گزارش کاراموزی بررسی ماشین های تراش و تراشکاری


دانشگاه جامع علمی – کاربردی
مرکز ابهر

گزارش کارآموزی:
ماشین نهای تراش و تراشکاری

استادکار آموزی:
استاد خوئینی

تهیه کننده:
وحید گنج خانی

پاییز 88
فهرست اشکال
شکل (1-1) چرخ دستی حامل سوپرت طول 2
شکل (1-2) چرخ دستی دستگاه مرغک 3
شکل (1-3) اهرم کنترل بار 3
شکل (1-4) صفحه مخروطی تغییر محور اصلی 4
شکل (1-5) 5
شکل (1-6) ماین تراش کوچک مرغک دار 8
شکل (1-7) ماشین های تراش با قطر کارگیر و طودل زیاد 9
شکل (1-8) ماشین تراش عمودی 10
شکل (1-9) اجزاء اصلی ماشین تراش و وظیفه هر یک 10

فهرست جداول
جدول (1-4) 29

فصل اول
ماشین تراش

تاریخچه ماشین تراش
در سالهای 1800 و 1830 در ایالات متحده امریکا ماشینهای تراشی ساخته شد که با بدنه چوبی و پایه آهنی مجهز بود. در سال 1836 شخصی به نام پانتون در ماساچوست آمریکا ماشین تراشی با میله پیچ بری ساخت. در سال 1853 شخصی به نام فریلند در نیویورک ماشین تراشی با ریلهایی بطول 20 فوت که کارهایی به قطر 10 اینچ را می توانست بتراشد ساخت بدنه آهنی و درشت آن جایگاه چرخ دنده های تعویضی بود.
بعد از مدتی ماشینهای بهتری از نظر قدرت و دورهای بیشتری ساخته شد که بنام ماشینهای تراش جعبه دنده ای معروف است . این ماشینها دارای جعبه دنده دور و نیز جعبه بار می باشد. که به آسانی می توان ماشین را خودکار نمود و کارهای مختلف را تراشید.

قسمتهای مهم کنترل و تنظیم کننده ماشین تراش
چرخ دستی حامل سوپرت طول
این چرخ دستی در قسمت جلو قوطی دستگاه حامل سوپرت طولی قرار دارد که می توان بوسیله آن دستگاه حامل سوپرت طولی را در طول بین دستگاه مرغک و دستگاه حرکت داد. وظیفه اصلی این چرخ دستی تنظیم و قرار دادن ابزار برش در هر قسمت دلخواه است، قبل از اینکه به کار بار خود کار داده شود.

شکل (1-1) چرخ دستی حامل سوپرت طول

چرخ دستی دستگاه مرغک
بوسیله چرخ دستی دستگاه مرغک می توان محور آنرا تغییر مکان داد. چرخش آن معمولا با دست صورت می گیرد. با چرخاندن چرخ دستی ، مرغک ثابت محور می تواند داخل جا مرغک که در پیشانی سمت راست قطعه کار قرار دارد جابگیرد. بعلاوه چرخش چرخ دستی موافق عقربه ساعت نیز سبب می گردد که محور (مرغک در داخل محور محکم شود.) بسمت قطعه کار جلو برود. از طرف دیگر در صورت سوار کردن مته در داخل محور دستگاه مرغک ضمن چرخاندن دسته آن می توان، در پیشانی کار سوراخ و یا مته مرغک زد .

شکل (1-2) چرخ دستی دستگاه مرغک

کنترل بار
در روی قاب قوطی دستگاه حامل سوپرت، دسته بار خود کار وجود دارد که با آن بار طولی و عرضی رنده تراش را تنظیم می نمایند. بعلاوه بوسیله دست هم می توان، دسته بار عرضی در عرض کار نیز بار داد. مقدار بار را با استفاده ازحلقه مدرجی که روی ابتدای پیچ سوپرت عرضی قرار داردبطور دقیق تنظیم کرد. برای تنظیم بار خودکار ابتدا مقدار پیشروی قلم برای سوپرت عرضی و طولی تعیین می گردد، و سپس این مقدار روی جعبه دنده بار تنظیم می شود. بعد اهرم روی بار خودکار قرار می گیرد تا عمل تراش انجام شود.
البته باید توجه داشت که برای پرداخت کاری بایستی قلم در طول یا عرض کار کم و برای خشن تراشی مقدار آن نسبتا زیاد باشد.

شکل (1-3) اهرم کنترل بار
سوپرت دستی
سوپرت دستی که روی سوپرت عرضی قرار دارد بوسیله دست قابل کنترل و بار دادن است از طرفی در زیر آن صفحه صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفر تا 180 درجه مدرج شده است. با باز کردن پیچهای آن می شود سوپرت دستی را حول محور خود 360 درجه چرخاند. با این دستگاه می توان مخروطهای کوتاه داخلی و خارجی و مخروطهای کامل را نیز تراشید، و در ضمن جهت روتراشی هم از آن استفاده کرد روی پیچ این دستگاه حلقه مردجی وجود دارد که برای تنظیم بار دقیق مورد استفاه قرار می گیرد. با این طریق در صورتیکه بار بسیار کمی برای پرداخت کاری مورد نیاز باشد قابل تنظیم است. البته در پیچ تراشی ، خشن تراشی و برداشتن بار زیاد نیز از آن استفاده می شود.

صفحه مخروطی تغییر محور اصلی
صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته است، که با چرخاندن آن بوسیله دست هریک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می توان بدست آورد. سرعت ماشین برحسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع دنده تراشی که بکار برده میشود تعیین می گردد. بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه قطعه کار و دنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین برحسب دور در دقیقه منظور می گردد.

شکل (1-4) صفحه مخروطی تغییر محور اصلی

جدول مقدار پیشروی رنده
برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته است که شامل جفت چرخ دنده هایی با نسبتهای معینی می باشد استفاده می گردد مقدار پیشروی (بار) 0.002 تا 0.130 اینچ (0.5 تا 3.3 میلیمتر) در نظر گرفته شده مقدار بار لازم بوسیله دسته روی پوسته با جابجایی آن مشخص می شود.

شکل (1-5)

وظیفه اصلی ماشین تراش
وظیفه اصلی ماشین تراش تغییر در اندازه قطعات، فرم آنها، پرداخت کاری قطعات با یک یا چند عمل برش با تنظیم رنده تراش است. با سوار کردن وسائل و دستگاه های یدکی روی ماشینهای تراش دامنه فعالیت آن بسیار گسترش پیدا کرده بطوریکه میتوان بوسیله آنها عملیات مختلفی انجام داد مثلا با قرار دادن ابزارهایی مانند برقو، قلاویز و مته عملیاتی چون برقوکاری، قلاویز زنی و سوراخکاری روی ماشین تراش بسادگی انجام پذیر می باشد.

اساس ماشینهای تراش
بطور کلی اصول اساسی ماشینهای تراش بر مبنای عمل فلز تراش پایه گذاری شده است و نیز عمل فلز تراشی با ماشینهای تراش سبب برداشت براده توسط لبه برش دنده و حرکت براده ها در طول سطح براده رنده می باشد. در تمام عملیات فلز تراشی مانند تراشکاری، سوراخکاری، فرزکاری و یا اره کاری براده تولید خواهد شد. در این حالت نیرویی برابر بیست تن بر اینچ مربع وارد می شود، که این مقدار نیروی زیاد باعث کشش و تغییر فرم فلز و میز ایجاد حرارت می شود و حرکت براده در طول سطح برش سبب اصطکاک شده و این مقدار اصطکاک در لبه برش رنده تولید حرارت می کند، که این خود یک عامل مهم در هنگام براده برداری است.

نیروهائی که بر ابزار برش اثر می گذارند:
در موقع تراش سه نیروی مختلف بر لبه برش ابزار برش اثر خواهد گذاشت این سه نیرو بطور ساده بصورت زیر بیان می شود.
1. نیروی محوری
2. نیروی شعاعی
3. نیروی عمودی (مماسی)

سرعت برش مناسب برای هر ماشین به عوامل زیر بستگی دارد:
1. نوع رنده
2. نوع کاریکه تراشیده می شود (از نظر نرمی)
3. مقدار عمق براده
4. نوع تراشیکه داده می شود(خشن یا پرداختکاری)
5. سن و وضعیت ماشین
6. مواد خنک کننده (محلول آب و روغن)

اصولا مسئله برش در ماشینهای افزار بخاطر پیدا کردن سرعت مناسبی برای هر نوع ماشین می باشد. زیرا وقتیکه سرعت برش بیش از حد لازم باشد باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار می گردد. سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی کار و در نتیجه عدم تولید محصول بطور سریع خواهد بود.

مقدار سرعت برش از فرمول زیر به دست می آید.
(1) سرعت برش برحسب متر در دقیقه

(2) سرعت برش برحسب فوت در دقیقه
که در رابطه (1) D مقدار قطر کار برحسب میلی متر و n تعداد دور در دقیقه و سرعت برش برحسب متر در دقیقه می باشد.
در رابطه (2)D قطر کار برحسب اینچ و برحسب فوت در دقیقه خواهد بود.

حل یک مثال
مثال 1- میله ای از فولاد معمولی که قطر آن 28 میلیمتر و تعداد دور ماشین برابر 250 دور در دقیقه است سرعت برش آنرا برحسب متر در دقیقه و فوت در دقیقه تعیین کنید.
حل:
سرعت برش متر در دقیقه
سرعت برش فوت در دقیقه
ضمنا مقدار سرعت برش برای تمام فلزات و نیز نوع رنده ایکه بکار برده می شود در جدولهای مخصوص مشخص شده پس چون سرعت برش همیشه معین است با داشتن آن میتوان مقدار دور ماشین را بدست آورد.

تعیین دور ماشین توسط دیاگرام
برای اینکه در وقت صرفه جوئی شده و از محاسبه جلوگیری گردد. در اکثر کارخانجات عدد دور ماشین را از روی دیاگرام تعیین می کنند معمولا تابلوهایی روی بیشتر ماشینهای تراش نصب شده است که بسادگی تعداد دور ماشین را برای قطرهای مختلف کار نشان می دهد.

حل یک مثال
مثال(2): می خواهیم قطعه ای را که قطر آن برابر 140 میلیمتر است با سرعت برش 42 متر در دقیقه بتراشیم تعداد دور ماشین را از روی دیاگرام بدست آورید.

حل: روی محور افقی قطر 140 میلی متر را پیدا کرده و از آن نقطه عمودی بطرف بالا استخراج نموده تا امتداد سرعت برش را که از نقطه 42 خط افقی کشیده شده است قطع کند و در این صورت محل تقاطع خط عمودی از نقطه 140 با خط افقی از نقطه 42 تعداد دور ماشین را تعیین می کند. که برابر است با n5 یعنی تقریبا برابر است با 100 دور در دقیقه.

انواع ماشین های تراش و ساختمان آنها
1. ماشین تراش کوچک مرغک دار
2. ماشین تراش ابزارسازی
3. ماشین تراش معمولی نرم شده
4. ماشین تراش پیشانی تراش
5. ماشین تراش عمودی

1.ماشین تراش کوچک مرغک دار:

این نوع ماشین تراش برای آموزش و تراش کارهای کوچک مورد استفاده قرار می گیرد و چون اغلب کارها را بین دو مرغک می تراشند بهمین جهت آنرا ماشین تراش مرغک دار می گویند. بعلاوه چون از این ماشین برای
آموزش و کارهای کوچک استفاده می شود اغلب دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه ای ساخته می شوند.
از نظر اندازه، به دو شکل تقسیم می شوند؛ ماشین تراش کوچک رومیزی و ماشین تراش کوچک پایه دار.

شکل (1-6) ماشین تراش کوچک مرغک دار

2.ماشین های تراش ابزار سازی:
اختلاف این نوع ماشینها با سایرین در این است که ماشینهای ابزار سازی دارای دقت بیشتری نسبت به سایر ماشین ها داشته و نیز بعضی از آنها با دستگاههای مخصوص جهت تراشیدن کارهای دقیقتر مجهز می باشند. وظیفه اصلی این ماشینها تهیه ابزار و شابلن برای کارخانجات تولیدی و ماشینهای تراش تولیدی است. و چون از آنها برای کارهای کوچک و بزرگ استفاده می شود معمولا آنها را به دو صورت رومیزی و پایه دار در دسترس قرار می دهند. از نوع رومیزی آن برای تراش قطعات کوچک و کوتاه که دارای قطر کم هستند استفاده می شود.
ماشین تراش پایه دار بصورت یک ماشین تراش دقیق و نسبتا بزرگ که دارای سرعتهای مختلف است ساخته شده اند بعلاوه با دستگاه ترمز دقیق برای قطع و کنترل کردن سرعت مجهز می باشد. این ماشین بوسائل دیگری جهت تهیه سایر ابزارها و کارهاییکه احیانا مورد نیاز کارگاه می باشد خواهد بود.

3- ماشینهای تراش معمولی نرم شده:
از این ماشینها اغلب در کارهای تولیدی استفاده می گردد زیرا که قدرت تولیدی آنها زیاد بوده و نیز قدری سنگین تر ساخته می شوند. از طرفی چون برای انجام کارهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند بدینجهت دارای مراحل سرعت بیشتر و نیز با بیشتر می باشد که برای انجام کارهای بزرگ بسیار مناسب است، و از نظر استحکام بر سایر ماشینها نیز برتری داشته و می توان برای تولیدهای کم مورد استفاده قرار داد.

4- ماشین های تراش با قطر کارگیر و طول زیاد:
این نوع ماشینها برای تراش کارهایی که قطر آنها بزرگ و نیز دارای طول زیاد هستند مورد استفاده قرار می گیرند زیرا که میز آنها بزرگ و ارتفاع محور اصلی ماشین تا روی ریل نسبتا زیاد است. در بعضی از ماشینهای تراش که دارای طول زیاد می باشند برای اینکه بتوان از حداکثر قطر کارگیر استفاده شود، نزدیک محور اصلی در قسمت ریل یک قطعه جاگذاری شده است هنگامیکه لازم باشد می توان قطعه را از روی ریل جدا کرده و سپس قطعات با قطر زیاد را تراشید و نیز برای تراش کارهای مخصوص مورد استفاده قرار می گیرد.
معمولا این نوع ماشینها را با دورهای بسیار زیاد طراحی نمی کنند و از طرفی استحکام و قدرت برش آنها بسیار زیاد است، بدینجهت میتوان با آنها حجم براده بیشتری را در یک زمان معین برداشت.

شکل (1-7) ماشین های تراش با قطر کارگیر و طول زیاد

5- ماشین تراش پیشانی تراش:
کارهائیکه قطر آنها زیاد و طول نسبتا کمی دارند بوسیله این ماشینها تراشیده می شوند. موارد استفاده دیگر آنها در کارخانجات لکومتیو سازی مخصوص ساختن چرخهای لکومتیو و نیز برای ساختن چرخ طیار (چرخ لنگر) بکار می برند.

6- ماشین تراش عمودی
همانطوریکه از اسمش پیداست این ماشین بصورت عمودی قرار می گیرد، دستگاه قلم گیر بصورت منشور چند ضلعی که می تواند عمودی در طول حرکت خطی داشته باشد. دستگاه سه نظام آن بسیار بزرگ است و بطور عمودی قرار گرفته و دارای حرکت دورانی است، که برای گرفتن کارهای سنگین میباشد. در سوراخکاری هم از آن استفاده می کنند. و چون نسبتا سنگین است معمولا دارای سرعتهای زیاد نیست.

شکل (1-8) ماشین تراش عمودی

اجزاء اصلی ماشین تراش و وظیفه هریک:
1-ریل (میز) ماشین
2-دستگاه یاطاقان محور اصلی (دستگاه جعبه دنده سرعت محور اصلی)
3-دستگاه مرغک
4- دستگاه حامل سو پرت
5- جعبه دنده بار
6- الکتروموتور

شکل (1-9) اجزاء اصلی ماشین تراش و وظیفه هریک
1. ریل (میز)ماشین
ریل ماشین تراش یکی از قسمتهای اساسی ماشین تراش را تشکیل میدهد که بطور دقیق طراحی و ساخته می شوند. و نیز بایستی دارای ساختمانی کاملا محکم باشد این قسمت روی پایه هایی که از چدن ساخته شده اند مستقر می باشند. دستگاههای دیگر از قبیل دستگاه حامل سو پرت و مرغک روی آن قرار می گیرند میز ماشین دارای راهنماهائی به شکل مثلثی و یا ذوزنقه است که با دقت ماشینکاری شده اند دستگاه های دیگری که روی این راهنماها قرار میگیرند نسبت به محور ماشین و یا قطعات کار بسته شده بر روی محور اصلی در یک راستا هستند.

2. دستگاه یاطاقان محور اصلی (پیش دستگاه با جعبه دنده سرعت):
این قسمت در صورتیکه ساختمان جعبه دنده ای داشته باشد ، شامل یک سری چرخ دنده با تعداد دنده های مختلف است به کمک چرخ دنده ها که با محور اصلی یاطاقان بندی شده اند قطعه کار گردش داده می شود. در بعضی از ماشینها محور اصلی روی جعبه دنده سرعت بوسیله بلبرینگ کارگذارده شده است. در ماشین های تراش کوچک دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه ای است که از دو فلکه سه یا چهار پله ای تشکیل میگردد که به صورت عکس روی دو محور موازی قرار میگیرند و در این صورت با داشتن قطرهای متفاوت ، محور اصلی ماشین دارای دورهای مختلفی خواهد بود .

3.دستگاه مرغک
دستگاه مرغک که جنس آن از چدن می باشد، می توان بر روی میز حرکت کرده و در هر نقطه که لازم باشد آنرا ثابت کرده و سپس عملیات تراشکاری را انجام داد. این دستگاه دارای محوری توخالی است که داخل آن به شکل مخروطی تراشیده شده است سطح آن کاملا دقیق تراشیده شده و به صورت اینچی و یا میلیمتری در جهت طولی مدرج شده که بوسیله پیچی میتوان دستگاه مرغک را از محل اصلی خود منحرف کرد. بعلاوه به وسیله پیچ و مهره و بست می توان دستگاه مرغک را در روی میز ماشین در هر محل که لازم باشد ثابت کرد. ضمنا هنگام برقوکاری و یا سوراخکاری بوسیله ماشین تراش میتوان پرهائیکه دارای دنباله مخروطی هستند مستقیما در داخل محور دستکاه مرغک قرار داده و عمل برقوکاری انجام میشود. از طرفی برای سوراخکاری از مته های دنباله مخروطی و یا سه نظام مته که دارای دنباله مخروطی است استفاده کرد. برای تراشکاری بین دو مرغک باید مرغک ثابت و یا مرغک بلبرینگی (متحرک) را در داخل محور قرار داده و تراشکاری را انجام داد.

4.دستگاه حامل سو پرت:
دستگاه حامل سوپرت در شکل نمایشی با رنگ زرد مشخص شده است که سوپرت عرضی و قلم گیر و رنده تراش در روی آن بسته میشود. این دستگاه بصورت طولی بین مرغک و محور اصلی حرکتی خطی دارد.
این دستگاه از دو قسمت عمده تشکیل میشود. زین که فرمی صلیبی دارد. بر روی آن کشوهایی قرار گرفته است که بخوبی سنگ زده شده اند و دقیقا روی راهنماهای میز قرار میگیرند دوم قوطی حرکت بار که در جلو زین قرار گرفته است و دارای چرخ دنده های مختلف است این دستگاه بکمک چرخ دنده ها دارای حرکتی طولی و عرضی میباشد بوسیله دسته مخصوصی میتوان دستگاه حامل سو پرت را بصورت طولی حرکت خطی داد. بعلاوه سوپرت عرضی که روی دستگاه حامل سوپرت قرار گرفته میتوان بطریق عرضی حرکت کند یعنی بسمت تراشکار نزدیک و یا از او دور شود. بکمک چرخاندن دسته؛ سو پرت عرضی را میتوان در عرض حرکت عرضی داد .

5. جعبه دنده بار (گیربکس)
این قسمت تامین مقدار پیشروی رنده در حالت پیچ بری (پیچ تراشی) و یا روتراشی و نیز پیشانی تراشی استفاده میگردد. باین صورت که میله پیچ تراشی و یا میله بار حرکت دورانی خود را از این جعبه دنده تغذیه میکند. با حرکت دورانی میله های پیچ بری و میله بار رنده تراشکاری در طول یا در عرض ماشین پیشروی کرده و قطعه کار تراشیده میشود، روی جعبه دنده جدولی قرار دارد که در زیر جدول شیارهایی موجود است که با قرار دادن بین دسته تعویض با در محل مناسب خود با مورد نیاز بدست می آید.

فصل دوم
وظیفه ماشین تراش

ماشین تراش
وظیفه هر ماشین افـزار بـراده برداری از فلز است و هر ماشین ابزاری به روش خاصی از فلز براده برداری می کند. برای مثال در یک نوع (ماشین تراش) یک رنده، از قطعه در حال دوران براده برداری می کند. در حالیکه در نوع دیگری (ماشین فرز) ابزار می چرخد و براده از روی کار برداشته می شود. هر ماشین ابزار برای کار به خصوصی استفاده می شود که بستگی به نوع ماشین کاری مورد نیاز دارد. بعضی از این ماشین ها را می توان در عملیات مختلف ماشین کاری استفاده نمود. درادامه فهرست ماشین های مختلف آورده شده، اما باید توجه داشت که این ماشین ها صرفا برای عملیات ماشین کاری مطرح شده استفاده نمی شوند. این ماشین ها عبارتند از :
1- ماشین تراش برای عملیات روتراشی، داخل تراشی، پیچ تراشی و غیره.
2- ماشین سنگ گردساب برای تولید قطعه های استوانه ای دقیق.
3- ماشین صفحه تراش برای براده برداری از بلوک ها و صفحه های فولادی برای کاهش ضخامت و گونیا کاری صفحه ها .
4- ماشین سنگ تخت ساب برای تولید قطعه های تخت دقیق.
۵- ماشین فرز برای براده برداری سریع، ماشین کاری شیارها و تورفتگی ها، سوراخکاری، ماشین کاری جاخارها و غیره.
6- ماشین فرز کپی برای تولید دقیق حفره ها و ماهیچه ها با شکل های پیچیده.
علاوه بر ماشین های اصلی بالا، تجهیزات فرعی دیگری وجود داردکه بدون آنها هیچ کارگاهی کامل نیست.
این تجهیزات عبارتند از :
اره لنگ، ماشین های سوراخکاری، سنگ ابزار تیز کن، تجهیزات سخت کاری، تجهیزات پولیش کاری و غیره.

ماشین تراش
اولین کاربد ماشین تراش، تراش کاری قطعه های دوار است. شکل قطعه با دوران قطعه کار نسبت به یک ابزار برش تک لبه به وجود می آید. برای ماشین کاری محیط خارجی، ابزار برش به موازات محور دوران حرکت می کند که به آن عملیات روتراشی می گویند.تراشکاری را می توان در داخل قطعات نیز انجام داد که به آن عملیات داخل تراشی گویند. زمانی که ابزار پیشانی قطعه ها را ماشین کاری کند به آن عملیات کف تراشی گویند.

ماشین سنگ گردساب
از این ماشین ابزار برای سنگ زنی قطعه های مدور و دقیق قالب استفاده می شود. براده به وسیله یک قرص سنگ دوار که در تماس با قطعه کار در حال دوران است از قطعه کار جدا می شود.در عملیات ماشین کاری معمولی محور سنگ با محور قطعه کار موازی است. از نکات مهم و قابل ذکر تواناییهای سنگ گردساب امکان براده برداری از قطعه های سخت کاری شده است. علاوه بر توانایی فوق، تلرانس کاری دقیق و کیفیت سطح بالایی به وسیله این ماشین به دست می آید.

ماشین صفحه تراش
یک قالب معمولا از تعدادی صفحه فولادی تشکیل شده که به یکدیگر وابسته شده اند. هر یک از این صفحه ها باید دارای سطح های موازی باشند و چهار طرف صفحه ها باید گونیا کاری شود. عمده ترین کار ماشین صفحه تراش تولید صفحه های تخت است. از این ماشین ابزار برای آماده سازی بلوک های اولیه قالب استفاده می شود.

ماشین سنگ تخت ساب
ماشین سنگ تخت ساب عملیات مشابه ای مانند ماشین سنگ گردساب، روی سطح های تخت انجام می دهد. عملیات سنگ زنی تخت معمولا مانند عملیات سنگ تراشی است. کیفیت سطح نهایی و دقت ابعادی خوبی بر روی فولاد سخت کاری شده یا فولاد نرم با این ماشین به دست می آید.

فصل سوم
انواع حرکت ماشین تراش

1- حرکت اصلی یا حرکت برش:
حرکت اصلی یا حرکت برش به حرکتی اطلاق می شود که به کمک آن براده برداری انجام می گیرد و ممکن است که بر حسب نوع ماشین بوسیله قطعه کار یا ابزار صورت پذیرد.این حرکت در صفحه تراشی به صورت خطی بوده و در سوراخکاری ؛ تراشکاری و فرزکاری دورانی می باشد.سرعت حرکت اصلی در هنگام براده برداری را سرعت برش می نامند.
2- حرکت پیشروی:
حرکت پیشروی حرکتی است خطی که ادامه ی عمل براده برداری را امکان پذیر میسازد.بر حسب نوع ماشین این حرکت را ابزار و با قطعه کار به شور مداوم یا ویا منقطع انجام میده.حرکت پیشروی ممکن است بوسیله دست انجام شده و یا به صورت خود کار تنظیم گردد.انتخاب مقدار پیشروی تا اندازه ی زیادی به کیفیت سطح بستگی دارد.یعنی در خشن کاری مقدار آنرا زیاد تر و در پرداخت کاری کمتر انتخاب میکنند.
3- حرکت تنظیم بار:
این حرکت برای تنظیم ضخامت براده لازم بوده و مقدار آن به عواملی مانند توان ماشین,جنس ابزار و کیفیت سطح قطعه کار بستگی دارد.تنظیم دقیق مقدار ضخامت براده معمولا به کمک حلقه ی تنظیمی انجام میگیرد که برای این منظور در نظر گرفته شده است.قبل از تنظیم عمق براده بایستی مقدار تغییر مکانی که به ازای هر یک از تقسیمات حلقه ی تنظیم در ابزار و یا قطعه ی کار ایجاد میشود به دقت بررسی کرده و سپس مبادرت به تنظیم عمق بار نمود.

حفاظت و مراقبت ماشین های افزار:
ماشین های ابزار دارای قیمت نسبتا زیادی بوده و از دقت و حساسیت خوبی نیز برخورداراند.لذا بایستی آنها را با دقت و مراقبت های ویژه ای نگهداری کرد و بموقع و با توجه به توصیه های کارخانه جات سازنده سرویس نمود.اگرچه عمر این ماشین ها نامحدود نمیباشد ولی میتوان با سرویس بموقع و مراقبت های لازم طول عمر آنها را افزایش داد.در زیر نکاتی را مشاهده میکنید که دز مورد کار با انواع ماشین های ابزار بایستی مورد توجه قرار گیرند.
1- قسمت های گردنده و آنهایی که بروی یکدیگر بصورت لغزان حرکت میکنند بایستی با دقت و باندازه ی کافی روغنکاری شوند.
2- در انتخاب روغن به توصیه های کارخانه ی سازنده توجه کرده و از بکار گرفتن روغن های کثیف و آلوده و فاسد پرهیز کنید.
3- در پوش های محل های روغن کاری را پس از روغن کاری تمیز کرده و به نحو صحیحی در محل خود قرار دهید تا از وترد شدن گرد غبار و کثافت به داخل مسیر های روغن کاری جلوگیری شود.
4- یاتاقان ماشین ها در هنگام کار به دلیل اصطکاک گرم میشوند.حداکثر حرارت مجاز آنها برابر حرارت دست بوده و نبایستی بیشتر از آن گرم شوند. با روغن کاری بموقع و انتخاب مناسب میتوان از کرم شدن بیش از حد آنها جلوگیری نمود.
5 – ماشین های ابزار را پس از پایان کار روزانه تمیز نموده و حد اقل هفته ای یکبتر سرویس نمایید.
6- برای تمیز کردن ماسین و دور کردن براده ها هرگز از هوای فشرده استفاده نکنیدزیرا این عمل باعث ورود گرد و غبار و براده های کوچک به داخل یاتاقان ها و راهنما ها شده و به آنها آسیب میرساند.
7- برای باز و بست کردن قطعات کار و یا ابزار ها از آچار مناسبی استفاده کرده و از بکار بردن آچار بزرگتر و آچار فرانسه خود داری کنید.
8- بار ماشین ها را چنان انتخاب کنید که توان براده برداری آنها بیشتر از توان ماشین نباشد.
9- به محض مشاهده ی هر عیبی در ماشین بلافاصله آنرا متوقف کرده و جهت رفع عیب آن از طریق مسئولین مربوطه اخطار نمایید.
10- از ورود آب و مایعات دیگر و همچنین گرد و غبار به داخل الکترو موتورها بایستی جلوگیری شود.

نکات ایمنی و پیشگیری از سوانح در ماشین های ابزار
1-قبل از شناخت طرز کار ماشین ها از راه انداختن آنه پرهیز کنید زیرا امکان ایجاد خطر جدب برای ماشین و یا شخص وجود دارد.
2- قبل از بکار انداختن ماشین,اهرم های تنظیم حرکات مختلف را به دقت کنترل نمایید تا در لحظه را هاندازی ماسین امکان ایجاد حرکات نا خواسته وجود نداشته باشد.
3- از اندازه گیری قطعات در هنگام کار ماشین ها جدا پرهیز نمایید.
4- تمیز کردن ماشین های در حال حرکت یکی از عوامل عمده ی ایجاد سوانح در ماشین های ابزار میباشد لذا از این عمل جدا خودداری نمایید.
5- قاب های محافظ ماشین ها را هیچگاه از روی آنها جدا نکنید و چنانچه جهت تعمیرات آنها را باز کرده اید بایستی بلافاصله پس از تعمیر در محل خود نصب نمایید.
6- در هنگام تعمیر ماشین آلات بایستی فیوز های آنها را باز کرده و در محل مطمئنی قرار داد تا از روشن شدن نا خواسته ی ماشین توسط دیگران جلوگیری گردد.
7- در هنگام کار با ماشین های ابزار بایستی از لباس کار مناسبی استفاده کرده و از پوشیدن لباس کار های گشاد و با آستین های باز و همچنین شالگردن خودداری کنید.
8- در هنگام کار با ماشین های ابزار از در بر داستن حلقه و انگشتری جدا خودداری کنید.

تراشکاری
در تراشکاری اتز روی قطعات گردننده به وسیله ابزلری براده برداری کرده و فرم آنها را تامین می نماییم.برای این منظور قطعه کار را به کمک وسیله مناسبی در امتداد محور کار ماشین تراش بسته و ضمن حرکت دورانی آن رنده را به صورت خطی و در امتداد سطح مورد نظر هدایت می کنیم.با این روش می توان قطعات متنوعی را که دارای سطح دایره ای می باشند با کیفیت سطح مختلف و با دقت اندازه 0.01 میلیمتر تولید نماییم.در شکل زیر نمونه هایی از قطعاتی را که به کمک تراشکاری می توان تولید نمود مشاهده می نماییم.

در مقایسه با سایر روش های براده برداری تراشکاری دارای اهمیت ویژه ای بوده و به دلایل زیر بیشترین کاربرد را در صنعت دارند.
1- قسمت اعظم قطعات ماشین الات را قطعاتی تشکیل می دهند که دارای مقاطع دایره می یاشند
2- ابزار های تراشکاری دارای فرم نسبتا ساده ای بوده و قیمت آنها در مقایسه با ابزار سایر روش های ماشینی ارزان می باشد.
3- عمل براده برداری بدون توقف انجام شده و به این ترتیب می توان در یک زمان کوتاه براده های زیادی را از سطح کار جدا نمود.برای تولید قطعات تراشکاری به ماشین تراش وسایل بستن و ابزار های براده برداری و وسایل اندازه گیری نیاز داریم.

ماشین های تراش
برای آنکه بتوان قطعات تراشکاری را با فرم و اندازه مختلفی که دارند به طور اقتصادی تولید نمود ماشین تراش را در انواع مختلفی می سازند.
از بین ماشین های فوق ماشین تراش مرغک دار بیشترین کاربرد را دارد که در زیر به شرح آن می پردازیم.

ماشین تراش مرغک دار
ماشین تراش مرغک دار برای کارهای متداول تراشکاری مانند طول تراشی , پیشانی تراشی , سوراخکاری , مخروط تراشی , فرم تراشی و پیچ تراشی مورد استفاده قرار می گیرند.این ماشین ها را با اندازه های اسمی متفاوتی ساخته و به بازار عرضه می کنند.منظور از اندازه اسمی حداکثر طول ( )(فاصله بین دو مرغک)و شعاع کارگیر ( ) آنها می باشد.

بستر ماشین
بستر این ماشین ها شامل پایه ها , راهنماها و قسمت هایی می باشد که وظیفه حمل و هدایت جعبه دنده اصلی , جعبه دنده پیشروی , قوطی ماشین , دستگاه مرغک و ملیه های کشش هادی و راه انداز را به عهده دارد.
جنس بستر ماشین ها را معمولا از چدن استفاده کرده و سطح راهنماهای آنها را سنگ زده و در بعضی از ماشین ها برای دوام بیشتر و همچنین جذب بیشتر روغن شابر می زنند.

جعبه دنده اصلی
جعبه دنده اصلی وظیفه انتقال حرکت از موتور محرک ماشین به محور کار و همچنین تامین عده دوران های لازم به صورت پله ای و بیا غیر پله ای را بعهده دارد.بعلاوه بکمک این جعبه دنده میتوان جهت حرمت را نیز در صورت لزوم تغییر داد.محور کار در حقیقت محور خروجی جعبه دنده اصلی از یک میله تو خالی تشکیل شده است که سوراخ آن در قسمت جلوی مخروطی بوده و ار آن برای سوار کردن مرغک و یا وسایل دیگر کارگیری که دارای دنباله مخروطی میباشد استفاده میگردد.قسمت خارجی سر محور کار به منظور بستن وسایلی مانند سه نظام و غیره پیچ شده است.جنس محور کار را از فولاد آبداده انتخاب میکنند.

جعبه دنده ی پیشروی
این جعبه دنده که در قسمت پایین جعبه دنده ی اصلی نصب شده است حرکت خود را معمولا از محور کار گرفته و وظیفه ی تامین مقدار پیشروی لازم را در ابزار به ازای هر دور گردش کار بعده دارد.
میله ی کشش که در روتراشی مورد استفاده قرار میگیرد و همچنین میله ی هادی که در پیچ بری حرکت پیشروی دنده را تامین مینماید حرکت خود را از این جعبه دنده دریافت میکند.

دستگاه حرکت پیشروی و بار
این دستگاه که بر روی راهنماهای بستر ماشین سوار شده است از دو قسمت اصلی متصل به هم به شرح زیر تشکیل شده است.
قسمت اول که بالاتر از سطح راهنماهای بستر ماشین قرار دارد شامل راهنماهایی ایت که حرکات افقی و عمودی ابزار نسبت به محور کار را تامین میکند.این قسمت شامل سه راهنما میباشد که سوپرت اصلی,سوپرت عرضی و سوپرت فوقانب بر روی آنها سوار شده است.
در قسمت بالای سوپرت فوقانی پیچی قرار دارد که رنده گیر و یا وسایل مشابه دیگر را میتوان بر روی آن نصب نمود.حرکت سوپرت عرضی و فوقانی بوسیله پیچ و مهره تامین شده و مقدار پیشروی آنها را میتوان به کمک درجه بندی حلقه تنظیمی که در روی آنها سوار شده است تشخیص داد.
معمولا در کنار درجه بندی حلقه های تنظیم مقدار حرکت خطی شوپرت ها را به ازای هر یک از فواصل تقسیمات درج میکنند.
قسمت دوم که پایین تر از سطح راهنماهای بستر ماشین قرار دارد شامل جعبه دنده ایست که بوسیله ی آن میتوان حرکت های میله کشش و یا میله هادی را به طور خودکار به قسمت تنظیم بار منتقل نمود.در روی این قسمت اهرم هایی نصب گردیده که به کمک آنها میتوان مسیر حرکت را به سوپرت اصلی و یا سوپرت عرضی هدایت نمود.از طریق فلکه ای که روی این قسمت نصب گردیده است .میتوان به کمک چرخدنده ای که با یک شانه نصب شده در زیر قسمت راهنماهای بستر ماشین درگیر است حرکت دستی سوپرت اصلی را تامین نمود.

دستگاه مرغک
این دستگاه در روی راهنماهای بستر ماشین سوار شده و در امتداد آنها قابل حرکت می باشد.به کمک یک اهرم و یا پیچ و مهره می توان آن را در امتداد طولی بستر و در جای دلخواه به وضع ثابتی درآورد.در قسمت بالای دستگاه مرغک قطعه استوانه ای تو خالی قرار دارد که در ابتدای آن سوراخی مخروطی جهت سوار کردن مرغک و یا ابزارهای دندانه مخروطی وجود داشته و در انتهای آن مهره ای جهت درگیری با پیچ هادی آن تعبیه شده است.در انتهای پیچ نیز فلکه ای برای به حرکت درآوردن آن پیش بینی شده است.
از دستگاه مرغک در تراشکاری قطعات با استفاده از مرغک , سوار کردن سایر ابزارهای براده برداری و همچنین تراشیدن مخروط های طویل با شیب کم استفاده می کنند

فصل چهارم
طرز کار با ماشین های تراش

اندازه یک ماشین تراش
اندازه یک ماشین تراش بر اساس قطر کارگیر و طبق بستر ماشین تعیین می گردد. قطر کارگیر عبارت است از حداکثر قطر قطعه کار که می تواند بر روی بستر ماشین بچرخد. طول بستر یک ماشین تراش، به صورت کلی و از ابتدا تا انتهای آن در نظر گرفته می شود.
طول بستر یک ماشین تراش را نباید با طول کارگیر (حداکثر طول قطعه کار که بین مردمک و سه نظام قرار می گیرد) اشتباه گرفت. طول کارگیر عبارت است از طول بستر ماشین منهای طولهایی که توسط مجموعه مرغک و سه نظام اشغال می شود.

قسمت های اصلی ماشین تراش
وظیفه اصلی هر ماشین تراش، صرف نظر از میزان پیچیدگی آن، به گردش در آوردن قطعه کار در برابر لبه برشی یک ابزار می باشد. هر قطعه ای از ماشین تراش را می توان جزو یکی از مجموعه های زیر به حساب آورد:
* مجموعه محرکه ماشین ابزار.
* مجموعه نگهدارنده و گردش قطعه کار و
* مجموعه نگهدارنده، محرکه و هدایت ابزار برشی.

سیستم محرکه یک ماشین
در ماشین های تراش، قدرت موتور توسط یک گیربکس یا با استفاده از تسمه به مکانیزم محرکه ماشین منتقل می شود. سرعن گردش اسپیندل به روشهای زیر قابل تغییر است:
* جابه جایی دنده ها در گیربکس.
* تنظیم پولیهای تنظیم شونده بنه یک وضعیت جدید.
* جابه جا کردن تسمه بر روی پولیهای مختلف.
* کنترل سرعت به صورت هیدرولیکی.

مهار قطعه کار و به گردش در آوردن آن
مجموعه سه نظام، یک اسپیندل مرکزی دارد که تجهیزات نگهدارنده قطعه کار بر روی آن نصب می شود.
پولی قابل تنظیم در این ماشین، با استفاده از اهرم کنترل سرعت در بالای ماشین و به صورت هیدرولیکی باز و بسته می شود. در بسیاری از ماشین های تراش کوچک کنترل سرعت گردش اسپیندل، به کمک پولی های قابل تنظیم کنترل می شود.
اسپیندل توسط بیرنگهای قوی یاتاقان بندی شده و از طریق تسمه یا چرخ دنده یا ترکیبی از اینها به گردش در می اید. اسپیندل توخالی است و دهانه جلویی آن به صورت مخروط مورس سنگ زده شده است تا بتوان ابزارها و تجهیزات نگهدارنده دنباله مخروطی را در داخل آن نصب کرد.
در سیستم محرکه اسپیندل این ماشین تراش از یک گیربکس کاهنده اضافی استفاده شده است. قبل از جا به جا کردن چرخ دنده ها باید موتور ماشین خاموش گردد.
با توجه به سوراخ سرتاسری داخل اسپیندل می توان میلگردهای بلند را نیز تراشکاری کرد و بدون آنکه دنباله میلگرد رها باشد و ایجاد خطر کند. همچنین از طریق این سوراخ سرتاسری می توان ابزارهای دنباله مخروطی را که درون اسپیندل قرار گرفته اند، آزاد کرد.
انتهای جلویی اسپیندل ممکن است به صورت رزوه شده و یا به صورت مخروطی کوتاه یا بلند ساخته شود تا سه نظام یا دیگر تجهیزات نگهدارنده قطعه کار را بتوان به آن متصل کرد. در ماشین های تراش مدل بندرت از اسپیندل رزوه دار استفاده می شود. تجهیزات نگهدارنده را بر روی قسمت رزوه شده اسپیندل می پیچند تا محکم شود.
اسپیندل با دنباله مخروطی کوتاه با استفاده از بادامک قفل می شود. قسمت فرو رفته پشت سه نظام که دیواره ای مخروطی دارد. بر روی دنباله مخروطی اسپیندل، بدون لقی قرار می گیرد. یک سری پین قفل کن در پشت سه نظام قرار دارد که داخل سوراخ های دنباله اسپیندل جای می گیرد. با سفت کردن بادامکهایی که پیرامون اسپیندل نصب شده اند می توان سه نظام را بر روی اسپیندل قفل نمود.
بر روی دنباله اسپیندلهای با مخروط بلند، یک خار طولی نصب شده است. این دماغه مخروطی و خار روی آن در داخل حفره پشت سه نظام که معکوس شکل آنها را دارد. بدون لقی جای می گیرد.
برای نصب کردن یک وسیله نگهدارنده قطعه کار بر روی اسپیندل خاردار (مثلاً یک سه نظام یا صفحه نظام)، باید اسپیندل را آن قدر چرخاند تا خار طولی آن در بالا قرار گیرد. سپس باید جای خار داخل سوراخ پشت سه نظام را بر روی خار طولی لغزاند تا جایی که لبه رزوه شده پشت سه نظام با حلقه رزوه شده انتهای اسپیندل ماشین درگیر شوند. در این وضعیت با چرخاندن حلقه رزوه شده می توان سه نظام را به اسپیندل محکم کرد.
اسپیندل ماشین تراش اسپیندل را توخالی می سازند تا بتوان قطعات طویل را بدون اینکه دنباله آن به صورت خطرناکی رها باشد، ماشین کاری کرد. برای جلوگیری کردن از حادثه و ایجاد جراحات احتمالی، لازم است اگر انتهای قطعه کار از پشت ماشین تراش بیرون زده است، به دنباله آن یک تکه پارچه بسته شود تا وجود دنباله قطعه کار برای دیگران آشکار شود. برای آزاد کردن تجهیزات با دنباله مخروطی مورس، که داخل اسپیندل نصب شده اند می توان از یک میله بلند برای ضربه زدن استفاده کرد.
همچنین می توان قطعه کار را بین دو مسله مرغک نیز مهار کرد. درباره این تجهیزات در قسمت های مختلف همین فصل توضیح بیشتر ارائه خواهد شد.
یکی طرف از قطعه کار به مجموعه سه نظام بسته می شود. طرف دیگر قطعه کار را نیز معمولاً به مجموعه مرغک تکیه می دهند. مجموعه مرغک را می توان بر روی کشوییهای بستر ماشین تراش جابه جا کرده و برای قطعات با طولهای مختلف تنظیم کرد.
مجموعه مرغک را می توان برای نصب میله مرغک ثابت یا متحرک و یا ابزارهای سوراخ کاری نظیر مته، برقو یا قلاویز استفاده کرد. مجموعه مرغک را می توان کمی در جهت عرضی جابه جا کرده و قطعات مخروطی طویل با زاویه کم را تراشکاری نمود.
مجموعه مرغک را پس از جابه جا کردن بر روی بستر ماشین تراش، می توان با سفت کردن مهره و یا اهرم قفل کن بر روی بستر محکم نمود. علاوه بر جابه جا کردن کل مجموعه مرغک، می توان میله مرغک یا مته را با چرخاندن فلکه مرغک به عقب و جلو حرکت داد. پس از قرارگیری میله مرغک در نقطه موردنظر می توان با اهرم مربوطه آن را در جای خود قفل کرد.

نگهداشتن و هدایت کردن ابزار برشی در ماشین تراش
بستر طولی، پایه یک ماشین تراش است. اغلب قطعات و مجموعه های ماشین بر روی بستر قرار می گیرند. روی قسمت فوقانی بستر، سطوح راهنما و تکیه گاهی بستر بدقت ماشین کاری شده اند. این سطوح به صورت دو ریل موازی با هم ساخته می شوند. ریل V شکل برای ایجاد هم محوری دقیق مجموعه مرغک و سه نظام و همچنین هدایت دقیق حرکت ساپور تطوطی در نظر گرفته شده است.
ساپورت طولی برای کنترل و هدایت دقیق ابزار برشی نسبت به قطعه کار مورد استفاده قرار می گیرد و از قطعات مختلف ساخته شده است.
*زین یا پایه ساپورت طولی که بر روی بستر ماشن قرار گرفته و می لغزد.
*جعبه ساپورت که در آن مکانیزم محرکه طولی و عرض ساپورتها قرار دارد. حرکت ساپورتهای طولی و عرضی به دو صورت دستی و مکانیزه امکان پذیر است.
*ساپورت عرضی، که برای حرکت عرضی ابزار برشی (حرکت به طرف اپراتور یا در جهت دور شدن از او) در راستای عمود بر بستر ماشین مورد استفاده قرار می گیرد.
*ساپورت مرکب که امکان حرکت زاویه ای ابزار برشی را فراهم می آورد.
* پایه ابزارگیر که برای نصب ابزارهای برشی به کار می رود. توان مورد نیاز برای به حرکت در آوردن مکانیزم محرکه ساپورتها از طریق مکانیزم پیشروی که در قسمت پایین مجموعه سه نظام قرار دارد، تامین می گردد.
قبل از شروع کار باید این موارد را در نظر داشته باشیم:
*ماشین را تمیز کرده و روانکاری کنید. برای این کار از یک روانکار مناسب که سازنده ماشین آن را توصیه کرده، استفاده کنید.
*مطمئن شوید که تمام حفاظهای ماشین در جای خود قرار گرفته و محکم شده اند.
*اسپیندل را با دست بچرخانید تا اطمینان یابید قفل نباشد. اگر گیربکس کاهنده با اسپیندل درگیر شده باشند ممکن است نتوان با دست اسپیندل را چرخاند.
*ساپورت طولی را بر روی بستر ماشین با فلکه های دستی به حرکت در آورید در انجام این کار هیچ گونه نباید احساس شود.
*حرکت ساپورت عرضی را نیز به صورت دستی کنترل کنید. اگر لقی زیادی در گردش فلکه این ساپورت ملاحظه شد، تیغه گوه ای را تنظیم کنید تا لقی آن گرفته شود.
*تجهیزات نگهدارنده قطعه کار مناسب با کار خودتان را بر روی ماشین نصب کنید. قبل از نصب، دهانه جلویی اسپیندل را با یک برس نرم تمیز کنید. اگر دهانه اسپیندل رزوه شده است، چند قطره روغن بر روی رزوه ها بچکانید و سپس سه نظام، سفحه نظام یا دیگر تجهیزات نگهدارنده را روی آن نصب نمایید.
*مکانیزم محرکه اسپیندل را بر اساس سرعت برشی و پیشروی مورد نیاز (به عبارت بهتر دور سه نظام و سرعت پیشروی ابزار) را تنظیم نمایید.
*اگر قرار است از مجموعه مرغک نیز در تراشکاری استفاده نمائید، هم محوری آن با اسپیندل را کنترل کنید.
*ابزار برشی را بر روی پایه نگهدارنده ابزار نصب کنید. ابزار برشی را بر روی پایه حتی المصدور کوتاه ببندید تا به هنگام تراشکاری، احتمال لرزش ابزار و در نتیجه ایجاد سطح ناصاف بر روی قطعه کار، به حداقل برسد.
*قطعه کار را بر روی ماشین ببندی. در این کار دقت کنید که فاصله کافی بین قطعه کار و قسمت های مختلف ماشین وجود داشته باشد.

ابزارهای برشی و نگهدارنده ابزار
برای به کارگیری موثر از یک ماشین تراش، ماشین کار باید معلومات کافی درباره ابزارهای برشی و تیز کردن آنها برای تراشکاری مواد مختلف داشته باشد. برای براده برداری از قطعه کار باید لبه برشی ابزار در تماس با قطعه کار در حال گردش قرار داده شود. در بسیاری موارد، از ابزارهای برشی یک لبه HSS برای براده برداری استفاده می شود.
ابزارهای برشی HSS کوچک را معمولاً در یک ابزارگیر می بندند. این گونه ابزارگیرها در مدلهای صاف، راست تراش و چپ تراش ساخته می شوند. برای تشخیص یک ابزارگیر راست تراش از چپ تراش، ابزارگیر را در دست گرفته و به نوک ابزار نگاه کنید. اگر نوک ابزار به طرف راست تمایل دارد، آن را راست تراش و اگر نوک آن به طرف چپ تمایل دارد، آن را چپ تراش می نامند. در اغلب ماشین های تراش از یک پایه ابزارگیر چند طرفه گردان برای نصب ابزار برشی استفاده می گردد. این پایه، برجک یا تارت (Turret) نیز نامیده می شود. پایه های ابزارگیر معمولاً چهار طرفه هستند و می توان حداکثر چهار ابزار برشی روی آن نصب کرد. با شل کردن اهرم گردان روی پایه می توان آن را چرخاند تا لبه برشی موردنظر در موضع براده برداری قرار گیرد. سپس باید اهرم را مجدداً محکم نمود.

ابزارهای خشن تراش
وقتی در تراشکاری عمق براده برداری زیاد باشد و حجم براده زادی از قطعه کار برداشته شود، به این عمل خشن تراشی می گویند. در ابزارهای HSS خشن تراش، لبه برشی صاف است و نوک آن کمی گرد شده است. با این فرم لبه برشی می توان عمق براده زیادی را با سرعت پیشروی زیاد تراشکاری کرد. زاویه آزاد جانبی اندک در این ابزار سبب می شود که پشت لبه برشی بخوبی تقویت شده باشد.
واضح است که یک ابزار خشن و چپ تراش در جهت در جهت چپ به راست به خوبی براده برداری می کند. همچنین یک ابزار راست تراش خشن در جهت مخالف، یعنی راست به چپ باید به کار گرفته شود.

ابزارهای ظریف تراش
نوک یک ابزار ظریف تراش گردتر از نوک یک ابزار خشن تراش است. اگر لبه برشی این ابزار پس از سنگ زدن، با سنگ پرداخ کاری دستی پرداخت شود، سطح تراشکاری شده با این ابزار کاملاً صیقلی خواهد بود. برای ظریف تراشی با این ابزار باید عمق براده کم و سرعت پیشروی نیز کم باشد. همانند ابزارهای خشن تراش، این ابزار را نیز به صورت راست تراش و چپ تراش می توان آماده کرد.

پیشانی تراشی قطعه ای که بر روی گیره نظام بسته شده است
یک ابزار برشی مناسب که نوک آن گردی کمی داشته باشد. برای پیشانی تراشی استفاده می گردد. ساپورت مرکب به اندازه 30 درجه به طرف راست چرخانده شده و بدنه ابزار برشی را با زاویه ای کمتر از 90 درجه نسبت به پیشانی قطعه کار تنظیم کنید. برای پیشانی تراشی، نوک ابزار باید دقیقاً در مرکز تنظیم گردد. ابزار برشی را با حرکت دادن ساپورت طولی به موضع تراشکاری جابجا کرده و ساپورت طولی را در این موضع قفل کنید.
پیشانی تراشی را می توان در هر دو جهت انجام داد. می توان نوک ابزار را در مرکز قطعه کار قرار داده و پیشروی را به طرف بیرون هدایت کرد و یا برعکس این رایج است که ابزار را در مرکز قرار داده و پیشروی ابزار را به طرف بیرون انجام داد. اگر قطر قطعه کار بیشتر از (mm 38) 2/11 باشد، می توان از پیشروی اتوماتیک ابزار استفاده کرد.
با پیشروی ابزار پیشانی تراش از مرکز به طرف بیرون، کیفیت پرداخت سطحی خوبی به دست می آید. اگر نوک ابزار کمی بالاتر از مرکز باشد، یک زائده کروی در مرکز قطعه کار باقی خواهد ماند. اگر ئنوک ابزار کمی پایین تر تنظیم شود، زائده استوانه ای در مرکز قطعه کار باقی می ماند. اگر زائده اضافی در پیشانی تراشی به وجود آید، باید نوک ابزار را تنظیم کرده و کار را مجدداً انجام داد.

روتراشی ساده و پله تراشی
روتراشی و پله تراشی یک قطعه که درون گیره نظام بسته شده، همانند قطعه ای که بین دو مرغک مهار شده است، انجام می شود. برای جلوگیری از خم شدن قطعه کار به هنگام روتراشی، لازم است قطعات بلند را ابتدا مته مرغک زده و سپس توسط مجموعه مرغک از طرف دیگر مهار نمود.

مخروط تراشی
قسمتی از یک قطعه کار را هنگامی مخروطی می نامند که قطر آن با یک نرخ ثابت در طول قطعه کار افزایش یا کاهش یابد.

مخروط تراشی با ساپورت مرکب
با این روش می توان هم مخروط داخلی و هم مخروط خارجی تراشید. طول مخروط تراشی در این روش محدود است، زیرا کورس حرکتی ساپورت مرکب محدود است. با توجه به اینکه صفحه مدرج زیر ساپورت مرکب بر حسب درجه مدرج شده دقت مخروط تراشی در این روش در حد درجه است و بنابراین شیب موردنظر را باید به صورت درجه گرد کرد. یک جدول تبدیل زوایه به شیب در هر فوت ارائه شده است.

جدول تبدیل شیب در هر فوت به درجه
زاویه یک طرفه
زاویه کلی مخروط
شیب در هر فوت

1/16

1/8

3/16

1/4

5/16

3/8

7/16

1/2

9/16

5/8

11/16

3/4

13/16

7/8

15/16

1
جدول (4-1) با استفاده از این جدول می توان شیب در هر فوت را به درجه معادل با آن تبدیل نمود و برای تنظیم زاویه سوپرت مرکب به کار برد.

قبل از شروع مخروط تراشی باید دقت کرد که در نقشه قطعه کار، زاویه مخروط به صورت زاویه کلی مخروط و یا به صورت زاویه یک طرفه (زاویه شیب مخروط نسبت به محور مرکزی) اندازه گذاری شده است. تفاوت این دو روش اندازه گیری مشخص شده است. اگر زاویه مخروط به صورت زاویه کلی داده شده باشد باید آن را بر دو تقسیم کرد تا زاویه نسبت به خط محور به دست آید.
محور طولی تراش، زاویه 0 درجه مخروط به حساب می آید. برای مخروط تراشی باید ساپورت مرکب را به اندازه زاویه یک طرفه مخروط منحرف کرده و آن را قفل کرد. معمول است که مخروطها را از طرف قطر کوچک به طرف قطر بزرگ تراشکاری می کنند.
نوک ابزار در مخروط تراشی باید دقیقاً در مرکز قطعه کار تنظیم گردد. بدنه ابزار و فرم نوک تیز باید به گونه ای انتخاب شوند که فاصله کافی بین سطوح بدنه ابزار با قطعه کار وجود داشته باشد.
برای شروع مخروط تراشی ابتدا ابزار را توسط ساپورت طولی به موضع شروع براده برداری منتقل کرده و سپس ساپورت طولی را قفل کنید تا به هنگام براده برداری جا به جا نشود.
با توجه به اینکه حرکت ساپورت مرکب به صورت اتوماتیک امکان ندارد، برای مخروط تراشی در این روش باید با استفاده از هر دو دست، یک پیشروی یکنواخت در ابزار ایجاد کرد تا کیفیت پرداخت سطحی مطلوبی به دست آید. ترجیحاً تمام طول مخروط را باید بدون توقف تراشید. پس از پایان پاس اول باید ابزار را به نقطه شروع بازگردانده و پس از تنظیم عمق براده برداری توسط فلکه ساپورت عرضی پاس بعدی را تراشکاری کرد.
هنگام تراش مخروط توسط ساپورت مرکب، می توان قطعه کار را بین دو مرغک و یا درون گیره نظام مهار کرد. برای تراش مخروطهای داخلی باید از یک ابزار داخل تراش مناسب استفاده کرد. بعضی از مخروطهای داخلی با زاویه های استاندارد را بهتر است پس از خشن تراشی به کمک برقوهای مخروطی استاندارد ظریف تراشی و تکمیل نمود.

آماده سازی ماشین تراش برای تراشیدن رزوه 60 درجه
قطعه کار برای رزوه تراشی، مانند رو تراشی ساده روی ماشین قرار می گیرد. اگر قطعه کار بین دو مرغک مهار شود، لازم است مرغکها دقیقاً هم محور باشند. در غیر این صورت قطعه کار غیر قابل استفاده خواهد بود، همچنین هنگام رزوه تراشی، قطعه کار نباید لنگ بزند. نکته مهم دیگر این است که دنباله گیره قلبی درون شیار صفحه نظام نباید لقی داشته باشد.
معمولاً در جایی از قطعه کار که رزوه ها پایان می یابد، یک شیار فاصله انداز می تراشند یا به اصطلاح گاه گیری می کنند. قطر ته شیار گاه گیری باید به اندازه قطر کوچک رزوه ها باشد. شیار گاه گیری به دو دلیل تراشیده می شوند؛
* این شیار یک محل مطمئن برای توقف نوک ابزار در پایان هر پاس رزوه تراشی است.
* وجود این شیار سبب می شود که مهره پس از بسته شدن روی پیچ رزوه شده تا انتها بسته شده و سطح جانبی مهره به پله قطعه کار بچسبد.
در رزوه تراشی بدون گاه گیری، لازم است تشخیص موقعیت ابزار نسبت به قطعه کار و سرعت عمل تراشکار کاملاً دقیق و سریع باشد، به عبارت بهتر باید تراشکار، درست در لحظه ی اتمام هر پاس رزوه تراشی، نوک ابزار را سریعاً با چرخاندن فلکه ساپورت عرضی، به عقب بکشد.
گیربکس ماشین تراش باید براساس گام رزوه، بدرستی تنظیم شود. سپس لازم است نیم مهره ی رزوه تراشی توسط اهرم مخصوص آن بر روی جعبه ساپورت درگیر شود تا ماشین برای رزوه تراشی آماده گردد. پس از انجام این تنظیم ها، معمولاً ساپورت مرکب را 29 درجه به سمت راست (خلاف جهت گردش عقربه های ساعت) منحرف کرده و ابزار رزوه تراشی را روی آن نصب می کنند. لازم است نوک ابزار برشی در مرکز قطعه کار و بدنه ی ابزار با زاویه ی 90 درجه نسبت به محور طولی قطعه کار قرار داده شود.
این کار به کمک یک سنجه مرکز کننده انجام می شود. برای انجام این کار، سنجه را به قطعه کار تکیه داده و نوک ابزار را درون شیار سنجه قرار می دهند. در این وضعیت باید ابزار را به گونه ای تنظیم کرد که کاملاً درون شیار سنجه جای گیرد. ارتفاع ابزار را نیز می توان با استفاده از نوک مرغک تنظیم کرد تا در مرکز قطعه ی کار قرار گیرد.
معمولاً برای براده برداری راحت تر، ساپورت مرکب را با زاویه ی 29 درجه تنظیم می کنند تا بار دادن ابزار به صورت زاویه دار انجام شود. در این وضعیت، براده ها راحت تر از وضعیتی که بار دادن ابزار به صورت عمودی انجام می شود، از قطعه کار جدا می گردد. با توجه به اینکه نیم زاویه ی نوک ابزار 30 درجه است و با زاویه 20 درجه بار داده می شود، لبه سمت راست ابزار تا حدی زائده های باقیمانده بر روی قسمت راست رزوه ها را نیز برطرف کرده و این سطح را پرداخت خواهد کرد. البته این زائده ها خیلی اندک بوده و تداخلی با براده هایی که از قسمت چپ رزوه برداشته می شوند، نخواهند داشت.
پس از هر پاس رزوه تراشی لازم است ابزار برشی از قطعه کار دور شود و قبل از شروع تراش پاس بعدی مجدداً در موقعیت جدید نسبت به قطعه کار قرار گیرد. برای تنظیم راحت تر در این کار می توان از یک مکانیزم مانع قابل تنظیم استفاده کرد. در شروه رزوه تراشی، توسط فلکه ساپورت عرضی ابزار را آن قدر باید جلو برد تا با سطح قطعه کار مماس شود. در این وضعیت می توان مانع قابل تنظیم را بر روی شیارهای دم چلچه ساپورت عرضی محکم کرد و پیچ روی آن را آنقدر پیچاند تا کلگی پیچ به مانع اصابت نماید.
پس از تراشیدن پاس اول رزوه تراشی، ابزار را به کمک فلکه ساپورت عرضی عقب بیاورید تا به حد کافی از قطعه کار فاصله بگیرد. پس از انتقال ابزار به ابتدای کار، مجدداً ابزار را به جلو ببرید تا پیچ تنظیم به مانع برخورد کند. در این وضعیت با چرخاندن فلکه ساپورت مرکب به اندازه (0،12- 0،05 mm) 0،005- 0،002 به جلو، ابزار را برای تراشیدن پاس بعدی تنظیم نمایید.
فلکه مدرج رزوه تراشی، یکی از تجهیزات جانبی ماشین های تراش برای رزوه تراشی محسوب می شود و در اغلب ماشین های تراش وجود دارد.

سوراخکاری بر روی ماشین تراش
هنگامی که لازم باشد یک سوراخ بر روی یک قطعه کار توپر تراشیده شود، معمولاً با استفاده از یک گیره نظام مناسب که بر روی اسپیندل نصب می شود، قطعه کار را مهار می کنند و مته را بر روی مجموعه مرغک می بندند. سوراخکاری روی یک ماشین تراش با پیشروی مته (که حرکت چرخشی ندارد) به داخل قطعه کار در حال گردش انجام می شود. برای سوراخکاری سوراخهای با قطر ( mm12،5 ) 2/1 یا کمتر، معمولاً از یک مته دنباله استوانه ای معمولی که در یک سه نظام مته بر روی مجموعه مرغک بسته می شود، استفاده می کنند. سوراخهای با قطر بیش از (mm 12،5) 2/1 را معمولاً با استفاده از مته های دنباله مخروطی سوراخکاری می کنند.
ابتدا باید یک گیره قلبی را به انتهای دنباله مته نصب کرد و سپس باید یک میله مرغک نصب شده روی مجموعه مرغک را به داخل سوراخ انتهای مته قرار داد و همزمان نوک مته را به قطعه کار تکیه داد. البته توجه داشته باشید که قبل از شروع سوراخکاری، قطعه کار قبلاً مته مرغک خورده باشد.
بدین ترتیب لبه های برشی نوک مته بر روی قطعه کار قرار می گیرد و با قرار گرفتن دنباله خمیده ی گیره قلبی بر روی ساپورت مرکب، از چرخش مته نیز جلوگیری خواهد شد. نوک میله مرغک، مته را دقیقاً هم محور با قطعه کار نگاه می دارد و همچنین مته را به داخل قطعه کار فرو می برد (با چرخاندن فلکه پشتی مجموعه مرغک). مسلماً در این روش سوراخکاری باید کاملاً مواظب بود که مته از روی میله مرغک یا قطعه کار به بیرون نلغزد، مخصوصاً هنگامی که مته سوراخکاری را تمام کرده و از انتهای دیگر قطعه کار خارج می شود.
احتمال لغزش مته در این روش با استفاده از یک نگهدارنده مخصوص مته، برطرف خواهد شد.
انجام سوراخکاری دقیق بر روی قطعه کار، تنها با مته مرغک زدن قطعه کار امکان پذیر است. البته در بسیاری موارد، ایجاد یک سوراخ ساده نیز می تواند به جای مته مرغک زدن مورد استفاده قرار گیرد. در سوراخکاری سوراخهای با قطر بزرگتر از (mm 12،5) 2/1، حتماً لازم است قبل از سوراخکاری اصلی، یک سوراخ راهنما بر روی قطعه کار ایجاد گردد. قطر سوراخ راهنما باید مساوی یا بیشتر از قطر ناحیه مرده وسط مته باشد.
هنگام بستن قطعه کار روی گیره نظام باید در پشت قطعه کار فضای خالی کافی باشد تا نوک مته پس از خارج شدن از پشت قطعه کار به گیره نظام برخورد نکند.

روش آج زنی
اگر ابزار آج زنی بدرستی بر روی ماشین تراش تنظیم نشود، دندانه های غلتکهای آج زنی به سرعت کند خواهند شد. توصیه می شود از روش زیر استفاده شود:
1. قسمتی از قطعه کار را که قرار است آج زنی شود، علامت گذاری کنید،
2. سرعت گردش اسپیندل را آهسته و سرعت پیشروی را سریع انتخاب کنید،
3. ابزار آج زنی را بر روی پایه ابزار گیر نصب کنید و با استفاده از فلکه ساپورت عرضی آن را به جلو برانید تا بر روی قطعه کار قرار گیرد. در این وضعیت هر دو غلتک باید به طور یکنواخت روی قطعه کار تکیه داشته و سطح غلتکها موازی با محور طولی قطعه کار باشند،
4. ماشین را روشن کرده و به آرامی غلتکهای آج را بر روی سطح قطعه کار فشار دهید که نقوش آج کمی بر روی قطعه کار ظاهر شود. در صورت امکان باید پیشروی ابزار از طرف اسپیندل به طرف مرغک انجام شود. با درگیر کردن اهرم پیشروی اتوماتیک ساپورت طولی، به ابزار اجازه دهید که سرتاسر قطعه کار حرکت کند. به هنگام آج زنی از مقدار زیاد مایع برشی استفاده کنید،
5. هنگامی که ابزار آج زنی پیشروی خود را در طول قطعه کار تمام کرد، با معکوس کردن گردش اسپیندل به ابزار اجازه دهید در حالی که روی سطح قطعه کار درگیر است به نقطه شروع بازگردد. در این حالت با اعمال فشار مجدد به ابزار توسط فلکه ساپورت عرضی، عمق دندانه های آج را عمیق تر کنید،
6. پیشروی اتوماتیک ابزار در جهت طولی را تکرار کنید تا فرآجها به حد مطلوب برسد.
انواع 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 ماشینهای 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 دستگاههای 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 نمی شود 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 می باشد 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 می کند.

◄ 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 می باشد.
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 براده برداری بر حسب میلیمتر مکعب یا اینچ مکعب بر دقیقه سنجیده می شود و توسط سیستمهای کنترل عددی کنترل می شود.
الکترود این فرایند معمولا از جنس مس(در اسپارک) و مسس یا تنگستن (در وایر کات) می باشد.

یک نمونه از ماشین اسپارک
ماشین کاری با جت آب و ذرات ساینده
اگرچه سال هاست که از استفاده از تکنولوژی جت مواد ساینده و جت آب می گذرد و لیکن اخیراً این دو فرآیند در زمینه بازار ماشین ابزار جایگاه مناسبی پیدا کرده است. این موضوع مهم و قابل توجه است و تعدادی از نوآوران قدیمی با استفاده از جایگزینی و تکمیل فرآیندهای معمولی ماشین کاری خود با استفاده از این دو فرآیند (ماشین کاری با جت آب و جت مواد ساینده) سود فراوانی برده اند.
اخیراً بر طبق گزارش Frost و Sullivan که یک شرکت بازاریابی کار می کنند، اعلام نموده اند که abrasive waterjet به نحو چشمگیری رشد و گسترش قابل ملاحظه ای پیدا کرده است. رشد 1/9 درصد در فاصله سال های 2002-1997 برای بازار واترجت و جت مواد آینده پیش بینی می شود.
هم واترجت و هم لیزر قادرند فلزات و دیگر مواد را برش دهند. ولیکن دستگاه های واترجت ارزان تر از دستگاه های لیزر می باشند و عملاً دستگاه های واترجت برتر از ماشین های برش معمولی می باشند.
چرا تعداد زیادی از مردم به خرید دستگاه های واترجت روی آورده اند، زیرا: چون می توانند سریع برنامه ریزی کرده و در مدت کوتاهی پول دار شده و سود زیادی عایدشان شود. همچنین می توانند سریعاً دستگاه را تنظیم کرده و کل مجموعه تنظیمات دستگاه را تنظیم کرده و کل مجموعه تنظیمات دستگاه را چک کنند آنها از ابزار دستگاه خیلی تعریف می کنند. چونکه ابزار، هم در ماشینکاری اولیه و هم در ماشینکاری ثانویه (نهایی) یکی است و نیازی به تغییر ابزار نمی شود. سرعت ساخت قطعات بسیار بالا و خارج از تصور می باشد. این روش باعث ایجاد اثرات حرارتی روی قطعه نمی شود. آنها می توانند هزینه خرید دستگاه را در مدت کوتاهی تامین نمایند. شما قبلاً عبارات واترجت و جت مواد ساینده را شنیده اید، این مهم است که بدانید جهت مواد ساینده همان واترجت نمی باشد، اگرچه خیلی به هم شبیه هستند. تکنولوژی جت آب به حدود 20 سال پیش برمی گردد و جت مواد ساینده حدوداً 10 سال بعد به وجود آمد. اساس هر دو روش مبتنی بر افزایش فشار آب تا حد خیلی زیاد و خروج آب از یک روزنه کوچک به خارج می باشد. سیستم واترجت از یک باریکه آب استفاده می کند که از دهانه (orifice) خارج می شود و می تواند مواد نرمی از قبیل پارچه و مقوا را برش دهد و لیکن نمی تواند مواد سخت تری را برش کاری کند. آب در دهانه ورودی از 20 تا 55 هزار پوند بر اینچ مربع تحت فشار قرار می گیرد، سپس از دهانه (jewel) که قطر آن به طور نمونه 015/0-010/0 اینچ می باشد. با فشار خارج می شود و در سیستم جت مواد ساینده، مواد ساینده به جت آب افزوده شده تا بتواند مواد سخت تر را نیز برش دهد. سرعت خیلی زیاد جت آب باعث ایجاد خلاء شده و مواد ساینده را به داخل نازل مکش می کند. اغلب مردم زمانی که منظورشان جت ساینده است، به غلط اصطلاح واترجت را به کار می برند. یک مجموعه کامل نازل واترجت حدود 500 تا 1000 دلار می باشد در صورتی که نازل جت سازنده حدود 800 تا 2000 دلار هزینه در بر دارد. هزینه عملیاتی جت مواد ساینده به خاطر سایش تیوپ مخلوط کننده مواد ساینده با آب و همچنین به خاطر مصرف مواد ساینده نسبت به واترجت خیلی زیاد است.

تنها محدودیت جت آب نازل های آن می باشد و jewel دارای سوراخ بسیار ریزی بوده که آب با فشار از آن به بیرون پاشیده می شود. Jewel ممکن است ترک برداشته و یا در اثر رسوب در آن مسدود شدن دهانه یاقوتی نازل در اثر ورود مواد زائد و گرد و کثافت در دهانه ورودی آب (inlet water) می باشد و می توان براحتی و با استفاده از یک فیلتراسیون مناسب از بروز چنین مواردی جلوگیری نمود. رسوبات در اثر مواد معدنی موجود در آب نیز ممکن است پدید آید. Jewelها را می توان در مدت کوتاهی حدود 2 تا 10 دقیقه تعویض نمود. همچنین قیمت بالایی نداشته و حدود 5 تا 50 دلار می باشد، البته نازل های الماسه نیز وجود دارند ولیکن قیمت آنها حدود 200 دلار می باشد و همچنین ساخت آنها نیز مشکل تر از نازل های یاقوتی می باشد. ابعاد و شکل هندسی دهانه نازل در نحوه عملکرد آن تاثیر بسیار مهمی داشته و در مورد نازل های الماسی تامین این دقت و تلرانس کمی مشکل و هزینه بر می باشد.

محدودیت های موجود در مورد نازل های مربوط به جت مواد ساینده :
نازل های جت مواد ساینده علاوه بر طرح ساده ای که دارند گاه گاهی ایجاد مشکلاتی نیز می کنند. طرح های گوناگونی ساخته شده اند ولی همگی در بروز یکسری مشکلات مشترک هستند.
تیوپ مخلوط کننده یک قطعه و مجموعه گران قیمت بوده و به علت سایش در اثر مواد ساینده دارای عمر کوتاهی نیز می باشد. همانطوری که گفته شد، جت مواد ساینده قادر است هر چیزی را برش دهد و این توانایی بالایی فرسایش و در نتیچه آن برش مسیر عبور و تیوپ مخلوط کننده را نیز تحت تاثیر قرار می دهد و همین مسئله در افزایش قیمت نهایی قطعه تولیدی تاثیر می گذارد.
از دیگر مشکلات موجود در مورد دستگاه های جت مواد ساینده این است که تیوپ مخلوط کننده به همیشه بلکه گاه گاهی مسدود می شود. معمولاً علت این امر در اثر مواد زاید و کثیف (dirt) و همچنین دانه های مواد ساینده که از اندازه استاندارد بزرگ تر باشند نیز حاصل می شود.

◄ مزایای ماشین کاری با جت مواد ساینده :
برنامه ریزی و تنظیم فوق العاده سریع
در این فرآیند نیازی به تغییر ابزار جهت کارهای مختلف نمی باشد، برعکس دیگر دستگاه های ماشین کاری که حتی برای تعویض ابزار نیر باید برای دستگاه برنامه ریزی کرد. تنها برنامه ریزی لازم برای انجام عملیات ارائه نقشه قطعه به دستگاه می باشد و اگر مشتری نقشه قطعه کار را روی یک دیسکت به شما تحویل دهد، نصف کار انجام شده است و این به این معنی است که شما در تولیدات کم و حتی تک سازی هم می توانید سود قابل توجهی ببرید.
برای اغلب کارها نیاز به فیکسچر خیلی کمی نیاز است
برای مواد تخت می توان پس از قرار دادن آنها روی میزکار با قراردادن دو وزنه 10 پوندی روی آن قطعه کار را فیکس نمود و برای قطعات کوچک می تواند با استفاده از رویندهای کوچک، کار را محکم نمود.
امکان ماشین کاری تقریباً هر قطعه (شکل) دو بعدی و برخی از قطعات (اشکال) سه بعدی
امکان ماشین کاری شعاع ها و گوشه های داخلی با شعاع کم، امکان ساخت فلانج کاربراتور با سوراخ ها و همه چیزهای لازم آن. برخی از دستگاه های فوق العاده پیشرفته قادر به ماشین کاری سه بعدی می باشند. ماشین کاری سه بعدی نیازمند و مستلزم دقت زیادی می باشد. به همین دلیل ماشین کاری سه بعدی صرفاً جهت کاربردهای خاص به کار می رود.
به هر حال ماشین کاری جت مواد ساینده دارای توانمندی فوق العاده در تولید اشکال دو بعدی است و لیکن در مورد اشکال سه بعدی دارای محدودیت هایی می باشد.
اعمال نیروی جانبی بسیار کم به قطعه حین ماشین کاری
بدین معنی که شما می توانید با اطمینان قطعاتی که ضخامت دیواره آنها به کوچکی 0025/0 اینچ باشد را به راحتی و بدون ترکیدگی و یا حتی لب پریدگی، ماشین کاری کنید. همچنین پایین بودن زیاد میزان نیروی جانبی برش این امکان را فراهم می کند تا بتوان اشکال لانه زنبوری و تو در تو تولید نموده و با این کار را از متریال حداکثر استفاده را کرد.
اغلب هیچ گونه گرمایی روی قطعه کار ایجاد نمی شود.شما می توانید قطعه کار را ماشین کاری کنید. بدون ایجاد افزایش دما و سخت شدن قطعه کار و بدون تولید دودهای سمی، بدون ایجاد پیچیدگی در قطعه کار، و بدون تولید دودهای سمی، و بدون ایجاد پیچیدگی در قطعه کار.
شما می توانید قطعاتی را که قبلاً سخت کاری شده اند و عملیات حرارتی بر روی آنها انجام شده است را به راحتی ماشین کاری کنید. در ایجاد سوراخ بر روی فولاد به ضخامت 2 اینچ حداکثر دمای قطعه کار به 120 درجه فارنهایت می رسد و لیکن ماشین کاری بر روی دیگر قطعات در دمای اتاق انجام می شود.
نیازی به ایجاد سوراخ اولیه نمی شود:
بر خلاف ماشین کاری با وایرکات که نیاز به ایجاد سوراخ اولیه می باشد در این روش نیازی به ایجاد سوراخ اولیه نمی باشد.
موضوع ضخامت قطعه کار :
محدودیت مشخصی برای ضخامت معلوم نمی باشد و لیکن سرعت برش تابعی از ضخامت قطعه کار می باشد.
عدم آسیب رسانی به محیط :
شما می توانید از مواد ساییده شده قرمز رنگ که از garnet بجای مانده است جهت تزئین باغچه استفاده کنید حتی اگر شما می خواهید قطعات زیادی از جنس مواد خطرناک از قبیل سرب و … را ماشین کاری کنید، این مهم است که مقدار خیلی کمی از ماده برداشته می شود. این خود در حفاظت محیط زیست موثر است.
باقی مانده مواد خام نیز قابل استفاده است
هنگام ماشین کاری قطعات گران قیمت از قبیل تییانیوم، باقی مانده ماده خام نیز ارزشمند است زیر عرض برش این فرآیند کوچک بوده و پس از تولید قطعه اصلی، می توان از مواد باقی مانده مجدداً قطعات دیگری تولید نمود.
تنها و تنها فقط به یک ابزار نیاز است
در این روش نیازی به تغییر ابزار نمی باشد و حتی نیازی به برنامه ریزی جهت تغییر ابزار نمی باشد. برنامه ریزی و تنظیم دستگاه و تمیز کردن نیز زمان زیادی نمی برد، از این رو در این روش سرعت تولید و بهره وری خیلی زیاد است.

افسانه ها و موهومات معمول در مورد جت مواد ساینده :

اوه! شما می توانید فولاد به ضخامت 6 اینچ را با آب ببرید!؟
خیر! اگر شما مشاهده می کنید که یک قطعه فولادی به ضخامت 6 اینچ در حال برش کاری است، بدانید که این واترجت نیست بلکه جت مواد ساینده است که این کار را انجام می دهد. وظیفه آب در اینجا فقط اعمال شتاب فوق العاده زیاد بر مواد ساینده است. و این مواد ساینده است که فولاد را می برد، نه آب!
◄ عمر نازل برش کاری :
به اشتباه خیال می شود که عمر نازل خیلی مهم و حساس است و این در حالی است که عمر قسمت نازل دستگاه اهمیت آن چنانی ندارد و آنچه که مهم است عمر تیوپ مخلوط کننده مواد ساینده با آب است.
Orifice یا jewelها ارزان هستند و اصلاً قابل قیاس با تیوپ اختلاط نمی باشد. Jewelها (قسمت نازل یا دهانه خروجی آب است که از جنس لعل یا یاقوت می باشد) تقریباً ارزان و حدود 15 تا 50 دلار می باشند و این در حالی است که قیمت تیوپ مخلوط کننده 100 تا 200 دلار می باشد. Jewelها نوعاً در اثر رسوبات معدنی موجود در آب آسیب می بینند که البته این رسوبات قابل برداشت می باشند. Jewel از جنس یاقوت قرمز و آبی تقریباً یکسان هستند و تفاوتشان فقط در رنگشان است. علت رنگ قرمز rubyها به علت درصد بالای کرم موجود در آنها بوده و در مقابل sapphireها علت رنگ آبی، درصد بالای آهن موجود در آنها است ولیکن هر دو سنگ یاقوت معدنی می باشند. اما اگر هنوز عمر مفید نازل برای شما خیلی مهم است می توانید بجای نازل از جنس یاقوت قرمز یا آبی، از نازل الماسه استفاده کنید ولی بهتر است فعلاً از یک سامانه مناسب فیلتراسیون آب استفاده کنید.
مدت کارکرد مفید تیوب مخلوط کننده چقدر است؟
برای روشن شدن موضوع بدانید استفاده از یک تیوب مخلوط کننده کهنه و آسیب دیده در اثر کارکرد مانند بکارگیری یک تیغچه الماسه کند شده می باشد. این مشکل است که بگوییم چه وقت یک تیوب کاملاً آسیب دیده و قابل کاربرد نمی باشد. اما این مهم است که ساییدگی در تیوب باعث کاهش کارآیی ماشین کاری می گردد. برای کارهای دقیق بهتر است از یک تیوب جدید استفاده نمود.
عمر مفید تیوب به پارامترهای زیادی بستگی دارد، به عنوان مثال نوعاً از 20 تا 100 ساعت می تواند عمر مفید متوسط فرض شود. البته با توجه به شرایط ممکن است از این زمان سریع تر یا کندتر نیز سایش اتفاق بیفتد که البته باز به شرایط کاری بستگی دارد.
◄ پس هزینه اصلی عملیاتی چه چیزی است؟
وقتی هزینه هایی از قبیل تیوب اختلاط و دهنه های نازل که قطعات گران قیمت و فرسایشی هستند را مورد توجه قرار می دهید بایستی هزینه کل عمیات را نیز در نظر گرفته و آن را با سودمندی و قدرت تولید دستگاه مقایسه کنید وقتی شما چنین مقایسه ای را انجام دهید خواهید دید که دستگاه جت مواد ساینده شاید سودآورترین دستگاه در کارگاه شما باشد.
توجه داشته باشید که قیمت ساعت کار دستگاه بین 20 تا 35 دلار متغیر است. البته کارگاه هایی نیز مشاهده شده اند که به علت انجام کارهای فوق العاده دقیق، ساعت کار دستگاهشان بین 500 تا 2000 دلار می باشد. البته کمی غیر عادی نیز می باشد و همچنین گاهگاهی کارگاه هایی نیز دیده می شوند که کارهایی انجام می دهند که انجام آنها با سایر روش ها یا تقریباً غیر ممکن و یا با استفاده از روش هایی که بتواند جایگزین جت مواد ساینده شود، خیلی گران می شود.

◄ تلرانس ها و دقت های قابل دستیابی :
جهت تولید قطعات دقیق نیاز به دستگاه دقیق نیز می باشد. البته پارامترهای دیگری نیز وجود دارند که مهم و قابل توجه می باشند. یک میزکار دقیق در دقت کار تاثیر دارد. فاکتور اصلی در دقت و تلرانس، نرم افزار دستگاه است نه سخت افزار آن! تلرانس قابل دستیابی به مقدار زیادی به مهارت استفاده کننده بستگی دارد. اخیراً پیشرفت های مهمی در خصوص کنترل فرآیند جهت دستیابی به تلرانس های بالاتر صورت گرفته است. دستگاه 10 سال پیش دارای تلرانس کاری بین 060/0 تا 10/0 اینچ بوده است و لیکن امروزه دستگاه هایی تولید شده اند که قادرند قطعاتی با تلرانس 002/0 اینچ تولید کنند.
جنس قطعه کار
مواد سخت تر نوعاً پس از برشکاری کمتر taper شده اند و این مسئله در تعیین میزان تلرانس قابل دستیابی، قابل توجه است.
ضخامت قطعه کار
هنگامی که ضخامت قطعه کار افزایش می یابد، کنترل رفتار خروجی جت ساینده در محلی که از قطعه کار خارج می شود، مشکل می گردد و هر چه ضخامت قطعه کار افزایش یابد، میزان شیب دار شدن و احتمال لب پریدگی افزایش می یابد.

دقت میزکار
واضح است است دقت بالاتر وقتی حاصل می شود که حرکت میز دقیق تر و قابل کنترل تر باشد.
استحکام و پایداری میزکار:
ارتعاشات بین سیستم حرکتی و قطعه کار و ضعف در کنترل سرعت و تغییر ناگهانی در وضعیت دستگاه می تواند باعث بروز عیب در قطعه کار گردیده که اغلب witness marks نامیده می شود. شکل زیر قطعات تولید شده توسط این روش را نشان میدهد.

◄ کنترل جت مواد ساینده
چون اساساً ابزار برشی یک جریانی از آب پر فشار همراه با مواد ساینده است . هنگام خروج از قطعه کار حالت اریبی شکل بوجود می آید، لذا جهت حصول تلرانس و دقت لازم بایستی این عقب افتادگی با کنترل مناسب جبران گردد.
این مسلئه عقب افتادگی (lag) می تواند در موارد ذیل بروز اشکال نماید :
الف- در اطراف منحنی ها
هنگامی که جت می خواهد از یک مسیر منحنی شکل عبور نماید، lag باعث شیب دار شدن می گردد، بنابراین برای جلوگیری از این امر بایستی سرعت حرکت خطی مسیر برش را پایین آورد و اجازه داد که قسمت انتهایی جت و قسمت ابتدایی آن که این دو مابین محل ورود جت و محل خروج آن از قطعه کار قرار دارد در یک راستا قرار گرفته و از شیب دار شدن آن جلوگیری گردد.
ب- گوشه های داخلی
هنگامی که جت وارد یک گوشه داخلی از مسیر برش می گردد بایستی سرعت پیشروی را پایین آورد تا عقب افتادگی قسمت انتهایی جت جبران شده و مسیر برش صاف و بدون شیب دار شدن تولید شود در غیر این صورت احتمال افزایش شعاع گوشه وجود خواهد داشت. همچنین پس از اتمام ماشینکاری گوشه ها و رسیدن به خط مستقیم نبایستی سرعت پیشروی یکمرتبه افزایش یابد زیرا این عمل باعث پس زدن ناگهانی جت و آسیب دیدگی قطعه کار می گردد.
ج- میزان پیشروی
هنگامی که سرعت پیشروی کاهش داده می شود، عرض مسیر برش قه مقدار اندکی افزایش می یابد.
د- شتاب
هر گونه حرکت ناگهانی از قبیل تغییر در میزان پیشروی به طور ناگهانی باعث آسیب دیدگی قطعه کار می گردد. لذا بایستی برای کارهای فوق العاده دقیق، شتاب به خوبی کنترل گردد.
هـ- فاصله نازل تا قطعه کار
برخی از نازل ها نسبت به برخی دیگر باعث شیب دار شدن بیشتری در مسیر برش می گدرد. نازل های بلندتر معمولاً شیب کمتری ایجاد می نمایند، کاهش فاصله نازل تا سطح قطعه کار باعث کمتر شدن شیب می گردد.
و- عرض برش
عرض برش که همان قطر یا عرض پرتو جت می باشد، مشخص می کند که تا چه حد شما می توانید گوشه هایی تیز و با حداقل شعاع گوشه تولید نمایید. تقریباً کوچکترین قطر پرتو جت تولید عرض برشی به پهنای 030/0 اینچ می نماید. دستگاه هایی با قدرت عملیاتی بالاتر نیازمند نازل های بزرگتری می باشد زیرا حجم آب و مواد ساینده نیز بیشتر خواهد بود.
ز- ثبات فشار پمپ
تغییرات در فشار پمپ واترجت می تواند باعث ایجاد اثراتی بر روی قطعه نهایی گردد. بنابراین لازم است که در حین انجام عملیات طوری برنامه ریزی گردد که تغییرات فشار پمپ به حداقل رسیده تا از ایجاد اثرات نامطلوب بر قطعه کار جلوگیری شود و این موضوع بخصوص در مواردی که تلرانس مورد نظر در حدود 005/0 اینچ باشد، رعایت این مسئله الزامی است پمپ های قدیمی تر اغلب بیشتر باعث بروز چنین مشکلاتی می شدند ولیکن پمپ هایی که با استفاده از سیستم میل لنگ کار می کنند باعث توزیع فشار یکنواخت تر و منظم تر می گردند.
ح- تجربه اپراتور
با توجه به فاکتورهای ذکر شده سیستم جت مواد ساینده قادر است قطعات را با تلرانسی از 020/0 اینچ تا 001/0 اینچ تولید نماید. امتیاز و برتری یک دستگاه جت مواد ساینده نسب به نوع مشابه خود، در سهولت دستیابی به تلرانس های مذکور می باشد در صورتی که نازل بتواند در هر موقعیت لازم نسبت به محورهای x و y با تلرانس 01/0 اینچ قرار گیرد، بنابراین شما می توانید قطعه ای با ضخامت 5/0 اینچ را با تلرانس 002/0 اینچ تولید نمایید. علاوه بر مطالب فوق، تجربه اپراتور نیز حائز اهمیت می باشد.

ماشینکاری فرا صوتی
ماشینکاری آلتراسونیک (USM ) یکی از فرایندهای غیرسنتی ماشینکاری مکانیکی میباشد این فرایند به منظورماشینکاری مواد سخت ویا شکننده(رسانا و غیر رسانا) که سختی آنها معمولا"بیش از RC 40 است بکار گرفته میشود.این روش ماشینکاری از یک ابزار به شکل معین و حرکت مکانیکی با بسامدبالاو یک دوغاب ساینده استفاده میکند .درUSM برداشت مواد توسط دانه های سایندهای صورت می گیردکه به وسیله یک ابزاردر حال ارتعاش (به صورت عمود بر سطح قطعه کار) به حرکت واداشته شده اند.

در USM از اصل تغییر طول مغناطیسی استفاده می شود .هنگامی که یک جسم فرومغناطیس در یک میدان مغناطیسی متغیر پیوسته قرار داده شد طول آن تغییر می کند.
وسیله ای که صورت های دیگرانرﮋی را به امواج مافوق صوت تبدیل می کند مبدل فراصوتی می نامند. مبدل در USM سیگنال الکتریکی با بسامد بالا را به حرکت مکانیکی خطی(یا ارتعاش) با بسامد بالا تبدیل می کند این ارتعاشات بابسامد بالا از طریق ابزارگیر به ابزار منتقل می شود .برای دست یابی به نرخ برداشت ماده(MRR) بهینه ابزارو ابزار گیربه گونه ای طراحی می شوند تا بتوان به حالت تشدید دست یافت .تشدید (یا بیشترین دامنه ارتعاش )زمانی صورت می گیرد که بسامد ارتعاش با بسامد طبیعی ابزار و ابزارگیر یکی شود.

شکل ابزاربه صورت معکوس حفره مورد نظر ساخته می شود.ابزار در موقعیتی بسیار نزدیک به قطعه قرار گرفته و فاصله میان ابزار مرتعش و سطح قطعه کار توسط دوغاب متشکل از ذرات ساینده بسیار ریزمعلق در یک ماده واسطه (معمولا"آب) تشکیل می شود .وقتی ابزار درحرکت رو به پایین خود مرتعش می شود به ذرات ساینده ضربه وارد می کند .این ضربه دانه ها را در فاصله میان ابزارو قطعه کار به پیش می برد.این ذرات مقداری انرﮋی جنبشی به دست آورده و با نیرویی بیشتر از نیروی وزن خود بر سطح قطه کار ضربه می زند .این نیرو برای برداشت ماده از سطح قطعه کاری ترد کافی است و باعث ایجادیک حفره بر روی آن می شود . هر حرکت رو به پایین ابزار ذرات زیادی را شتاب می دهد و باعث تشکیل هزاران براده کوچک در هر ثانیه می شود.به نظرمیرسد در صد بسایر کمی (در حدود 5%) از ماده نیز توسط پدیده ای به نام فرسایش حفره ای برداشته می شود .برای ثابت باقی ماندن فاصله بسیار کم بین ابزار و قطعه کار معمولا"ابزار به سمت قطعه کار پیشروی می کند.

اگرچه مقدار MRR به دست آمده در USM کم است اماین فرایند قادربه ماشینکاری حفره های پیچیده در مواد ترد و یا سخت در یک مرحله است. به دلیل عدم وجود تماس مستقیم میان ابزار و قطعه کار USM فرایند مناسبی برای م مواد نازک و شکننده است .همچنین با این روش ماده ترد را بسیار راحت تر از مواد نرم می توان ماشینکاری نمود. به دلیل عدم وجود ولتاﮋ بالا مواد شیمیایی ونیروهای مکانیکی و حرارت در این فرایند آن را به عنوان روشی بسیار ایمن و بی خطر در نظر می گیرند.

◄ سیستم ماشینکاری فراصوتی:
دستگاههایUSM موجودتوانیبین 40W تا 2/4Kw دارند و از قسمت هایی مانند سیستم تغذیه مبدل انرﮋی ابزار گیر ابزار و ساینده ها تشکیل شده اند .
یک ﮋنراتور موج سینوسی با توان یالا توان الکتریکی با بسامد پایین (60Hz) را به توان الکتریکی با بسامدبالا (~20KHz )تبدیل می کند .این سیگنال الکتریکی با بسامد بالا به یک مولد انرﮋی فرستاده می شود که این مبدل سیگنال را به ارتعاشی با دامنه کم و بسامد بالاتبدیل می کند .بطور کلی مبدل انرﮋی الکتریکی را به ارتعاش مکانیکی تبدیل می کند.دو نوع مبدل در USM مورد استفاده قرار می گیرد:نوع پیزوالکتریکی ویا نوع تغییر طول در اثر میدان مغناطیسی.بلورها ی پیزو الکتریک (مانند کوارتز)به هنگام فشرده شدن جریان الکتریکی کمی تولید می کنند .همچنین زمانی که از یک بلور جریان الکتریکی گذرانده شود بلور منبسط شده و با برداشتن جریان بلور به اندازه اصلی خود بازمی گردد.این اثر باعنوان اثر پیزو الکتریک شناخته می شود این مبدل ها دارای توانی با ظرفیت 900W میباشد.
طول مبدل تغییر طول در اثرمیدان مغناطیسی نیز به هنگام قرار گرفتن در معرض یک میدان مغناطیسی قوی تغییر می کند . این مبدل ها از ورقه های نیکل ویا آلیاﮋهای آن ساخته شده اند . راندمان تبدیل این مبدل ها(35%-20%) بسیار کمتر از راندمان تبدیل مبدل های پیزو الکتریک تا (95%) است.بنابراین خنک کردن آنها برای از بین بردن حرارت تلف شده ضروری است . ایننوع مبدل ها توانی با ظرفیت تا2/4KW دارند .بیشترین تغییر طول (یادامنه ارتعاش)قابل حصول با این مبدل ها نیز25µm میباشد.
ابزارگیر ابزار را نگه می داردو به مبدل متصل میکند .ابزار گیر در واقع انرﮋی را منتقل کرده و در بعضی موارد دامنه ارتعاش را نیز تقویت می کند .بنابراین جنس ابزار باید خواص صوتی خوب و مقاومت به ترک خستگی بالایی داشته باشد .برای جلوگیری از جوشکاری فراصوتی بین مبدل و ابزارگیر باید اقدامات لازم انجام گیرد به عنوان مثال میتوان آنهارا توسط پیچها با انطباق آزادبه یکدیگر متصل نمود.
مواد استفاده شده برای ابزارگیر معمولا"از جنس مونل تیتانیوم و فولاد های زنگ نزن می باشد. از مونل به دلیل دارا بودن خواص لحیم کاری و صوتی خوب معمولا"برای کاربردهای با دامنه کم استفاده می شود در کاربرد های با دامنه زیاد جنس ابزارگیر باید استحکام خستگی خوبی داشته باشد . علاوه بر این ابزارگیر ممکن است بصورت تقویت کننده و یا غیر تقویت کننده باشد .ابزارگیرهای غیر تقویت کننده دارای سطح مقطح گرد هستند ودامنه یکسانی را در دو انتهای ورودی و خروجی می دهند. ابزار گیرهای تقویت کننده حرکت ابزار راتا حدود6 برابر افزایش دادهکه این مقدارافزایش با اعمال کشش و رها کردن ابزارگیر به دست می اید . این نوع ابزارگیرنرخ برداشت مادهای (MRR )در حدود10 برابر بیشتر از ابزارگیر غیر تقویت کننده ایجاد می کند. ابزارگیرهای تقویت کننده گرانتر بوده نیاز به هزینه عملیاتی بیشتری داشته و نیز کیفیت سطح نامطلوب تری را ایجاد می کند.

ابزار ها معمولا"از مواد نسبتا"شکل پذیر (مانند برنج- فولاد زنگ نزن- فولاد نرم و… ) ساخته می شود.بطوریکه نرخ سایش ابزار(TWR )را بتوان به حداقل رساند.نسبت TWR بهMRR بستگی به نوع ساینده جنس قطعه کار و جنس ابزار دارد . پرداخت سطح ابزار نیز مهم است . چون پرداخت سطح ابزار دست آمده روی قطعه کار اثر می گذارد.ابزار و ابزارگیر نباید دارای زدگی ها ی ماشینکاری و خراشیدگی باشند. تا در برابر شکست زود هنگام در اثر خستگی مصون بمانند. به منظور احتساب اضافه برش ابزارها باید متناسب طراحی شوند.لحیم نقره ی ابزار به ابزارگیر مشکل خستگی که در اتصال پیچی وجوددارد را کاهش می دهد .
معیار های انتخاب دانه ها ی ساینده در USM باید سختی – اندازه ی ذرات- عمر مفیدو هزینه باشند. ذرات متداول مورد استفاده به ترتیب افزایش سختی عبارتند از :اکسید آلومینیوم- کاربید سیلیسیم – کاربیدبر- برای داشتن عمر مفید زیاد سختی ذرات باید بیشتر از سختی قطعه کار باشد . MRR وپرداخت سطح به دست آمده در USM نیز تابع اندازه ذرات هستند.دانه های درشت تر باعث MRR بالاتر وپرداخت سطح نامطلوب تر می شود .در حالیکه عکس آن با دانه های ریز تر صادق است. اندازه ی سرند یاالک برای دانه هایی که معمولا"بکارمیروند از 240 تا 800 است .دو غاب ساینده شامل آب و ساینده ها به نسبت وزنی یک به یک است. با این وجود این نسبت می تواند بر حسب نوع عملیات تغییرکندبه عنوان مثال مخلوط های رقیق تر (یا با غلظت کمتر) برای مته کاری سوراخ های عمیق و یا ماشینکاری حفره های پیچیده به کار می روند تا جریان دو غاب ذخیره شده در مخزن به فاصله تشکیل شده توسط ابزار و قطعه کار پمپاﮋ می شود.در صورت بکار گیری دستگاههای پر قدرت ممکن است یک سیستم خنک کننده برای از بین بردن حرارت دو غاب ساینده لازم باشد.
◄ قابلیت های فرایند:
USM زمانی به طور رضایت بخش کار می کند که سختی قطعه کار بیشتر از HRC 40 (سختی در مقیاس راکول C )باشد .در صورتیکه سختی قطعه کار بیش از HRC 60 باشد این فرایند بسیار خوب کار می کند.این روش موادی(کاربید ها – سرامیک ها – تنگستن – شیشه )را که با روشهای سنتی نمی توان ماشینکاری کرد به راحتی ماشینکاری می نماید.
تلرانس های به دست آمده باین فرایند در گستره 7µm و 25µm می باشند. باین روش حتی سوراخهایی به کوچکی 76µm هم مته کاری شده اند. سوراخهایی با عمق تا 51mm به سهولت ایجاد شداند .در حالیکه سوراخهایی با عمق 152mm نیز با بکار بردن روش شستشوی مخصوص مته کاری شده اند .نسبت ابعاد به دست آمده 40:1 میباشد.
در فرایندUSM نرخ خطی برداشت ماده MRR 1 ( که با عنوان نرخ نفوذ نیز شناخته می شوند) از 0/025mm/min تا 25mm/min است و به پارامتر های مختلف بستگی دارد. پرداخت سطح در این فرایند از 0/25µm تا0/75µm تغییر می کند و بیشتر تحت تاثیر اندازه ی ذرات ساینده قرار می گیرد.USM باعث پدید آمدن بافت سطحی بدون جهت در مقایسه با فرایند سنگ زنی سنتی می شود.
دقت سطح ماشینکاری شده توسط اندازه ذرات ساینده – سایش ابزار – ارتعاش عرضی و عمق ماشینکاری شده تعیین می شود .اضافه برش (لقی بین ابزار و قطعه کار )معمولا"به عنوان معیاری از دقت بکار میرود. اضافه برش شعاعی ممکن است بسیار کم و در حدود 1/5 تا 4 برابر اندازه ی متوسط ذره ساینده باشد. اضافه برش همچنین به پارامتر های دیگری نظیر جنس قطعه کار و روش تغذیه ابزاربستگی دارد. اضافه برش در طول عمق ماشینکاری شده یکسان نیست و باعث مخروطی شدن حفره ی ماشینکاری شده می گردد.راههای مختلفی به منظور کاهش میزان مخروطی شدن پیشنهاد شده است که از آن جمله به کار بردن بار استاتیکی بیشتر تزریق مستقیم دو غاب به درون منطقه ماشینکاری و استفاده از یک ابزار با زاویه ی مخروطی منفی را می توان نام برد.
عدم گردی ملاک دیگری است که برای سنجش دقت در مته کاری سوراخهای استوانه ای بکار می رود .تنظیم غیر دقیق ابزار در فرایند USM دلیل اصلی ارتعاش جانبی است که منجر به عدم گردی در حفره می شود عدم گردی به جنس قطعه کار نیز بستگی دارد.

◄ کاربرد ها:
مهمترین کاربرد موفقیت آمیز USMدر ماشینکاری حفره ها درسرامیک ها ی غیر هادی الکتریسیته می باشد . این فرایند در مورداجزا تردو شکننده که میزان دور ریز نسبتا"بالایی(با روش های دیگر دارند) کاملا"موفق است .جهت افزایش بهره وری از این فرایندبرای مته کاری چند سوراخ بطور همزمان استفاده می شود. به عنوان مثال 930 سوراخ که شعاع هر یک 0/32mm است.برای این منظور از سوزنهای تزرق زیر پوستی به عنوان ابزار استفاده شده است. USM همچنین برای ساخت چند مرحله ای پرده های توربین از جنس نیترید سیلیس به خدمت گرفته شده است.

ماشین کاری سریع
عبارت ماشین کاری سریع (HSM)، عموماً به فرزکاری انگشتی با سرعت دورانی بالا و پیشروی سریع بر می گردد؛ به عنوان نمونه، پاکت تراشی در بدنه آلومینیومی هواپیماهابا نرخ براده برداری بالا. در طی 60 سال گذشته، ماشین کاری سریع در مورد گستره وسیعی از تولید قطعات فلزی و غیر فلزی با وضعیت سطحی خاص در ماشین کاری مواد با سختی 50 HRC و بالاتر اعمال گردیده است.
برای بیشتر قطعات فولادی که تا حدود 32-42 HRC سخت شده اند، گزینه های ماشین کاری عبارتند از:
۱. ماشین کاری خشن و نیمه پرداختی در شرایطی که هنوز سخت نشده اند (آنیل(
۲. عملیات حرارتی برای دست یابی به سختی نهایی (در حدود 63 HRC )
۳. ماشین کاری الکترودها و اسپارک قطعات خاص قالبها )خصوصاً گوشه ها با شعاعهای کوچک و حفره های عمیق با دسترسی محدود برای ابزارهای برشی)
پرداخت و فوق پرداخت سطوح استوانه ای، تخت و حفره ها توسط کاربید سمانته مناسب، Cermet )نوعی آلیاژ سرامیک و فلز)، کاربید سرامیک مخلوط شده یا نیترید بورون مکعبی چند کریستالی (PCBN).
در مورد خیلی از قطعات و اجزاء، فرایند تولید شامل آمیزه ای از این گزینه ها بوده و در مورد قالبها باید پرداخت کاری دستی -که زمان بر است- را نیز اضافه نمود. در نتیجه، هزینه های تولید بالا رفته و زمان تدارک (Lead time) بیش از اندازه طولانی خواهد شد.
یکی از اهداف و مقاصد صنایع قالب سازی این بوده و هست که نیاز به پولیش زدن دستی را کاهش داده و یا حذف نمایند و متعاقباً کیفیت را بهبود بخشیده و هزینه های تولید و زمان تدارک را کاهش دهند.
◄ فاکتورهای اقتصادی و فنی اصلی برای پیشرفت ماشین کاری سریع :
بقا – همیشه افزایش رقابت در بازارهای فروش کالا با تهیه استانداردهای جدید همراه است. نیاز به بهره وری در زمان و هزینه روز به روز بیشتر و بیشتر می شود. این موضوع سبب می شود تا پروسه ها و فناوریهای تولیدی نوینی شکل بگیرد. ماشین کاری سریع، امید بخش و ارائه دهنده راه حلهای جدید است… .
مواد – پیشرفت مواد جدیدی که ماشین کاری آنها مشکل است، بر نیاز به یافتن راه حلهای جدید ماشین کاری تاکید می نماید. صنایع فضایی، آلیاژهای فولادی ضد زنگ و مقاوم به حرارت مخصوص به خود را داراست. صنایع اتومبیل سازی، کامپوزیتهای دو فلزی، آهن فریتی و حجم رو به رشد آلومینیوم را داراست. صنعت قالبسازی اساساً با مشکل ماشین کاری فولادهای ابزاری سخت شده از مرحله خشن کاری تا پرداخت کاری روبه روست.
کیفیت – نیاز به قطعات و اجزاء محصولاتی با کیفیت بالاتر، نتیجه رقابتهای رو به افزایش است. چنانچه ماشین کاری سریع درست به کار گرفته شود، راه حلهای زیادی در این زمینه ارائه می دهد. یک نمونه جایگزین کردن پرداخت کاری دستی با ماشین کاری سریع است که خصوصاً در قالبها و یا قطعات با هندسه سه بعدی پیچیده از اهمیت بالایی برخوردار است.
فرایندها – نیاز به زمان بازده کوتاهتر از طریق کاهش تعداد باز و بست کردنها و روشهای ساده تر، در خیلی از موارد می تواند توسط ماشین کاری سریع برآورده شود. یک هدف نوعی در صنعت قالب سازی این است که ابزارهای سخت شده کوچک در یک set-up ماشین کاری شوند. فرایندهای پر هزینه و زمان بر EDM را نیز می توان توسط ماشین کاری سریع کاهش داده و یا حذف نمود.
طراحی و پیشرفت – امروزه یکی از ابزارهای اصلی برای رقابت، فروش محصولات تازه و نوظهور می باشد. در حال حاضر عمر متوسط قطعات خودروها در حدود 4 سال، قطعات کامپیوترها و خدمات جانبی آن 1.5 سال، و عمر گوشیهای تلفن، 3 ماه و … است. یکی از شرایط لازم برای چنین پیشرفت در تغییر سریع طرحها و محصولات و کاهش زمان عرضه آنها استفاده از تکنیکهای ماشین کاری سریع است.
محصولات پیچیده – استفاده از سطوح چند کاره (multi-functional surfaces) بر روی قطعات در حال افزایش هستند، همچون طرحهای جدید پره های توربین که قابلیت ها و تواناییهای جدید و بهینه ای بدست می دهد. طرحهای قبلی اجازه می دانند که پره ها را توسط دست یا با روبات پولیش زنی نمود، اما پره های جدیدی که بسیار پیچیده تر شده اند، می بایستی از طریق ماشین کاری و ترجیحاً ماشین کاری سریع، پرداخت شوند. در این مورد نمونه های خیلی بیشتری از قطعات با دیواره نازک که می بایستی ماشین کاری شوند، موجود است. (تجهیزات پزشکی، الکترونیک، محصولات دفاعی و اجزاء کامپیوترها)
◄ اولین تعریف از ماشین کاری سریع:
در تئوری Salomon، ماشین کاری با سرعت برشی بالا… فرض می شود که در سرعتهای برشی خاص (5 تا 10 مرتبه بزرگتر نسبت به ماشین کاری معمولی)، دمای براده برداری در لبه برشی شروع به کاهش می نماید….
در نتیجه … به نظر می رسد که شانسی برای بهبود تولید در ماشین کاری با ابزارهای معمولی در سرعتهای برشی بالا بدست دهد… .
تحقیقات نوین، متاسفانه نتوانسته است این تئوری را به طور امل تایید نماید. کاهش نسبی دما در لبه برنده برای مواد مختلف، در سرعتهای برشی خاص رخ می دهد. این کاهش دما برای فولاد و چدن کوچک بوده و برای آلومینیوم و دیگر فلزات غیر فرو بزرگتر می باشد.
به عنوان یک تعریف منطقی از ماشین کاری سریع می توان گفت: ماشین کاری در سرعتهای به طور مشخص بالاتر نسبت به سرعتهای معمول مورد استفاده در کارگاهها. این سرعت به عوامل زیر بستگی دارد:
1. ماده ای که می بایستی ماشین کاری شود – به عنوان مثال: آلیاژهای آلومینیوم، سوپر آلیاژهای نیکل، فولادها، آلیاژهای تیتانیوم، چدن یا کامپوزیتها
2. نوع فرایند ماشین کاری – برای مثال: تراشکاری، فرزکاری یا سوراخکاری
3. ماشین ابزار مورد استفاده – برای مثال: قابلیت های توانی، سرعت، پیشروی ماشین؛ دیگر مشخصات ماشین ابزار همچون پایداری استاتیکی و دینامیکی
4. ابزار برشی مورد استفاده – به عنوان نمونه: فولاد تند بر، ابزار کاربیدی، سرامیکی یا الماسه
5. ملزومات قطعه کار – شکل، سایز، هندسه، سفتی، دقت و پرداخت
6. ملاحظات دیگر – دسترسی به براده، ایمنی و اقتصاد

◄ تعریفهای عملی از ماشین کاری سریع:
• ماشین کاری با سرعت بالا در حقیقت تنها سرعت برشی بالا نیست. این موضوع را می بایستی به عنوان فرایندی که در آن عملیات با روشهای بسیار خاص و با تجهیزات تولیدی بسیار دقیق انجام می گیرد، در نظر گرفت.
• ماشین کاری با سرعت بالا، لزوماً ماشین کاری با اسپیدلهای با سرعت بالا نمی باشد. خیلی از کاربردهای ماشین کاری سریع با اسپیندلهایی با سرعتهای متوسط و با ابزارهای بزرگ انجام می گیرد. • ماشین کاری سریع در پرداخت کاری فولادهای سخت شده در سرعتها و پیشرویهای بالا، اغلب 4-6 برابر سریعتر نسبت به ماشین کاری معمولی انجام می پذیرد.
◄ مزایای استفاده از ماشین کاری سریع:
• حداقل فرسایش ابزار حتی در سرعتهای بالا
• فرایندی با قابلیت تولید بالا برای قطعات کوچک
• کاهش تعداد مراحل فرایند
در این نوع ماشین کاری دمای قطعه کار و ابزار پایین نگه داشته می شود که باعث می شود در خیلی از موارد عمر ابزار طولانی تر شود. از طرف دیگر در ماشین کاری سریع، عمق ماشین کاری کم بوده و زمان درگیری برای لبه برنده بسیار کوتاه است. (در تصویر زیر به وضوح تفاوت میان ماشین کاری معمولی و ماشین کاری سریع از لحاط حرارت ایجاد شده و منطقه حرارت دیده ابزار در هر دو روش آشکار است.) بنابراین می توان گفت که سرعت پیشروی به اندازه کافی بالا هست که حرارت نتواند گسترش پیدا کند. نیروی برشی کوچک باعث تغییر شکلهای جزئی در ابزار می شود. از آن جایی که نوعاً در این نوع ماشین کاری، عمق برش کم است، نیروهای برشی شعاعی بر روی ابزار و اسپیندل کوچک است. لذا یاتاقانهای اسپیندل، ریلهای راهنما و ballscrewها حفظ می شوند.
برخی معایب استفاده از ماشین کاری سریع:
• نرخ سریغ افزایش و کاهش سرعت و توقف های مکرر اسپیندل باعث می شود که راهنماها، یاتاقانهای اسپیندل و ballscrewها سریعتر فرسوده شوند.
• نیاز به دانش خاص فرایند، تجهیزات برنامه نویسی و رابطی برای انتقال سریع داده ها
• توقف اورژانسی عملاً لازم نیست. خطاهای انسانی، خطاهای سخت افزاری یا نرم افزاری، پیامدهای بزرگی به همراه خواهد داشت.
• نیاز به طراحی خوب فرایند.
◄ ابزارها
در بیشتر کاربردها ابزارهای کاربیدی مورد نیاز است. حمواره باید در این نوع ماشین کاری از گریدی از ابزارهای کاربیدی استفاده کرد که علاوه بر سختی (مقاومت در برابر سایش)، دارای چقرمگی (مقاومت در برابر شوک و ضربه) نیز باشد؛ چرا که ماشین کاری سریع اغلب با شوکهای زیادی همراه است. ضربه، ارتعاشات و تغییرات دمایی، همگی در سرعتهای بالاتر، شرایط بحرانی تری دارند. در مورد ابزارهای با چقرمگی بالاتر، احتمال لب پر شدن یا ترک خوردن به علت این شوکها کمتر می باشد.
بهترین حالت از نظر سختی و چقرمگی، در ابزارهاب کاربیدی با دانه بندی ریز بدست می اید. بسیاری از کاربیدهای ریزدانه ای که امروزه موجود هستند، چقرمگی بهتر، و تغییرات سختی کمتری نسبت به گریدهای درشت تر از خود نشان می دهند.
ماشین کاری سریع اغلب ماشین کاری در درجه حرارت بالا نیز هست. انتخاب ابزار نه تنها بر اساس مقاومت سایشی، بلکه می بایستی بر اساس قابلیت حفظ مقاومت سایشی در دماهای بالا نیز انجام پذیرد.
معمولا در ماشین کاری سریع از ابزارهای کاربیدی با پوشش TiAlN استفاده می شود؛ چرا که این پوشش با ایجاد یک سد حرارتی از ابزار محافظت می کند. این پوشش در حدود 35% نسبت به TiN به لحاظ حرارتی مقاومتر است. خاصیت دیگر TiAlN مقاومت سایشی است که سبب شده در ماشین کاری قطعات ریخته گری شده موثر باشد. از آنجایی که این پوشش در ماشین کاری در دمای بالا موثر است، اغلب به منظور کاهش شوک از خنک کار استفاده نمی شود. به منظور جایگزینی خاصیت روانکاری خنک کار، لایه ای از پوشش روانکار بر روی TiAlN استفاده می شود.
در مقایسه با کاربیدها موادی که در جدول زیر لیست شده اند، مقاومت سایشی بالاتری در سرعتهای برشی بالاتر از خود نشان می دهند، اما در برابر شوکها ضعیف تر می باشند. در یک فرایند پایدار، استفاده از یکی از موارد زیر می تواند طول عمر بیشتری نسبت به ابزاراهای کاربیدی بدست دهد.
فلزات غیر فرو فلزات فرو
PCD CBN
Cermet سرامیک

65