ड्रिलिंग फिक्श्चर

 

मागील लेखामध्ये आपण एका अवघड स्लॉटच्या प्रक्रियेविषयी आणि त्यासाठी बनविलेल्या फिक्श्चरविषयी माहिती घेतली. या लेखात आपण ड्रिलिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या फिक्श्चरची माहिती करून घेणार आहोत.

 

बहुतांशी यंत्रभागांमध्ये भोके असतात, हे आपल्याला माहीतच आहे. यंत्रभागांची जोडणी करण्यासाठी स्क्रू, बोल्ट यांचा वापर केला जातो आणि ते बसविण्यासाठी भोके बनवावीच लागतात. यासाठी ड्रिलिंग फिक्श्चरचा वापर फार मोठ्या प्रमाणात केला जातो. ड्रिलिंग करण्याकरिता फिक्श्चर आरेखन करणे आणि ते बनविणे ही एक क्लिष्ट प्रक्रिया आहे. ड्रिलिंग करताना टूल यंत्रण करते त्याचप्रमाणे ते कट झालेले मटेरियल बाहेर फेकते. ड्रिलिंग करताना कार्यवस्तूचे मटेरियल सतत काढले जाते. जर ड्रिल कार्यवस्तूमधून बाहेर काढले किंवा भोक आरपार झाले तरच यंत्रण संपते. टर्निंगमध्येसुद्धा सतत मटेरियल काढले जाते, एवढेच साम्य ड्रिलिंग आणि टर्निंगमध्ये आहे.

 

टर्निंग करताना कार्यवस्तू फिरत असते आणि टूलच्या एका टोकाने यंत्रण होत असते. मात्र, ड्रिलिंग करताना कार्यवस्तू स्थिर असते आणि ड्रिलच्या दोन्ही टोकांनी यंत्रण होत असते. त्यामुळे ड्रिलची दोन्ही टोके व्यवस्थित असतील तर संतुलित यंत्रण होते. ड्रिलिंग करताना मोठ्या प्रमाणात उष्णता निर्माण होते. त्यामुळे अनेकवेळा शीतकाची व्यवस्था करावी लागते. टर्निंग, मिलिंग फिक्श्चरच्या मानाने ड्रिलिंग फिक्श्चर जास्त प्रमाणात लागतात, त्याचप्रमाणे त्याचे विविध प्रकार आहेत. त्यामुळे कोणत्या प्रकारचे फिक्श्चर बनवायचे याचा अधिक खोलवर विचार करावा लागतो. फिक्श्चरची निवड करण्यासाठी काही महत्त्वाचे मुद्दे पुढे नमूद केले आहेत.

 

1. ड्रिलिंग मशिनचा प्रकार. उदाहरणार्थ, बेंच ड्रिलिंग मशिन, पिलर टाईप ड्रिलिंग मशिन, मल्टीस्पिंडल ड्रिलिंग मशिन, रेडिअल ड्रिलिंग मशिन.

2. कार्यवस्तुचा आकार आणि वजन.

3. कार्यवस्तुंची संख्या.

4. एका भोकासाठी एकाच टूलचा (फक्त ड्रिलचा) वापर.

5. एका भोकासाठी ड्रिल, चॅम्फर, टॅप अशा अनेक टूलचा वापर.

6. मशिनची क्षमता : टेबलचा आकार, X आणि Y अक्षाची मापे, Z अक्षाची क्षमता.

 

1. टेम्प्लेट

2. टेम्प्लेट जिग

3. प्लेट टाईप जिग

4. बॉक्स टाईप फिक्श्चर/जिग

5. अँगल प्लेट टाईप जिग

6. पॉट टाईप फिक्श्चर

7. टर्न ओव्हर जिग किंवा टेबल जिग (लहान कार्यवस्तुंसाठी)

8. टंबल टाईप जिग (लहान कार्यवस्तुंसाठी)

9. इंडेक्सिंग फिक्श्चर

10. युनिव्हर्सल (पंप) जिग

11. रिंग जिग

12. लीफ टाईप फिक्श्चर - स्विंग प्लेट टाईप फिक्श्चर

13. ट्रुनियन टाईप जिग

वर उल्लेख केलेल्या प्रकारांपैकी काही जिगची माहिती आपण या लेखमालेत घेणार आहोत. ड्रिलिंग फिक्श्चर बनवायचे झाल्यास अधिक खोलवर विचार करणे का महत्त्वाचे असते, तसेच ड्रिलिंग करण्याकरिता फिक्श्चरचे आरेखन करणे आणि बनविणे एक क्लिष्ट प्रक्रिया का असते, हे आता आपल्या लक्षात येईल. ड्रिलिंग फिक्श्चर आणि ड्रिलिंग जिग यामधील फरक बऱ्याचवेळा लक्षात येत नाही. या दोन प्रकारांची वैशिष्ट्ये पुढे दिली आहेत.

 

या फिक्श्चरमध्ये फक्त कार्यवस्तू व्यवस्थित पकडली जाते. 3-2-1 या तत्वाप्रमाणे कार्यवस्तू फिक्श्चरमध्ये ठेवली (लोकेट) जाते. (संदर्भ : धातुकाम, नोव्हेंबर 2017) ज्या दिशेने ड्रिलिंग करावयाचे आहे ती दिशा सोडून उरलेल्या 3 दिशांनी ती घट्ट पकडली जाते. यामुळे यंत्रण करताना कार्यवस्तू हलू शकत नाही, तसेच कार्यवस्तू वारंवार त्याच ठिकाणी बसते. म्हणूनच गुणवत्तेमधील सातत्याची खात्री देता येते. यामध्ये टूल (ड्रिल, रीमर) गाईड केले जात नाही. उदाहरणार्थ, टॅपिंग फिक्श्चर, चॅम्फरिंग फिक्श्चर, स्पॉट फेसिंग फिक्श्चर, सी.एन.सी. मशिनवर बनविलेले फिक्श्चर इत्यादी.

ड्रिलिंग जिग हे सुद्धा ड्रिलिंग फिक्श्चरप्रमाणेच असते. मात्र यामध्ये टूल (ड्रिल, रीमर) गाईड केले जाते. यासाठी गाईड बुशचा वापर केला जातो. थोडक्यात ज्या ड्रिलिंग फिक्श्चरमध्ये गाईड बुश असते त्याला ड्रिलिंग जिग असे म्हणतात.

 

1. जिग भक्कम असावे. बाहेरील बलामुळे त्याच्या अचूकतेवर विपरीत परिणाम होऊ नये.

2. कार्यवस्तू पकडताना प्रमाणापेक्षा जास्त बल लावल्यामुळे जिगचे विस्थापन होऊ नये.

3. ड्रिलिंगच्या बलामुळे कार्यवस्तूचे विस्थापन होत असल्यास त्याला योग्य ठिकाणी आधार द्यावा.

4. कार्यवस्तू जिगमध्ये लोड अनलोड करण्यासाठी पुरेशी जागा असणे आवश्यक आहे. अन्यथा कामगाराच्या हाताला इजा होऊ शकते.

5. जर यंत्रण केल्यावर ड्रिलिंगच्या चिप रेस्ट पॅडवर राहिल्या, तर चुकीची कार्यवस्तू मिळेल. रेस्ट पॅड कमीतकमी आकाराचे असावे, जेणेकरून कामगाराला कमी जागा साफ करावी लागेल.

6. भोके करण्यासाठी दिलेली गाईड बुश कठीण आणि ग्राइंड केलेली असावीत.

7. आवश्यकता असल्यास तापमान नियंत्रित करण्यासाठी शीतकाची सोय ठेवणे गरजेचे आहे.

8. कार्यवस्तू मोठी किंवा जड असेल, तर ती काढण्यासाठी तांत्रिक सोय असावी. उदाहरणार्थ, इजेक्शन. त्यामुळे कामगाराला अडचण येणार नाही, तसेच अपघाताचा धोका राहणार नाही.

9. खास करून ड्रिलिंग करताना चिप योग्य प्रकारे बाहेर येतील याची काळजी जिग डिझाईन करतानाच घ्यावी लागते. कार्यवस्तूचे मटेरियल ठिसूळ (चित्र क्र. 1) अथवा चिवट (चित्र क्र. 2) असल्यास त्याप्रमाणे योग्य आरेखन करावे लागते.

10. वेल्डेड अथवा ओतीव फिक्श्चरचे योग्य प्रकारे स्ट्रेस रिलीव्हिंग केले पाहिजे. नाहीतर काही काळानंतर त्यांची अचूकता बिघडते. वेगवेगळे भाग बनवून, ते एकत्र जोडून, जर फिक्श्चर बनविले (बिल्टअप फिक्श्चर), तर मात्र स्ट्रेस रिलीव्ह करण्याची गरज पडत नाही. यामध्ये शक्यतो ॲलन कॅप स्क्रूचा वापर करावा. कारण हे स्क्रू सहजासहजी काढता येत नाहीत. शक्यतो स्क्रू बसविताना तेलात बुडवून बसवावेत. असे केल्यामुळे स्क्रू कालांतराने काढण्यास त्रास होत नाही, तसेच ते गंजत नाहीत. बहुतेक वेळा, अज्ञानामुळे याची कार्यवाही केली जात नाही. मापाची अचूकता मिळविण्यासाठी डॉवेल पिनचा वापर केला जातो. डॉवेल पिनचा वापर केल्यामुळे भाग काढून पुन्हा जोडल्यास मापामध्ये फरक पडत नाही. तसेच दोन मापांतील परस्पर संबंध राखला जातो. (डॉवेल पिनच्या अधिक माहितीसाठी, संदर्भ : धातुकाम,

 

11. जिग प्लेट सुरक्षित राहणे अतिशय महत्त्वाचे आहे. त्यामुळे जर जिग किंवा फिक्श्चर वापरात नसेल, तेव्हा ते साफ करून त्याला ग्रीस अथवा ऑईल लावून सुरक्षित ठिकाणी ठेवावे. ड्रिलिंग जिगमध्ये 10 ते 20 मायक्रॉनमध्ये भोकांमधील (0.010 ते 0.020 मिमी.) केंद्राचे माप नियंत्रित केलेले असते.

12. जिग प्लेटमधून कधीही क्लॅम्पिंग देऊ नये, कारण त्यामुळे जिग प्लेट विस्थापित होऊ शकते. यामुळे गाईड बुशचा अक्ष तिरका होऊ शकतो आणि त्यामुळे ड्रिल तिरके होते अथवा तुटण्याचा धोका असतो. त्याशिवाय चुकीची कार्यवस्तू तयार होते. जर तसे क्लॅम्पिंग दिले तर शक्यतो हाताने घट्ट करता येईल असेच क्लॅम्पिंग द्यावे म्हणजे त्याचा विपरीत परिणाम जिग प्लेटवर होणार नाही.

13. जिगमध्ये कार्यवस्तुची काढघाल करताना, तसेच हाताळताना हातमोजे घालणे बंधनकारक आहे. असे न केल्यास कार्यवस्तुला असलेली बर आणि अणकुचीदार कोपऱ्यांनी इजा होण्याचा धोका संभवतो.

14. मशिन चालू असताना हातमोजे काढून टाकणे आवश्यक आहे. असे न केल्यास हातमोजे फिरणाऱ्या ड्रिलमध्ये अडकण्याची भीती असते.

15. फूल प्रूफिंग : जिग आणि फिक्श्चरसाठी अतिशय महत्त्वाचा मुद्दा म्हणजे, ‘फूल प्रूफिंग’. हे केल्यामुळे कुठलीही पूर्वमाहिती नसलेला कामगार यंत्रण करीत असेल तरीही कार्यवस्तू चुकणार नाही, कारण कार्यवस्तू चुकीच्या पद्धतीने जिगमध्ये बसणारच नाही. जर ती चुकीच्या पद्धतीने बसवून यंत्रण झाले तर चूक लक्षात येईपर्यंत झालेले सगळे भाग वाया जातील.

चित्र क्र. 3 मध्ये दाखविलेली कार्यवस्तू चित्र क्र. 4 मध्ये दाखविल्याप्रमाणे फिक्श्चरमध्ये ठेवलेली आहे. फ्लँजचा फेस फिक्श्चरच्या प्लेटवर बसलेला आहे. आता आपण पिन ‘P’ चे कार्य पाहुया. फ्लँज ‘B’ चा व्यास मोठा असल्यामुळे जर कार्यवस्तू उलटी टाकली, तर फ्लँज ‘B’ चा व्यास पिन ‘P’ मुळे प्लेटवर बसणार नाही. जर पिन ‘P’ काढून टाकली तरच ही कार्यवस्तू उलटी बसू शकेल. म्हणूनच पिन ‘P’ ला ‘फूल प्रूफिंग’ पिन असे म्हणतात. आता आपण आणखी एक उदाहरण पाहणार आहोत.

 

चित्र क्र. 5 मध्ये दाखविलेल्या कार्यवस्तूमध्ये फ्लॅट ‘क’, भोक ‘अ’ आणि फ्लँजवरील 8 भोके ‘ब’ यांचा परस्परसंबंध आवश्यक आहे. जिगमध्ये भोक ‘अ’चे यंत्रण करावयाचे आहे. लोकेटिंग पिन ‘P’ मध्ये (चित्र क्र. 6) कार्यवस्तू बसविली आहे. आता 8 पैकी कुठल्याही भोकात कार्यवस्तू बसू शकते. त्यामुळे फ्लॅट ‘क’ उभा असतानासुद्धा कार्यवस्तू बसू शकते. म्हणजेच भोक ‘अ’, फ्लॅटवर होण्याऐवजी व्यासावर केले जाईल. कार्यवस्तू ठराविक पद्धतीने बसण्यासाठी फूल प्रूफिंग ब्लॉक ‘ड’ बसविला आहे. यामुळे कार्यवस्तू दुसऱ्या कुठल्याही स्थितीत बसणार नाही.

1 ते 1.5 मिमी. जाडीच्या पत्र्यापासून टेम्प्लेट बनविली जाते. जेव्हा कमी संख्येत (15 ते 20) कार्यवस्तू बनवायच्या असतात (प्रोटोटाईप), तेव्हा अशा प्रकारच्या टेम्प्लेटच्या साहाय्याने त्या बनविल्या जातात.

चित्र क्र. 7 मध्ये एका गोलाकार फ्लँजवर ‘ब’ व्यासाची 8 भोके समान अंशात (450) करायची आहेत. टेम्प्लेटचा बाहेरचा व्यास आणि कार्यवस्तुचा बाहेरचा व्यास जुळवून घेतला.

आता टेम्प्लेट चित्र क्र. 8 या कार्यवस्तूवर पकडून ठेवली. प्रथम या टेम्प्लेटवर 1 मिमी. व्यासाची 8 भोके कार्यवस्तूवर दिल्याप्रमाणे करून घेतली. या 1 मिमी. व्यासाच्या भोकाचा संदर्भ घेऊन सेंटर पंचच्या साहाय्याने या 8 भोकांचे चिन्हांकन केले. या चिन्हांकित केलेल्या केंद्रावर ड्रिलिंग केले. या भोकांचा पिच सर्कल व्यासाचा टॉलरन्स जास्त असल्यामुळे अशा प्रकारच्या टेम्प्लेटच्या साहाय्याने आपण भोके पाडू शकतो. यामुळे कार्यवस्तुच्या मार्किंगचा वेळ वाचतो. अशा प्रकारच्या टेम्प्लेट सहजपणे आणि कमी खर्चात बनविता येतात.

 

 

कार्यवस्तू आणि टेम्प्लेट जिग यांचा आकार तंतोतंत सारखा असतो. चित्र क्र. 9 मध्ये दाखविल्याप्रमाणे टेम्प्लेट जिग कार्यवस्तूवर ठेवून ड्रिलने भोक करता येते. ही संपूर्ण प्लेट कठीण (हार्ड) केली जाते, त्यामुळे टेम्प्लेटची भोके जास्त टिकतात. कार्यवस्तुच्या भोकांच्या केंद्रामधील अंतर अधिक अचूक असेल आणि कार्यवस्तुची संख्या कमी असेल तेव्हा टेम्प्लेट जिगचा वापर केला जातो. चित्र क्र. 10 मधील कार्यवस्तूमध्ये दाखविल्याप्रमाणे नियंत्रित भोक असल्यास, त्या भोकात गाईड करून 4 भोकांचे यंत्रण करता येऊ शकते. वरील दोन्ही उदाहरणात टेम्प्लेट आणि कार्यवस्तू एकत्र पकडली जाते.

आपण टेम्प्लेट जिगमध्ये बुश बसविले की, त्याचे प्लेट टाईप जिग तयार होते. यामध्ये कार्यवस्तू आणि जिग प्लेटचा आकार वेगवेगळा असू शकतो. तसेच जिग प्लेट, कार्यवस्तूवर क्लॅम्प केली जाते. जेव्हा कार्यवस्तुंची संख्या जास्त असते आणि भोकांच्या केंद्रातील अंतर अधिक अचूक असते, तेव्हा अशा प्रकारचे जिग वापरले जाते. (चित्र क्र. 11)

 

1. यंत्रभाग जोडण्यासाठी शक्यतो ॲलन कॅप स्क्रूचा वापर करावा.

2. ॲलन कॅप स्क्रू बसविताना त्याला तेल लावतात.

3. वेल्डेड अथवा ओतीव फिक्श्चर योग्य प्रकारे स्ट्रेस रिलीव्ह करावीत.

4. रेस्ट पॅड कमीतकमी आकाराची असावीत.

5. मशिन चालू असताना हातमोजे काढून टाकणे अतिशय आवश्यक आहे.

6. डॉवेल पिनचा वापर केल्यामुळे यंत्रभाग काढून पुन्हा जोडल्यास मापामध्ये फरक पडत नाही.

7. जिग प्लेटमधून कधीही क्लॅम्पिंग देऊ नये.

8. टर्निंग आणि ड्रिलिंगमधील फरक लक्षात घ्यावा.

9 फूल प्रूफिंग अतिशय महत्त्वाचे आहे.