انواع روش های تراش و دستگاه های فرز

ماشینکاری در صنعت امروز فن آوری مهم و تاثیرگذاری است. با پیشرفت تکنولوژی و ساخت دستگاه های جدید احتیاج به دقت و سرعت بیشتر در ساخت قطعه بیش از پیش احساس شد و این مهم دقت را به سمت شکل دهی فلزات و در نتیجه ماشین کاری سوق داد. ماشین کاری امروز یک فناوری سطح بالا و بسیار تاثیرگذار است به طوری که این صنعت دایما در حال تغییر و به کارگیری ابزار آلات دقیق تر و با تلرانس کمتر است. ما هر روزه شاهد بالا رفتن توانایی ماشینکاری در صنعت هستیم.

منظور از توانائی ماشینکاری یک ماده چگونگی تأثیرگذاری متقابل جنس ابزار برنده، جنس قطعه کار و شرائط ماشینکاری است . دقت محصولات تولید شده بیش از هر چیز تابع دقت ابزار، بـه ویـژه تـابع دوام ابـزار اسـت و عمـر طولانی ابزار به معنای ساییدگی کم ابزاراست .

به این جهت مواد برنده، برای اینکه ساییدگی آنهـا کـم شـده و از پریـدگی لبـه هـای آن هـا جلـوگیری به عمل آید، بایستی دارای خصوصیات زیرباشند:

– سختی و قابلیت حفظ سختی، مقاومت در مقابل زنگ خوردگی، حداقل نفوذپذیری و حـداقل تمایـل به چسبندگی در مقابل جنس قطعه کار.

رفتار جنس قطعه کار در سطح برش، در محل جدا شـدن لایـه بـراده و در محـل تمـاس بـا ابـزار نیـز بـر توانائی ماشینکاری تأثیر می گذارد. ساختار شبکه از قبیل فریت و سمنتیت بعنوان اجـزاء اصـلی شـبکه هـای فولادهای کربنی و فولادهای کم آلیاژی در شرائط معمولی تابع عوامل زیر بر توانائی ماشینکاری تـأثیر مـی گذارند :

– نسبت سمنتیت سخت به فریت نرم.

– شکل سمنتیت.

کلیه فولادها دارای مواد ترکیبی خواسته یـا ناخواسـته مـواد آلیـاژی هسـتند کـه بـر توانـائی ماشـینکاری تأثیرات متفاوتی دارند. به طـور مثـال آن مـواد آلیـاژی کـه بـرتشـکیل ترکیبـات سـخت و مقـاوم در مقابـل ساییدگی کمک می کنند. توانائی ماشینکاری را کاهش می دهند.

تأثیر شرائط و متغیرهای ماشینکاری برتوانائی ماشینکاری را توسط عوامل زیر ارزیابی می کنند :

– تشکیل براده.

 – نیروهای تراش.

 – دمای تراش.

 – هندسه تیغه ابزار.

 – تأثیر ماشین.

وظیفه شاخه علمی تئوری ماشـینکاری تحقیـق و بررسـی تـأثیرات عوامـل نـامبرده و شناسـائی چگـونگی تأثیرگـذاری آنهـا بـرهم و پیـداکردن راه حـل هـای بهینـه بـرای شـرائط اقتصـادی ماشـینکاری و افـزایش بهره وری آن است .

بطور مثال تولید انبوه اقتصادی بدنه های موتور، اصولاً توسط خطوط تولیدی نیمه اتومات یا تمام اتومات امکان پذیر است . این خطوط تولیدی شامل مرحله ماشینکاری نیز هستند. امتیاز زمان های تولیدی کوتاه در جریان تولید اما فقط وقتی به دست می آید که روند تولید بدون اختلال و بهینه باشد.

فرزکاری و ماشین فرز چیست ؟

فرزکاری یا Milling یکی از فرآیندهای رایج ماشینکاری است که در آن بر خلاف فرآیند تراشکاری قطعه ثابت است (یا حرکت خطی دارد) و “ابزار برش چند لبه”  یا همان “تیغه ی فرز” دوران کرده (با کمک اسپیندل ماشین فرز) و از روی آن باربرداری می کند. یکی از شاخصه های تعریف فرآیند فرزکاری چند لبه بودن ابزار است (در غیر اینصورت تعریف فوق بر مته زنی و … نیز دلالت خواهد کرد).

مجموعه ی متنوعی از دستگاه های ماشین کاری مبتنی بر فرآیند فرزکاری (قطعه ثابت، ابزار متحرک) طراحی و ساخته شده که هر یک به نوعی دستگاه یا ماشین فرز نامیده می شوند و  می توانند برای عملیات های گوناگونی همچون پیشانی تراشی، شیارتراشی، سوراخ زنی، برش قطعات، ایجاد چرخ دنده، ایجاد سطوح شیب دار و … مورد استفاده قرار گیرند.

ساختار و اجزای ماشین های فرز

در تمامی دستگاه های فرز، یک محور (اسپیندل) برای چرخاندن ابزار وجود دارد که بر مبنای راستای آن، ماشین های فرز در سه گروه کلی طبقه بندی می شوند. به دستگاه هایی با محور دوران  افقی، ماشین فرز افقی  و به دستگاه هایی با محور دوران عمودی ماشین فرز عمودی گفته می شود. به دستگاه هایی که محور قابلیت دوران و قرارگیری در هر دو وضعیت عمودی و افقی را داشته باشد، ماشین فرز اونیورسال (Universal)گفته می شود.

ساختار کلی تمامی دستگاه های فرز تا حد زیادی مشابه یکدیگر است و در ادامه با اجزای اصلی آن ها آشنا خواهیم شد.

ستون و پایه  یا Column and Base

همانطور که در تصاویر مشاهده می شود، ستون و پایه  اصلی ترین اجزای ماشین فرز هستند که سایر بخش ها و قطعات روی آن ها سوار می شوند. در تمامی دستگاه های فرز ستون روی پایه استوار شده و شامل محفظه ی روغن و پمپی برای روانکاری اسپیندل است، همچنین  محفظه و پمپ محلول خنک کاری (در بیشتر مواقع آب صابون) در پایه ی دستگاه قرار گرفته است.

نکته : فرآیندهای ماشینکاری حرارت زیادی تولید می کنند که نرخ فرسایش ابزار را افزایش می دهند، بعبارتی از عمر ابزار کاسته و تاثیرات مخرب دیگری همچون کاهش کیفیت سطحی و کاهش راندمان ماشینکاری بر جای میگذارند. محلول های خنک کاری با کاهش اصطکاک و حرارت به بهبود شرایط ماشینکاری کمک می کنند.

زانویی ماشین یا Knee

بخشی از بدنه ی ماشین فرز که از جنس چدن ریخته گری است و مجموعه ی حامل (منظور حمل کننده ی میز اصلی است) و میز اصلی روی آن قرار می گیرند. (در بعضی منابع به مجموعه ی حامل زین گفته شده است) معمولا زانویی با کمک یک شیار دم چلچله ای روی ستون دستگاه مقید شده و می تواند در راستاهای عرض و ارتفاع بصورت دستی یا خودکار جابجا شود. (بعضی از دستگاه های فرز قابلیت جابجایی خودکار در راستای عرضی را ندارند)

میز گونیایی

میز اصلی (که محل بستن قطعه کار است)  روی میز گونیایی سوار شده و هر دوی آن ها (میز اصلی و میز گونیایی) روی زانویی دستگاه فرز قرار می گیرند و میتوانند در راستای افقی جابجا شوند. انواع روش های تراش و دستگاه های فرز

میز اصلی

میز اصلی محل قرار گیری قطعه کار است  و بواسطه ی میز گونیایی و زانویی دستگاه در تمامی راستاها قابلیت جابجایی دارد. تمام یا بعضی از محورهای جابجایی می تواند بصورت دستی یا خودکار قابل تنظیم باشد.

روی میز اصلی ماشین فرز، شیارهای T شکلی وجود دارند که برای بستن قطعه کار توسط روبنده، نصب انواع گیره ها و متعلقاتی همچون دستگاه تقسیم مورد استفاده قرار می گیرد.

فهرست مطالب

چکیده: ۱

فصل اول ماشینکاری به روش فرز ۳

فرزکاری و ماشین فرز چیست ؟ ۴

ساختار و اجزای ماشین های فرز ۴

ستون و پایه  یا Column and Base. ۴

زانویی ماشین یا Knee. ۵

میز گونیایی.. ۶

میز اصلی.. ۶

محور دورانی اصلی یا Spindle. ۶

میله فرزگیر یا درن یا  Arbor. ۷

بازوی فوقانی یا Overhanging Arm  در فرزهای افقی.. ۷

بازوی گردشی یا RAM در فرزهای عمودی.. ۸

انواع ماشین های فرز ۸

ماشین فرزهای دروازه ای.. ۸

ماشین فرزهای کپی تراش… ۸

تیغه های فرز  (ابزارهای برش در دستگاه فرز) ۹

انواع تیغه فرزها ۹

تیغه فرزهای غلطکی : ۹

تیغه فرزهای غلطکی پیشانی تراش : ۱۰

تیغه فرزهای انگشتی  : ۱۰

تیغه فرز پولکی یا دیسکی : ۱۰

تیغه فرزهای فرم تراشی : ۱۱

هدبورینگ یا مته لنگ : ۱۱

تیغه فرزهای زاویه تراش : ۱۲

پارمترهای فرزکاری.. ۱۳

نرخ پیشروی یا Feed rate. ۱۳

عده دوران یا number of revolution. ۱۴

سرعت برش… ۱۴

جهت چرخش ابزار و پیشروی قطعه کار ۱۵

باربرداری موافق یا Climb Milling یا Down Milling. ۱۶

عملیات های فرزکاری.. ۱۶

کف تراشی یا Plane Milling. ۱۶

پیشانی تراشی.. ۱۷

بغل تراشی.. ۱۷

پله تراشی.. ۱۷

شیارتراشی.. ۱۷

شیب تراشی.. ۱۸

فصل دوم ماشینکاری اسپارک EDM… ۱۹

تاریخچه ماشینهای EDM… ۲۰

قابلیت ها : ۲۱

انجام فرآیند برروی قطعات ظریف… ۲۲

کاربردها : ۲۴

ساختمان ماشین : ۲۴

پیشرفتهای اخیر. ۲۵

روشهای تولید مخصوص…. ۲۶

ماشینکاری با جرقه های الکتریکی (اسپارک) ۲۷

بخشهای اصلی وتشریح ماشینکاری اسپارک : ۲۸

سنگ زنی با جرقه های الکتریکی (سنگ اسپارک) ۳۲

مفاهیم واصول فرایند اسپارک(EDM) ۳۵

تاریخچه اسپارک EDM… ۳۶

چگونگی عملکرد کلی دستگاه ۳۷

اجزای اصلی دستگاه اسپارک… ۳۸

عملکرد مرحله به مرحله ی دستگاه اسپارک EDM… ۳۹

فصل سوم ماشین تراش… ۴۱

ماشین داخل تراش عمودی.. ۴۲

ماشین داخل تراش افقی.. ۴۳

ماشین صفحه تراش… ۴۴

ماشین صفحه تراش دروازه ای.. ۴۵

قلم های چند لبه ای.. ۴۵

ماشین مته. ۴۶

ماشین فرز افقی.. ۴۸

ماشین فرز عمودی.. ۴۹

فصل چهارم واتر جت… ۵۲

چگونه با واتر جت (جت آب) ماشینکاری می کنند؟ ۵۳

مزایای ماشین‌کاری با جت مواد ساینده: ۵۶

موضوع ضخامت قطعه‌کار: ۵۸

عدم آسیب‌رسانی به محیط: ۵۸

عمر نازل برش‌کاری.. ۵۸

مدت کارکرد مفید تیوب مخلوط‌کننده چقدر است؟ ۵۹

پس هزینه اصلی عملیاتی چه چیزی است؟ ۵۹

استفاده از واترجت فوق فشار قوی در برش مواد و قطعات.. ۶۰

آشنایی با عملکرد دستگاه واترجت… ۶۰

استفاده از واتر جت در برش مواد. ۶۱

انواع دستگاه های واترجت یا جت آب.. ۶۱

مزایای استفاده از دستگاه های واترجت صنعتی در برش مواد و قطعات.. ۶۱

تلرانس‌ها و دقت‌های قابل دستیابی.. ۶۲

جنس قطعه کار: ۶۲

ضخامت قطعه کار: ۶۳

دقت میزکار: ۶۳

استحکام و پایداری میزکار ۶۳

کنترل جت مواد ساینده ۶۳

فصل پنجم ماشین کاری با لیزر: LBM… ۶۶

لیزر چیست؟ ۶۷

نور چیست؟ ۶۸

تفاوت لیزر با نور معمولی چیست؟ ۶۸

چگونه لیزر ایجاد میشود؟ ۶۹

انواع خروجی های لیزر ۷۰

پرکاربردترین لیزرها در صنعت… ۷۱

تفاوت لیزرهای مونوکسیدکربن و پاگ… ۷۱

دستگاه برش لیزر و سایر تجهیزات LBM… ۷۲

ساختمان دستگاه یا Laser Cutting Frame. ۷۳

تولیدکننده ی اشعه لیزر یا Laser Generator. ۷۳

لنزها  یا Lenses. ۷۴

منبع قدرت (Power Supply) ۷۴

هد برش لیزری یا Laser Cutting Head. ۷۴

سامانه ی کنترل یا Control Platform… ۷۵

موتور یا Motor. ۷۵

سیلندرهای گاز یا Gas Cylinders. ۷۶

خشک و خنک کننده ی هوا یا Air Cooling Dryer. ۷۶

خارج کننده ی ذرات آلاینده یا Dust Extractor. ۷۷

خارج کننده ی براده یا Slag Discharge Machine. ۷۷

فرآیندها و پارامترهای LBM… ۷۷

سوراخکاری لیزری.. ۷۷

جت گاز یا Gas Jet ۷۹

برش لیزر ۸۱

پارامترهای مهم در برش لیزر ۸۲

عملیات سطحی با لیزر ۸۶

منابع و مآخذ: ۸۸