खाचेचे यंत्रण

 

मागील लेखात (धातुकाम : ऑक्टोबर 2018) आपण सी.एन.सी. लेथ वापरून खाचेचे (स्लॉट) यंत्रण या अनेक टप्प्यांमध्ये पूर्ण होणाऱ्या प्रक्रियेविषयी माहिती घेतली. या लेखात आपण ग्रुव्हिंग टूलची निवड याविषयी जाणून घेणार आहोत. ग्रुव्हिंग टूलची निवड आणि टूल स्टेशन नंबर ठरविल्यानंतर प्रत्यक्ष खाचेचे यंत्रण करण्याची पद्धत ठरवावी लागते. त्यासाठी खाचेच्या रुंदीपेक्षा कमी रुंदीचा इन्सर्ट निवडणे ही पहिली महत्त्वाची बाब पाळावी लागते. पुढील उदाहरणावरून ते लक्षात येईल. चित्र क्र. 1 मध्ये 0.1584” खाचेची रुंदी तर 0.1250” रुंदीचा इन्सर्ट वापरुन दोन ग्रुव्हिंग काप वापरावे लागतील. त्यासाठी पुढील सूत्र वापरता येते.

यंत्रण करताना प्रत्येक बाजूवरील मटेरियल एकसारख्या प्रमाणात काढल्यास खाचेचे यंत्रण उत्तम होते. तसेच पृष्ठीय (सरफेस) फिनिश आणि टूलचे आयुष्यदेखील चांगले मिळण्यास मदत होते. यंत्रण करतेवेळी 2 ऐवजी 3 ग्रुव्हिंग काप घेतले जातात. त्यासाठी सी.एन.सी. प्रोग्रॅमरने पुढील दोन मुद्दे लक्षात घेणे गरजेचे आहे.

 

• खाचेच्या स्थानावरील (पोझिशन) नियंत्रण.

• खाचेच्या रुंदीवरील नियंत्रण.

चित्र क्र. 1 मध्ये दिलेले खाचेचे स्थान 0.625” असून हे माप कार्यवस्तुच्या फेसपासून आहे. खाचेची रुंदी 0.1584” आहे, तर निवडलेल्या इन्सर्टची रुंदी 0.1250” इतकी असून, तीन पायऱ्यांमध्ये हे यंत्रण (कटिंग) संपवायचे आहे.

पायरी 1 : यामध्ये खाचेच्या मध्यभागी रफ प्लंज करणे आवश्यक आहे. त्यामुळे दोन्ही बाजूला समान मटेरियल राहिल. हे करत असताना खाचेच्या तळाशी कमी मटेरियल राहिल याकडेही लक्ष देणे गरजेचे आहे.

 

पायरी 2 : खाचेच्या डाव्या बाजूला ग्रुव्हिंग टूलच्या कामाचा प्रोग्रॅम बनवावा. त्यामध्ये कोपरे मोडणे म्हणजेच चॅम्फर प्रोग्रॅमही असावा.

 

पायरी 3 : खाचेच्या उजव्या बाजूला ग्रुव्हिंग टूलच्या कामाचा प्रोग्रॅम बनवावा. यामध्येही कोपरे मोडणे म्हणजेच चॅम्फर प्रोग्रॅम असावा, तर खाचेचा तळ डावीकडे सरकवावा.

तिसऱ्या पायरीमध्ये फिनिशिंगसाठी स्टॉक अलाउन्सचा विचार करणे गरजेचे आहे.

पायरी 1 मध्ये खाचेच्या मध्यभागी पहिला प्लंज येणे गरजेचे आहे. तर Z अक्षाचे सुरुवातीचे स्थान काढण्यासाठी, फिनिशिंगसाठी प्रत्येक बाजूवर किती मटेरियल हवे आहे ते काढावे. म्हणजेच Z ची जागा डाव्या बाजूपासून + 0.0167 येईल. जर ही बाजू Z-0.625 असेल तर ग्रुव्हिंग टूलचे सुरुवातीचे स्थान Z-0.6083 असे येईल. जेव्हा टूल पहिला प्लंज पूर्ण करेल, त्यावेळी खाचेच्या दोन्ही बाजूंवर फिनिशिंगसाठी समान मटेरियल राहिलेले असेल.

 

महत्त्वाची सूचना : कुठेही आलेल्या आकड्यांच्या जवळची पूर्ण संख्या (फिगर राऊंडिंग ऑफ) न वापरता गणिताने आलेले आकडेच वापरावेत.

• X अक्ष पहिले स्थान : प्लंजची सुरुवात होणारे स्थान.

• X अक्ष दुसरे स्थान : प्लंजिंग कट व्यास शेवट.

सुरुवात करण्यासाठी चांगली पोझिशन म्हणजे, प्रत्येक बाजूला 0.050” इतके अंतर फिनिश व्यासावर ठेवणे.

0.05” पेक्षा जास्त क्लिअरन्स घेऊन काप सोडू नये. 0.05” (1.27 मिमी.) खाचेच्या तळाचा व्यास चित्र क्र. 1 मध्ये 3.82” दिला आहे. त्यामुळे X 3.82 अपेक्षित व्यास म्हणून प्रोग्रॅम करता येतो. तो प्रत्येक बाजूला 0.003” म्हणजेच व्यासावर 0.006” इतका कमी शिल्लक राहिल.

 

N43 G00 X4.1 Z-0.6033 T0303 M08

N44 G01 X 3.826 F 0.004

N45 G00 X 4.1

 

एकाच भागावर समान आकाराच्या अनेक खाचा करणे म्हणजेच मल्टिपल ग्रुव्हिंग होय. या कामाचा प्रोग्रॅम, सबप्रोग्रॅम प्रकारात केला जातो. त्यामुळे प्रोग्रॅमिंगमधील बराच वेळ वाचतो. यामध्ये खाचांची संख्या जास्त असल्यामुळे यंत्रण करताना मोठ्या प्रमाणात मटेरियल निघते. हे मटेरियल वेळच्यावेळी काढून टाकणे गरजेचे असते, अन्यथा मटेरियल खाचेमध्ये अडकून राहते. त्यामुळे खाचेचे सरफेस फिनिश जाऊन टूलदेखील लवकर खराब होते. हवेच्या दाबामुळे चिप काढून टाकता येतात. मात्र, त्यासाठी प्रथम टूल बाहेर काढून घेणे आवश्यक आहे. त्यानंतरच सर्व चिप काढून टाकता येतात. यासाठी M01 ऑप्शनल स्टॉपचा उपयोग चांगला होतो.

आडवी खाच करत असताना कटिंग इन्सर्टचा रेडियल क्लिअरन्स विचारात घ्यावा लागतो. फेसवर खाच करणे ही आडवी (हॉरिझाँटल) यंत्रण प्रक्रिया असून, त्यासाठी Z अक्ष कार्यान्वित करावा लागतो. याउलट उभ्या (व्हर्टिकल) ग्रुव्हिंगमध्ये X अक्ष कार्यान्वित होतो. या दोन्ही यंत्रण प्रक्रियेमध्ये टूलचे ओरिएंटेशन हा महत्त्वाचा मुद्दा ठरतो. यंत्रण करत असताना यालाच कटिंग इन्सर्टचा रेडियल क्लिअरन्स असे म्हणतात.

उभ्या ग्रुव्हिंगवर याचा काही परिणाम होत नाही. याउलट आडव्या ग्रुव्हिंगमध्ये ओरिएंटेशन हा एक कळीचा मुद्दा ठरतो. (चित्र क्र. 2)

एकूण काप : तीन

1. रफ प्लंज : खाचेच्या मध्यभागी

2. दोन फिनिशिंग कट

3. कॉर्नर ब्रेकसह

यानंतर रेडियल क्लिअरन्स बघावा लागेल

 

बहुतेक सर्व ग्रुव्हिंग इन्सर्ट उंच असतात. कारण उंचीमुळे त्यांना ताकद येते. फेस ग्रुव्हिंगसाठी ग्रुव्हिंग इन्सर्ट कार्यवस्तुच्या फेसशी 900 कोनात लावला जातो. (म्हणजेच स्पिंडलची मध्यरेषा) आदर्श ग्रुव्हिंग इन्सर्टला शून्य रेडियल क्लिअरन्स असतो आणि खालच्या भागात तो कार्यवस्तुशी इंटरफियर करतो. (चित्र क्र. 3 पहा.)

चित्र क्र. 4 मध्ये स्टँडर्ड इन्सर्टमध्ये फेस ग्रुव्हिंगसाठी बदल केले आहेत.

पुढे दिलेल्या प्रोग्रॅममध्ये सुधारित इन्सर्ट वापरलेला असून 0.012” चॅम्फरसाठी एकच ऑफसेट वापरलेला आहे. तर इन्सर्टची खालची बाजू म्हणजे टूल सेंटर पॉईंट आहे.

03603 फेस ग्रूव्ह

G20 (इंचातील मापांचे प्रोग्रॅमिंग करण्यासाठी)

....

N21 T0400M42

N22 G96 S450 M03

N23 G00 X 2.1 Z0.05 T0404 M08

N24 G01 Z-0.123 F 0.003

N25 Z0.05 F 0.04

N26 X 1.951

N27 X 2.075 Z- 0.012 F 0.001

N28 I- 0.123 F 0.003

N29 X 2.1 Z0.05 F 0.04

N30 U 0.149

N31 U- 0.124 Z- 0.012 F 0.001

N32 Z- 0.125 F 0.003

N33 X 2.0755

N34 X 2.1 Z 0.05 F 0.04 M09

N35 G00 X 8.0 Z3.0 T0400

N36 M30

%

कॉर्नर ग्रूव्ह प्रोग्रॅम करण्यासाठी ग्रुव्हिंग इन्सर्ट त्रिज्या माहीत असणे आवश्यक आहे.

उदाहरणार्थ 0.031 (1/32) (चित्र क्र. 5)

• कापाची खोली : ड्रॉईंगमधील माहितीवरून ठरविली जाते.

• सर्वसामान्यपणे कोपऱ्यावरील खाच कमीतकमी अंडरकट म्हणून निर्देशित केली जाते. चित्र क्र. 5 मध्ये कोपऱ्यावरील खाच दाखविली आहे.

अंडरकट प्रोग्रॅम उदाहरण

प्रोग्रॅम

03604 कॉर्नर ग्रूव्ह

G20

....

N217 G505 1000 T0500 M42

N218 G96 S375 M03

N219 X1.08Z-0.95 T0505 M08

N220 G01X0.918 Z-1.031F 0.004

N221 G04X 0.1

N222 X 1.06Z- 0.95 F0.04

N223 G00X6.0 Z3.0 T0500M09

N224 M30

%

 

वरील प्रोग्रॅममधील ब्लॉक नंबर 219 टूलचा सेंटर सेटअप पॉईंट नेक ग्रूव्हच्या सेंटरवर आणतो (X आणि Z साठी क्लिअरन्स 0.050)

N220 आणि N222 मध्ये दोन कटिंग चाली (मोशन) होतात.

 

1. ग्रूव्हमध्ये N220

2. ग्रूव्हच्या बाहेर N222

दोन्ही चालींमध्ये सरकण्याचे अंतर सारखेच आहे. 0.1 सेकंदाचा ड्वेल N221 मध्ये घातला आहे. N220 ब्लॉक इन्क्रिमेंटल मोडमध्ये खालीलप्रमाणे प्रोग्रॅम करता येतो.

N220 G01 U-0.162 W-0.081 F0.004

N221 G04 X 0.1

N222 U0.162 W0.081F0.04

 

अशा तऱ्हेने आपण लेथवरील ग्रूव्ह कटिंग पाहिले. ग्रूव्ह कटिंगचा वेळ कमी करण्यासाठी बहुतेक सर्व कंट्रोलमध्ये काही खास G फंक्शन असतात. त्यांचा वापर करून खाचेचे यंत्रण सहजपणे, उत्कृष्ट पद्धतीने, कमीतकमी वेळात करता येते. फानुक कंट्रोलमध्ये G74 आणि G75 ही खास दोन फंक्शन या कामासाठी वापरली जातात. त्यांना मल्टिपल पुनरावृत्ती आवर्तन असे म्हणतात. आपण मागील काही लेखात याविषयी जाणून घेतले आहे.