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 توانائي ماشينكاري يك ماده چگونگي تأثيرگذاري متقابل جنس ابزار برنده، جنس قطعه كار و شرائط ماشينكاري است . دقت محصولات توليد شده بيش از هر چيز تابع دقت ابزار، بـه ويـژه تـابع دوام ابـزار اسـت و عمـر طولاني ابزار به معناي ساييدگي كم ابزاراست .

به اين جهت مواد برنده، براي اينكه ساييدگي آنهـا كـم شـده و از پريـدگي لبـه هـاي آن هـا جلـوگيري به عمل آيد، بايستي داراي خصوصيات زيرباشند:

– سختي و قابليت حفظ سختي، مقاومت در مقابل زنگ خوردگي، حداقل نفوذپذيري و حـداقل تمايـل به چسبندگي در مقابل جنس قطعه كار.

رفتار جنس قطعه كار در سطح برش، در محل جدا شـدن لايـه بـراده و در محـل تمـاس بـا ابـزار نيـز بـر توانائي ماشينكاري تأثير مي گذارد. ساختار شبكه از قبيل فريت و سمنتيت بعنوان اجـزاء اصـلي شـبكه هـاي فولادهاي كربني و فولادهاي كم آلياژي در شرائط معمولي تابع عوامل زير بر توانائي ماشينكاري تـأثير مـي گذارند :

– نسبت سمنتيت سخت به فريت نرم.

– شكل سمنتيت.

كليه فولادها داراي مواد تركيبي خواسته يـا ناخواسـته مـواد آليـاژي هسـتند كـه بـر توانـائي ماشـينكاري تأثيرات متفاوتي دارند. به طـور مثـال آن مـواد آليـاژي كـه بـرتشـكيل تركيبـات سـخت و مقـاوم در مقابـل ساييدگي كمك مي كنند. توانائي ماشينكاري را كاهش مي دهند.

تأثير شرائط و متغيرهاي ماشينكاري برتوانائي ماشينكاري را توسط عوامل زير ارزيابي مي كنند :

– تشكيل براده.

 – نيروهاي تراش.

 – دماي تراش.

 – هندسه تيغه ابزار.

 – تأثير ماشين.

وظيفه شاخه علمي تئوري ماشـينكاري تحقيـق و بررسـي تـأثيرات عوامـل نـامبرده و شناسـائي چگـونگي تأثيرگـذاري آنهـا بـرهم و پيـداكردن راه حـل هـاي بهينـه بـراي شـرائط اقتصـادي ماشـينكاري و افـزايش بهره وري آن است .

بطور مثال توليد انبوه اقتصادي بدنه هاي موتور، اصولاً توسط خطوط توليدي نيمه اتومات يا تمام اتومات امكان پذير است . اين خطوط توليدي شامل مرحله ماشينكاري نيز هستند. امتياز زمان هاي توليدي كوتاه در جريان توليد اما فقط وقتي به دست مي آيد كه روند توليد بدون اختلال و بهينه 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: 1

فصل اول ماشینکاری به روش فرز 3

فرزکاری و ماشین فرز چیست ؟ 4

ساختار و اجزای ماشین های فرز 4

ستون و پایه  یا Column and Base. 4

زانویی ماشین یا Knee. 5

میز گونیایی.. 6

میز اصلی.. 6

محور دورانی اصلی یا Spindle. 6

میله فرزگیر یا درن یا  Arbor. 7

بازوی فوقانی یا Overhanging Arm  در فرزهای افقی.. 7

بازوی گردشی یا RAM در فرزهای عمودی.. 8

انواع ماشین های فرز 8

ماشین فرزهای دروازه ای.. 8

ماشین فرزهای کپی تراش… 8

تیغه های فرز  (ابزارهای برش در دستگاه فرز) 9

انواع تیغه فرزها 9

تیغه فرزهای غلطکی : 9

تیغه فرزهای غلطکی پیشانی تراش : 10

تیغه فرزهای انگشتی  : 10

تیغه فرز پولکی یا دیسکی : 10

تیغه فرزهای فرم تراشی : 11

هدبورینگ یا مته لنگ : 11

تیغه فرزهای زاویه تراش : 12

پارمترهای فرزکاری.. 13

نرخ پیشروی یا Feed rate. 13

عده دوران یا number of revolution. 14

سرعت برش… 14

جهت چرخش ابزار و پیشروی قطعه کار 15

باربرداری موافق یا Climb Milling یا Down Milling. 16

عملیات های فرزکاری.. 16

کف تراشی یا Plane Milling. 16

پیشانی تراشی.. 17

بغل تراشی.. 17

پله تراشی.. 17

شیارتراشی.. 17

شیب تراشی.. 18

فصل دوم ماشینکاری اسپارک EDM… 19

تاریخچه ماشینهای EDM… 20

قابلیت ها : 21

انجام فرآیند برروی قطعات ظریف… 22

کاربردها : 24

ساختمان ماشین : 24

پیشرفتهای اخیر. 25

روشهای تولید مخصوص…. 26

ماشینکاری با جرقه های الکتریکی (اسپارک) 27

بخشهای اصلی وتشریح ماشینکاری اسپارک : 28

سنگ زنی با جرقه های الکتریکی (سنگ اسپارک) 32

مفاهیم واصول فرایند اسپارک(EDM) 35

تاریخچه اسپارک EDM… 36

چگونگی عملکرد کلی دستگاه 37

اجزای اصلی دستگاه اسپارک… 38

عملکرد مرحله به مرحله ی دستگاه اسپارک EDM… 39

فصل سوم ماشین تراش… 41

ماشين داخل تراش عمودي.. 42

ماشين داخل تراش افقي.. 43

ماشين صفحه تراش… 44

ماشين صفحه تراش دروازه اي.. 45

قلم هاي چند لبه اي.. 45

ماشين مته. 46

ماشين فرز افقي.. 48

ماشين فرز عمودي.. 49

فصل چهارم واتر جت… 52

چگونه با واتر جت (جت آب) ماشینکاری می کنند؟ 53

مزاياي ماشين‌كاري با جت مواد ساينده: 56

موضوع ضخامت قطعه‌كار: 58

عدم آسيب‌رساني به محيط: 58

عمر نازل برش‌كاري.. 58

مدت كاركرد مفيد تيوب مخلوط‌كننده چقدر است؟ 59

پس هزينه اصلي عملياتي چه چيزي است؟ 59

استفاده از واترجت فوق فشار قوی در برش مواد و قطعات.. 60

آشنایی با عملکرد دستگاه واترجت… 60

استفاده از واتر جت در برش مواد. 61

انواع دستگاه های واترجت یا جت آب.. 61

مزایای استفاده از دستگاه های واترجت صنعتی در برش مواد و قطعات.. 61

تلرانس‌ها و دقت‌هاي قابل دستيابي.. 62

جنس قطعه كار: 62

ضخامت قطعه كار: 63

دقت ميزكار: 63

استحكام و پايداري ميزكار 63

كنترل جت مواد ساينده 63

فصل پنجم ماشین کاری با لیزر: LBM… 66

لیزر چیست؟ 67

نور چیست؟ 68

تفاوت لیزر با نور معمولی چیست؟ 68

چگونه لیزر ایجاد میشود؟ 69

انواع خروجی های لیزر 70

پرکاربردترین لیزرها در صنعت… 71

تفاوت لیزرهای مونوکسیدکربن و پاگ… 71

دستگاه برش لیزر و سایر تجهیزات LBM… 72

ساختمان دستگاه یا Laser Cutting Frame. 73

تولیدکننده ی اشعه لیزر یا Laser Generator. 73

لنزها  یا Lenses. 74

منبع قدرت (Power Supply) 74

هد برش لیزری یا Laser Cutting Head. 74

سامانه ی کنترل یا Control Platform… 75

موتور یا Motor. 75

سیلندرهای گاز یا Gas Cylinders. 76

خشک و خنک کننده ی هوا یا Air Cooling Dryer. 76

خارج کننده ی ذرات آلاینده یا Dust Extractor. 77

خارج کننده ی براده یا Slag Discharge Machine. 77

فرآیندها و پارامترهای LBM… 77

سوراخکاری لیزری.. 77

جت گاز یا Gas Jet 79

برش لیزر 81

پارامترهای مهم در برش لیزر 82

عملیات سطحی با لیزر 86

منابع و مآخذ: 88