सी.एन.सी. टर्निंग सेंटर : आडवे आणि उभे

आपणा सर्वांना माहीत आहे की, टर्निंग सेंटरचा Turning Center उपयोग विविध दंडगोलाकार कार्यवस्तूंच्या यंत्रणासाठी केला जातो. वेगवेगळे आकार, मटेरियल, वजन, लांबी आणि व्यास असलेले यंत्रभाग वेगवेगळ्या कामांसाठी वापरले जातात आणि त्यांच्याकडून उच्च कार्यक्षमता आणि दीर्घ आयुर्मान मिळण्यासाठी इतरही काही दर्जात्मक गरजा भागणे गरजेचे असते. तांत्रिकदृष्ट्या या कार्यवस्तूंचे यंत्रण करण्यासाठी निरनिराळ्या क्षमतेची मशीन आणि अतिरिक्त उपसाधने आवश्यक असतात. उदाहरणार्थ कार्यवस्तूची पकडसाधने, टेलस्टॉक आणि स्टेडी रेस्ट. त्याशिवाय गुणवत्ता आणि सुरक्षा सुनिश्चित करण्यासाठी काही इनपुट आणि आउटपुट घटकांसाठी वर्क प्रोब आणि टूल प्रोब यांची आवश्यकता असते.

 

 

 

योग्य टर्निंग सेंटरची Turning Center निवड करण्यासाठी उपयुक्त ठरणारे काही मुद्दे या लेखात विस्तृतपणे मांडले आहेत.

• आडव्या आणि उभ्या टर्निंग सेंटरच्या Turning Center  संरचनेमधील मुख्य बाबी

• सर्वोत्कृष्ट कामगिरी मिळणारी कामे (ऑपरेशन)

• आडव्या आणि उभ्या टर्निंग सेंटरवरील Turning Center प्रति यंत्रभाग किंमतीमधील घटक

• मशीनची निवड करण्यासाठी काही मार्गदर्शक तत्त्वे

आडव्या आणि उभ्या, दोन्ही लेथवर मूलभूत अक्षांची कार्यपद्धत एकसारखीच असते. संरचनेतील फरक केवळ मशीनच्या क्षमतेला अनुकूल होण्यासाठी आणि स्पिंडलला उभे किंवा आडवे (काही मर्यादांसह) ठेवण्यापुरताच असतो. प्रथम आपण आडव्या संरचनेबाबत जाणून घेऊ.

• बेड : फाइन ग्रेड 25 कास्ट आयर्न वापरून बॉक्स प्रकाराच्या संरचनेमध्ये कास्टिंग करून बेड बनविले जाते. त्याला भक्कमपणा यावा म्हणून त्यात मजबूत रिब दिलेल्या असतात आणि त्यावर औष्णिक प्रक्रिया केलेली असते. चिपचा प्रवाह आणि विल्हेवाट सुलभ होईल अशा प्रकारे बेडचे डिझाइन केलेले असते. यंत्रण क्षेत्रात खालच्या बाजूला चिप पॅन स्वतंत्रपणे ठेवलेले असते. चिपचा प्रवाह मशीनच्या एका बाजूला किंवा मागच्या बाजूला घेण्याचा पर्याय उपलब्ध असतो.

 

 

• स्पिंडल : कार्ट्रिज प्रकारची स्पिंडल एका नियंत्रित स्वच्छ वातावरणात एकत्र जोडून (अॅसेम्बल) त्याची चाचणी घेतली जाते. अक्षीय (अॅक्शिअल) आणि अरीय (रेडियल) या दोन्ही दिशांमध्ये स्पिंडल अॅसेम्ब्लीला जास्त दृढता देण्यासाठी बेअरिंगचे सुयोग्य कॉन्फिगरेशन असते. बेअरिंगमध्ये त्यांच्या संपूर्ण आयुर्मानासाठी पुरेसे ग्रीस, वंगण म्हणून घातलेले असते. उच्च टॉर्क असलेली स्पिंडल मोटर, मटेरियल मोठ्या प्रमाणात काढून टाकण्यासाठी शक्ती प्रदान करते.

 

• अक्ष : X आणि Z अक्षांमध्ये उच्च अचूकता असलेले मोठ्या व्यासाचे बॉल स्क्रू दिलेले असतात आणि त्यांच्या दोन्ही टोकांना अचूक श्रेणीच्या बॉल स्क्रू सपोर्ट बेअरिंगद्वारे आधार दिलेला असतो. तापमानातील भिन्नतेचा प्रभाव कमी करण्यासाठी बॉल स्क्रूमध्ये आधीच योग्य तेवढा तणाव दिलेला असतो. स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी गाइडवे एकमेकांपासून लांब अंतरावर दिलेले असतात. ते पूर्णपणे संरक्षित असतात. कठीणीकरण आणि ग्राइंडिंग केलेल्या स्टीलच्या पट्ट्या वापरून बॉक्स प्रकारचे किंवा लिनीअर मोशन (LM) किंवा रोलर गाइडवे बनविले जातात. बॉक्स गाइडवेमधील संपर्कात येणाऱ्या मार्गाच्या भागावर टर्साइटचे बाँडिंग केले जाते आणि हाताने स्क्रॅपिंग करून त्यात परिपूर्णता आणली जाते. असे केल्याने त्याची झीज आणि घर्षणविरोधी गुणवैशिष्ट्ये उत्कृष्ट दर्जाची होतात.

 

 

• टेलस्टॉक : टेलस्टॉकमध्ये एका हाउसिंगमध्ये जाणारे आणि हायड्रॉलिक बलाने चालविलेले (ऑपरेट) क्विल असते. क्विल आणि बॉडी स्वतंत्रपणे हालचाल करू शकते. टेलस्टॉक V आकाराच्या आणि सपाट गाइडवेवर बसविलेले असते. एकमेकांपासून पुरेसे लांब असलेले गाइडवे आणि टेलस्टॉकचे मजबूत (हेवी ड्युटी) डिझाइन, भक्कमपणाची खात्री देतात. फूट पेडल किंवा प्रोग्रॅम क्विलला सक्रिय करते. याशिवाय प्रोग्रॅम करण्यायोग्य टेलस्टॉक असा पर्यायही दिला जाऊ शकतो.

• टरेट : दोन्ही दिशांना फिरणारे टूल टरेट कमीतकमी इंडेक्सिंग वेळात कोणत्याही दिशेने इंडेक्स करता येते. ते पूर्णपणे बंदिस्त आणि मजबूत असते आणि त्याला ऑइल बाथ प्रकारचे वंगण दिलेले असते. तीन भागांपासून बनलेल्या हर्थ कपलिंगमुळे टूल डिस्कला न उचलता इंडेक्सिंग करता येते. यामुळे पुनरावृत्तीक्षमता, स्थानाची अचूकता आणि दृढता सुनिश्चित होते.

• बेड : बेड आणि कॉलम कास्टिंग 25 ग्रेड कास्ट आयर्नची असतात. वेगवेगळ्या यंत्रण परिस्थितींमध्ये उच्च दृढता मिळावी म्हणून त्यांची संरचना मजबूत रिब असलेल्या बॉक्स प्रकारची केली जाते आणि त्यावर औष्णिक प्रक्रिया केलेली असते, तर बांधणी (स्ट्रक्चर) फायनाइट एलिमेंट मेथड (FEM) तंत्र वापरून इष्टतम केलेली असते. व्हर्च्युअल प्रोटोटाइपिंग केल्याने मजबूत डिझाइन, टूल अग्रावर अधिकतम कडकपणा, कमी कंपने आणि विद्युत शक्तीचा इष्टतम वापर या सर्व बाबी साध्य करता येतात.

• अक्ष : X आणि Z अक्षांमध्ये उच्च अचूकतेने ग्राइंडिंग केलेले मोठ्या व्यासाचे बॉल स्क्रू दिलेले असतात आणि त्यांच्या दोन्ही टोकांना प्रिसिजन श्रेणीच्या बॉल स्क्रू सपोर्ट बेअरिंगद्वारे आधार दिलेला असतो. तापमानातील भिन्नतेचा प्रभाव कमी करण्यासाठी बॉल स्क्रूमध्ये आधीच तणाव दिलेला असतो. हेवी ड्यूटी LM गाइडवे एकमेकांपासून लांब अंतरावर ठेवल्याने स्थिरता सुनिश्चित होते. टेलिस्कोपिक कव्हरच्या मदतीने बॉल स्क्रू आणि LM गाइडवे संरक्षित केले जातात. LM गाइडवे आणि बॉल स्क्रू या दोन्हींसाठी योग्य प्रमाणात स्वयंचलितपणे वंगण दिले जाते.

• स्पिंडल : कार्ट्रिज प्रकारचे स्पिंडल एका नियंत्रित स्वच्छ वातावरणात एकत्र जोडून त्याची चाचणी घेतली जाते. अक्षीय आणि अरीय या दोन्ही दिशांमध्ये स्पिंडल अॅसेम्ब्लीला जास्त दृढता देण्यासाठी सुयोग्य बेअरिंग कॉन्फिगरेशन असते. बेअरिंगमध्ये त्यांच्या संपूर्ण आयुर्मानासाठी पुरेसे ग्रीस वंगण म्हणून घातलेले असते. उच्च टॉर्क असलेली स्पिंडल मोटर, मटेरियल मोठ्या प्रमाणात काढून टाकण्यासाठी शक्ती प्रदान करते. कामगिरीची हमी मिळावी म्हणून सर्व स्पिंडल युनिटची नियंत्रित वातावरणात कठोर चाचणी घेतली जाते. चालू स्थितीमध्ये स्पिंडलच्या तापमानाचे संनियंत्रण केले जाते, ज्यामुळे औष्णिक स्थिरता राहून बेअरिंगचे आयुर्मान इष्टतम होते.

• ओव्हरलोड ट्रिपिंग क्लच : अपघात झाल्यास होणारे नुकसान कमी करण्यासाठी दोन्ही अक्षांवर ओव्हरलोड ट्रिप क्लच दिलेले असतात. स्लाइड युनिटवर पडणाऱ्या गुरुत्वाकर्षणाच्या परिणामाचा विरोध करण्यासाठी Z अक्षासाठी हायड्रॉलिक काउंटर बॅलन्स दिलेला असतो. असे केल्याने यंत्रणासाठी अधिकतम मोटर टॉर्क उपलब्ध होऊ शकतो. Z अक्षाचा क्लच ट्रिप झाला, तर स्लाइड खाली पडू शकते, ते थांबविण्यातदेखील याची मदत होते.

आडव्या आणि उभ्या टर्निंग सेंटरचा उत्कृष्ट कामगिरीसाठी उपयोग

प्रथम आपण आडव्या मशीनचे उपयोग समजून घेऊ.

मोठ्या प्रमाणातील उत्पादनामध्ये (मास प्रॉडक्शन) कंपने (व्हायब्रेशन) टाळण्यासाठी तसेच, चांगली गुणवत्ता आणि सुधारित टूल आयुर्मान मिळविण्यासाठी तसेच कार्यवस्तू संतुलितपणे पकडण्यासाठी क्रँकशाफ्ट दोन सेंटरमध्ये (बिटवीन सेंटर) पकडण्यात येतो.

कार्यवस्तूच्या एका बाजूचे यंत्रण झाल्यानंतर दुसऱ्या बाजूचे यंत्रण करण्यासाठी, कार्यवस्तूला मुख्य स्पिंडलवरून सबस्पिंडलवर स्वयंचलितपणे हस्तांतरित करण्यात येते. यासाठी दोन्ही स्पिंडलमधील सिंक्रोनाइझेशन असलेले सबस्पिंडलसह टर्निंग सेंटर असते. मुख्य स्पिंडलवर किंवा सबस्पिंडलवर ड्रिल केलेली भोके आणि खाचा (स्लॉट) यांच्या अभिमुखतेची (ओरिएंटेशन) काळजी दोन्ही स्पिंडलमधील सिंक्रोनाइझेशनद्वारे घेतली जाते.

 

 

विशेषरीतीने संतुलित केलेल्या कार्यवस्तू पकडण्याच्या व्यवस्थेद्वारा ट्रकचा अॅक्सल दोन सेंटरमध्ये (बिटवीन सेंटर) पकडण्यात येतो. सबस्पिंडलसह टर्नमिल सेंटर, लांब कार्यवस्तूंना आधार देण्यासाठी लाइव्ह सेंटर म्हणून वापरले जाऊ शकते.

व्हर्टिकल टर्निंग लेथ (VTL) रचनेमध्ये पारंपरिक लेथ त्याच्या हेडस्टॉकच्या बाजूवर उभा केलेला असतो. VTL वापरल्याने उत्पादन आणि किंमतीमध्ये महत्त्वपूर्ण लाभ होतात. ब्रेक डिस्क, पंप हाउसिंग, विमानांचे भाग, अवजड उपकरणांचे यंत्रभाग, ऊर्जा क्षेत्राचे यंत्रभाग इत्यादी प्रकारच्या कास्टिंगच्या टर्निंगसाठी ते उपयुक्त असतात. VTL ची संरचना मोठ्या RAM प्रकारच्या मशीनसारखीसुद्धा असते. हे लेथ जास्त प्रमाणातील उत्पादनासाठी वापरत नाहीत, परंतु मध्यम आणि मोठ्या यंत्रभागांच्या अवजड (हेवी ड्यूटी) आणि उच्च शक्ती आवश्यक असलेल्या यंत्रणासाठी ते आदर्श असतात.

• VTL मशीनचा एक महत्त्वाचा फायदा म्हणजे मोठ्या अवजड कार्यवस्तू त्यात यंत्रणासाठी सहजपणे सेट करता येतात आणि त्यांच्या लोडिंग अनलोडिंगमध्ये सुलभता असते. अवजड भाग मशीनवर पकडण्यासाठी गुरुत्वाकर्षण हा एक महत्त्वपूर्ण घटक असतो. सामान्यत: अगदी थोड्या प्रमाणात क्लॅम्पिंग करणे आवश्यक असते.

• लोडिंग आणि अनलोडिंग करण्यासाठी मुख्य स्पिंडलचा उपयोग केला जात असल्याने, स्वयंचलनासाठी VTL अधिक लवचीक असतात. मल्टीटास्किंग क्षमतेमुळे चकमध्ये पकडून यंत्रण करण्याच्या कार्यवस्तू बनविण्यासाठी कार्यक्षम प्रक्रिया करणारे सेंटर म्हणून त्यांना वाढती मागणी आहे.

• फाउंड्रीतच VTL असले की, तो एक किफायतशीर आणि कार्यक्षम कारखाना होऊ शकतो.

• VTL मध्ये सामान्यत: आवर्तन काळ सुधारतो, कारण गुरुत्वाकर्षणीय लोडिंगमुळे उच्च पॅरामीटर वापरण्यास मदत होते.

गुरुत्वाकर्षणाद्वारे लोडिंग आणि कार्यवस्तू पकडण्याची योग्य व्यवस्था, या सोयींमुळे अवजड वाहनांच्या ब्रेक ड्रमचे यंत्रण VTL वर करता येते. कास्टिंग केलेल्या अवजड यंत्रभागांमध्ये अंतर्गत बोअरिंग, ग्रूव्हिंग आणि थ्रेडिंग करणे आवश्यक असते, त्यासाठी RAM प्रकारचे VTL मशीन योग्य असते.

• आडव्या टर्निंग सेंटरमध्ये लांबलचक कार्यवस्तूंच्या यंत्रणासाठी बिटवीन सेंटर लोडिंग करता येते. त्यामुळे ते VTL पेक्षा अधिक फायदेशीर असते. बेडवरील आणि कॅरेजवरील झोक्यामध्ये (स्विंग) जरी मर्यादा असली, तरीही बिटवीन सेंटर लोडिंगमुळे 1000 मिमी. ते 3000 मिमी. किंवा त्याहून अधिक अशा श्रेणीमधील लांबीवर यंत्रण करणे शक्य असते. मात्र, याबाबतीत VTL मध्ये काहीच पर्याय उपलब्ध नाही.

• जेव्हा केवळ चकमध्ये पकडलेल्या कार्यवस्तूंचे यंत्रण करावयाचे असते, तेव्हा अवजड कार्यवस्तूंसाठी VTL वापरण्यात मोठा स्विंग व्यास आणि मोठा टर्निंग व्यास मिळत असल्यामुळे खर्चात फायदा होतो. उच्च पॅरामीटर वापरणे शक्य असल्यामुळे आवर्तन काळ कमी करता येतो आणि उपलब्ध सुविधांचा वापर करून अधिक उत्पादन घेता येते.

मशीन निवडीसाठी काही मार्गदर्शक तत्त्वे

मोठ्या प्रमाणात उत्पादन करावयाचे असले की, प्रत्येक सेकंदाची बचत आणि टूल आयुर्मानातील थोडीही वाढ, उत्पादकता वाढवते. उत्पादनाचे प्रमाण जितके जास्त असेल, तितकी सी.एन.सी. मशीनची कार्यक्षमता महत्त्वाची असते.

• मोठ्या प्रमाणात उत्पादन : जर तुम्ही मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी मशीन खरेदी करण्याची योजना आखत असाल, तर कार्यवस्तूंचे यंत्रण करण्यास योग्य वैशिष्ट्ये असलेल्या मशीनची निवड करावी. त्यात लोडिंग आणि अनलोडिंगची व्यवहार्यता, आवश्यक स्पिंडल पॉवर टॉर्क, हवे ते टूल पकडू शकेल असे टूल टरेट, टूल मार्गात कोणतेही अडथळे नसणे, शीतकाचा पुरेसा दबाव, चिप कन्व्हेअर (पर्यायी) आणि आवश्यक असल्यास टूल किंवा कार्यवस्तू प्रोब आणि रेखीय स्केल इत्यादी वैशिष्ट्यांचा समावेश असावा. जर कार्यवस्तूंच्या गरजेपेक्षा उच्च क्षमता असलेले मशीन निवडले, तर प्रति यंत्रभाग मशीनची किंमत वाढेल, ऊर्जेचा वापर वाढेल, अधिक जागा व्यापली जाईल. त्याशिवाय वंगण तेल, शीतक आणि कटिंग टूल अशा घटकांचा वापरही वाढेल.

 

• छोटे यंत्रभाग, मोठ्या प्रमाणातील उत्पादनासाठी कमी आवर्तन काळ : पुरेशी स्पिंडल पॉवर, फूट प्रिंट, उच्च रॅपिड गती, वेगवान टूल इंडेक्सिंग आणि स्पिंडलचे वेगवान त्वरण (अॅक्सिलरेशन) आणि डेसिलरेशन असलेले मशीन शोधावे. त्यामुळे उत्पादकता सुधारण्यासाठी अनुत्पादक (यंत्रणाशिवायचा) वेळ कमी करण्यात मदत होते.

• अवजड यंत्रभाग, मोठ्या प्रमाणातील उत्पादनासाठी अधिक आवर्तन काळ : पुरेशी स्पिंडल पॉवर आणि टॉर्क (गिअर बॉक्स किंवा कमी मूलभूत आर.पी.एम. आणि उच्च टॉर्क असलेली स्पिंडल मोटर), फूट प्रिंट, पुरेसे रॅपिड दर असलेले मशीन शोधावे. उच्च पॉवर आणि टॉर्क असलेल्या स्पिंडल मोटर चांगले यंत्रण पॅरामीटर वापरून यंत्रणाचा वेळ कमी करतात आणि उत्पादकता सुधारण्यास मदत करतात.

 

•बॅच उत्पादन : जर तुम्ही वेगवेगळे व्यास आणि लांबी असलेल्या यंत्रभागांच्या बॅच उत्पादनासाठी मशीन खरेदी करण्याची योजना आखत असाल तर, छोट्या कार्यवस्तूंसाठी खूप मोठे मशीन उपयोगाचे नसते आणि लहान मशीन मोठ्या कार्यवस्तूंचे यंत्रण करू शकत नाही. त्यामुळे व्यास, लांबी आणि त्यावर करण्यात येणाऱ्या ऑपरेशनच्या दृष्टीने तुमच्या यंत्रभागांचे वर्गीकरण करावे. तसेच, कार्यवस्तूंच्या निरनिराळ्या प्रकारांचे छोट्या बॅचमध्ये यंत्रण करता येईल अशा मशीनची निवड करावी.

स्वत:च्या उत्पादांसाठी छोट्या बॅचमध्ये यंत्रभाग बनविण्यासाठी यंत्रण करावयाचे असेल, तर वापरकर्त्याला त्या यंत्रभागांचे आकार माहिती असतात आणि नवीन उत्पादांचा विकास होत नाही, तोपर्यंत सामान्यत: उत्पादनात फारसा बदल होत नाही. त्यामुळे या परिस्थितीत वापरकर्ता त्याच्या 70 ते 80% यंत्रभागांची काळजी घेईल, असे एक सामान्य मशीन खरेदी करण्याची योजना बनवू शकतो. तसेच उर्वरित यंत्रभाग, जे लहान किंवा मोठ्या आकाराचे असतात, ते बाहेरून यंत्रण करून घेऊ शकता.

आपल्या कार्यवस्तूंचे यंत्रण करण्यास योग्य स्पेसिफिकेशन असलेले मशीन निवडताना पुढील वैशिष्ट्यांचा विचार करणे गरजेचे आहे. लोडिंग आणि अनलोडिंगसाठी सुलभता, आवश्यक स्पिंडल पॉवर/टॉर्क, आवश्यक टूल पकडू शकेल असे टूल टरेट, शीतकाचा पुरेसा दबाव, चिप कन्व्हेअर (पर्यायी) आणि आवश्यक असल्यास टूल किंवा कार्यवस्तू प्रोब आणि रेखीय स्केल.

सी.एन.सी टर्निंग सेंटरच्या मूलभूत वैशिष्ट्यांचे केलेले विवेचन आपल्याला मशीनची निवड करताना उपयुक्त ठरेल अशी अपेक्षा आहे.