सुपर फिनिशिंगच्या विविध प्रक्रिया

ग्राइंडिंगमधील त्रुटींमुळे कार्यवस्तूंचा पृष्ठभाग खराब होतो. या त्रुटी म्हणजे व्हीलमधील कंपनांमुळे येणाऱ्या खुणा. काही ठराविक ठिकाणी पृष्ठीय फिनिशची गुणवत्ता अतिशय उच्च दर्जाची लागते. ग्राइंडिंगमधील कमतरता कमी करून आवश्यक असणारे पृष्ठीय फिनिश मिळविण्यासाठी, भौमितिक आकार सुधारण्यासाठी फिनिशिंग प्रक्रियेचा वापर केला जातो. या फिनिशिंग प्रक्रियेमध्ये होनिंग, लॅपिंग आणि सुपर फिनिशिंग या प्रक्रियांचा समावेश होतो.

फिनिशिंगच्या पद्धती
1. जनरेटिव्ह पद्धत, ज्यामध्ये मटेरियल काढले जाते. या पद्धतीत फाइन फिनिशिंग, होनिंग, सुपर फिनिशिंग, लॅपिंग या प्रक्रिया येतात.
2. फॉर्मिंग पद्धत, ज्यामध्ये मटेरियल काढले जात नाही. या पद्धतीत ग्लेझिंग, ब्लास्टिंग, टंबलिंग, पॉलिशिंग, बर्निशिंग या प्रक्रिया येतात.

फिनिशिंग प्रक्रियेचे प्रकार
1. सुपर फिनिशिंग
ऑप्टिकली स्मूथ, चकचकीत, गुळगुळीत, कोणताही डाग किंवा चिकटपणा, तेल न चिकटलेला आणि संपूर्ण प्रक्रिया झालेला धातूचा भाग तयार करण्याच्या पद्धतीला सुपर फिनिशिंग असे म्हणतात. त्यासाठी अचूकपणे मोजमापन करणाऱ्या प्रक्रियांचा वापर केला जातो. या प्रक्रियांमध्ये टर्निंग, ग्राइंडिंग, होनिंग, लॅपिंग, बर्निशिंग अशा प्रक्रिया वापरल्या जातात आणि तयार होणाऱ्या भागांची मापे अत्यंत अचूक असतात. याच पद्धतीला मायक्रो मशीनिंग, मायक्रो फिनिशिंग किंवा सिंगल स्ट्रोक होनिंग असेही म्हटले जाते.

सुपर फिनिशिंग ही एक प्रकारची होनिंग प्रक्रिया असून, त्यामध्ये होनिंगपेक्षा कमी प्रेशर, जास्त वेग, जास्त वंगण (लुब्रिकंट) आणि कमी व्हिस्कॉसिटी असलेले शीतक वापरले जाते. कार्यवस्तू आणि टूलच्या अॅब्रेझिव्ह फेसमध्ये जास्तीतजास्त संपर्क ठेवला जातो. या प्रक्रियेमध्ये कमी उष्णता निर्माण होते आणि सर्वसामान्यपणे ही प्रक्रिया कार्यवस्तूच्या बाहेरील पृष्ठभागावर केली जाते.


2. होनिंग
होनिंग ही एक पृष्ठीय फिनिशिंग प्रक्रिया असून, त्यामध्ये एकत्रित बांधलेल्या अॅब्रेझिव्ह कांड्यांचा (चित्र क्र. 1) वापर केला जातो. या पद्धतीचा वापर आय.सी. इंजिन सिलिंडरच्या फाइन बोअरचे फिनिश करण्यासाठी तसेच हायड्रॉलिक सिलिंडर, गॅस बॅरल, बेअरिंग इत्यादींच्या फिनिशिंग कामासाठी केला जातो. या प्रक्रियेने पृष्ठीय रफनेसची पातळी 32 Rz पेक्षा कमी राखली जाते.

होनिंग प्रक्रिया केवळ पृष्ठभागाच्या भूमिती आणि फिनिश सुधारणेचेच नव्हे तर त्यावर विशिष्ट फिनिश पॅटर्नदेखील प्रदान करते. उदाहरणार्थ सिलिंडरमधील क्रँक केस, ऑइल फिल्म टिकवून ठेवण्यासाठी पृष्ठभागाच्या संरचनेचे हॅच पॅटर्न गरजेचे असतात. योग्य हॅच कोन मिळविण्यासाठी, रोटरी मोशन आणि होनिंग होल्डरच्या ऑसिलेटिंग मोशनदरम्यान वेगाचे गुणोत्तर संयोजित केले जाते. हे होनिंगचे महत्त्वाचे अॅप्लिकेशन आहे.


आतील भाग फिनिश करण्यासाठी वापरण्यात आलेले होनिंग टूल चित्र क्र. 2 मध्ये दाखविले आहे. होनिंग टूलमध्ये एकत्रित बांधलेल्या अॅब्रेझिव्ह कांड्या असतात. कांड्यांची संख्या पृष्ठभागाच्या क्षेत्रफळावर अवलंबून असते. होनिंग टूलची हालचाल ही फिरणाऱ्या आणि सरळ रेषेतील गतीचे एकत्रीकरण असते. ही हालचाल अशा पद्धतीने बसविलेली असते की, एका मार्गावरून गेल्यानंतर परत तो मार्ग घेतला जात नाही. होनिंग टूलचा वेग 10 सें.मी./सेकंद असा असतो. जर अधिक चांगले पृष्ठीय फिनिश हवे असेल तर यापेक्षा कमी वेग घेतला जातो.


होनिंग वापरून सुपर फिनिशिंग (चित्र क्र. 3) करताना फिनिश करावयाच्या पृष्ठभागावर दाब देऊन पुढे मागे होणाऱ्या हालचालीने अॅब्रेझिव्हने बांधलेल्या कांड्या घासतात. अॅब्रेझिव्ह कांड्या आणि कार्यवस्तू यामधील गती अशी बदलली जाते की, कांड्यावरील ग्रेनने एकदा घेतलेला मार्ग परत घेतला जात नाही. सुपर फिनिशिंगसाठी लागणारा वेळ फार कमी असतो. 0.075 मीटर लांबीच्या कार्यवस्तूवर 50 सेकंदात सुपर फिनिशिंग पूर्ण होते.


सुपर फिनिशिंग करताना स्ट्रोक लांबी तुलनात्मकरित्या सामान्य होनिंगपेक्षा कमी असते. परंतु, वारंवारिता 1500 स्ट्रोक्स/मिनिट अशी असते. सुपर फिनिशिंगसाठी कमी दाब लागतो. या प्रक्रियेमध्ये कार्यवस्तूला दिलेला सरकवेग सामान्य होनिंगपेक्षा कमी असतो. तसेच अॅब्रेझिव्ह मटेरियलचा ग्रिट आकार होनिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ग्रिट आकारापेक्षा कमी असतो.

होनिंग मशीन
रचनेच्या दृष्टीने होनिंग मशीन उभ्या (व्हर्टिकल) ड्रिलिंग मशीनसारखी दिसतात. स्पिंडलची पुढे मागे होण्याची हालचाल हायड्रॉलिक प्रणालीने मिळविली जाते. गोलाकार गती हायड्रॉलिक मोटर किंवा गिअर ट्रेनने साधता येते. उभ्या किंवा आडव्या रचनेचे होनिंग मशीन मिळते. सर्वसाधारणपणे उभ्या होनिंग मशीनचा वापर जास्त प्रमाणात होतो. आडव्या (हॉरिझाँटल) मशीनचा वापर जास्त लांबी असणाऱ्या गन बॅरलचा आतील भाग फिनिश करण्यासाठी होतो.

3. लॅपिंग (हँड लॅपिंग, मशीन लॅपिंग)
लॅपिंग हीसुद्धा एक प्रकारची अॅब्रेझिव्ह प्रक्रिया असून तिचा उपयोग पृष्ठभाग गुळगुळीत आणि मोजमापात अचूक बनविण्यासाठी होतो. या प्रक्रियेमुळे अतिशय उच्च दर्जाची अचूकता मिळते. त्यामुळे या पद्धतीचा वापर ऑप्टिकल भिंगे, धातूचे बेअरिंग पृष्ठभाग, मेजरिंग गेज, सरफेस प्लेट आणि इतर मोजमाप करणारी साधने (इन्स्ट्रूमेंट) बनविण्यासाठी होतो.

या प्रक्रियेमध्ये कार्यवस्तू आणि लॅपिंग टूल यामध्ये अतिशय लहान अॅब्रेझिव्हचे कण फिरत ठेवलेले असतात. बाँडेड अॅब्रेझिव्ह टूलचा वापर केला जातो. अॅब्रेझिव्ह कणांच्या द्रावणाला (सोल्युशन) लॅपिंग कंपाउंड असे म्हणतात. त्याचा रंग खडूच्या पेस्टसारखा दिसतो. द्रावणासाठी तेलाचा किंवा काही वेळा केरोसिनचासुद्धा वापर केला जातो. वापरण्यात येणाऱ्या द्रावणाला वंगणाचे गुणधर्म आवश्यक असतात. अॅल्युमिनिअम ऑक्साइड आणि सिलिकॉन कार्बाइडचे द्रावण अॅब्रेझिव्ह म्हणून वापरले जाते. कणांचा आकार 0.3 ते 0.6 मायक्रॉन इतका असतो. या प्रक्रियेमध्ये दोन यंत्रणा काम करीत असतात. पहिल्या यंत्रणेमध्ये अॅब्रेझिव्हचे कण रोल होतात आणि ते कार्यवस्तू आणि लॅपिंग टूल यामध्ये सरकतात. हे कण दोन्ही पृष्ठभागावर लहान लहान काप घेतात. दुसऱ्या यंत्रणेमध्ये अॅब्रेझिव्हचे कण लॅप पृष्ठभागावर लिंपले जातात आणि त्यामुळे ग्राइंडिंगसारखी यंत्रण (कटिंग) क्रिया होते.

मेकॅनिकल लॅपिंग मशीनची (चित्र क्र. 4) उभी रचना असते. खालच्या टेबलवर वर्कहोल्डर बसविलेला असतो. या टेबलला पुढे मागे होणाऱ्या दिशेने (ऑसिलेशन) गती दिलेली असते. वरच्या बाजूचा लॅप स्थिर असतो तर खालचा लॅप 60 वेढे/मिनिट या वेगाने फिरत असतो. मशीन लॅपिंगमध्ये मऊ पदार्थांसाठी 0.02N/mm2 तर कठीण पदार्थांसाठी 0.502N/mm2 लॅपिंग दाब (प्रेशर) वापरलेला असतो.

लॅपिंगचा वापर
स्टील, कास्ट आयर्न, नॉन फेरस मटेरियल (उदाहरणार्थ तांबे, पितळ, शिसे, लाकडी वस्तू) हे पदार्थ लॅपिंग प्रक्रिया वापरून फिनिश करता येतात. लॅपिंग प्रक्रिया त्या मानाने महाग पडते. सोन्याचे दागिने, निरनिराळे आकार लॅपिंग प्रक्रिया वापरून फिनिश करता येतात. त्याचबरोबर तांबे, पितळ, शिसे यांच्यापासून बनविलेल्या निरनिराळ्या वस्तू, त्यांचे आकार हेसुद्धा लॅपिंग प्रक्रिया वापरून फिनिश करता येतात. काही ठिकाणी लाकडी वस्तूंवरसुद्धा लॅपिंग प्रक्रियेचा वापर फिनिशिंग करण्यासाठी केला जातो.

4. पॉलिशिंग आणि बफिंग
पॉलिशिंग आणि बफिंग या दोन्ही प्रक्रिया सारख्याच आहेत. तांत्रिकदृष्ट्या पॉलिशिंगमध्ये वर्क व्हीलवर चिकटलेले अॅब्रेझिव्ह कण वापरले जातात, तर बफिंगमध्ये वर्क व्हीलवर असलेल्या सैल अॅब्रेझिव्ह कणांचा वापर केला जातो. यंत्रण केलेल्या पृष्ठभागावरील चरे आणि बर काढण्यासाठी पॉलिशिंगचा वापर केला जातो. जास्त वेगाने फिरणारे पॉलिशिंग व्हील (ज्यावर अॅब्रेझिव्हचे कण बसविलेले असतात) कार्यवस्तूच्या पृष्ठभागावर काम करते आणि पृष्ठभाग अतिशय गुळगुळीत करते. फिरण्याचा वेग (लीनिअर वेग) साधारणतः 2300 मी./मिनिट असतो. रोटेटिंग व्हील सॉफ्ट पदार्थांपासून बनविलेली असतात. उदाहरणार्थ, कॅनव्हास, कातडे किंवा कागद. त्यामुळे व्हील लवचीक बनतात आणि कार्यवस्तूवरील पोकळ्या आणि वेड्यावाकड्या आकारातील आतील बाजूचे फिनिशिंग उत्कृष्ट पद्धतीने करतात.

पॉलिशिंग
पॉलिशिंग ही एक पृष्ठभाग स्वच्छ करणारी प्रक्रिया असून त्यातून सपाट, स्क्रॅच नसलेला उत्तम फिनिश असणारा (मिरर फिनिश) पृष्ठभाग तयार करता येतो. यामध्ये फाइन ग्राइंडिंग, इंटरमिडिएट ग्राइंडिंग, रफ पॉलिशिंग आणि फाइन पॉलिशिंग हे भाग येतात. जो पृष्ठभाग पॉलिश करावयाचा आहे, तो प्रथम रफ ग्राइंड केला जातो. ज्यामुळे खोलवर असलेल्या खुणा निघून जातात. त्यानंतर इंटरमिडिएट ग्राइंडिंग करून ग्राइंडिंग खूणा काढल्या जातात.

व्हीलच्या बाहेरील परिघावर अॅब्रेझिव्हचे कण उच्च प्रतीच्या डिंकाने चिकटविलेले असतात. हे कण कार्यवस्तूवर घासून फिनिशिंगचे काम होते. या कणांची झीज झाल्यावर नवीन कण बसविले जातात. यामध्ये तीन भाग पडतात.
1. रफ पॉलिशिंग : ग्रिट साइज 20 ते 80
2. फिनिश पॉलिशिंग : ग्रिट साइज 80 ते 120
3. फाइन फिनिश : ग्रिट साइज 120 पेक्षा जास्त

फाइन फिनिशिंग प्रक्रियेमध्ये तेल, वॅक्स फ्लो किंवा मेण वंगण म्हणून वापरले जाते. पॉलिशिंग प्रक्रियेची मर्यादा म्हणजे वेडेवाकडे आकार, टोकदार कोपरे, खोलवरच्या भेगा आणि टोकदार बाहेर आलेले भाग यांचे फिनिशिंग करता येत नाही.

पॉलिशिंग टूल
पॉलिशिंग हातानेच केले जाते. परंतु जास्त उत्पादन आहे अशा ठिकाणी खास डिझाइन केलेली अर्धस्वयंचलित (सेमी ऑटोमॅटिक) आणि स्वयंचलित (ऑटोमॅटिक) पॉलिशिंग मशीन वापरली जातात. पॉलिशिंगमुळे मापामध्ये कोणतीही सुधारणा/बदल होत नाही.

बफिंग
बफिंग ही एक पृष्ठभाग फिनिश करणारी प्रक्रिया आहे, जी पॉलिशिंग केल्यानंतर केली जाते, ज्यामुळे उच्च दर्जाचा पॉलिश पृष्ठभाग बनविता येतो. वरकरणी पाहता बफिंग पॉलिशिंगप्रमाणेच वाटते. परंतु, त्याचे कार्य वेगळे आहे. बफिंगचा वापर पृष्ठभाग आकर्षक आणि चमकदार बनविण्यासाठी होतो. यामध्ये कापड बांधलेल्या व्हीलवर अॅब्रेझिव्ह टाकून कार्यवस्तूच्या संपर्कात (चित्र क्र. 5) आणले जाते. यंत्रण खूपच सूक्ष्म प्रमाणात होते. अतिशय लहान (मायक्रो चिप) आकाराचे मटेरियल काढले जाते. बफिंग व्हील बनविताना लाइनर डिस्क, कापूस डिस्क, कापड डिस्क आणि कॅनव्हास डिस्कचा वापर केला जातो. बफिंग टूलला बफिंग रिंग्ज म्हटले जाते. अर्धस्वयंचलित बफिंग मशीन मिळतात. कार्यवस्तू एका खास फिक्श्चरमध्ये पकडली जाते. शक्यतो फिरणाऱ्या वर्क टेबलवर, कार्यवस्तू फिक्श्चरमध्ये पकडली जाते.


बफिंगमुळे आरशाप्रमाणे फिनिश येतो. त्यामुळे त्याचा उपयोग वाहन उद्योगातील भाग, सायकल, खेळातील वस्तू, घरगुती वापरात असणाऱ्या वस्तू, टूल, फर्निचर, व्यापारी आणि घरगुती हार्डवेअर या क्षेत्रातील वस्तूंचे फिनिशिंग करण्यासाठी केला जातो.

सुपर फिनिशिंगची गरज असलेली काही कामे
संगणक (कॉम्प्युटर) मेमरी ड्रम, शिवण्याच्या मशीनचे भाग, ऑटोमोबाइल क्षेत्रातील सिलिंडर, गाड्यांचे ब्रेक ड्रम, बेअरिंग कंपोनंट, पिस्टन रॉड, पिन, शाफ्ट, क्लच सेंटर, गाइड पिन इत्यादी.




 सतीश जोशी,
 सल्लागार
 8625975219
 [email protected]
सतीश जोशी सी.एन.सी. मशिनिंगमधील तज्ज्ञ असून ते सल्लागार म्हणून काम करतात. विविध महाविद्यालयांत अध्यापनाचे काम करीत असतानाच त्यांचे सी.एन.सी. लेथवरील पुस्तकही प्रसिद्ध झाले आहे. त्यांनी संगणकाविषयी मराठी, इंग्रजी भाषेत पुस्तके लिहिली आहेत.