ड्रिलमधील नवीन भूमिती

 

 

यत्रण उद्योगामध्ये ड्रिलिंग हा सर्वात जास्त वापरला जाणारा यंत्रण प्रकार आहे. एका वाहनात साधारणपणे 5000 भोकसदृश आकार असतात. ही सर्व भोके ड्रिलिंगने केली जात नसली तरी त्यापैकी अंदाजे 40% भोके ड्रिलिंग करून तयार केलेली असतात.

ड्रिलिंग हा यंत्रणाचा जास्त वापरला जाणारा प्रकार असला तरी हे यंत्रण भोकाच्या आतमध्ये केले जात असल्यामुळे टूलच्या कर्तन कडेपाशी (कटिंग एज) काय चालले आहे ते काम ऑपरेटरला दिसत नाही. त्यामुळे ड्रिलिंग हे अधिक काळजी घेऊन करावे लागणारे यंत्रण आहे. लेथ, मिलिंग मशिन किंवा ड्रिलिंग मशिन अशा कुठल्याही मशिनवर हे काम करता येते. 

 

ड्रिलच्या टोकापाशी कर्तन कड असते, तर यंत्रण करताना निर्माण झालेल्या चिप वाहून नेण्यासाठी लांबीवर फ्ल्यूट असतात. विविध यंत्रण प्रकार, मटेरियल आणि अॅप्लिकेशनप्रमाणे ड्रिलच्या प्रकारात बदल होतात.

 

तक्ता क्र. 1 मध्ये नेहमी कराव्या लागणाऱ्या भोकांच्या भूमितीचे वेगवेगळे प्रकार दाखविले आहेत. या भोकांचे यंत्रण किफायतशीरपणे आणि कमी खर्चात करण्यासाठी कोणत्या प्रकारची यंत्रण पद्धत वापरावी लागते हे माहिती असणे महत्त्वाचे असते आणि त्या प्रक्रियेसाठी सुयोग्य टूलची निवड करणे आवश्यक असते.

 

 

 

वेगवेगळ्या व्यासांसाठी वेगवेगळ्या प्रकारची ड्रिल वापरली जातात. ड्रिलचे त्याच्या मटेरियलला अनुरूप असे प्रामुख्याने तीन प्रकार असतात, अति वेगवान (हाय स्पीड) ड्रिल, सॉलिड कार्बाइड ड्रिल आणि इंडेक्सेबल ड्रिल. सध्या बाजारपेठेत असणारी बहुसंख्य ड्रिल फिजिकल व्हेपर डिपॉझिशन (पी.व्ही.डी.) प्रकारचे लेपन (कोटिंग) केलेली असतात. पी.व्ही.डी. लेपनामुळे ड्रिल आणि कार्यवस्तूमध्ये घर्षणाने तयार झालेल्या उष्णतेने होणारे वेल्डिंग टाळले जाते आणि एकंदरीत टूलची झीज प्रतिकारक शक्ती सुधारते. 

 

 

 

ड्रिलचे सहा प्रकारांत वर्गीकरण केले जाते. ड्रिलची भूमिती जरी सारखीच असली तरी वेगवेगळ्या दृष्टिकोनातून पाहिले असता त्यांचे वेगवेगळे वर्गीकरण होते.

· रचना : सॉलिड कार्बाइड, ब्रेझ्ड् आणि इंडेक्सेबल. ड्रिलिंग प्रक्रिया निश्चित करताना ड्रिलची कोणती रचना वापरली जाणार आहे याला खूप महत्त्व असते. छिद्राची अचूकता आणि प्रति छिद्र खर्च या गोष्टी ड्रिलच्या रचनेशी निगडित असतात. एच.एस.एस. आणि सॉलिड कार्बाइड ड्रिल लेपनासह किंवा लेपनाशिवाय उपलब्ध असतात. (चित्र क्र. 1)

 

 

 

 

 

· लांबी/व्यास गुणोत्तर : स्टब (L/D = 2 ते 3), नेहमीचे 

(L/D = 4 ते 5), लांब ड्रिल (L/D = 5 पेक्षा जास्त), अति लांब ड्रिल (L/D = 10 पेक्षा जास्त). ड्रिलच्या सर्वच कॅटलॉगमध्ये त्या त्या ड्रिलला अनुरूप L/D गुणोत्तराचा आकडा दिलेला असतो. त्याचबरोबर किती खोलीपर्यंत हे ड्रिल वापरावे हेही दिलेले असते. नेहमी कमीतकमी लांबीच्या ड्रिलचा उपयोग करावा कारण ड्रिलची लांबी वाढल्यानंतर त्याच्या भक्कमपणावर (रिजिडिटी) परिणाम झाल्याने छिद्राच्या अचूकतेवर त्याचबरोबर यंत्रणाच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो. (चित्र क्र. 2)

 

 

 

· ड्रिल छेदाची भूमिती : शीतक भोके असलेली, शीतक भोके नसलेली आणि पायरी असलेली (चित्र क्र. 3)

· शँकचे प्रकार (चित्र क्र. 4)

· ड्रिल हेलिक्स कोनाचे प्रकार (चित्र क्र. 5 )

 

 

ड्रिल वापरून भोकाचे यंत्रण करताना, कर्तन बल निर्माण होते. ड्रिलवर कार्य करणारी बले म्हणजे, (चित्र क्र. 6)

1. टॉर्क : ड्रिलच्या फिरण्याच्या विरुद्ध दिशेने टॉर्क बल काम करते.

2. थ्रस्ट : ड्रिलच्या पुढे सरकण्याच्या (फीड) विरुद्ध दिशेने असतो.

जेव्हा मशिनिंग सेंटरवर उच्च कार्यक्षमतेचे ड्रिलिंग अथवा मोठ्या व्यासाचे ड्रिलिंग करावयाचे असते, तेव्हा मशिनच्या स्पिंडल मोटरचे रेटिंग तपासून घेणे गरजेचे असते. जर कमी शक्तीच्या मशिनिंग सेंटरवर काम सुरू केले तर यंत्रण होत नाही आणि ड्रिल तुटू शकते. 

टॉर्क आणि थ्रस्ट, ड्रिलचा व्यास आणि सरकवेग यांच्यानुसार बदलतात. उदाहरणार्थ, 10 मिमी. व्यासाचे ड्रिल आणि त्याचा सरकवेग 0.3 मिमी./ फेरा असेल, तर टॉर्क 15 Nm असेल आणि थ्रस्ट 2500N (250 कि.ग्रॅ.) असेल. त्याबरोबरच हे लक्षात घेतले पाहिजे की, टॉर्क आणि थ्रस्टवर स्पिंडल वेगातील (आर.पी.एम.) बदलाचा परिणाम होत नाही.

 

 

 

              

 

बऱ्याच उद्योगात वापरली जाणारी ड्रिल ही विविध प्रकारच्या मटेरियलचे यंत्रण करण्यासाठी वापरली जात असल्यामुळे ती उच्च यंत्रण पॅरामीटरवर काम करण्यायोग्य आणि चांगले आयुर्मान असलेली असणे गरजेचे असते. 'मित्सुबिशी मटेरियल मेटल वर्किंग सोल्युशन्स' कंपनीने उपलब्ध केलेली नवीन MVS ड्रिल या गरजा लक्षात घेऊन तयार केलेली आहेत. MVS श्रेणीतील ड्रिल मुख्यत्वेकरून सर्व धातूंच्या L/D गुणोत्तर 1.5 ते 40 असलेल्या यंत्रभागांसाठी उपयुक्त आहेत. याच्या वैशिष्ट्यांची काही उदाहरणे पुढे दिली आहेत. 

 

· नवीन सॉलिड कार्बाइड ड्रिल

नवीन TRI कूलिंग तंत्रज्ञान आणि पी.व्ही.डी. लेपनामुळे विविध प्रकारच्या गरजांसाठी टूलचे आयुष्य अधिक मिळते.

 

मित्सुबिशी आणि इतर पारंपरिक टूल यांच्यातील तुलना दाखविणारी उदाहरणे 

 

वाहन उद्योगासाठी निर्माण केल्या जाणाऱ्या क्रँकशाफ्टमधील डीप होल ड्रिलिंग प्रक्रियेचे उदाहरण पुढे दिले आहे. क्रँकशाफ्टचे मटेरियल फोर्ज्ड् स्टील असून त्याची कठीणता 28 ते 30 HRC असते. बहुसंख्येने उत्पादित होणाऱ्या या यंत्रभागाच्या यंत्रण प्रक्रियेमध्ये आवर्तन काळ (सायकल टाइम) कमी करणे आणि प्रति यंत्रभाग खर्च कमी करणे अशा दोन गरजा होत्या. प्रक्रियेचा पूर्ण अभ्यास करून आम्ही त्यांना MVS0700X20S070DP1020 हे ड्रिल सुचविले. हे ड्रिल वापरून केलेल्या प्रक्रियेची जुन्या प्रक्रियेशी केलेली तुलना तक्ता क्र. 2 मध्ये दाखविली आहे.

 

 

 

 

 

नितीन क्षीरसागर यांत्रिकी अभियंते असून MMC हार्डमेटल इंडिया प्रा. लि. कंपनीमध्ये तांत्रिक साहाय्य विभागात ते टीम लीडर आहेत. त्यांना कटिंग टूलची विक्री आणि अ‍ॅप्लिकेशन क्षेत्रातील 15 वर्षांचा अनुभव आहे.