ماشینهای فرز:
1- ماشین فرز زانوئی و ستونی
2- ماشین فرز تولیدی (دروازه ای)
3- ماشین فرز مخصوص
اگر چه بعضی از عملیات اصلی فرزکاری به وسیله ماشین های فرز زانوئی ستونی انجام گرفته است ولی قابل فهم و درک است که بر اثر توسعه یافتن مهارتها سازندگان ماشینها انواع ماشینهای فرز مخصوص دیگری را به بازار عرضه نموده، زیرا که برای اجراء کارهای پیچیده و مهم نیاز به ماشینهای پیچیده تر بوده تا بتوان با آنها با صرف وقت کمتری انجام داد. بنابراین این اصل بحث ما درباره ماشین فرز زانوئی ستونی تمرکز خواهد یافت.
◄ ماشین فرز زانویی و ستونی:
این نوع ماشین فرز یک نوع ماشین فرز استاندارد شده است. که بر اساس دو جزء اصلی که قبلاً
طراحی شده نامگذاری می گردد.
1- ستون که فرم قاب شکلی دارد.
2- زانو که در جلو ستون قرار گرفته که دارای شیارهای دم چلچله ای برای قرار گرفتن میز می باشد.
معمولاً این ماشینها در دو نوع مختلف ساخته و در بازار کار وجود دارد که عبارتند از:
1- ماشین فرز افقی ساده
در این ماشینها میز در جهت طولی حرکت رفت و برگشت داشته و محور اصلی روی کشوئی که در روی ستون به صورت افقی قرار دارد حرکت عرضی می کند. علاوه بر آن محور که در جلو کشوی عرضی نیز به صورت عمودی قرار دارد می تواند به سمت میز ماشین دارای حرکت عمودی بالا و پایین داشته باشد. این حرمت نیز به وسیله هیدرولیک کنترل می گردد. همچنین این ماشین نیز با دستگاه کپی مجهز است که برای تولید قطعات نرم دار طراحی شده است دقت آنها زیاد و ماشینهای بسیار حساسی است.
نوع دیگر ماشینهای فرز با بدنه ثابت که با دستگاههای کپی مجهز می باشند که از این ماشین نیز برای تولید زیاد و همچنین قطعات فرم دار استفاده می گردد. عموماً این نوع ماشینها را با دستگاههای هیدورلیکی انتقال حرکت مجهز می نمایند. قطعه کپی (مدل) در سمت راست میز ماشین کپی قرار گرفته و میله هدایت که در روی مدل قرار گرفته حرکت از مدل به قطعه مورد تراش منتقل شده و فرزکاری قطعات صورت می گیرد.
ماشین فرز با بدنه ثابت برای تولید قطعات به صورت انبوه طراحی شده است. میز ماشین مستقیماً در روی ریل قرار دارد و فقط می تواند حرکت طولی داشه اشد. محورهای ماشین که به صورت افقی جاسازی شده می تواند حرکت عرضی و نیز حرکت عمودی داشته باشد.
2- ماشین فرز عمودی
ماشین فرز عمودی تفاوت کلی با سایر ماشینهای فرز دارد. این نوع ماشینها دارای محور عمودی است که تیغ فرز به صورت عمودی در داخل محور اصلی قرار گرفته و محکم می گردد. البته تیغ فرز را در داخل محور که خود دارای دنباله مخروطی است قرار داده و سپس آنها را در داخل محور اصلی که در داخل دستگاه سر عمودی بوده جاگذاری نموده و محکم می نمایند.
محور اصلی که تیغ فرز در داخل آن قرار گرفته به وسیله چرخ دستی به سمت پائین و یا بالا حرکت می کند، که می توان با این عمل به کار بار داد. در بعضی از ماشینهای فرز عمودی بار عمودی ممکن است به صورت خودکار صورت گیرد.
محور ماشین فرز عمودی درست مثل ماشینهای مته است که در همان سمتی که میز قرار دارد قرار گرفته است. ابزار برش (تیغ فرز) در داخل محور بسته شده بنابراین در این نوع ماشینها از محور تیغ فرز استفاده نمی گردد. بلکه به جای آن از گیره فشنگی
به طور کلی ماشینهای فرز عمودی مانند سایر ماشینها دارای سرعتهای مختلف بوده که برای انواع تراش فلزات با انواع تیغ فرزهای انگشتی و یا تیغ فرزهای پیشانی تراش استفاده می گردد.
قسمت های مهم این دونوع دستگاه را که از متداولترین آنهاست می توان چنین معرفی کرد:
1- پایه میز
2- فلکه تنظیم ارتفاع میز (فلکه حرکت عمودی میز(
3-کشوی حرکت عرضی میز
4- فلکه تنظیم حرکت عرضی میز
5- میز اصلی ماشین
6- دسته حرکت طولی میز ماشین
7- اهرم حرکت اتومات میز
8- سردستگاه (درفرز افقی ) وکلگی ماشین (در فرز عمودی )که قابل تنظیم است
9- ضامن کلگی (درفرز افقی ) وفلکه تنظیم حرکت عمودی محور (درفرز عمودی )
10- محور کار یا درن (درفرز افقی ) ومحورکار یا گلویی (درفرز عمودی )
11- اهرم تغییر عده دوران
12- اهرم تنظیم مقدار پیشروی
13- محدود کننده های حرکت اتومات میز
مخفف computer numerical control می باشد در ایران این ماشین ها CNC خالی خوانده میشوند ولی نام آنها به فارسی ماشین های (دستگاه های ) کنترل عددی ترجمه می شود.
نسل اول این دستگاه ها NC ها بوده اند یعنی کامپیوتر را نداشته است و دستگاه طبق منطقی خاص دستورات را درک می کرده مثلا با استفاده از کارت های پانچ شده.
به عنوان مثال در دستگاه تراش برای دستور پیشروی بدین صورت عمل می شود که قسمت ساپورت دستگاه را بوسیله دسته چرخان به جلو میبریم در ماشین های NC این کار توسط یک سری دستورات پانچ شده بر روی نوار پانچ صورت می گرفت در دستگاه های CNC امروزین اینکار توسط یک کد صورت می گیرد.
پس یک دستگاه CNC عملا همان همان دستگاه دستی ساده می باشد که قابلیت فرمان پذیری از طریق کد ها و منطق ریاضیاتی را دارد در این دستگاه حضور کاربر (اپراتور) برای کار با دستگاه محدود به ایستادن این فرد پشت بخش کنترل کننده دستگاه می باشد و نوشتن برنامه های حرکتی آنهم فقط برای یکبار ، دیگر دستگاه این عمل را بصورت خودکار هر چند بار که بخواهیم تکرار می نمایدالبته بدون حضور کاربر.
بدنه این دستگاه تقریبا شبیه دستگاه های دستی می باشند یک CNC فرز عملا همان بدنه سخت افزاری فرز دستی را دارد همینطور برای CNC تراش و CNC سنگ و...
تنها تفاوت اضافه شدن بخش کنترل گر میباشد (البته این تفاوت بصورت عام می باشد ولی به صورت خاص مطمئنا بخش الکترونیکی هم تغییر کرده است)
اما بخش کنترلگر ،این بخش ،بخش اصلی یک دستگاه CNC می باشد در صنعت این بخش با نام کنترلر CONTROLER خوانده می شود یک دستگاه CNC از هر نوع (تراش،فرز ،سنگ،ابزار تیز کن،تزریق ،پرس ،و...)بیشتربا نوع کنترلرش شناخته شده است مطمئنا آموزشی که به افراد داده میشود در اصل براساس کنترلر این دستگا ه ها می باشد
◄ تفاوت بین مدلهای مختلف دستگاه های CNC
کنترلر های مختلفی برای دستگاه های CNC موجود میباشد مانند فانوک – هایدن هاین، زیمنس – C39 - 2P22 –C15 – فاگورو میتسوبیشی و...
زیمنس و هایدن هاین از مارک هایی می باشند که در ایران فراوان استفاده می شوند اما تفاوت بین این مدلها چیست.
منطق در یافت اطلاعات بصورت کد هائی می باشد که با G شروع می شوند به عنوان مثال کد G01 حرکت خطی است G02 و G03 حرکت دورانی می باشند و G90 نوع مختصات را از نظر مطلق بودن یا نسبی بودن مشخص می نماید.
کدهای عنوان شده کدهای عمومی می باشند و در کدهای خاص با توجه به نوع کنترلر شاید شماره کد فرق تماید به عنوان مثال G20 در زیمنس منظور انتخاب سیستم اندازه گیری متریک می باشد ولی این در هایدن هاین کد G70 این کار را امجام میدهد پس همانطور که گفته شد آموزش کدها باید با توجه به نوع کنترلر صورت گیرد خدا را شکر که استاد بنده در دانشگاه کد نویسی را تحت زیمنس و مدل های بالای این مارک به ما یاد داد.
ولی واقعا باید در دانشگاه چه چیزی را از این دستگاهها باید اموخت
· اصول اولیه از بدنه دستگاه و فرمت آنها
· اصول اولیه ای از کدها به عنوان مثال کدها چگونه عمل می نمایند ساده ترین مثال باز هم کد G01 می باشد
مثلا در خط فرمان دستگاه تراش تایپ می شود( ( G01 X20 Z-30 F10 S100 M7 دستگاه ابزار را به این نقطه ،با سرعت 10 با هر واخد از پیش تعیین شده با سرعت اسپیندل هزار و...می برد
· آشنائی اولیه با منطق ها مثلا باید انتخاب شود که سیستم اندازه گیری مطلق باشد یا نسبی و یا حتی قطبی متریک باشد یا نه کدهای جانبی برای مشخص کردن سرعت و غیره
· چگونه زیر گروه کاری انتخاب می شود مثلا برنامه ای نوشته شود که دستگاه باید به نقاط مختلف برود و بعد از انجام عملیات در ان محل یک عمل با یک گروه عمل خاص را تکرار کند مثلا برای این کار یک زیر برنامه نوشته میشود که باید هربار دستگاه در ان موقعیت آنها را انجام دهد · معرفی M کدها که کارهای جانبی مانند روشن کردن پمپ ماده خنک کننده و..
· حل چند مثال از قطعات مختلف در تراش و فرزو حتی الامکان در یک دستگاه دیگر نظیر سنگ یا پرس،مثال ها باید به گونه ای باشد که کاربر به سادگی درکی از نحوه انجام کار بدست بیاورد.
ماشین کاری با روش تخلیه الکتریکی (Electrical Discharge Machining) یکی از روش های تولید مخصوص است که کاربرد وسیعی یافته است. در این روش برای براده برداری هیچگونه تماس مستقیمی بین قطعه کار و الکترود بر قرار نمی‌شود و در نتیجه نیروی فیزیکی نخواهیم داشت. آهنگ جداشدن فلز یا براده برداری به رسانایی الکتریکی قطعه کار بستگی دارد نه سختی آن
◄ اساس روش کار:
این روش برای ماشین کاری کلیه مواد هادی جریان به کار می رود با هر مقدار سختی که داشته باشند و از چهار بخش تشکیل می شود:
1- الکترود
2- قطعه کار
3- سیال دی الکتریک
4- منبع تامین جریان
هدف از استفاده از دی الکتریک (آب یا نفت سفید) کاهش دما در منطقه ماشینکاری و انتقال ذرات ماشین کاری شده از منطقه ماشین کاری میباشد تا جرقه ها مناسب زده شوند و اصطلاحا پدیده آرک (Arc) اتفاق نیافتد.
چنانچه بین دو الکترود (قطعه کار و الکترود) اختلاف پتانسیلی اعمال شود در اثر برخورد شدید الکترون ها به دی الکتریک بین دو الکترود مولکولهای دی الکتریک یونیزه می شوند و کانالی از یون بین دو الکترود به وجود می آید که به آن کانال پلاسما گویند.(پلاسما حالت چهارم ماده است). و در اثر بر خورد شدید یونها به قطعه کار باربرداری صورت می گیرد.
با زدن جرقه از یک سو و پیشروی ابزار به سمت قطعه کار از سوی دیگر (به صورت ارتعاش رفت و برگشتی با فرکانس بالا) به مرور زمان شکل ابزار در قطعه کار براده برداری می شود. هر جرقه درجه حراتی بین 8000 تا 12000 درجه سانتیگراد تولید می کند . اندازه چاله ای که هر جرقه از قطعه بار برمی دارد به میزان انرژی جرقه بستگی دارد که مهمترین عامل موثر منبع تامین جریان است عمق چاله به وجود آمده از چندین میکرون تا 1 میلیمتر متفاوت است.
◄ فرآیند EDM شش مرحله دارد:
1-الکترود به قطعه کار نزدیک شده. هر دو بار دار میشوند (معمولا قطعه کار مثبت و الکترود منفی)
2-چون سطح الکترود و قطعه کار هر دو در اشل میکرونی دارای پستی و بلندی می باشند بنابراین بین دو نقطه که نزدیکترین فاصله را نسبت به جاهای دیگر با هم دارند جرقه الکترونی شکل می گیرد.
3- کانال پلاسما شکل می گیرد.
4- در اثر تمرکز بالای کانال پلاسما چاله ای از قطعه کار ذوب می شود.
5- فشار کانال پلاسما بسیار بالا است .با قطع شدن جرقه و در پی آن قطع شدن کانال پلاسما چون مذاب در آن دما و فشار نمی تواند دوام داشته باشد به یکباره با حالت انفجاری به اطراف پراکنده می شود.
6-دی الکتریک با شستشوی خود ذرات پراکنده شده را جمع آوری می‌کند.
◄ صافی سطح و سرعت ماشیکاری:
صافی سطح به ابعاد جرقه تولیدی بستگی دارد. هر چه جرقه قوی تر باشد سطح خشن تر ولی سرعت ماشین کاری خیلی بیشتر خواهد بود. با این روش به صافی Ra 0.10 می توان رسید، سطحی که مثل آینه عمل می کند. صافی سطح های استاندارد معادل Ra 0.8/1 (N5 - N6) می باشد. بسته به انرژی جرقه سرعت بار برداری از 1 تا چند صد میلیمتر مکعب بر دقیقه میباشد.
اضافه می شود که جرقه حداقل باید 5 سانتیمتر زیر دی الکتریک زده شود تا خطر اشتعال را در پی نداشته باشد چون انرژی جرقه بسیار بالا است.
از دستگاه های متداول می توان به اسپارک و وایرکات اشاره کرد .
کارایی این سیستم با آهنگ براده‌برداری بر حسب میلیمتر مکعب یا اینچ مکعب بر دقیقه سنجیده میشود و توسط سیستمهای کنترل عددی کنترل میشود.
الکترود این فرایند معمولا از جنس مس(در اسپارک) و مسس یا تنگستن (در وایر کات) میباشد.