Z-کے سائز کے بیلنس کہنی کی بے قاعدہ سنکی ساخت پر عمل کا تجزیہ کیا گیا، نیز اس کے بڑے سائز، اعلیٰ درستگی، اور کلیمپ نہ ہونے کی وجہ سے مشینی کرنے میں مشکلات۔ ایک معیاری مشینی اسکیم تجویز کی گئی۔ ایک خاص لیتھ فکسچر ڈیزائن کیا گیا تھا، جو کہ متعدد ماڈلز اور مصنوعات کے بڑے بیچوں کی مشینی کرنے کے لیے موزوں ہے، مشین کی اعلیٰ دشواری، غیر مستحکم کوالٹی، اور Z- کے سائز کے بیلنس کی کہنی کی کم مشینی کارکردگی کے مسائل کو حل کرتا ہے۔
01
تعارف
بیلنس کہنی ٹریک شدہ خصوصی گاڑیوں کے سسپنشن سسٹم کا بنیادی جزو ہے۔ یہ گاڑی کے جسم اور سڑک کے پہیے کو لچکدار مدد فراہم کرنے کے لیے ٹارشن شافٹ اور شاک ابزربر جیسے لچکدار عناصر کے ساتھ مل کر کام کرتا ہے [1]۔ بیلنس کہنی روڈ وہیل کی اوپر-اور-نیچے حرکت سے پیدا ہونے والی اثر توانائی کی ایک بڑی مقدار کو ٹارشن شافٹ، بفر اور جذب وائبریشن انرجی کو منتقل کر سکتی ہے، گاڑی کے جسم پر اثر قوت کو کم کر سکتی ہے، مسافروں کے آرام کو بہتر بنا سکتی ہے، اجزاء کو پہنچنے والے نقصان کو کم کر سکتی ہے، اور سڑک پر گاڑی چلاتے وقت گاڑی کے استحکام اور تدبیر کو یقینی بنا سکتی ہے۔ عام بیلنس کہنی اسمبلی میں اسپلائن شافٹ، بیلنس کہنی، اور روڈ وہیل شافٹ شامل ہیں۔ Z-کی شکل کا بیلنس کہنی ایک مربوط بیلنس کہنی ہے جو تینوں اجزاء کو یکجا کرتی ہے۔ انٹیگریٹڈ بیلنس کہنی میں اعلیٰ چالبازی، اعلیٰ وشوسنییتا، اور ہلکے وزن کی خصوصیات ہیں اور یہ جدید خصوصی گاڑیوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے [3]. 02
Z-کی شکل والی بیلنس کہنی کی ساخت اور مشینی چیلنجز کا تجزیہ
Z-کی شکل کا بیلنس کہنی کا ڈھانچہ، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے، ایک بے ترتیب شکل کا سنکی ڈھانچہ ہے۔ یہ سائز میں بڑا اور وزن میں بھاری ہے، جس کے لیے مواد کو ہٹانے کی اعلی شرح، اعلی جہتی اور پوزیشن کی درستگی، اور متعدد عملوں کے ساتھ ایک طویل مشینی سائیکل کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس میں مختلف آلات اور تجارت شامل ہیں، بشمول افقی بورنگ مشینیں، CNC لیتھز، مشینی مراکز، بروچنگ مشینیں، اور تار EDM مشینیں۔ پچھلے پروڈکشن میں، ہر عمل کے مرحلے میں بے شمار مسائل سامنے آئے تھے، جیسے شافٹ کے بیرونی دائرے کی-رواداری کے طول و عرض سے باہر، اسپلائن ہول اور بیرونی دائرے کے درمیان غلط ترتیب، بڑے شافٹ (اسپلائن شافٹ) کے محوروں کے درمیان غیر- متوازی، شافٹ کی سطح کا ان لوڈنگ عمل، چھوٹے شافٹ کی سطح کا بوجھ وقت، اور کم مشینی کارکردگی، سنجیدگی سے مصنوعات کے معیار اور ترسیل کے شیڈول کو متاثر کرتی ہے۔
03
پروسیسنگ اسکیم
Z-شکل کا بیلنس کہنی مشینی عمل: سرے کے چہرے اور اندرونی سوراخ کی کھردری بورنگ → بڑے شافٹ کی کھردری موڑ → چھوٹے شافٹ کی کھردری موڑ → اختتامی چہرے اور اندرونی سوراخ کی بورنگ کو ختم کرنا → بڑے شافٹ کی مکمل موڑ → چھوٹے شافٹ کی مکمل موڑ → بیرونی شکل کی گھسائی اور سوراخ کرنے والی ایس پی → ای ڈی ایم)۔ پروڈکٹ خالی ایک ڈائی فورجنگ ہے۔ بڑے اور چھوٹے شافٹوں کو کھردری اور ختم کرتے وقت، کاؤنٹر ویٹ کے ساتھ ایک خاص لیتھ فکسچر کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ فکسچر ورک پیس کی گردش کے دوران پیدا ہونے والی سینٹرفیوگل قوت کو متوازن کرتا ہے، اس طرح کمپن کو کم کرتا ہے اور سپنڈل کی رفتار میں اضافہ ہوتا ہے، مؤثر طریقے سے پروڈکٹ مشینی درستگی اور کاٹنے کی رفتار کو بہتر بناتا ہے۔
04
مشینی عمل
(1) سرے کے چہروں اور اندرونی سوراخوں کی کھردری بورنگ: ایک CNC افقی بورنگ مشین استعمال کی جاتی ہے۔ آخری چہروں اور اندرونی سوراخوں کے لیے ہر طرف 2mm کا الاؤنس چھوڑ دیا جاتا ہے۔ اس عمل کا بنیادی کام مواد کی ایک بڑی مقدار کو تیزی سے ہٹانا اور بڑے اور چھوٹے شافٹ کے کھردرے-مشین شدہ بیرونی قطر کے لیے پروسیس سینٹر سوراخ بنانا ہے۔ CNC افقی بورنگ مشین میں 360 ڈگری گھومنے والی ورک ٹیبل ہے، جس سے XOY جہاز میں ایک سیٹ اپ میں یونیورسل مشیننگ کی جا سکتی ہے۔ یہ ایک ہی وقت میں چار سروں کے چہروں اور اندرونی سوراخوں کو مشین بنا سکتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ بڑے اور چھوٹے شافٹ کے دونوں سروں پر پروسیس سینٹر سوراخ سماکشیی ہیں اور یہ کہ بڑے اور چھوٹے شافٹ کی مرکزی لائنیں متوازی ہیں۔ آخری چہروں اور اندرونی سوراخوں کی کھردری بورنگ کو شکل 2 میں دکھایا گیا ہے، جہاں موٹی ٹھوس لکیر مشینی سطح کی نمائندگی کرتی ہے۔
شکل 2. چہرے اور اندرونی سوراخ کی کھردری بورنگ
(2) بڑے شافٹ کی کھردری موڑ: مشینی CNC لیتھ پر کی جاتی ہے، جس میں بیرونی قطر کے ہر طرف 1.5mm الاؤنس ہوتا ہے۔ اس عمل کا بنیادی کام مواد کی ایک بڑی مقدار کو فوری طور پر ہٹانا ہے اور اختتامی چہرے اور اندرونی سوراخ کے ختم بورنگ کے لیے ایک پروسیس ریفرنس بنانا ہے۔ چونکہ Z-کی شکل والی توازن کہنی کی کشش ثقل کا مرکز موڑ کے دوران گردش کے مرکز سے ہٹ جاتا ہے، اس لیے کاؤنٹر ویٹ کے ساتھ ایک خاص لیتھ فکسچر کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ سینٹرفیوگل قوت کو متوازن رکھا جائے، کمپن کو کم کیا جائے، اور سپنڈل کی رفتار میں اضافہ ہو۔ بڑے شافٹ کا کھردرا موڑ تصویر 3 میں دکھایا گیا ہے۔
شکل 3۔ بڑے شافٹ کا کھردرا موڑ
(3) چھوٹے شافٹ کا کھردرا موڑ: مشینی CNC لیتھ پر کی جاتی ہے، بیرونی قطر اور آخری چہرے کے ہر طرف 1.5 ملی میٹر الاؤنس کے ساتھ۔ اس عمل کا بنیادی کام تیزی سے مواد کی ایک بڑی مقدار کو ہٹانا اور مشینی دباؤ کو جاری کرنا ہے۔ چھوٹے شافٹ کا کھردرا موڑ تصویر 4 میں دکھایا گیا ہے۔ کھردری موڑ کے بعد، بڑے اور چھوٹے شافٹ کا بیرونی قطر باقاعدہ ہوتا ہے۔ AV-شکل کا کلیمپ فنش بورنگ کے دوران مزید مستحکم فنشنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
شکل 4. چھوٹے شافٹ کا کھردرا موڑ
(4) اختتامی چہرے اور اندرونی سوراخ کی بورنگ ختم کریں: یہ CNC افقی بورنگ مشین کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے، جس میں بڑے شافٹ کے بیرونی قطر کو پراسیس ڈیٹم اور کلیمپنگ ڈیٹم کے طور پر موڑ دیا جاتا ہے۔ اس عمل کا بنیادی کام پروڈکٹ کے چار سرے کے چہروں اور اندرونی سوراخ کو تیار شدہ سائز میں مشین بنانا ہے، جس سے جہتی درستگی اور سطح کی کھردری کو یقینی بنایا جائے، جبکہ بڑے اور چھوٹے شافٹ کے بیرونی قطروں کے مکمل موڑ کے لیے ایک چیمفر بھی بنایا جائے۔ سرے کے چہرے اور اندرونی سوراخ کی مکمل بورنگ کو شکل 5 میں دکھایا گیا ہے، جہاں موٹی ٹھوس لکیر اس عمل میں مشینی سطح کی نمائندگی کرتی ہے۔
شکل 5. اختتامی چہرے اور اندرونی سوراخ کی بورنگ ختم کریں۔
(5) بڑے شافٹ کو ختم کرنا: یہ CNC لیتھ کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے، بیرونی قطر کو تیار شدہ سائز تک مشینی کرتے ہوئے، جہتی درستگی، ہندسی درستگی، اور سطح کی کھردری کو یقینی بناتا ہے۔ یہ عمل اندرونی سوراخ کے مکمل بورنگ کے دوران پیدا ہونے والے چیمفر کو کلیمپنگ ڈیٹم کے طور پر استعمال کرتا ہے، جس سے بیرونی قطر اور بڑے شافٹ کے اندرونی سوراخ کی ہم آہنگی کو یقینی بنایا جاتا ہے۔ بڑے شافٹ کا اختتامی رخ تصویر 6 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر 6. مین شافٹ کا درست موڑ
(6) چھوٹے شافٹ کا درست موڑ: CNC لیتھ کا استعمال کرتے ہوئے، بیرونی قطر کو تیار شدہ سائز کے مطابق بنایا جاتا ہے، جس سے جہتی درستگی، ہندسی درستگی، اور سطح کی کھردری یقینی ہوتی ہے۔ یہ عمل اندرونی سوراخ کے عین مطابق بورنگ کے دوران بنائے گئے چیمفر کو کلیمپنگ اور پوزیشننگ حوالہ کے طور پر استعمال کرتا ہے، جس سے چھوٹے شافٹ اور اندرونی سوراخ کے بیرونی قطر کے ساتھ ساتھ چھوٹے شافٹ اور مین شافٹ کی سنٹرل لائنوں کی ہم آہنگی کو یقینی بنایا جاتا ہے۔ چھوٹے شافٹ کا درست موڑ تصویر 7 میں دکھایا گیا ہے۔
شکل 7. چھوٹے شافٹ کا درست رخ
(7) بیرونی شکل کی گھسائی کرنا اور ڈرلنگ: عمودی مشینی مرکز کا استعمال کرتے ہوئے، مصنوع کی بیرونی شکل کو مطلوبہ پوزیشن پر مشین کیا جاتا ہے، اور ڈویل کے سوراخوں کو ڈرل کیا جاتا ہے۔ بیرونی شکل کی گھسائی اور ڈرلنگ کو شکل 8 میں دکھایا گیا ہے، جہاں موٹی ٹھوس لکیریں اس عمل میں مشینی سطحوں کی نمائندگی کرتی ہیں۔
شکل 8. بیرونی شکل کی گھسائی کرنا اور سوراخ کرنا
(8) اسپلائن کو بروچ کرنا (وائر ای ڈی ایم اسپلائن): جب پروڈکٹ کا بیچ بڑا ہوتا ہے، تو یہ عمل عام طور پر بروچنگ ٹول کے ساتھ بروچنگ مشین کا استعمال کرتے ہوئے انجام دیا جاتا ہے، جس سے پیداواری کارکردگی اور اسپلائن ہول کے طول و عرض کی مستقل مزاجی کو یقینی بنایا جاتا ہے۔ جب کوئی بروچ دستیاب نہ ہو اور بیچ کا سائز چھوٹا ہو، تو یہ عمل تار EDM مشین کا استعمال کرتے ہوئے انجام دیا جا سکتا ہے۔ مین شافٹ کا بیرونی قطر کلیمپنگ اور پوزیشننگ حوالہ کے طور پر کام کرتا ہے، مین شافٹ کے بیرونی قطر کے ساتھ اسپلائن ہول کی ہم آہنگی کو یقینی بناتا ہے۔ بروچڈ اسپلائن (تار-EDM اسپلائن) کو شکل 9 میں دکھایا گیا ہے، جہاں موٹی ٹھوس لکیر اس عمل میں مشینی سطح کی نمائندگی کرتی ہے۔
شکل 9: براچڈ اسپلائن (وائر-EDM اسپلائن)
اس وقت، Z-کی شکل والی بیلنس کہنی پروڈکٹ نے تمام مشینی عمل مکمل کر لیے ہیں۔ اس کے بعد کے عمل میں خامیوں کا پتہ لگانا اور سطح کا علاج شامل ہے۔
05
وقف شدہ لیتھ فکسچر
وقف شدہ لیتھ فکسچر میں فلینج، چیسس، سپورٹ باڈی، سینٹر، کاؤنٹر ویٹ، اور باندھنے والے بولٹ جیسے اجزاء شامل ہوتے ہیں [4، 5]۔
فلینج لیتھ اور فکسچر کے درمیان جڑنے والے جزو کے طور پر کام کرتا ہے۔ ایک معیاری flange عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے. ایک سرہ ٹیپرڈ ہول کے ذریعے CNC لیتھ سپنڈل سے جڑتا ہے، اور دوسرا سرا ایک لوکٹنگ باس کے ذریعے چیسس سے جڑتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ لیتھ فکسچر کا گردشی مرکز لیتھ سپنڈل کے ساتھ منسلک ہے۔
چیسس، لیتھ فکسچر کی بنیاد کے طور پر کام کرتی ہے، ایک لمبی سرکلر نالی کی خصوصیات رکھتی ہے۔ اس کے ساتھ ایک سپورٹ باڈی اور دو کاؤنٹر ویٹ منسلک ہیں، اور یہ تین- پوائنٹ ماس ڈسٹری بیوشن مشیننگ کے دوران ورک پیس کی ہموار گردش کو یقینی بناتا ہے، کمپن کو کم کرتا ہے اور پروڈکٹ کی بیرونی بیلناکار درستگی اور سطح کے معیار کو بہتر بناتا ہے۔
سپورٹ باڈی، چیسس پر ویلڈیڈ کی گئی ہے، اس میں ایک لمبا سرکلر نالی بھی ہے جس کے طول و عرض چیسس کی نالی سے مماثل ہیں۔ یہ نالی دو مقاصد کو پورا کرتی ہے: لیتھ فکسچر کے مجموعی وزن کو کم کرنا اور Z-کی شکل والی بیلنس کہنی اور لیتھ فکسچر کے غیر-مشیننگ محور کے درمیان مداخلت کو روکنا۔ Z-کی شکل والی بیلنس کہنی کے نان-مشیننگ محور کو محفوظ کرنے کے لیے نالی کے دونوں سروں پر فاسٹننگ بولٹس کے کئی سیٹ موجود ہیں۔ لمبا سرکلر گروو ڈیزائن اس لیتھ فکسچر کا استعمال کرتے ہوئے مختلف سائزوں اور ماڈلز کی Z-کی شکل کی بیلنس کوہنیوں کی مشینی کرنے کی اجازت دیتا ہے، جس سے کثیر مقصدی فعالیت حاصل ہوتی ہے۔
مرکز اور سپورٹ باڈی کے پوزیشننگ اسٹاپ کو ایک ساتھ لگایا جاتا ہے اور سپورٹ باڈی میں ویلڈ کیا جاتا ہے۔ مشینی کے دوران، مرکز اور لیتھ ٹیل اسٹاک سنٹر بالترتیب Z-کی شکل والے بیلنس کہنی کے مشینی محور کے دو سروں کو سپورٹ کرتے ہیں، جس سے ایک ڈبل-سینٹر کلیمپنگ کنفیگریشن حاصل ہوتی ہے۔ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ مرکز کی پوزیشننگ شنک کی سطح لیتھ اسپنڈل کے ساتھ سماکشیل ہے، لیتھ فکسچر کو ایک ساتھ ویلڈنگ کرنے کے بعد مرکز کی پوزیشننگ کون کی سطح کو لیتھ پر مشینی ہونا ضروری ہے-۔ کاؤنٹر ویٹ متعدد پنکھے-کی شکل کی کاؤنٹر ویٹ پلیٹوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ کاؤنٹر ویٹ پلیٹوں کی تعداد کو ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے تاکہ Z-کی شکل والی بیلنس کوہنیوں کے مختلف ماڈلز کی مشینی کے دوران پیدا ہونے والی سینٹرفیوگل قوت کو متوازن کیا جا سکے۔ دونوں کاؤنٹر ویٹ 120 ڈگری پر یکساں طور پر سپورٹ کی کشش ثقل کے مرکز میں تقسیم کیے جاتے ہیں، اس طرح پروڈکٹ مشیننگ کے دوران متحرک توازن کو بہتر طور پر یقینی بنایا جاتا ہے۔
مختلف سائز کے Z-کی شکل کے بیلنس کوہنیوں کی مشین کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے، سپورٹ باڈی کے لمبے بیضوی نالی کے دونوں طرف فاسٹننگ بولٹس کے متعدد سیٹ نصب کیے گئے ہیں۔ فکسنگ بولٹس کی کلیمپنگ پوزیشنز کو شکل 10 میں دکھایا گیا ہے۔ فکسنگ بولٹس کے ہر سیٹ کی سینٹرل لائن Z-کی شکل والی بیلنس کہنی کے غیر-مشینڈ محور کے بیرونی دائرے کے مرکز کے درمیان فاصلے H سے زیادہ ہے۔ یہ کلیمپنگ طریقہ اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ Z- کے سائز کے بیلنس کہنی پر فکسنگ بولٹس کی کلیمپنگ فورس سینٹرفیوگل فورس کے مخالف ہے، جو ورک پیس کے گھومنے پر پیدا ہونے والی سینٹرفیوگل قوت کو مؤثر طریقے سے کم کرتی ہے۔ چھوٹے شافٹ اور بڑے شافٹ کو مشینی کرنے کے لیے کلیمپنگ اسٹیٹس کو بالترتیب اعداد 11 اور 12 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر 10. بولٹ کلیمپنگ پوزیشن کو تیز کرنے کا اسکیمیٹک خاکہ
شکل 11۔ چھوٹے شافٹ کو مشین کرتے وقت کلیمپنگ کی حالت
شکل 12۔ بڑے شافٹ کو مشین کرتے وقت کلیمپنگ کی حالت
06
مشینی نتائج کی تصدیق
فی الحال، یہ Z- سائز کا بیلنس کہنی کی مشینی عمل اور وقف شدہ لیتھ فکسچر کو ایک سال سے زیادہ عرصے سے پروڈکشن لائن پر لاگو کیا گیا ہے۔ ایک سے زیادہ ماڈلز اور Z- سائز کے بیلنس ایلبو پروڈکٹس کے بڑے بیچز کو اس عمل کا استعمال کرتے ہوئے مشین بنایا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں پروڈکٹ کا معیار مستحکم اور قابل اعتماد ہوتا ہے اور مشینی کارکردگی میں نمایاں طور پر بہتری آتی ہے۔ یہ عمل کی فزیبلٹی اور تاثیر اور وقف شدہ لیتھ فکسچر کی مکمل تصدیق کرتا ہے۔ Z-کی شکل والی بیلنس کہنی کے کچھ مشینی مراحل کی تصویر 13 میں دکھائی گئی ہے۔
a) آخری چہرے اور اندرونی سوراخ کی کھردری بورنگ
ب) مین شافٹ کا کھردرا موڑ
c) اختتامی چہرے اور اندرونی سوراخ کی بورنگ ختم کریں۔
شکل 13: Z-کی شکل والی بیلنس کہنی کے مشینی عمل کی اصل تصاویر
07
نتیجہ
اس مقالے میں تجویز کردہ Z-کی شکل والی بیلنس کہنی کے لیے مشینی عمل اور خصوصی لیتھ فکسچر Z-کی شکل والی بیلنس کہنی پروڈکٹس کے مختلف ماڈلز کی مشینی پر لاگو ہوتا ہے، چاہے پروڈکٹ کے مواد یا خالی قسم سے قطع نظر۔ یہ اس قسم کی پروڈکٹ کے لیے ایک مکمل عمل اور کلیمپنگ اپروچ فراہم کرتا ہے، جس میں مشینی کی اعلیٰ دشواری، کلیمپ کرنے میں ناکامی، غیر مستحکم پروڈکٹ کوالٹی، اور بے قاعدہ سنکی ساخت، بڑے سائز، بھاری وزن، اور Z- کے سائز کے توازن کی کہنی کی اعلی درستگی کے تقاضوں کی وجہ سے کم مشینی کارکردگی کے مسائل کو حل کیا جاتا ہے۔ فیلڈ کی توثیق سے پتہ چلتا ہے کہ یہ مشینی عمل اس بات کو یقینی بنا سکتا ہے کہ Z-کی شکل والی بیلنس کہنی کی مصنوعات ڈیزائن کی درستگی کے تقاضوں کو پورا کرتی ہیں، مشینی دشواری کو کم کرتی ہیں، اور مصنوعات کے معیار کی مستقل مزاجی اور مشینی کارکردگی کو بہتر بناتی ہیں۔
