आटे : माहिती आणि उत्पादन तंत्र

 

 

 

यंत्र अभियांत्रिकीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावणाऱ्या आटे (थ्रेड) या भौतिक आकाराविषयी आणि त्यांच्या निर्मिती तंत्राविषयी या लेखात आपण जाणून घेणार आहोत. सुरुवातीला आटे म्हणजे काय याचा थोडक्यात आढावा घेऊ.

 

1.0 आट्यांची मूलभूत माहिती

आटे म्हणजे दंडगोल किंवा शंकूच्या पृष्ठभागावर तयार केलेली सर्पिल (हेलिकल) खाच असते. या खाचेचा काटछेद (क्रॉस सेक्शन) एका विशिष्ट आकाराचा असतो. याची तुलना विशिष्ट आकाराच्या पायऱ्या असलेल्या गोलाकार जिन्याशी करता येईल. दंडगोलाचा पृष्ठभाग बाहेरचा आहे का आतला, त्यानुसार बाह्य किंवा अंतर्गत आटे तयार होतात. आटे उजव्या हाताचे किंवा डाव्या हाताचे असू शकतात. जेव्हा आपण दंडगोलाकार पृष्ठभागावर आपली चार बोटे परिघाला समांतर पकडतो, तेव्हा अंगठा आट्याच्या प्रगतीची दिशा दर्शवितो. चित्र क्र. 1 मध्ये उजव्या आणि डाव्या हाताचे आटे दाखविले आहेत.

 

 

चित्र क्र. 1

 

कोणतेही आटे समान प्रकारच्या परंतु उलट पृष्ठभागावरील आट्यात बरोबर बसतात. म्हणजे, कोणतेही बाह्य आटे त्याच्याशी समान मापे, आकार आणि हात असणाऱ्या अंतर्गत आट्यांमध्ये बरोबर बसतात आणि त्यांची एक जोडी बनते.

आट्यांच्या काटछेदाचा आकार अनेक मानकांमध्ये परिभाषित केला जातो आणि त्यानुसार बऱ्याच प्रकारचे आटे तयार होतात. उदाहरणार्थ, मेट्रिक आटे, UN आटे, BSP आटे, NPT आटे, BSPT आटे, नकल आटे, ट्रॅपेझॉइडल आटे, बट्रेस आटे, ACME आटे, स्क्वेअर आटे इत्यादी. आट्यांचे विविध प्रकार (फॉर्म) चित्र क्र. 2 मध्ये दाखविले आहेत.

 

 

चित्र क्र. 2 : आट्यांचे विविध प्रकार

 

1.1 आट्यांचा वापर

पकडणे (क्लॅम्पिंग) आणि ऊर्जेचे पारेषण (पॉवर ट्रान्स्मिशन) या दोन कामांसाठी आटे वापरले जातात.

1.1.1 पकडण्यासाठीचे आटे

एकमेकांमध्ये बसणाऱ्या आट्यांवर जेव्हा अक्षीय भार येतो, तेव्हा एकमेकांच्या संपर्कात असलेल्या आट्यांच्या पृष्ठभागांदरम्यान घर्षण निर्माण होते आणि त्यांच्यामधील सापेक्ष गतीला (रिलेटिव्ह मोशन) अवरोध होतो आणि ते दोन भाग एकमेकांना पकडतात. आट्यांच्या पृष्ठभागांवर अधिक अक्षीय भार निर्माण करण्यासाठी स्प्रिंग वॉशरचा उपयोग परिणामकारक ठरतो. सर्वसाधारणपणे मेट्रिक, UN, BSP, BSPT, NPT इत्यादी प्रकारचे आटे या कामासाठी वापरले जातात.

 

 

1.1.2 ऊर्जेचे पारेषण करण्यासाठी आटे

आट्यांचा वापर करून काही अंतरावर ऊर्जा पारेषित केली जाऊ शकते. येथे आट्यांचा उद्देश पकडण्याच्या अगदी उलट आहे. आपल्याला येथे सापेक्ष गती आवश्यक आहे. ऊर्जेच्या पारेषणासाठी वापरल्या जाणाऱ्या आट्यांचे काटछेद साधारणत: स्क्वेअर, ट्रॅपेझॉइडल, ACME, बट्रेस असे असतात. आट्यांच्या जोडीमध्ये एकंदर सापेक्ष गती सर्पिल असते. ही गोल फिरत फिरत पुढे जाणारी गती असते, म्हणजेच रोटरी + अक्षीय. अशाप्रकारे, जर आपण एखादा स्क्रू (बाह्य आटे असलेला भाग) फिरविला, तर आपल्याला नटमध्ये (अंतर्गत आटे असलेला भाग) अक्षीय विस्थापन मिळते किंवा त्याच्या उलट. अशा प्रकारे, सर्व मशीन टूल आणि यांत्रिकी प्रेसमध्ये मोटरमधून मिळणारी ऊर्जा पारेषित करण्यासाठी आटे वापरले जातात आणि त्याचवेळी शाफ्टची रोटरी हालचाल रूपांतरित करून स्लाइड, डाय वगैरे भागांना रेखीय हालचाल दिली जाते.

 

 

1.2 वापरलेल्या स्टार्टची संख्या

आट्यांचा वापर ज्या उद्देशाने करावयाचा असेल, त्यानुसार आटे सिंगल स्टार्ट किंवा मल्टीस्टार्ट असू शकतात. ऊर्जेच्या पारेषणासाठी सामान्यत: मल्टीस्टार्ट आटे वापरले जातात. चित्र क्र. 3 पहा. यात A1-B1 सर्पिल खाचेचे प्रतिनिधित्व करते, ज्याला आपण आटा म्हणतो. A1-C1 हे न गुंडाळलेल्या (अनवाउंड) परिघाचे प्रतिनिधित्व करते आणि C1-B1 हे स्क्रूच्या एका परिभ्रमणात (रेव्होल्युशन) प्रवास केलेले अक्षीय अंतर आहे. आट्यांमध्ये होते त्याप्रमाणे, जर आपण A1-B1-C1 हा त्रिकोण एका दंडगोलाच्या भोवती गुंडाळला, तर A1-C1 ही लांबी त्या दंडगोलाच्या परिघाइतकी होईल आणि बिंदू C1, बिंदू A1 वर येईल.

 

 

चित्र क्र. 3 : मल्टीस्टार्ट आट्यांचे स्पष्टीकरण देणारे चित्र

 

 

जेव्हा असा स्क्रू (किंवा नट) एक परिभ्रमण फिरविला जातो, तेव्हा तो नट (किंवा स्क्रू) C1-B1 इतके अंतर पुढे जाईल, ज्यास आट्याची चाल (लीड ऑफ थ्रेड) म्हटले जाते. आता जिथे आपल्याला अधिक चाल हवी असेल, तिथे एका परिभ्रमणामध्ये आट्याच्या खाचेने अधिक अक्षीय अंतर पार केले पाहिजे. अशा परिस्थितीमध्ये आट्याच्या खाचेची रुंदी, चालीच्या अंतरातील 'नो मटेरियल रिमूव्हल लेंग्थ'च्या तुलनेत खूप कमी होते. चित्र क्र. 3 पहा. अशा परिस्थितीत आपण पहिल्या खाचेला स्पर्श न करता एक किंवा त्याहून अधिक समांतर खाचा जोडू शकतो. चित्र क्र. 3 मध्ये हे A2-B2-C2, A3-B3-C3, A4-B4-C4 असे दाखविलेले आहेत. या समांतर खाचा, स्क्रू आणि नट यांच्यामधील संपर्काचे क्षेत्र वाढवितात. अक्षीय भार समान राहून संपर्क क्षेत्र वाढल्यामुळे आट्यांवरील सर्वसाधारण दाब कमी होतो आणि अशाप्रकारे ऊर्जेच्या पारेषणामध्ये होणारा घर्षणाचा प्रतिकार कमी होतो. तसेच संपर्कांच्या कमी दाबामुळे आट्याची झीज कमी होते. या कारणाने, ऊर्जेच्या पारेषणासाठी सामान्यत: मल्टीस्टार्ट आटे वापरले जातात. देखभालीदरम्यान, त्यांना चांगल्या प्रकारे वंगणीकरण करणे गरजेचे असते. टर्निंग सेंटरमध्ये अक्षांच्या हालचालींसाठी वापरल्या जाणाऱ्या बॉल स्क्रूनादेखील वंगण अत्यावश्यक असते.

जर आपण अक्षाच्या लंबात असलेल्या काटछेदाचा विचार केला तर, सिंगल स्टार्ट आणि मल्टीस्टार्ट आटे चित्र क्र. 3 मध्ये दाखविल्यानुसार दिसतील. मल्टीस्टार्ट आटे हे एका काटछेदाच्या परिघावर समान अंतरावर ठेवलेल्या सिंगल स्टार्ट आट्यांच्या प्रतींसारखे दिसू शकतात.

 

 

1.3 आट्यांमध्ये वापरलेली परिभाषा (चित्र क्र. 4)

 

 

मोठा व्यास : मोठा (मेजर) व्यास हा आट्यांच्या काटछेदामध्ये दिसणारा सर्वात मोठा व्यास आहे.

लहान व्यास : लहान (मायनर) व्यास हा आट्यांच्या काटछेदामध्ये दिसणारा सर्वात लहान व्यास आहे.

 

 

चित्र क्र. 4 : आट्यांची परिभाषा दाखविणारे चित्र

 

ज्या व्यासावर 'मटेरियलची लांबी' आणि 'नो मटेरियल लांबी' या लांबी एकसारख्या असतात, त्याला पिच व्यास असे म्हणतात. दोन सलग शिखरांदरम्यानच्या अंतराला आट्याचे पिच असे म्हणतात. चित्र क्र. 4 काळजीपूर्वक पाहिल्यास तुम्हाला आढळेल की, आट्याच्या फॉर्ममधील एकापाठोपाठ येणारे कोणतेही दोन एकसारखे बिंदू एकमेकांपासून एक पिच दूर असतात. आट्याच्या एका परिभ्रमणात कापल्या जाणाऱ्या अक्षीय अंतराला आट्याची चाल (लीड) असे म्हणतात.

लीड = पिच X स्टार्टची संख्या, अशा प्रकारे सिंगल स्टार्ट आट्यांसाठी, पिच आणि चालीचे मूल्य समान असते. दोन स्टार्ट आट्यांसाठी दोन पिच इतकी चाल असते, तीन स्टार्ट आट्यांसाठी तीन पिच इतकी चाल असते.

 

 

1.4 टेपर आटे

जेव्हा आपल्याला एक सीलबंद थ्रेड सांधा (जॉइंट) हवा असतो, तेव्हा शंकूच्या कोनात असलेल्या बाजूवर आटे केले जातात. BSPT आणि NPT हे दोन लोकप्रिय टेपर आटे आहेत. या दोन्ही आट्यांच्या व्यासावर 16 मिमी.मध्ये 1 मिमी. असा टेपर असतो. म्हणजे, प्रत्येक 16 मिमी. अक्षीय अंतरासाठी, सर्व आट्यांचे व्यास (मेजर, पिच, मायनर) 1 मिमी.ने वाढतात किंवा 1 मिमी.ने कमी होतात.

 

 

BSPT आट्यांमध्ये व्हिटवर्थ आट्याचा फॉर्म (यात BSP आट्याप्रमाणेच, आट्याचा कोन 55° असतो) असतो, तर NPT आट्यांमध्ये UN आट्याचा फॉर्म (आट्याचा कोन 60°) असतो. आटे टेपर केलेले असल्याने, जेव्हा अंतर्गत आणि बाह्य आट्यांचे पिच व्यास जुळतात, तेव्हा पुढे हालचाल होणे शक्य नसल्याने आटे 'लॉक' होतात. अशा प्रकारे, आट्याचा व्यास योग्य राखण्यासाठी, साधारण (नॉर्मल) संपर्क लांबी हा महत्त्वाचा घटक असतो आणि संपर्क लांबीसाठी आट्यांचे पिच व्यास समान असावे लागतात.

 

 

1.5 स्क्रोल आटे 

जेव्हा आटे पूर्णपणे अरीय (रेडियल) दिशेत बनविले जातात आणि त्यांच्यात अक्षीय विस्थापन अजिबात नसते, तेव्हा त्यांना स्क्रोल आटे असे म्हटले जाते. भौमितिकदृष्ट्या, ते एकाच प्रतलात बाहेर जातात (स्पायरल), तर सर्पिल (हेलिकल) आटे अक्षाच्या दिशेत पुढे जातात.

 

 

 

चित्र क्र. 5 : स्क्रोल आटे

 

 

या आट्यांमध्ये परिभ्रमणाच्या अक्षापासूनचे त्यांचे अंतर सतत बदलत रहाते. एका परिभ्रमणात कापलेले अरीय अंतर म्हणजे आट्याची चाल होय. असे आटे सामान्यत: हाताने ऑपरेट केलेल्या चकमध्ये आढळतात. स्क्रोल प्लेटमध्ये (अशा प्रकारचे आटे असलेली प्लेट) सर्व जॉ गुंतविले जातात आणि प्लेटला जोडलेल्या चक की आणि बिव्हेल गिअरची जोडी यांच्याद्वारे स्क्रोल प्लेट फिरविल्यावर, जॉची त्रिज्येच्या दिशेने समान हालचाल सुनिश्चित होते. स्क्रोल आट्यांबद्दल जाणून घेण्यासाठी चित्र क्र. 5 पहा.

आता आपण सी.एन.सी. लेथवर आटे बनविण्यासाठी (थ्रेडिंग) विकसित केलेली मूलभूत कार्यपद्धती आणि प्रत्यक्ष कृती पाहणार आहोत. आटे म्हणजे दंडगोल किंवा शंकूच्या पृष्ठभागावर तयार केलेली सर्पिल (हेलिकल) खाच असते. हा पृष्ठभाग अंतर्गत किंवा बाह्य असू शकतो. त्यामुळे, योग्य आकाराचे आटे कापण्यासाठी आपल्याला प्रथम दंडगोलाकार/शंकूच्या आकाराच्या पृष्ठभागाला फिनिश करावे लागते. सामान्य टर्निंग/बोरिंग टूल वापरून नेहमीच्या पद्धतींनी हे केले जाते.

 

 

बाह्य आट्यांच्या बाबतीत, दंडगोलाकार पृष्ठभाग बाहेर असतो, त्यामुळे आपल्याला टर्निंग टूलद्वारे यंत्रण करावे लागते. अंतर्गत आट्यांच्या बाबतीत, दंडगोलाकार अंतर्गत पृष्ठभाग, म्हणजे एक बोअर असतो. त्याचे यंत्रण, बोरिंग बार वापरून करावे लागते. अंतर्गत/बाह्य व्यास (ID/OD) टर्निंगच्या नेहमीच्या प्रक्रिया वापरून हे यंत्रण केले जाते.

 

 

2.1 थ्रेडिंगच्या कार्य आवर्तनाची मूलभूत माहिती

प्रातिनिधिक थ्रेडिंग आवर्तन ही टप्प्याटप्प्याने पुढे जाणारी (प्रोग्रेसिव्ह) प्रक्रिया असते. यात आट्यांची संपूर्ण प्रोफाइल एका पासमध्ये कापली जात नाही, तर आट्यांची खोली क्रमाक्रमाने वाढविली जाते. यासाठी विशिष्ट यंत्रण आवर्तने असतात. साहजिकच, एकापाठोपाठ येणाऱ्या थ्रेडिंगच्या पासदरम्यान काहीतरी संबंध असतो.

 

 

थ्रेडिंगच्या आवर्तनाचा सामान्य क्रम

1. टूल पोझिशनिंग स्ट्रोक : योग्य प्रारंभ बिंदूवर (X अक्षावर) टूल न्यावे. ही रॅपिड हालचाल आहे. (*रॅपिड हालचाल म्हणजे कोणतेही यंत्रण न करता टूल हव्या त्या स्थानी हलविणे होय.)

 

 

2. थ्रेडिंग स्ट्रोक : आट्यांचा काही भाग कापण्यासाठी आट्यांच्या सोबत टूल जाऊ द्यावे. समांतर आट्यांसाठी Z अक्षावर, टेपर आट्यांसाठी अधिकांश Z अक्षावर आणि किंचित X अक्षावर तसेच, अरीय आट्यांसाठी पूर्णपणे अरीय.

 

 

3. रिट्रॅक्शन स्ट्रोक : आट्यांच्या बाहेर येण्यासाठी टूल टेपरमध्ये X स्थानावर मागे घ्यावे.

 

4. रॅपिड रिटर्न स्ट्रोक : Z अक्षावरील प्रारंभ बिंदूवर टूल परत आणावे. ही रॅपिड हालचाल आहे.

 

 

5. आट्यांची इच्छित खोली मिळेपर्यंत 1 ते 4 या क्रमाची पुनरावृत्ती करीत रहावी.

 

 

स्क्रोल आट्यांसाठी, X आणि Z यांची अदलाबदली करून वरील क्रिया होतात.

 

 

2.2 पाठोपाठच्या पासचे सिंक्रोनायझेशन

आट्यांमधील एकूण सापेक्ष गती सर्पिल, म्हणजेच रोटरी + अक्षीय हालचाल आहे. सी.एन.सी. टर्निंग सेंटरमध्ये कार्यवस्तूला परिभ्रमण देऊन आणि टूलला अक्षीय हालचाल देऊन, ही गती मिळविली जाते. त्यामुळे, आट्यांच्या योग्य यंत्रणासाठी, स्पिंडल परिभ्रमण आणि टूल हालचाल यांचे सिंक्रोनायझेशन करणे गरजेचे असते. समांतर आट्यांसाठी (टूलच्या) फक्त Z अक्षावरील हालचाली, टेपर आट्यांसाठी मुख्यत्त्वे Z आणि किंचित X हालचाल आणि स्क्रोल आट्यांसाठी पूर्णतः X हालचाल.

 

 

चित्र क्र. 6 : पाठोपाठच्या पासचे सिंक्रोनायझेशन दाखविणारे चित्र

 

थ्रेडिंग म्हणजे टप्प्याटप्प्याने पुढे जाणारे आवर्तन असते हे लक्षात घेता, प्रत्येक पासमध्ये आट्यांची खोली थोडी थोडी वाढत असते. त्यामुळे आट्यांच्या प्रत्येक पासने समान सर्पिल मार्ग अनुसरणे आवश्यक आहे. याचा अर्थ असा की, आटे कापण्याच्या आवर्तनामध्ये, प्रत्येक थ्रेडिंग स्ट्रोकच्या सुरुवातीला (टूल पोझिशनिंग स्ट्रोकच्या समाप्तीला), टूलचे X सहनिर्देशक (जे प्रत्येक पाससाठी क्रमिकपणे बदलतात) आणि स्पिंडलचे कोनीय सहनिर्देशक एकमेकांशी जुळले पाहिजेत. म्हणजेच, प्रत्येक नव्या पासमध्ये टूलच्या X पोझिशनिंगच्या समाप्तीला, कार्यवस्तूची कोनीय स्थिती समान असणे आवश्यक आहे. (G32 आणि G92 आवर्तनासाठी. G76 आवर्तनासाठी X आणि Z या दोन्हीच्या कोनात्मक लीडमध्ये योग्य बदल करून तोच सर्पिल मार्ग कायम ठेवला जातो.) हे करण्यासाठी सी.एन.सी. प्रणाली स्पिंडल एन्कोडरकडून मास्टर पल्स फीडबॅक घेते आणि मास्टर पल्सच्या संदर्भात टूलचे X पोझिशनिंग पूर्ण करते. चित्र क्र. 6 पहा.

 

 

2.2 इन्सर्ट आणि टूलची निवड

थ्रेडिंगसाठी इंडेक्सेबल इन्सर्ट प्रकारची टूल वापरली जातात. त्यासाठी मानक आय.एस.ओ. टूल उपलब्ध आहेत.

 

 

2.2.1 टूल

बाह्य आट्यांसाठी, चौरस दांडा (स्क्वेअर शँक) असलेली टूल वापरतात, जी आट्यांचा आकार कोणताही असला, तरी टूल टरेटमध्ये समायोजित करता येतात. अंतर्गत आट्यांसाठी, आट्यांचा आकार, चिपसाठी पुरेशी जागा, योग्य ओव्हरहँग या सगळ्याचा विचार करून टूलचा व्यास निवडावा लागतो. आट्यांच्या खोलीपेक्षा अंदाजे 5 मिमी. जास्त. अंतर्गत आट्यांसाठी, शीतक कर्तन बिंदूपर्यंत पोहोचण्याकडे अधिक लक्ष देणे आवश्यक आहे.

 

 

2.2.2 इन्सर्ट

ज्या फॉर्मचे आटे तयार करावयाचे असतील, त्यानुसार इन्सर्टची निवड करणे आवश्यक आहे. इन्सर्ट पुढे दिल्यानुसार निर्देशित केले जातात.

<ab><c>H<ef><gh>

 

 

जिथे : <ab> म्हणजे इन्सर्टचा आकार. सामान्यत: वापरल्या जाणाऱ्या इन्सर्टचा आकार 16 मिमी. असतो.

<c> आटे अंतर्गत आहेत का बाह्य ते दाखविते. म्हणजे, अंतर्गत आट्यांसाठी c = I आणि बाह्य आट्यांसाठी c = E.

<H> थ्रेडिंग 'हँड' निवडताना, उजव्या हाताच्या थ्रेडसाठी H = R आणि डाव्या हाताच्या थ्रेडसाठी H = L

<ef> मेट्रिक आट्यांसाठीचे पिच दाखविते उदाहरणार्थ. 0.5, 0.7, 1, 1.25 UN साठी किंवा व्हिटवर्थ आट्यांसाठी ते TPI (आटे/इंच म्हणजेच 25.4 मिमी./पिच इतके) असते.

<gh> आट्यांचा प्रकार. म्हणजे, मेट्रिक आट्यांसाठी <gh> = M, UN आट्यांसाठी <gh> = UN, व्हिटवर्थ आट्यांसाठी <gh> = W इत्यादी.

 

 

चित्र क्र. 7 : संपूर्ण आणि आंशिक फॉर्म इन्सर्टचे स्पष्टीकरण दाखविणारे चित्र

 

लक्षात घ्या की, मोठ्या पिचचा इन्सर्ट वापरून, नेहमीच लहान आकाराचे आटे कापता येतात. याला आंशिक (पार्शल) फॉर्म असे म्हणतात. जेव्हा, ज्या आकाराचे आटे कापावयाचे असतील त्याच आकाराचा इन्सर्ट वापरला जातो, तेव्हा त्यास संपूर्ण फॉर्म इन्सर्ट असे म्हणतात. त्यामुळे, 1.5 मिमी. पिच असलेला इन्सर्ट वापरून जर M8X1.25P आटे कापले, तर त्याला आंशिक फॉर्म इन्सर्ट म्हणून वापरत आहोत. परंतु M10X1.5P आटे कापण्यासाठी, त्याच इन्सर्टला संपूर्ण फॉर्म इन्सर्ट असे म्हटले जाईल. चित्र क्र. 7 पहा.

 

 

जेव्हा आपण आंशिक फॉर्म इन्सर्ट वापरतो, तेव्हा आट्यांवर अधिक बर निर्माण होते. कारण आट्यांच्या इन्सर्टच्या मुळाची त्रिज्या कार्यवस्तूला स्पर्श करीत नाही आणि म्हणूनच कार्यवस्तूवर या त्रिज्येमुळे गोलाई (राउंडिंग) आणि डीबरिंग केले जात नाही. तथापि, आंशिक फॉर्म इन्सर्ट वापरले असताना, इन्सर्ट आणि टूलदरम्यानची संपर्क लांबी कमी होते. त्यामुळे अत्यंत सडपातळ आट्यासाठी, चॅटरिंगचे प्रमाण किंचित कमी होते.

 

 

चित्र क्र. 8 : अॅन्व्हिल वापराचा थ्रेडिंगवर प्रभाव दाखविणारे चित्र

 

 

2.2.3 अॅन्व्हिल

वापरलेल्या स्टार्टची संख्या या विभागातील (1.2) चर्चा आणि चित्र पुन्हा एकदा पहा.

इथे, A1-C1 हा आट्यांचा पिच व्यासावरचा परीघ आहे आणि B1-C1 ही आट्याची लीड आहे (सिंगल स्टार्ट आट्यासाठी पिचच्या मूल्याइतकेच). आट्याचा हेलिक्स कोन पुढील सूत्राद्वारे शोधला जातो. हेलिक्स कोन = tan-1 (लीड/पिचचा परिघ) = tan-1 (B1-C1/A1-C1)

 

 

हेलिक्स कोनाच्या मूल्यांच्या अनुरूप अॅन्व्हिल निवडावे लागते. टूलचा अॅन्व्हिल टेकण्याचा भाग मशीनच्या XZ प्रतलाला लागून आहे. आटे सर्पिल असल्याने त्याचा नॉर्मल काटछेद (क्रॉस सेक्शन) XZ प्रतलात नसतो, परंतु हेलिक्स कोनाच्या मूल्याइतका त्याच्याशी झुकलेला असतो. योग्य थ्रेडिंग सुनिश्चित करण्यासाठी, आट्याच्या कर्तन बिंदूचा तळ (जो अॅन्व्हिलवर टेकलेला असतो) यंत्रण केल्या जाणाऱ्या आट्याच्या खाचेमध्ये संपूर्णपणे मावला पाहिजे. (हे इन्सर्टच्या कर्तन कडेच्या रिलीफ कोनावर अवलंबून आहे.) जर तसे झाले नाही, तर यंत्रण केल्या जाणाऱ्या आट्याच्या फ्लँकबरोबर ते अडकेल आणि त्या भागातसुद्धा यंत्रण होऊन आट्याचा फॉर्म बिघडेल. कोपरा तुटणे हे तर निश्चितपणे होईल. कृपया वापरात असलेल्या इन्सर्टसाठी इन्सर्ट निर्मात्यांच्या कॅटलॉगचा संदर्भ घ्या.

 

 

2.3 समाविष्ट असलेल्या मूलभूत हालचाली

थ्रेडिंगमध्ये समाविष्ट असलेल्या मूलभूत हालचाली या तिन्ही आवर्तनासाठी (2.4 मध्ये चर्चा केलेल्या) जवळपास एकसारख्याच आहेत आणि त्यांचे चित्र क्र. 4 वर आधारित स्पष्टीकरण दिले जाऊ शकते. या आवर्तनाच्या प्रोग्रॅमिंगसाठी असलेल्या फॉरमॅटचा आढावा घेतल्यानंतर आपण या आवर्तनांची तुलना करूया.

 

 

चित्र क्र. 9 : थ्रेडिंगमधील मूलभूत हालचाली दाखविणारे चित्र

 

चित्र क्र. 9 मध्ये बाह्य टेपर आटे कसे बनवायचे ते सांगितले आहे. अंतर्गत आट्यासाठी हेच स्पष्टीकरण लागू आहे. चित्र क्र. 9 मध्ये बाह्य शंकूच्या आकाराच्या आट्यासाठी बाह्य आट्यांची प्रोफाइल दाखविलेली आहे. त्यासोबत मोठ्या आणि लहान व्यासाच्या रेषादेखील दाखविल्या आहेत. थ्रेडिंग स्ट्रोकच्या पुढच्या आणि मागच्या टोकावर आवश्यक असलेल्या अतिरिक्त हालचालीसुद्धा (ओव्हर ट्रॅव्हल) यात दाखविल्या आहेत. X दिशेत समान प्रारंभ आणि समाप्तीचे बिंदू (केवळ Z) असलेले एका पाठोपाठ एक असे काप घेणे, नंतर अरीय दिशेत टूल सुरक्षित स्थानावर जलद मागे घेणे आणि प्रारंभिक Z स्थानावर जलद परत आणणे, असे सामान्य थ्रेडिंग आवर्तन असते. (कृपया लक्षात ठेवा की G76 हा एक अपवाद आहे, ज्याची आपण नंतर चर्चा करू.) वापरल्या जाणाऱ्या आवर्तनानुसार, प्रोग्रॅममधील संबंधित आज्ञा (कमांड) लिहिल्याशिवाय, यापैकी काही स्ट्रोक स्वयंचलित होऊ शकतात. संपूर्ण आवर्तनामध्ये आर.पी.एम. स्थिर असणे ही मूलभूत आवश्यकता आहे. स्क्रोल आट्यांसाठी, प्रोग्रेसिव्ह काप Z मध्ये असतात आणि X दिशेतल्या प्रारंभ आणि समाप्तीच्या बिंदूंचे मूल्य स्थिर असते. थ्रेडिंग करताना आपण CSS वैशिष्ट्य वापरू शकत नाही, हे कृपया लक्षात घ्यावे.

 

 

2.4 प्रोग्रॅमिंगसाठी इनपुट

थ्रेडिंगसाठी सी.एन.सी. प्रोग्रॅम बनविण्यापूर्वी पुढील तपशील हातात असले पाहिजेत (तीनही आवर्तनांमध्ये समान)

1. आट्यांची लांबी (कार्यवस्तूच्या यंत्रचित्रातून घेतलेली)

2. लीड (भागाच्या यंत्रचित्रातून घेतलेली)

3. आट्यांची खोली (यंत्रचित्रात दिलेल्या आट्याच्या मानकानुसार, उदाहरणार्थ, M, UN, व्हिटवर्थ (W) इत्यादी.)

4. कर्तन गती (Vc) (टूल उत्पादकाच्या शिफारशीनुसार आणि आपल्या अनुभवानुसार निर्णय घ्यावा). जर आपल्याला Vc काही संभाव्य रेंजमध्ये असेल असे वाटत असल्यास, उदाहरणार्थ, 80~120 मी./मिनिट (आर.पी.एम. नव्हे), तर नेहमीच रेंजच्या कमी मूल्यापासून सुरुवात करावी आणि काही यंत्रभाग बनवून झाल्यानंतर सोईनुसार RPM वाढवावे. कृपया लक्षात घ्या की, थ्रेडिंग आवर्तनामध्ये आपण आर.पी.एम. बदलू शकत नाही. थ्रेडिंगच्या आवर्तनामध्ये स्पिंडल ओव्हरराइड चालत नाही. थ्रेडिंग करताना मध्येच, जर निवडलेला आर.पी.एम. जास्त आहे असे वाटले, तर आपण त्याला स्पिंडल आर.पी.एम. ओव्हरराइड स्विचने बदलू शकत नाही किंवा आपण आवर्तन मध्येच थांबवून, आर.पी.एम. बदलून, आवर्तन पुन्हा सुरू करू शकत नाही. मानवी हस्तक्षेपाद्वारे आवर्तन थांबविणे, आर.पी.एम. बदलणे आणि आवर्तन पुन्हा सुरू करणे, असे करता येते. तथापि, नवीन आर.पी.एम. वापरून बनविलेल्या आट्यांची प्रोफाइल पूर्वीच्या प्रोफाइलशी जुळत नाही आणि प्रक्रिया केलेली कार्यवस्तू टाकून (स्क्रॅप) द्यावी लागते.

5. आर.पी.एम.ची गणना करण्यासाठी सूत्र : RPM = Vc/(π * व्यास)

 

 

सुरुवातीला तसेच शेवटी Z दिशेमध्ये अतिरिक्त स्ट्रोकची योजना करावी. जर कार्यवस्तूच्या भूमितीमध्ये तसे शक्य असेल, तर त्याचे मूल्य साधारणत: लीडच्या मूल्याइतके घेतले पाहिजे. हे आवश्यक आहे कारण थ्रेडिंगच्या आवर्तनाच्या सुरुवातीस आणि शेवटी 'सर्व्हो लॅग' असतो आणि त्यामुळे थ्रेडिंगच्या स्ट्रोकच्या सुरुवातीला आणि शेवटी काही चुकीचे आटे तयार होतात. हे सुनिश्चित करावे की, थ्रेडिंगच्या स्ट्रोकचा हा चुकीचा भाग हवेमध्ये (कार्यवस्तू सोडून मोकळ्या जागेत) होईल आणि आपल्याला कार्यवस्तूवर परिपूर्ण आटे मिळतील.

 

 

प्रत्येक पासमध्ये किती खोलीचा काप घेणे शक्य आहे याचा विचार करावा आणि अशा प्रकारे पासच्या संख्येचे आयोजन करावे. कृपया लक्षात घ्या की, थ्रेडिंग आवर्तनामध्ये आपण जसे पुढे पुढे जातो, तसतशी इन्सर्टची कार्यवस्तूच्या संपर्कात असलेली लांबी वाढते आणि त्यामुळे टूलवरील अरीय भार वाढतो. कापाची खोली क्रमाक्रमाने कमी करून हा भार संतुलित केला जातो. या सर्व बाबींचा विचार करून प्रोग्रॅमरला प्रत्येक पासमधील कापाची खोली आणि आवश्यक असलेल्या एकूण पासची संख्या ठरवायची आहे. सामान्यत:, आवर्तनाच्या शेवटी 1 किंवा 2 अतिरिक्त पास दिल्याने गेजद्वारा केलेल्या परीक्षणात उत्तीर्ण होण्याच्या दृष्टीने चांगले परिणाम मिळतात. या सर्व बाबींचा विचार करून टप्प्याटप्प्याने कापाची खोली आणि पासची संख्या यांचे आयोजन करावे.

सर्व पाससाठी थ्रेडिंग आवर्तनाच्या प्रारंभिक आणि शेवटच्या बिंदूंच्या X सहनिर्देशकांची गणना करावी. जर आटे टेपर असतील तर, गणनेसाठी त्रिकोणमिती वापरावी लागेल. टेपर आट्यासाठी यंत्रचित्रात दाखविलेली आट्यांची लांबी आणि आट्यांच्या स्ट्रोकची लांबी एकसारखी नसते, हे याचे कारण आहे.

 

 

(S1x, S2x, .... & E1x, E2x,....) आट्यांमधील मूलभूत हालचाली पाहण्यासाठी चित्र क्र. 9 पहा.

रिट्रॅक्शन सहनिर्देशक (Ps आणि Pe बिंदूंसाठी X सहनिर्देशक) ठरवावा. हे बाह्य आट्यांसाठी यंत्रण केल्या जाणाऱ्या आट्यांच्या सर्वात मोठ्या (मेजर) व्यासापेक्षा 1 मिमी. अधिक आणि अंतर्गत आट्यांसाठी अंतर्गत आट्याच्या सर्वात लहान (मायनर) व्यासापेक्षा 1 मिमी. कमी घ्यावे.

कोणते आवर्तन वापरावयाचे ते ठरवावे. (G92 नेहमीच पहिली निवड). या आवर्तनाच्या वैशिष्ट्यांचा अभ्यास केल्यावर आपण याबद्दल अधिक तपशिलात चर्चा करू.

टूल मार्ग संक्षिप्तपणे असा दाखविता येऊ शकतो

[1] (PSx, PSz) --> ( S1x कडे रॅपिड टूल पोझिशनिंग स्ट्रोक) 

[2] निर्धारित सरकवेगाने बिंदू (E1x,E1z) कडे थ्रेडिंग स्ट्रोक 

[3] PEx कडे रॅपिडमध्ये टूल रीट्रॅक्शन- कृपया लक्षात घ्या की,

ती पूर्णपणे अरीय हालचाल नाही 

[4] रॅपिडमध्ये Z अक्षावर टूल रीपोझिशनिंग PSx.

अशा प्रकारे आवर्तनाचा एक पास पूर्ण होतो. प्रोग्रॅम केलेल्या मूल्यांनुसार, या आवर्तनाची पासच्या आवश्यक संख्येत पुनरावृत्ती केली जाईल. प्रत्येक आवर्तनामध्ये X- सहनिर्देशक कापाच्या खोलीच्या दिशेमध्ये पुढे सरकेल.

 

 

2.5 थ्रेडिंगचे आवर्तन

पुढील चर्चेत वापरलेले G कोड फानुक नियंत्रकाच्या (कंट्रोल) विशिष्ट व्हर्जनसाठी योग्य आहेत. वाचकाला त्याच्या/तिच्या मशीनच्या G कोड यादीचा संदर्भ घ्यावा लागेल आणि येथे नमूद केलेल्या G कोडच्या जागी त्यांच्या मशीनमध्ये वापरलेल्या नियंत्रकासाठी योग्य G कोड वापरावे लागतील.

टर्निंग सेंटरवर थ्रेडिंगसाठी साधारणत: 3 आवर्तने वापरली जातात.

[1] G32

[2] G92

[3] G76

आता आपण एक एक करून या आवर्तनाचा विचार करू.

2.5.1 थ्रेडिंगचे आवर्तन G32

G32 आवर्तनाचे सामान्य स्वरूप

G32 X<a> Z<b> Q<c> F<f>

G0 X<d>

Z<e>

 

 

जिथे :

<a> : वर्तमान पाससाठी थ्रेडिंग स्ट्रोकच्या समाप्तीचा X सहनिर्देशक

<b> : वर्तमान पाससाठी थ्रेडिंग स्ट्रोकच्या समाप्तीचा Z सहनिर्देशक (स्थिर)

<c> : थ्रेडिंग सुरू होण्याची कोनीय स्थिती, 0.001 अंशाच्या पटीत व्यक्त केली जाते, केवळ पूर्णांक मूल्ये (दशांश बिंदूशिवाय), फक्त मल्टीस्टार्ट थ्रेडिंगसाठी वापरली जाऊ शकते, सिंगल स्टार्ट आटे असल्यास, आपण Q वगळू शकतो.

<f> : मिमी./परिभ्रमणमध्ये लीड मूल्य.

<d> : Pe या बिंदूचा X सहनिर्देशक

<e> : Ps या बिंदूचा Z सहनिर्देशक

जर आपण 10 पास देण्याचे ठरविले असेल, तर आपल्याला वरील आज्ञावली (कमांड सिक्वेन्स) 10 वेळा लिहावी लागेल. प्रत्येक वेळी विचाराधीन पाससाठी थ्रेडिंग स्ट्रोकच्या शेवटच्या बिंदूच्या X मूल्यानुसार <a> बदलले जाईल.

 

 

2.5.2 G92

G92 आवर्तनाचा फॉरमॅट

G92 X<a1> Z<b> R<c> F<f>

X<a2>

X<a3>

..........

..........

X<an>

जिथे,

<a1>, <a2>,...., <an> ही X ची लागोपाठची स्थाने आहेत, ज्यांच्यावर हे काप घ्यायचे आहेत. पूर्वी चर्चा केल्यानुसार कापाच्या खोलीतील या वाढीचे आयोजन करावयाचे आहे.

<b> थ्रेडिंग स्ट्रोकच्या समाप्तीचा Z सहनिर्देशक.

<r> आट्यांच्या टेपरचे मूल्य, म्हणजे थ्रेडिंग कापाचा प्रारंभ आणि शेवट जिथे होतो, तिथल्या X सहनिर्देशकातील फरक.

गेज परीक्षणात उत्तीर्ण होण्यासाठी X<an> या शेवटच्या आज्ञेची, जास्त वेळा पुनरावृत्ती करावी.

 

 

2.5.3 G76

कमांड फॉरमॅट पुढीलप्रमाणे

G76 P<ab><cd><ef> Q<g> R<h>

G76 X<u> Z<w> R<i> P<j> Q<k> F<l>

कृपया लक्षात घ्या की, प्रथम कमांड ओळीमधील P शब्दानंतर 3 इनपुट आहेत. <ab>, <cd> आणि <ef>. ते 3 भिन्न भौतिक घटकांचे प्रतिनिधित्व करतात. तथापि, आपल्याला ते वरील क्रमात एक 6 आकडी संख्या म्हणून टाइप करावे लागतात, सी.एन.सी. प्रणाली त्याचा योग्य अर्थ लावते. आता आपण कमांडमधील विविध शब्दाशी संबंधित विविध इनपुट पाहू.

1. <ab> : ही फिनिशिंगमधील पासची संख्या आहे. अशा प्रकारे, <ab> या पासच्या संख्येइतके (01 ते 99 ही रेंज) काप शेवटच्या फिनिशिंग मार्गावर घेतले जातील.

2. <cd> : चॅम्फरिंगचे मूल्य % मध्ये. थ्रेडिंग स्ट्रोकच्या शेवटी टूल मागे घेतले जाते, <cd> मूल्याद्वारे चॅम्फरची लांबी % मध्ये दर्शविली जाते. म्हणजे 45° रिट्रॅक्शन असेल, तर <cd> चे मूल्य 50 असेल.

3. <ef> : हा आट्याचा अंशात व्यक्त केलेला V कोन (पूर्ण कोन) आहे. उदाहरणार्थ, मेट्रिक आणि UN आट्यांसाठी हे मूल्य 60 असते, व्हिटवर्थ (W) आट्यांसाठी ते 55 असते, ACME आट्यांसाठी ते 29 असते, ट्रॅपेझॉइडल आट्यांचे 30 असते.

4. <g> : G76 कमांडमध्ये पहिला काप वगळता इतर सर्व कापांची खोली सी.एन.सी. प्रणालीद्वारे ठरविली जाते. आपल्याला ती द्यावी लागत नाही. कार्यवस्तू आणि इन्सर्ट यांच्यातील संपर्काची लांबी वाढल्यामुळे कापाची खोली क्रमाक्रमाने कमी होते. किमान मूल्य <g> हा इनपुट देऊन निर्दिष्ट केले जाते. सी.एन.सी. प्रणालीद्वारे गणना केलेले मूल्य, निर्दिष्ट मूल्य <g> च्या खाली गेल्यावर, जोपर्यंत इच्छित X मूल्यापर्यंत पोहोचत नाही, तोपर्यंत कापाची खोली आपोआप <g> या मूल्यावर स्थिर केली जाते. थ्रेडिंगचे पुढील सर्व स्ट्रोक (फिनिशिंग पास वगळता) <g> च्या मूल्याचे अनुसरण करतात, अर्थातच टप्प्याटप्याने. हे मूल्य मायक्रॉनमध्ये निर्दिष्ट केलेले असते (प्रोग्रॅम करण्यायोग्य किमान इनपुट) आणि सी.एन.सी. प्रणालीद्वारे त्याला अरीय असे समजले जाते.

5. <h> : हे फिनिशिंग अलाउन्सचे मायक्रॉनमधील अरीय मूल्य आहे. अशा प्रकारे, या X मूल्यावर <ab> या संख्येइतक्या पासचे पुनरावर्तन केले जाते. म्हणजे, एकदा <g> या कापाच्या किमान खोलीवर (DOC) वर पोहोचल्यावर, ते <h> इतके मटेरियल काढले जाईपर्यंत चालू रहाते.

6. <u> : हा थ्रेडिंगच्या स्ट्रोकच्या समाप्तीचा X सहनिर्देशक आहे.

7. <w> : हा थ्रेडिंगच्या स्ट्रोकच्या समाप्तीचा Z सहनिर्देशक आहे.

8. <i> : हा थ्रेडिंगच्या स्ट्रोकच्या सुरुवातीच्या आणि शेवटच्या X सहनिर्देशकांमधला मायक्रॉनमध्ये व्यक्त केलेला अरीय फरक आहे. म्हणजे, समजा याचे मूल्य 0 असे प्रविष्ट केले गेले, तर आपल्याला समांतर आटे मिळतील.

9. <j> : ही आट्याची मायक्रॉनमध्ये दिलेली अरीय उंची आहे.

10. <k> : ही पहिल्या पासची मायक्रॉनमध्ये दिलेली (अरीय मूल्य) कापाची खोली आहे.

11. <l> : हा मायक्रॉनमध्ये दिलेला आट्याचा लीड आहे.

 

 

2.6 थ्रेडिंगच्या आवर्तनाची तुलना

G92 आवर्तनाचा वापर नेहमीच पसंत केला जातो. टप्प्याटप्प्याने यंत्रण होणारी पध्दत वापरून मटेरियल काढून टाकण्याच्या कार्याची कल्पना येण्यासाठी चित्र क्र. 10 पहा.

 

 

चित्र क्र. 10 : विविध आटे आवर्तनामधील टप्प्याटप्प्याने यंत्रण होणारी पद्धती दाखविणारे चित्र

 

 

• G32 आणि G92 ची आटे करण्याची पद्धत समान आहे. परंतु, G32 मध्ये आटे कापण्याच्या आवर्तनामध्ये नॉन कटिंग स्ट्रोक असतात. उदाहरणार्थ,

1. X मधील टूल पोझिशनिंग

2. X मधील टूल रिट्रॅक्शन

3. Z मधील टूल जलद परतावा

यांचे प्रोग्रॅम वेगळे लिहावे लागतात. G92 आवर्तनामध्ये ते आवर्तनाद्वारे आपोआप निर्माण होतात. हा अतिरिक्त प्रयत्न प्रत्येक पाससाठी पुन्हा पुन्हा करावा लागतो. म्हणजे, जर आपल्याकडे विशिष्ट आट्यांसाठी पासची संख्या 20 असली, तर आपल्याला 60 अतिरिक्त प्रोग्रॅम ओळी टाइप कराव्या लागतील. (3 ओळी/पास X 20 पास.)

• G32 मध्ये आपल्याला वेगवेगळे पिच असलेले आटे, त्यांच्यात कोणतेही विभाजन न ठेवता, कापता येतात. म्हणजे, जर आपल्याला Z0 ते Z-20 पर्यंत 1.0 पिचचे, Z-20 ते Z-50 पर्यंत 1.25 पिचचे, Z-50 ते Z-70 पर्यंत 0.75 पिचचे आटे करावयाचे असतील, तर आपण G32 वापरून ते करू शकतो. Z = -20.0 आणि -50.0 मधील सरकवेगाच्या समायोजनाची काळजी सी.एन.सी. प्रणालीद्वारे स्वयंचलितपणे घेतली जाते. परंतु, व्यवहारात अशी आवश्यकता क्वचितच पडते.

• ज्यावर आटे करावयाचे असेल ती कार्यवस्तू जेव्हा खूप सडपातळ असते, तेव्हा G92 आवर्तन वापरल्यास चॅटरिंग होऊ शकते. अशा परिस्थितीत आपण G76 आवर्तन वापरू शकतो.

• G92 मध्ये थ्रेडिंगच्या स्ट्रोकच्या प्रारंभिक बिंदूचे Z मूल्य प्रत्येक पाससाठी समान असते. G76 मध्ये आट्यांच्या फ्लँकबरोबर Z हलविला जातो. त्यामुळे, दोन V कडांपैकी फक्त एकाच कर्तन कडेद्वारे कार्यवस्तूचे यंत्रण केले जाते. त्यामुळे अरीय भार कमी होतो आणि चॅटरिंग कमी/नष्ट होते.

• G76 आवर्तन वापरताना आवर्तनाचा कालावधी नेहमीच जास्त असतो आणि म्हणूनच जेव्हा G92 चालत नाही, तेव्हाच G76 चा वापर करावा.

NPT आणि BSPT प्रकारचे टेपर आटे कसे करावयाचे याची सविस्तर माहिती आपण पुढील लेखात बघू.