकरण चित्र क्र.10 मध्ये दाखविले आहे. ऑईल रिक्लेम केल्यामुळे प्रत्येक कार्यवस्तुच्या यंत्रण (कटिंग) खर्चात खूप मोठा फरक पडतो.

प्रक्रियेच्या दरम्यान वाहकाच्या संपर्कात येणारे यंत्रभाग गंजू नयेत म्हणून पाणीमिश्रित वाहकामध्ये योग्य ते गंजविरोधी घटक असले पाहिजेत. या कार्यवस्तुंसाठी तेलावर आधारित वाहक वापरले आहे.

 

योग्य प्रकारचा स्लरी पंप वापरणे महत्त्वाचे आहे. दोन आवर्तनांच्या दरम्यान किंवा कामाची पाळी बदलताना जेव्हा मशिन वापरात नसते, तेव्हासुद्धा स्लरी ढवळत राहण्यासाठी स्टरर मोटर असलेले उपकरण असणे आवश्यक असते. त्याशिवाय, विशेषत: पाणीमिश्रित वाहक वापरताना पाण्याच्या संपर्कात येणाऱ्या यंत्रभागांच्या संरक्षणाची खात्री करण्यासाठी योग्य स्लरी पंप ॲसेम्ब्ली निवडणे महत्त्वाचे आहे. स्लरीमध्ये असलेल्या ॲब्रेझिव्हच्या प्रमाणाची योग्य निवड करणे आवश्यक आहे. कार्यक्षमता आणि किफायतशीरपणा या दोन्ही गोष्टी साध्य करण्यासाठी स्लरी आणि मिश्रण यांचे योग्य गुणोत्तर राखण्याकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे. (चित्र क्र. 11)

रिटेनिंग रिंगमध्ये काही कार्यवस्तू थेट ठेवता येतात, त्याशिवाय कॅरिअरमधील पॉकेटमध्ये आवश्यक असलेले भागदेखील ठेवता येतात. फॅमिंग प्रक्रियेदरम्यान फॅमिंग प्लेट लावताना कॅरिअर विशेष पद्धतीने डिझाईन केलेला असावा. या प्रकारात पाकळी आकाराचा वाहक पॉकेटसह वापरला आहे.

 

प्लेट आर.पी.एम., रिटेनर रिंगच्या गोलाकार फिरण्याची दिशा, कामाच्या ताणाची निवड (सुरुवातीला कमी आणि त्यानंतर थोडे अधिक), कामाच्या ताणानुसार वेळेची निवड करणे अशा इतर पॅरामीटरची निवडदेखील मशिनच्या सेटिंगदरम्यान महत्त्वाची भूमिका पार पडते.

चांगल्या फॅमिंगसाठी आणि कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी फॅमिंग प्लेट थंड राहणे गरजेचे असते. यासाठी फॅमिंग प्लेट खालील जॅकेटमध्ये सतत थंड पाण्याचा प्रवाह चालू असणे आवश्यक असते. हव्या त्या तापमानासाठी आवश्यक तेवढे थंड पाणी मिळावे यासाठी चिलरचा वापर करता येतो. या पाण्याचा पुनर्वापर करून पाण्याचा अपव्यय टाळता येऊ शकतो.

 

विशिष्ट उत्पादनापर्यंत स्लरीचा पुनर्वापर करता येतो. त्यानंतर फॅमिंगदरम्यान कार्यक्षम यंत्रण होण्यासाठी स्लरी बदलणे फायदेशीर ठरते. ऑईल रिक्लेम यंत्रणेत ऑईलच्या पुनःप्रक्रियेसाठी वापरलेल्या स्लरीचा वापर करता येऊ शकतो.

 

फॅमिंगमध्ये सर्वात शेवटी सपाटपणा (फ्लॅटनेस) आणि पृष्ठभाग फिनिशसाठी कार्यवस्तू तपासल्या जातात.

फॅम 18, फॅम 24, फॅम 32, फॅम 36, फॅम 48 अशा पाच प्रकारांत फ्री ॲब्रेझिव्ह मशिन उपलब्ध असून, त्यामध्ये कार्यवस्तुंचा बाह्य व्यास 150 मिमी. ते 400 मिमी. असलेल्या कार्यवस्तू करता येतात.

9833581046