हॉबिंग फिक्श्चर

 

 

तांत्रिक कामात गिअरचा उपयोग फारच विपुल प्रमाणात होत आहे. जेव्हा जेव्हा शक्ती आणि गती एका स्थानावरून दुसऱ्या स्थानावर पाठवावी (ट्रान्स्मिट) लागते, तेव्हा तेव्हा गिअरचा उपयोग अनिवार्य असतो. अनेक गिअर एकत्र जुळणी करून एका बॉक्समध्ये बसविले जातात, त्याला गिअर बॉक्स असे संबोधतात. शक्ती आणि गती यांचे नेहमीच व्यस्त प्रमाण असते. म्हणजेच गती जास्त तर शक्ती कमी आणि गती कमी तर शक्ती जास्त. जेव्हा जास्त शक्ती पाठवावयाची असते तेव्हा मोठा गिअर लागतो, तर कमी शक्तीच्या वेळी लहान गिअर लागतो. त्यामुळे लहान आणि मोठे अशा दोन्ही प्रकारच्या गिअरसाठी यंत्रणाची सोय करावी लागते. काही वर्षांपूर्वी अनेक लेथ एकाच मोटरवर पट्टे (बेल्ट) बसवून चालविले जात असत. पण आता मात्र प्रत्येक लेथला वेगळी मोटर आणि तिला अनुरूप असा गिअर बॉक्स असतो. सगळ्या क्षेत्रात गिअरचा वापर मोठ्या प्रमाणात होत असतो. त्यामुळे गिअरचे ज्ञान आणि त्याचे यंत्रण याबद्दलची माहिती असणे आवश्यक आहे.

 

गिअर वेगवेगळ्या प्रकारे बनविता येतात. यामधील काही महत्त्वाच्या पद्धती पुढे नमूद केलेल्या आहेत. 

1. यंत्रण (मशीनिंग) करून बनविलेले गिअर : ही पद्धत फार मोठ्या प्रमाणात वापरली जाते. 

2. ओतकाम (कास्टिंग) करून बनविलेले गिअर : उदाहरणार्थ, रसवंतीमध्ये उसाच्या चरकात या प्रकारचे गिअर वापरले जातात. 

3. मुद्रांकित (स्टॅम्पड्) गिअर : अशा प्रकारचे गिअर पातळ पत्र्यामधून (प्लेट) बनविले जातात. हे गिअर लहान मुलांच्या खेळण्यात वापरले जातात. हे गिअर फारसे अचूक नसतात. मात्र घड्याळात वापरावे लागणारे गिअर अचूक लागतात. घड्याळात वापरल्या जाणाऱ्या गिअरची निर्मिती उच्च प्रतीच्या डाइजच्या साहाय्याने केली जाते. डाइजच्या साहाय्याने आपल्याला बरमुक्त गिअर मिळतात. 

4. रोल्ड गिअर: स्टीअरिंग शाफ्टवरील स्प्लाइन्स या पद्धतीने बनविल्या जातात. 

5. प्लास्टिक मोल्डिंग: दुचाकीमध्ये स्पीडो मीटर केबलला हे गिअर बसविले जातात. 

 

1. गिअर कटिंग - रफिंग 

अ. फॉर्म मिलिंग 

ब. रॅक जनरेशन 

क. गिअर शेपिंग 

ड. गिअर हॉबिंग

 

अ. शेविंग

ब. ग्राइंडिंग 

क. बर्निशिंग

ड. लॅपिंग 

इ. होनिंग

 

गिअर हॉबिंग ही अतिशय मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी यंत्रणप्रक्रिया आहे. आपण आता गिअर हॉबिंग करण्यासाठी फिक्श्चर कसे असते आणि हॉबिंग प्रक्रियेतील कळीच्या मुद्द्यांची माहिती घेऊ. 

 

गिअर बनवावयाचा असेल तर प्रथम हॉबिंग मशीनच डोळ्यासमोर येते. गिअरच्या दातांचे यंत्रण करण्यासाठी जे टूल/कटर वापरले जाते त्याला हॉब असे म्हणतात. म्हणूनच या यंत्रणाला गिअर हॉबिंग असे म्हणतात. ज्या मशीनवर हा हॉब वापरला जातो त्याला हॉबिंग मशीन असे संबोधतात. हॉबिंग ही अतिशय जलद कार्य करणारी प्रक्रिया आहे. गिअर हॉबिंगमध्ये कार्यवस्तूची उच्च गुणवत्ता मिळविता येते. प्रत्येक दात जनरेशन पद्धतीने तयार होतो. 

 

गिअर आणि हॉब हे दोन्ही एका ठराविक गतीने फिरत असतात. हॉबची गती यंत्रणवेगावर (कटिंग स्पीड) अवलंबून असते. सिंगल स्टार्ट हॉबमध्ये जेव्हा गिअरचा एक दात तयार होतो तेव्हा हॉबचा एक फेरा पूर्ण होतो. याचाच अर्थ असा की, जर गिअरला 20 दात असतील तर हॉब, गिअरच्या वीसपट वेगाने फिरतो. म्हणजेच टेबलचे आर.पी.एम. हॉबच्या गतीवर अवलंबून आहेत. 

चित्र क्र. 1 मध्ये हॉब आणि गिअर दाखविला आहे. गिअर ब्लँकवर काही दात कापलेले दिसत आहेत. गिअरची वर्तुळाकार फिरण्याची दिशा दाखविली आहे. गिअर ब्लँक घड्याळाच्या काट्याच्या विरुद्ध दिशेने (अँटीक्लॉकवाइज) फिरत आहे. हॉबची फिरण्याची दिशा घड्याळाच्या काट्याच्या दिशेने (क्लॉकवाइज) दर्शविली आहे. तसेच हॉब वरून खाली येत आहे. हॉब वरून खाली येता येता गिअरचे दात कापले जातात. चित्र क्र. 2 मध्ये हॉबिंग मशीनचा फोटो दाखविलाआहे. यामध्ये गिअर आणि हॉब दिसत आहेत. गिअरचा ब्लँक मशीन टेबलवर फिक्श्चरमध्ये घट्ट पकडला आहे. हॉबिंग करताना यंत्रणबल 

जास्त असल्यामुळे फिक्श्चरची मजबूत पकड असणे अतिशय आवश्यक आहे. त्याचप्रमाणे फिक्श्चरची गुणवत्ता उच्च असणे आवश्यक आहे. चित्र क्र. 1 आणि 2 वरून हॉबिंग कसे होते याची प्राथमिक कल्पना आपल्याला येते. 

 

 

गिअर ब्लँक मशीनवर ठेवताना गिअरची अपेक्षित गुणवत्ता मिळविण्यासाठी काही गोष्टी महत्त्वाच्या आहेत. 

 

1. गिअर ब्लँकचे भोक मशीनच्या अक्षाशी समकेंद्रित असलेच पाहिजे. 

2. गिअर ब्लँकचा जो पृष्ठभाग फिक्श्चरवर टेकतो तो मशीनच्या अक्षाशी लंबरुप असलाच पाहिजे. 

3. हॉबिंग करताना यंत्रणबल मोठ्या प्रमाणात कार्यरत असल्यामुळे गिअर ब्लँक घट्ट पकडला नाही तर हॉब तुटू शकतो. त्यामुळे कार्यवस्तू घट्ट पकडावी लागते जेणेकरून यंत्रण चालू असताना ती हलणार नाही. 

4. यंत्रणबल जास्त असल्यामुळे प्रचंड उष्णता निर्माण होत असते, म्हणून शीतकाचा पुरवठा मुबलक प्रमाणात आणि अखंड असणे आवश्यक आहे. 

 

आता आपण हॉबिंग फिक्श्चर (चित्र क्र. 3) कसे कार्य करते, तसेच त्यात वापरलेल्या महत्त्वाच्या भागांचे कार्य काय आहे ते पाहू.

 

 

कार्यवस्तूसाठी असलेल्या आधारावर गिअर ब्लँक ठेवलेला आहे. कार्यवस्तूचा आधार आणि सेंटरिंग सपोर्ट अॅडाप्टरवर स्क्रूच्या साहाय्याने बसविले आहेत. कार्यवस्तूचा आधार, सेंटरिंग सपोर्टच्या D1 व्यासावर लोकेट केलेला आहे. कार्यवस्तूच्या आधारावर बसविलेले स्क्रू सेंटरिंग सपोर्टमधून आरपार जाऊन अॅडाप्टरमध्ये बसविले आहेत. यंत्रण करताना आतमध्ये पडलेले तेल खाली निघून जाण्यासाठी छोटी भोके दिलेली आहेत. तेल सहजपणे निघून (निथळून) जावे यासाठीच आतमध्ये तिरपे पृष्ठभाग दिलेले आहेत. हा भाग कठीण (हार्ड) करावा लागतो, कारण गिअर ब्लँक वरच्या पृष्ठभागावर ठेवून घट्ट पकडण्यासाठी वरून दाबला जातो. याचा D7 व्यास जास्तीतजास्त मोठा घ्यावा लागतो, पण हॉब आणि D7 यात कमीतकमी अंतर ठेवतात. त्यामुळे गिअरला यंत्रणबलाच्या जास्तीतजास्त जवळ आधार मिळतो. त्यामुळे यंत्रणाच्या वेळेस कंपने येणार नाहीत आणि फिनिश चांगला मिळेल.

 

नावाप्रमाणेच हा अॅडाप्टर, कार्यवस्तूचा आधार आणि सॉलिड क्लॅम्पिंग आर्बर या तिन्ही भागांना समकेंद्रित करण्याचे कार्य करतो. सेंटरिंग सपोर्ट, अॅडाप्टरवर स्क्रूच्या साहाय्याने बसविला आहे आणि D2 व्यासावर लोकेट केलेला आहे.

 

जो पार्ट वेगवेगळे व्यास जुळवून घेतो त्याला आपण अॅडाप्टर असे संबोधतो. सद्यपरिस्थितीत अॅडाप्टरच्या वरच्या बाजूस D2 व्यास आणि खालच्या बाजूस मशीन स्पिंडलला अनुरूप असा व्यास (टेपर) केलेला आहे आणि त्यामुळे हे फिक्श्चर हॉबिंग मशीनवर वापरू शकतो. अॅडाप्टर हा फिक्श्चरचाच भाग आहे. फिक्श्चर मशीनवरून काढताना अॅडाप्टर फिक्श्चरबरोबरच राहतो.

 

या फिक्श्चरमधील सर्वात महत्त्वाचा असा हा भाग आहे. जेव्हा गिअर ब्लँक फिक्श्चरवर ठेवला जातो, तेव्हा हा आर्बर वर गेलेला असतो. जेव्हा मशीनला कार्यवस्तू क्लॅम्प करण्याची आज्ञा दिली जाते तेव्हा हा आर्बर खाली येऊ लागतो आणि प्रथम तो कार्यवस्तूच्या आधारामध्ये D3 व्यासावर लोकेट होत होत खाली खाली जातो आणि तो खालच्या स्पिंडलमध्ये असलेल्या कॉलेटमध्ये पकडला जातो. आर्बर मशीनच्या वरच्या स्पिंडलवर स्क्रूच्या साहाय्याने बसविला आहे. स्पिंडल टेपरनुसार आर्बरचे टेपर बनविले आहे. आर्बरला मोठा चॅम्फर आणि लीड दिलेला असल्यामुळे त्याचे लोकेशन व्यवस्थित होते. मोठ्या चॅम्फरमुळे कार्यवस्तूचे केंद्रीकरण व्यवस्थित होते आणि लीडमुळे लोकेटिंग व्यासावर कार्यवस्तू सहजपणे बसते. लीड म्हणजे लोकेटिंग व्यासापेक्षा 0.05-0.08 मिमी. लहान व्यास असतो. जर लोकेटिंग व्यास जास्त अचूक असेल तर मोठा चॅम्फर आणि लीड याचा एकत्रित उपयोग केला जातो. तसेच स्वयंचलित फिक्श्चर असेल तेव्हा मोठा चॅम्फर आणि लीड याचा उपयोग केला जातो.

 

हा भाग आर्बरवर D3 व्यासावर लोकेट करून बसविलेला आहे. आर्बरच्या D5 व्यासामध्ये मध्यभागी एक स्प्रिंग प्लंजर बसविलेला आहे. त्यात असलेल्या बॉलने लोकेटिंग बुश आर्बरवर पकडून ठेवलेले आहे. त्यामुळे आर्बर आणि लोकेटिंग बुशिंग समकेंद्रित झालेले आहेत. लोकेटिंग बुशमध्ये मोठा चॅम्फर आणि लीड दिलेला असल्यामुळे जसजसे लोकेटिंग बुश आर्बरबरोबर खाली खाली येते, तसतसे ते बुश गिअर ब्लँकला D4 व्यासावर योग्यप्रकारे लोकेट करते. अशाप्रकारे मशीनचा अक्ष आणि गिअर ब्लँकचा अक्ष समकेंद्रित केला आहे आणि हेच अतिशय महत्त्वाचे आहे. यावरच गिअरच्या दातांची गुणवत्ता अवलंबून आहे.

 

टॉप क्लॅम्प आर्बरच्या सपाट पृष्ठभागावर स्क्रूच्या साहाय्याने बसविला आहे तसेच तो लोकेटिंग बुशिंगवर लोकेट केलेला आहे. जेव्हा मशीनचा वरचा स्पिंडल खाली येतो तेव्हा टॉप क्लॅम्प कार्यवस्तूला घट्ट पकडतो. टॉप क्लॅम्पच्या खालचा पृष्ठभाग मशीनच्या अक्षाला लंबरूप असतो. तसेच हा पृष्ठभाग कठीण केलेला असतो. टॉप क्लॅम्प आणि कार्यवस्तूचा आधार या दोन्ही भागांचा D7 व्यास हा फारच महत्त्वाचा व्यास आहे, कारण हा व्यास आणि हॉबचा मोठा व्यास यामध्ये फारच थोडे अंतर ठेवले जाते. म्हणून टॉप क्लॅम्प, लोकेटिंग बुशवर D6 व्यासावर लोकेट केलेला आहे. याचा व्यास D7 जास्तीतजास्त मोठा घ्यावा लागतो, पण हॉब आणि D7 यात कमीतकमी अंतर ठेवतात. त्यामुळे गिअरला यंत्रणबलाच्या जास्तीतजास्त जवळ क्लॅम्प केले जाते. त्यामुळे यंत्रणाच्यावेळेस कंपने येणार नाहीत आणि फिनिश चांगला मिळेल. मोठ्या प्रमाणावर गिअरची मागणी असल्याने फिक्श्चर स्वयंचलित आहे. यामुळे चांगली गुणवत्ता मिळते. अर्थात आपण एक साधे फिक्श्चरसुद्धा बनवू शकतो, ज्यामध्ये एका लोकेटरवर गिअर लोकेट करून आणि 'C' वॉशरच्या साहाय्याने गिअर क्लॅम्प करूनसुद्धा आपण ही प्रक्रिया पूर्ण करू शकतो. हा लोकेटर मशीन टेबलवर क्लॅम्प करण्यासारखा बनविता येतो.

 

चित्र क्र. 4 मध्ये अशाप्रकारचे फिक्श्चर दाखविले आहे. फिक्श्चर बॉडी अॅडाप्टरवर स्क्रूच्या साहाय्याने बसविलेली आहे. अॅडाप्टर मशीन स्पिंडलवरच्या टेपरमध्ये बसविला आहे. फिक्श्चर बदलताना अॅडाप्टर काढावयाची गरज पडत नाही. कार्यवस्तू फिक्श्चर बॉडीवर बसते आणि 'C' वॉशरच्या साहाय्याने क्लॅम्प केली आहे. अशाप्रकारे अतिशय साधे आणि सोपे फिक्श्चरसुद्धा आपण वापरू शकतो. मात्र आपली गरज काय आहे, त्याप्रमाणे आरेखन करावे लागते. अचूकता आणि किती प्रमाणात उत्पादन करावयाचे आहे त्यावर कशाप्रकारचे फिक्श्चर वापरावयाचे हे ठरविले जाते. हॉबिंग ही अतिशय वेगवान प्रक्रिया आहे, एकाच वेळेस 6 ते 8 गिअर एकावर एक (स्टॅक) करून हॉबिंग केल्यास वेळेत बरीच बचत होते. हॉबिंग प्रक्रियेने गिअरचा अचूक प्रोफाइल मिळतो. पृष्ठभागाचा फिनिश चांगला असतो. एकाच मोड्यूलच्या गिअरसाठी एकच हॉब आपण वापरू शकतो. अंतर्गत (इंटर्नल) गिअर मात्र हॉबच्या साहाय्याने बनविता येत नाहीत. या प्रक्रियेने 8-9 क्लासचे गिअर मिळतात. सर्वसाधारण वापरासाठी हा क्लास उपयुक्त आहे. गिअरच्या वेगवेगळ्या यंत्रणपद्धती वापरून वेगवेगळे क्लास मिळविता येतात.