دانشگاه آزاد اسلامی واحد ابهر
موضوع کارآموزی:
فرزکاری
استاد:
جناب آقای مهندس جعفر فتحی
تهیه کننده :
حمیدرضا طاووسی
84515484
نیم سال دوم
سال 87-86
استاد ارجمند:
جناب آقای مهندس جعفر فتحی
که با صبر و شکیبایی خود مرا در انجام این پژوهش یاری نمودند تا بتوانم با استفاده از تجربیات و راهنمایی های این بزرگوار قدم کوچکی را به سوی پیشرفت بردارم .
فهرست
عنوان صفحه
مقدمه……………………………………………………………………………………………………….. .. 4
انواع ماشینهای فرز……………………………………………………………………………………. .. 5
ماشبنهای فرز با میز ثابت……………………………………………………………………………… 5
ماشینهای فرز ستونی-زانویی………………………………………………………………………. 6
ماشینهای فرز افقی……………………………………………………………………………………….. 6
ماشینهای فرز افقی اونیورسا ل……………………………………………………………………… 6
ماشینهای فرز عمودی…………………………………………………………………………………… 7
روشهای کنترل ماشینهای فرز……………………………………………………………………….. 7
ایمنی در ماشینهای فرز……………………………………………………………………………….. 9
عملیات فرز کاری……………………………………………………………………………………….. 11
تیغه فرزها………………………………………………………………………………………………. 12
انواع تیغه فرزها……………………………………………………………………………………… 12
طبقه بندی تیغه فرزها……………………………………………………………………………… 12
جنس تیغه فرزها……………………………………………………………………………………. 13
انواع تیغه فرزها و کاربرد آنها…………………………………………………………………. 15
تیغه فرز انگشتی…………………………………………………………………………………….. 15
تیغه فرز پیشانی بغل تراش……………………………………………………………………. 16
تیغه فرزهای قابل نصب روی محور ابزار گیر افقی……………………………………….. 17
فهرست
عنوان صفحه
تیغه فرزهای غلتکی………………………………………………………………………………… 17
تیغه فرزهای غلتکی قوی مارپیچ………………………………………………………….. 18
تیغه فرز های بغل تراش……………………………………………………………………….. 18
تیغه فرز های بغل تراش جفت………………………………………………………………… 19
تیغه فرز های جناغی…………………………………………………………………………… 20
تیغه فرز های فرم دار………………………………………………………………………….. 21
انواع دیگر تیغه فرز ها………………………………………………………………………. 22
روشهای فرز کاری……………………………………………………………………………… 23
مهار تیغه فرز بر روی ماشین……………………………………………………………….. 23
مراقبت از ابزار گیرها و تجهیزات محرکه………………………………………………… 26
سرعت برشی و پیشروی در عملیات فرز کاری…………………………………………. 27
سیالات برشی……………………………………………………………………………………. 28
گیره ها …………………………………………………………………………………………….. 28
صفحه گردان ایستگاهی………………………………………………………………………. 29
ماشین فرز عمودی…………………………………………………………………………….. 31
تیغه فرزهای ماشین فرز عمودی…………………………………………………………… 32
فرز کاری سطوح زاویه دار…………………………………………………………………. 35
فرز کاری شیار ها و جا خار ها……………………………………………………………… 36
فهرست
عنوان صفحه
فرز کاری حفره ها……………………………………………………………………………… 37
براده برداری سطوح با ارتفاع های مختلف……………………………………………. 37
سوراخکاری و عملیات وابسته……………………………………………………………. 38
مراقبت از ماشین فرز…………………………………………………………………………….. 39
عملیات براده برداری در ماشین فرز افقی………………………………………………….. 40
فرز کاری سطوح تخت………………………………………………………………………….. 40
گونیا کردن سطوح قطعه کار…………………………………………………………………. 33
برش کاری………………………………………………………………………………………… 49
شیارتراشی………………………………………………………………………………………. 50
سوراخ کاری و سوراخ تراشی با ماشین فرز افقی…………………………………… 51
قسمتهای مختلف چرخدنده…………………………………………………………………. 53
کاربردهای صنعتی ماشینهای فرز……………………………………………………….. 61
مقدمه
در ماشینهای فرز،یک تیغه فرز چند دندانه برروی قطعه کار می چرخد و براده برداری می کند.
هر یک از دندانه های تیغه فرز،براده کوچکی از سطح قطعه کار جدا می کند.
توسط ماشین فرز،عملیات براده برداری متنوعی می توان انجام داد. به عبارت بهتر یک ماشین فرز قادر است سطوح تخت،فرم دار،شیارها،حفره ها،رزوه ها،چرخدنده ها،مارپیچها و دیگر فرمها را بتراشد.
در میان ماشینهای ابزار،ماشینهای فرز از نظر شکل و قابلیت،بیشترین تنوع را دارند.
این ماشینها را می توان به خوبی به سیستم کنترل عددی کامپیوتری مجهز کرد.قطعه کار را می توان مستقیما بر روی میز ماشین فرز بست و یا آن را توسط فیکسچرهای متنوعی که معمولا به همراه ماشینهای فرز عرضه می شوند،روی میز ماشین مهار نمود.
انواع ماشینهای فرز
طبقه بندی ماشینهای فرز به چند گروه مشخص کار دشواری است،زیرا طراحی این ماشینها در همه موارد شباهتهایی با یکدیگر دارد.ولی از نقطه نظر کاربرد،می توان ماشینهای فرز را در دو گروه بزرگ طبقه بندی نمود:
ماشینهای فرز با میز ثابت و…
ماشینهای فرز ستونی- زانویی.
هر دو گروه این ماشبنها در دو نوع،با اسپیندل افقی و با اسپیندل عمودی ساخته می شوند.در ماشینهای فرز با اسپیندل افقی محور نگهدارنده تیغه فرز به صورت افقی و و موازی با میز ماشین قرار گرفته است .
برای عملیات مختلف می توان ابزارهای مختلفی بر روی محور ابزار گیر نصب نمود.
در ماشینهای فرز عمودی،تیغه فرز،عمود بر صفحه میز ماشین نصب می شود.
البته در ماشینهای فرز عمودی،غالبا می توان اسپیندل را حول محور افقی چرخانده و در زاویه های مختلفی تنظیم و ثابت کرد.
ماشبنهای فرز با میز ثابت
در ماشینهای فرز با میز ثابت،میز ماشین یک ساختارصلب دارد وبه صورت یک پایه ثابت عمل می کند.البته در این ماشینها،میز ماشین تنها در راستای محورXبه چپ و راست حرکت می کند.
طول میز این ماشینها و کورس حرکت آن (m9.0-0.9)30-3می باشد.حرکت ابزار در جهات عمودی و عقب-جلو(محورهای ZوY)از طریق حرکت اسپیندل ماشین تامین می گردد.
ماشینهای فرز با میز ثابت نیز به نوبه خود به سه نوع عمودی،افقی و صفحه تراش تقسیم می شوند(ماشینهای فرز و صفحه تراش در وازه ای).
نوع میز این ماشینها به گونه ای است که می توان قطعات بزرگ و سنگین را بر روی آن نصب کرده و ماشینکاری نمود.
ماشینهای فرز ستونی-زانویی
نام این ماشینها از قطعات متحرک آن گرفته شده است.در این ماشینها یک ستون عمودی وجود دارد که میز متحرک ماشین را در جهت عمودیZهدایت می کند.
میز ماشین که زانو نیز نامیده می شود ،عامل مکانیزم حرکتهای دیگر میز است.
این حرکتها عبارتند از:حرکت عرضیY(عقب-جلو)و حرکت طولی X(چپ-راست).این ماشینها،عموما با عنوان ماشین فرز زانویی نیز نامیده می شود.
ماشینهای فرز زانویی سه نوع اصلی دارند:
ماشینهای فرز افقی،
ماشینهای فرز افقی اونیور سال و
ماشینهای فرز عمودی.
ماشینهای فرز افقی
در یک ماشین فرز افقی،محور نگهدارنده ابزار به صورت افقی قرار گرفته است.میز ماشین که قطعه کار بر روی آن بسته می شود،در سه جهت طولی،عرضی و عمودی (X،YوZ)قابل حرکت است.
ماشینهای فرز افقی اونیورسا ل
ماشین فرز افقی اونیورسال،شبیه ماشین فرز افقی معمولی است،با این تفاوت که در ماشینهای اونیورسال،میز ماشین قابلیت چرخش نیز دارد .
میز این ماشین بر روی پایه زانویی قرار گرفته و می توان آن را به اندازه 45 یا بیشتر چرخاند.با اضافه کردن این امکان می توان چرخنده های مار پیچ،انواع شیارهای مار پیچ و دیگر قطعات مشابه را براده برداری نمود.
ماشینهای فرز عمودی
تفاوت ماشین فرز عمودی با ماشین فرز افقی در این است که محور ابزار گیر به صورت عمودی و عمود بر صفحه ماشین قرار می گیرد.
ارتفاع تیغه فرز نسبت به قطعه کار را می توان به صورت دستی یا اتوماتیک تغییر داد.
این ماشینها برای به کار گیری تیغه فرزهای انگشتی و پیشانی تراش مناسب هستند.
ماشینهای فرز عمودی در سه نوع ساخته می شوند:با کلگی لغزنده،با بازوی فوقانی فلکه ای و با کلگی گردان.
ماشینهای فرز عمودی با بازوی فوفانی فلکه ای معمولا برای مقاصد آموزشی در مدارس فنی -حرفه ای مورد استفاده قرار می گیرند.
بازوی فوقانی این ماشین را می توان توسط یک دسته گردان چرخانده و توسط آن شیارها با مسیرهای منحنی را نیز براده برداری نمود.
در ماشینهای فرز عمودی با کلگی لغزنده،اسپیندل ابزار گیر در وضعیت عمودی قرار گرفته است.
کلگی ماشین که اسپیندل درون آن تعبیه شده است را می توان توسط یک اهرم گردان یا به صورت مکانیزه اتوماتیک در جهت عمودی حرکت داد.
اسپیندل در یک ماشین فرز عمودی با کلگی گردان را می توان هم در جهت عمودی و هم به صورت یک منحنی دایره ای حول محور عمودی حرکت داد.
شعاع این حرکت دایره ای قابل تنظیم است و به صورت دستی یا مکانیزه انجام می گیرد.
روشهای کنترل ماشینهای فرز
روش کنترل حرکتهای میز ماشینهای فرز متنوع است و از این دید گاه نیز می توان ماشینهای فرز را به چهار گروه تقسیم کرد:
1-با کنترل دستی.در این ماشینهای فرز تمام حرکتهای ابزار و میز ماشین به کمک اهرمهای دستی انجام می شود.
2-با کنترل نیمه اتوماتیک.در این ماشینهای فرز ،حرکتها به صورت ترکیبی دستی – مکانیزه قابل انجام است.
3-تمام اتوماتیک.در این روش یک مجموعه پیشروی هیدرولیکی پیچیده،می تواند دقیقا یک فرم دو یا سه بعدی یک شابلون را تقلید کرده و یک یا چند ابزار را مطابق فرم شابلون هدایت کند.
برای هدایت اتوماتیک ابزار برشی می توان عملیا ت را بر روی یک نوار مغناطیسی یا سوراخدار نیز برنامه ریزی نمود و بدین ترتیب حرکتهای ابزار برشی و میز ماشین را به صورت اتو ماتیک کنترل کرد.
4-با کنترل کامپیوتری(CNC).در این روش مختصات مختلف قطعه کاربر روی یک کامپیوتر مرکزی و یا بر روی کامپیوتر ماشین فرز وارد می شود.
این مختصات و دیگر مشخصات کار از طریق یک زبان برنامه نویسی خاص وارد کامپیوتر می گردد.
دستورات خروجی از کامپیوتر ،عملگرهای مختلف ماشین (قطعات الکتریکی،هیدرولیکی و یا نیوماتیکی)را به حرکت در آورده و از طریق این عملگرها میز ماشین و ابزارهای مختلف به درستی به حرکت درآمده و عملیات فرز کاری به صورت اتو ماتیک انجام خواهد شد.
در ماشینهای فرز رومیزی کوچک،پیشروی اتوماتیک تنها در حرکت طولی میز ماشین فراهم شده است.
در ماشینهای بزرگتر،پیشروی اتوماتیک برای تمام حرکتهای ماشین در جهتهای مختلف امکان پذیر شده است.
پیشروی مکانیزه میز ماشین فرز،با سرعتهای پیشروی مختلف امکان پذیر است.همچنین در این ماشینها،حرکت سریع میز در جهتهای مختلف نیز در نظر گرفته شده است.
با استفاده از حرکت سریع میز ،می توان قطعه کار را به سرعت به طرف ابزار هدایت کرده و یا آن را از ابزار دور کرد.
حداکثر سرعت پیشروی در نمودارهای سرعت ماشین مربوطه درج شده است.
برای حرکت دادن سریع میز،ابتدا باید اهرم پیشروی مکانیزه به جهت مورد نظر را در گیر کرده و سپس اهرم حرکت سریع را تحریک نمود.
هنگامی که ابزار برشی با قطعه کار در گیر است ،هرگز از حرکت سریع استفاده نکنید.
تنظیم سرعت برشی و پیشروی در فرز کاری با توجه به طراحی یک ماشین فرز ،سرعت برشی (سرعت دورانی تیغه فرز) و سرعت پیشروی (سرعت جا به جایی میز) به گو نه های مختلفی تنظیم می شود:
1-با جابه جا کردن تسمه ها
2-تنظیم پولیهای تنظیم شونده
3-تعویض وضعیت چرخدنده ها ،توسط اهرمهایی که روی گیر بکس تعبیه شده است. این اهرمها به گونه ای است که با جا به جا کردن آن می توان سرعت حاصل را از جدول درج شده در کنار اهرم تشخیص داد.
در بعضی ماشینهای فرز،تغییر سرعت به صورت هیدرولیکی یا الکتریکی انجام می شود.
همیشه قبل از تعویض سرعت یک ماشین فرز،دستورالعمل ماشین را در این مورد بدقت مطالعه کنید.همچنین لازم است قبل از تعویض موقعیت تسمه ها ماشین را متوقف کنید.
ایمنی در ماشینهای فرز
ماشین فرز نیز نظیر دیگر ماشینهای ابزار ،پس از انجام عملیات براده برداری باید تمیز شود.برای تمیز کردن میز ماشین فرز از براده ها ،باید از یک قلم موی متوسط استفاده کنید.
براده ها مثل تیغ هستند،بنابر این هیچوقت نباید از دست برای برداشتن براده ها استفاده نمایید.
همچنین هیچ وقت از هوای فشرده برای تمیز کردن میز ماشین از براده استفاده نکنید.
براده هایی که در اثر جریان هوای فشرده به اطراف پرتاب می شوند،ممکن است به شما یا افراد دیگری که در اطراف ماشین هستند ،صدمه وارد کند.
از طرف دیگر اگر از روغن به عنوان مایع برشی در فرز کاری استفاده شده باشد،جریان هوای فشرده می تواند یک جریان از پودر ذرات معلق روغن که به شدت آتش گیر است به وجود آورد.
در این شرایط اگر جریان پاشش روغن در معرض یک شعله باز قرار گیرد،حتما مشتعل خواهد شد.
پس از زدودن براده ها،میز ماشین و دیگر تجهیزات را با یک تکه پارچه نرم پاک کنید.
برای به کار گیری ایمن یک ماشین فرز،روش زیر پیشنهاد می شود:
قبل از شروع کار با یک ماشین فرز،کاملا با عملکرد آن آشنا شوید.در صورتی که در مورد یک عملکرد آن تردید دارید،دستورالعمل را مجددا مطالعه کنید یا از شخص مطلعی کمک بگیرید.
هرگز یک ماشین فرز را در حالی که حواس شما به علت مصرف دارو یا ماده دیگری تحت تاثیر قرار گرفته است،به کار نگیرید.
به هنگام فرز کاری حتما از لباس کار مناسب و عینک محافظ استفاده کنید.
قبل از انجام کارهای زیر ماشین را را متوقف نمایید.
انجام تنظیم ماشین یا اندازه گیری،
پاک کردن ماشین از براده،
باز کردن حفاظها یا دربهای ماشین.قبل از این کار حتما ماشین را خاموش کنید.
به هنگان جا به جا کردن تیغه فرزها،حتما یک دستکش مناسب به دست کنید و یا از یک تکه پارچه ضخیم برای این کار استفاده نمایید.
برای جا به جایی قطعات سنگین،نظیر گیره،دستگاه تقسیم،میز گردان،و قطعه کارهای بزرگ ،از همکاران خود کمک بگیرید.
اطمینان یابید که تجهیزات نگهدارنده قطعه کار،کاملا بر روی میز ماشین محکم شده و قطعه کار نیز درون آن محکم بسته شده باشد.
ایجاد حالت فنری یا لرزش در این قطعات ممکن است باعث گیر کردن ابزارهای نازک و یا شکستن آن شود.
هیچوقت به ابزار برشی در حال گردش نزدیک نشوید.
در موقع فرز کاری یا انجام هر گونه عملیات براده برداری ،با کسی صحبت نکنید و به شخص دیگر اجازه ندهید ماشین ابزار شما را به کار اندازد.
هرگز به هنگامی که ماشین فرز در حال براده برداری است،ولگردی نکنید.
تمامی حواس خود را جمع کار خود کنید و برای هر حادثه ای آماده باشید.
زمین حوالی ماشین را از براده پاک کنید.همچنین ما یع برشی ریخته شده روی زمین را فورا تمیز کنید. بر روی زمینهای لغزنده ،خاک اره یا دیگر ترکیبات جذب کننده روغن بریزید. کلیه پارچه های آغشته به روغن را در ظرفهای فلزی در بسته جمع آوری نمایید و درب آن را محکم ببندید.
محل قرار گیری کلید توقف اضطراری ماشین را بشناسید.
عملیات فرز کاری
عملیلت فرز کاری به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:
پیشانی تراشی،به معنای براده برداری از قطعه کار به طوری که سطح تراشیده شده موازی با پیشانی یا قاعده تیغه فرز باشد.سطوح تخت و وسیع قطعات به این روش فرز کاری می شود.
بغل تراشی،به معنای براده برداری از قطعه کار به طوری که سطح تراشیده شده موازی یا سطح جانبی تیغه فرز باشد.
تیغه فرزها
تیغه فرزها عموما استوانه ای شکل هستند که تعدادی لبه های برشی (دندانه ها)در پیرامون آن ایجاد شده است.
تنوع تیغه فرزها بسیار زیاد است و در اندازه ها،انواع و شکلهای متفاوتی عرضه می شوند.علت تنوع زیاد ابزارهای فرز کاری این است که یک تیغه فرز را نمی توان همانند یک ابزار تراشکاری با سنگ زدن به فرمهای مختلف در آورد.
انواع تیغه فرزها
تیغه فرز ها به دو دسته تقسیم می شوند:
تیغه فرزهای یکپارچه که بدنه و لبه های برشی آن به صورت یکپارچه و از یک جنس ساخته شده است.
تیغه فرزهای تکه دار که در آنها لبه های برشی به صورت تکه هایی جدا نشدنی از ماده برشی مخصوصی ساخته و به روش لحیم کاری سخت با روبندهای مکانیکی بر روی بدنه ابزار متصل می گردند.
در این تیغه فرز ها،تکه های برشی ساییده شده یا شکسته را می توان به راحتی با تکه نو تعویض نمود واز دور انداختن کل ابزار جلوگیری کرد.
طبقه بندی تیغه فرزها
معمولا تیغه قرزها بر اساس روش نصب آنها بر روی اسپیندل ماشین فرز،طیقه بندی می شوند:
1- تیغه فرزهای غلتکی یا دیسکی که بر روی محور ابزار گیر افقی ماشینهای فرز نصب می شوند.
2-تیغه فرزهای انگشتی یا دنباله دار که دنباله آنها استوانه ای یا مخروطی و یکپارچه با لبه های برشی ابزار ساخته میزشود.
این تیغه فرزها با استفاده از کولت یا بوشهای شیاردار فنری داخل اسپیندل ماشین قرار می گیرند.
3-تیغه فرز های پیشانی تراش که مستقیما بر روی برآمدگی اسپیندل ماشین فرز با نگهدارنده مخصوص تیغه فرزهای پیشانی همار می شوند.
جنس تیغه فرزها
با توجه به اینکه تیغه فرزها باید توانایی براده برداری از مواد با جنسها و استحکامهای مختلف را داشته باشند،یک تیغه فرز ایده آل باید شرایط زیر را دارا باشد:
1-مقاومت سایشی زیاد،تا لبه های برشی آن در اثر سایش با مواد مختلف،سریعا ساییده نشوند.
2-سختی سرخ بالا،تا لبه های برشی در اثر حرارت ایجاد شده هنگام براده برداری استحکام خود رااز دست ندهند.
3-چقرمگی لبه ها،تا نوک لبه های برشی به آسانی شکسته نشود و بتواند بارها و ضربه های حاصل از براده برداری را به خوبی تحمل کند.
با توجه به اینکه هیچ ماده ای وجود ندارد که همه خواسته های فوق را بر آورده نماید،لازم است در هر شرایطی از ابزار با جنس مناسب استفاده شود.
فولادهای تندبر(HSS)،رایج ترین و پر کاربرد ترین جنس تیغه فرزها محسوب می شوند.
تیغه فرزهایی که از فولاد تند بر ساخته می شوند،برای براده برداری عمومی و در مواردی که لرزش وجود دارد خیلی خوب عمل می کند. این گونه ابزارها در ماشینهای فرز با توان پایین استفاده می شوند.
بازدهی تیغه فرزهای تند بر را می توان با روانکاری مناسب ،سخت کاری سطحی و پوشش دادن لبه های برشی آن با مواد سخت نظیر کرم،تنگستن کار باید بهبود بخشید.
البته قیمت تیغه فرزهای بهبود یافته حدود 2الی 6 برابر قیمت تیغه فرزهای تندبر معمولی است،ولی دوام آنها%5تا%10بیشتر و توان براده برداری آنها %50تا%100بیشتر است.
تنگستن کار باید تف جوش شده،نوعی از مواد فلزی بسیار سخت است.
تیغه فرزهای کار بایدی به روشهای متالورژی پودر ساخته می شوند. و کیفیت آنها برای ساخت ابزارهای برشی مناسب است.ابزارهای کار بایدی می توانند با سرعت برشی 3تا10برابر ابزارهای برشی HSS براده برداری کنند.
معمولا در ساخت تیغه فرزها،لبه های برشی ار تنگستن کار باید ساخته شوند،نه تمام بدنه ابزار.
لبه های برشی کار بایدی به دو روش لحیم کاری سخت و استفاده از اجزاء مکانیکی بر روی بدنه ابزارمحکم می شوند.
در تیغه فرزهای مدرن،اغلب از تکه های برشی قابل تعویض استفاده می شود.هر یک از این تکه های برشی،در هر گوشه یک لبه برشی وجود دارد.اگر یک لبه کند شود،به راحتی با چرخاندن تکه برشی می توان یک لبه برشی را برای براده برداری به کار گرفت.
تکه های برشی از جنس کار باید تف جوشی شده برای تعداد تولید زیاد و فرز کاری موادی با سطح پوسته دار نظیر چدن، فولاد ریختگی،برنز و امثال آن کارآیی بسیار خوبی دارند.
انواع تیغه فرزها و کاربرد آنها
ابزارهای شرح داده شده درزیر ،رایج ترین انواع تیغه فرزها هستند که کا ربرد هر یک از آنها نیز اندکی شرح داده شده است.
تیغه فرز انگشتی
تیغه فرزهای انگشتی برای تراشید ن شیارها،جاخارها،حفره ها و کارهای مشابه مورد استفاده قرار می گیرند.
لبه های برشی در این تیغه فرزها در سطح جانبی و سطح قاعده جلوی ابزار قرار دارند.
لبه های برشی در تیغه فرزهای انگشتی به صورت مستقیم یا مارپیچ ایجاد می شوند و به همین دلیل با شیارهای مستقیم یا با شیارهای مار پیچ خوانده می شوند.
همچنین دنباله تیغه فرزهای انگشتی ممکن است استوانه ای یا مخروطی باشد.
تیغه فرزهای انگشتی دنباله استوانه ای در دو نوع یک طرفه با دو طرفه عرضه می شوند.
اصطلاحهای راست گرد یا چپ گرد به جهت گردش تیغه فرزها برای براده برداری و یا جهت پیچش شیارهای مار پیچ تیغه فرز مربوط می شود.
هنگامی که به یک تیغه فرز انگشتی از طرف لبه های برشی جلوی آن نگاه کنید،اگر تیغه فرز راست گرد باشد،شیارهای آن در جهت گردش عقربه های ساعت پیچیده شده و اگر چپ گرد باشد،جهت پیچش شیارهای آن در خلاف جهت گردش عقربه های ساعت است.
تیغه فرزهای انگشتی سر کروی برای فرز کاری کپی (کپی تراشی در فرز کاری)،فرم تراشی باماشینهای فرز کامپیوتری،فرز کاری فرمهای قالبها،گرد کردن گوشه ها و دیگر کارهایی که به نحوی فرمهای گرد داشته باشند،به کار می روند.
با تیغه فرزهای انگشتی سر کروی می توان تا عمقی به اندازه نصف قطر تیغه فرز را یکباره براده برداری نمود.
تیغه فرزهای انگشتی از جنبه دیگر به انواع زیر تقسیم می شوند:
1-تیغه فرز انگشتی دو شیاره،که قادر هستند همانند یک مته درون یک قطعه کار توپر نفوذ کرده و سپس شروع به شیار تراشی یا عملیات براده برداری دیگر بپردازد.دو لبه برشی درسطح جانبی و سطح قاعده این تیغه فرز ایجاد شده که یکی از لبه های برشی سطح قاعده،تا مرکزادامه یافته است.
2-تیغه فرز انگشتی چند شیاره،که برای بغل تراشی استفاده می شوند.
این تیغه فرزها به دلیل تعداد لبه های برشی بیشتر،عمر بیشتری نسبت به تیغه فرزهای دو شیاره دارند و هنگام براده بردداری سطح پرداخت تری ایجاد می کنند،بنابر این اگر لازم نباشد تیغه فرز انگشتی،همانند مته به صورت عمودی در قطعه کار نفوذ کند.بهتر است از تیغه فرزهای انگشتی چند شیاره استفاده نمود.
تیغه فرز پیشانی بغل تراش
نظیر تیغه فرزهای انگشتی چند شیاره هستند ولی دنباله ندارند،قطورتر هستند و بر روی یک محور ابزار گیر نصب می شود.لبه های برشی این تیغه فرز نیز بر روی سطح جانبی و سطح قاعده قرار دارند.
این تیغه فرزها نیز در دو نوع راست گردو چپ گرد ساخته می شوند.
تیغه فرزهای پیشانی تراش
تیغه فرزهای پیشانی تراش صرفا برای براده برداری سطوح صاف موازی با سطح قاعده تیغه فرز طراحی شده اند.لبه های برشی این ابزار دوعمل خشن تراشی و ظریف تراشی را یکباره انجام می دهند.
این تیغه فرزها بزرگ وگران قیمت هستند.به همین علت معمولا تیغه فرزهای پیشانی تراش امروزی را با تکه های برشی قابل تعویض می سازند.
تیفچه های دوار نیز نوعی تیغه فرز پیشانی تراش محسوب می شوند،که در آنها یک ابزار برشی شبیه ابزار تراشکاری بر روی یک ابزار دوار بسته شده و مجموعه درون اسپیندل ماشین فرز قرار می گیرند.
تیغه فرزهای قابل نصب روی محور ابزار گیر افقی
تیغه فرزهایی که برای نصب روی محور ابزار گیر ماشینهای فرز افقی عرضه می شوند و کاربرد آنها بدین شرح هستند:
1-تیغه فرز های غلتکی
2-تیغه فرزهای بغل تراش
3-تیغه فرزهای جناغی
4-تیغه فرزهای اره ای
5-تیغه فرزهای فرم دار
تیغه فرزهای غلتکی
این تیغه فرزها استوانه ای شکل هستند و لبه های برشی آنها بر روی سطح جانبی قرار گرفته است. در تیغه فرزهای غلتکی با ضخامت کمتر از ( mm20) 4/3 ، لبه های برشی به صورت مستقیم است ، نه مارپیچی .
در تیغه فرزهای غلتکی با ضخامت بیشتر ،لبه های برشی مارپیچی هستند تا به واسطه آن عمل براده برداری به صورت برشی انجام شود . بدین ترتیب احتمال لرزش ابزار کاهش خواهد یافت .
تیغه فرز های غلتکی ظریف برای براده برداریهای کم یا ایجاد شیار های کم عمق مناسب هستند .
تیغه فرز های غلتکی قوی برای براده برداری زیاد یعنی هنگامی که لازم باشد حجم زیادی براده برداشته شود به کار می روند .
این تیغه فرز تعداد دندانه های کمتری نسبت به تیغه های غلتکی ظریف دارد و دندانه های آن ظریف تر و قوی تر است .
فاصله ی زیاد بین دندانه ها نیز قابلیت جمع آوری حجم براده زیاد را فراهم می کند .
تیغه فرزهای غلتکی قوی مارپیچ
تعداد دندانه های کمتری نسبت به دو تیغه فرز قبلی دارند . این تیغه های غلتکی مارپیچ را می توان با سرعت برشی بیشتری به کار گرفت و در نتیجه کیفیت پرداخت سطحی بهتری نسبت به دو تیغه فرز قبلی ایجاد خواهند کرد .
تیغه فرز های بغل تراش
در این تیغه فرزها ، لبه های برشی بر روی سطح جانبی و یکی از سطوح قاعده (یا هر دو آنها ) ایجاد شده اند . این تیغه فرزها هم به صورت یکپارچه و هم با تکه های برشی قابل تعویض عرضه می شوند .
در تیغه فرزهای بغل تراش ساده ، لبه های برشی بر روی سطح جانبی و سطوح هر دو قاعده ایجاد شده است .
این تیغه فرز ها برای بغل تراشی ، فرز کاری دو طرفه همزمان و شیار تراشی مورد استفاده قرار می گیرند.
قطر این تیغه فرزها از (50mm) 2 تا (200mm) 8 و ضخامت آ نها از (mm5)16/3 تا(mm25) 1 متغیر است .
در تیغه فرزهای بغل تراش با دندانه های چپ و راست
دو سری دندانه که به صورت یک در میان به چپ و راست متمایل شده اند ، وجود دارد .
فضای خالی بین دندانه ها زیاد است . فرم دندانه ها نیز به صورت مار پیچ می باشد . بنابراین احتمال لرزش در استفاده از این تیغه فرزها کاهش یافته و می توان با سرعتهای برشی و پیشروی سریع تری ( نسبت به تیغه فرزهای بغل تراش ساده ) با آنها بهره برداری نمود .
این تیغه فرزها مخصوصا" برای ماشینکاری شیار های عمیق مناسب هستند .
تیغه فرز های بغل تراش یک طرفه ،
دندانه ها به صورت مار پیچ قرار دارند و لبه های برشی بر روی سطح جانبی و یک سطح قاعده ابزار ایجاد شده است .
این تیغه فرز ها در دو نوع چپ تراش و راست تراش عرضه می شوند و برای فرز کاری دو طرفه همزمان و براده برداری از گوشه ها توصیه می شوند .
تیغه فرز های بغل تراش جفت
برای ماشین کاری شیار ها با اندازه دقیق مناسب هستند .
این تیغه فرزهای بغل تراش به صو رت جفت درکنار هم قرار می گیرند و فاصله بین این دو را می توان با قرار دادن یک فاصله انداز در میان آنها ،بدقت تنظیم نمود .
با توجه به تمایل دندانه ها به چپ و راست به صورت یک در میان ، فشار های یک طرفه به هنگام براده برداری ایجاد نشده و سطح پرداخت مطلوبی بر روی قطعه کار به وجود می آید .
تیغه فرز های جناغی
تفاوت تیغه فرز های جناغی با دیگر تیغه فرز ها از نظر ظاهری در این است که لبه های برشی آن با محور تیغه فرز ، نه موازی و نه عمود است .
در تیغه فرز های جناغی یک طرفه ، لبه های برشی در یک سطح زاویه دار و یک سطح تخت در مجاور قطر بزرگ تیغه فرز قرار گرفته اند .
این تیغه فرز ها به صورت راست تراش و چپ تراش و با دو زاویه ی 45 درجه و 60 درجه عرضه می شوند .
در تیغه فرزهای جناغی دو طرفه ، لبه های برشی در دو سطح زاویه دار قرینه قرار دارند .
این تیغه فرزها برای فرز کاری شیار ها ، رزوه ها و کار های مشابه دیگر استفاده می شود .
تیغه فرز های جناغی دو طرفه با زاویه های 45 ،60 و 90 ساخته می شوند . تیغه فرز جناغی با زاویه دلخواه دیگر را باید به صورت سفارشی تهیه نمود .
تیغه فرز های اره ای
تیغه فرز های اره ای ، تیغه فرز های دیسکی باریکی هستند که شبیه تیغه ار ه های مدور هستند .
از این تیغه فرز ها برای شیار تراشی و برش دادن قطعات استفاده می شود . تیغه فرز های اره ای از قطر (mm60) 2/21 تا قطر(200mm) 8 به صورت استاندارد عرضه می شوند .
1-تیغه فرز های اره ای ساده ، تیغه فرز های نازکی هستند که برای برشکاری یا شیار تراشی عمومی استفاده می شوند .
سطوح طرفین این تیغه فرز ها به صورت مقعر سنگ زده شده تا زاویه آزاد جانبی در آن ایجاد گردد .
توپی وسط این تیغه فرز از نظر ضخامت برابر با ضخامت دندانه ها می باشد . ضخامت این تیغه اره ها از ( 0.8 mm ) 32/1 تا (5mm) 16/3 تغییر می کند .
2-تیغه فرز های اره ای ضخیم تر ، دندانه هایی شبیه تیغه فرز های جناغی دارند و زاویه آزاد دندانه ها به طور مجزا از سه طرف ایجاد شده است .
این تیغه فرز ها قوی تر از تیغه فرز های اره ای ساده هستند و با آنها می توان برش های عمیق ترو پهن تر در قطعات به وجود آورد .
تیغه فرز های فرم دار
تیغه فرز های فرم برای ایجاد فرم های دقیق بر روی قطعات به کار می روند . با استفاده از تیغه فرزهای فرم استاندارد می توان شکلهای متنوعی را ماشینکاری نمود .
از میان تیغه فرز های فرم مختلف ، می توان به تیغه فرز گرد تراش مقعر ، تیغه فرز گرد تراش محدب ، تیغه فرز گرد تراش گوشه و تیغه فرز چرخدنده تراش (مدول ) اشاره کرد .
انواع دیگر تیغه فرز ها
تیغه فرز های دیگری هم هستند که نمی توان آنها را در گروه های قبلی دسته بندی کرد .
1-تیغه فرز های چتری ( T – شکل) که به صورت خاص برای براده برداری سطوح طاقچه ی شیار های T – شکل پس از فرز کاری شیار با تیغه فرز انگشتی ، مورد استفاده قرار می گیرد .
2-تیغه فرز جا خار تراش ، به صورت خاص برای ماشینکاری جا خار های گرد به کار می رود .
3-تیغه فرز چتری زاویه دار ( دم چلچله ) ، برای بره براده برداری سطوح طاقچه زاویه دار مورد استفاده قرار می گیرد ، شبیه آنچه توسط تیغه فرز چتری T – شکل انجام می شود .
مراقبت از تیغه فرز ها
تیغه فرز ها، ابزار های گران قیمت و آسیب پذیر هستند . بنابراین در صورتی که به هنگام انبار داری یا بهره برداری از آنها به درستی مواظبت نشود . براحتی آسیب خواهند دید .
نکات زیر در مراقبت از تیغه فرز ها مفید هستند :
1- از تیغه فرز های تیز استفاده کنید ! فرز کار ی با تیغه فرز کند شده ، کیفیت پرداخت سطح قطعه کار را تنزل داده و فشار حاصل از ماشین کاری ممکن است به شکستن لبه های برشی ابزارمنجر شود ، به طوری که نتوان آن را با سنگ زدن تیز نمود .
2-قطعه کار را بر روی ماشین کاملا" محکم و ثابت کنید و ابزار را بدرستی بر روی اسپیندل ابزار گیر مهار نمایید .
3-سرعت برشی و پیشروی ابزار را بدرستی محاسبه و تنظیم نمایید . این کار را با توجه به جنس و استحکام قطعه کار را انجام دهید .
4-اطمینان یابید که میزان مایع برشی کافی بر روی موضع براده برداری جریان دارد .
5-تیغه فرز مناسب را برای هر کار خاص انتخاب نمایید .
6-برای نگهداری تیغه فرز ها ، آنها را در لفافهای جدا گانه قرار داده یا از یک انباره چوبی استفاده نمایید . تیغه فرز ها را طوری نگهداری کنید که به هیچ وجه به یکدیگر بر خورد نکنند .
7-قبل از انتقال ابزار به انبار ، آن را تمیز کنید ، اگر قرار باشد آن رابرای مدت طولانی در انبار نگه دارید ، بهتر است سطوح آن را با کمی روغن چرب کنید .
8-از ضربه زدن به تیغه فرز که بر روی محور ابزار گیر نصب شده خود داری کنید . برای نصب تیغه فرز بر روی محور ابزار گیر نیز هیچوقت به آن ضربه نزنید . در صورتی که ابزار بر روی محور به راحتی جا نمی رود ، لازم است برجستگی های موضعی یا پلیسه های احتمالی روی محور را بر طرف نمایید .
فراموش نکنید که در صورت نیاز از خار برای ثابت کردن تیغه فرز بر روی محور استفاده کنید .
9-هنگام بیرون آوردن تیغه فرز های انگشتی از اسپیندل ماشین فرز عمودی ، یک قطعه تخته چوبی در زیر آن قرار دهید . با این کار در صورت سقوط احتمالی تیغه فرز، از آسیب رسیدن به آن جلوگیری خواهد شد . برای در دست گرفتن تیغه فرز از یک تکه پارچه ضخیم یا دستکش مناسب استفاده کنید .
روشهای فرز کاری
روشهای براده برداری در فرز کاری را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد :
1- فرز کاری مخالف که روش سنتی و عادی محسوب می شود و در آن جهت پیروی قطعه کار و جهت گردش تیغه فرز مخالف هم هستند در لحظه در گیر شدن هر یک از دنده های تیغه فرز با قطعه کار ، ضخامت براده بسیار اندک است .
2- این عمق آن قد رکم است که ابزار تمایل دارد بر روی قطعه کار بلغزد ، تا وقتی که فشار در نوک دندانه آنقدر افزایش یابد که بتواند درون قطعه کار نفوذ کند .
این لغزش ابتدایی و سپس فرو رفتن نوک دندانه درون قطعه کار و در نهایت آزاد شدن ناگهانی دندانه پس از کندن براده سبب می شود برروی سطح تیغه فرز کاری شده علا ئمی به صورت خطوط موازی باقی بماند که ظاهر آن برای فرز کاران آشنا است . با تنظیم لقی مناسب در کشوییهای میز ماشین فرز می توان عمق این خطوط یا بر آمدگیها را به حد اقل رساند .
3- فرز کاری موافق که در آن جهت پیشروی قطعه کار و جهت گردش تیغه فرز در فصل مشترک بین آن دو ، موافق هم هستند .
در این روش هر دندانه تیغه فرز ، یکباره به اندازه حداکثر ضخامت براده با قطعه کار در گیر می شود و لغزش اولیه ابزار بر روی قطعه کار وجود ندارد . به همین دلیل پرداخت سطحی حاصل در این روش بهتر از روش مخالف خواهد بود ، مشروط بر اینکه هیچگونه لقی در قطعه کار یا ماشین وجود نداشته باشد . عمر ابزار نیز افزایش می یابد .
می توان گفت مزیت اصلی روش فرز کاری موافق این است که ابزار به هنگام براده برداری ، قطعه را بر روی فیکسچر یا میز ماشین فشار می دهد .
استفاده از روش فرز کاری موافق در ماشینهای فرز کوچک و یا ماشینهای بزرگی که در شرایط خوبی نیستند و لقیهای آن را نمی توان برطرف کرد ، توصیه نمی شود . در صورت وجود لقی یا عدم استحکام لازم ، ممکن است بر خورد های سنگین در ماشین اتفاق بیفتد .
مهار تیغه فرز بر روی ماشین
استفاده از محور های ابزار گیر فرز ، رایج ترین روش برای مهار کردن و به گردش در آوردن تیغه فرز ها در ماشینها ی فرزمحسوب می شود.
محور های ابزار گیر در فرمها و اندازه های مختلف ساخته می شوند . در ماشینهای فرز کوچک یا ماشینهای قدیمی ممکن است دنباله این محور ها به صورت شیب دار خود قفل کن ساخته شده باشد ولی در ماشینهای فرز امروزی از سه نوع محور ابزار گیر استاندارد به صورت عمودی استفاده می گردد .
برای محکم کردن محور ها ی ابزار گیر کوتاه و بلند بر روی ماشینهای فرز افقی یا عمودی ،معمولا" از یک پیچ بلند استفاده می شود .
این پیچ با عبور از میان اسپیندل با انتهای رزوه شده محور ابزار گیر در گیر می شود و باسفت کردن آن محور بر روی اسپیندل محکم خواهد شد .
بر روی اسپیندل دو خار شعاعی محرک تعبیه شده است که با شیار های شعاعی روی محور ابزار گیر جفت می شوند تا یک در گیری مثبت بین اسپیندل و محور ابزار گیر به وجود آید .
تیغه فرز های انگشتی را معمولا" با استفاده از بوشهای چاکدار فنری (کولت ) و تیغه فرز های پیشانی و بغل تراش را توسط محور های ابزار گیر کوتاه بر روی اسپیندل ماشین فرز نصب می کنند .
کولتها برای مهار کردن تیغه فرز های انگشتی دنباله استوانه ای و مته ها به کار می رود . کولت به همراه ابزار توسط محور کولت گیر به اسپیندل ماشین فرز محکم می شوند .
محور های ابزار گیر با سوراخ مخروطی را برای بستن تیغه فرز های انگشتی با دنباله مخروطی و یا مته های دنباله مخروطی استفاده می کنند .
محور های کوتاه ابزار گیر مخصوصی نیز برای بستن تیغه فرز های پیشانی و بغل تراش روی ماشین استفاده می شوند.
نظیر همین محور های ابزار گیر کوتاه نیز که قسمت ابزار گیر آن باریک است ، برای مهار کردن تیغه فرز های دیسکی نظیر تیغه فرز های اره ای ، چرخدنده تراش ، و جناغی بر روی ماشین فرز عمودی به کار گرفته می شود.
مراقبت از ابزار گیرها و تجهیزات محرکه
برای حفظ دقت در فرز کاری ،لازم است از آسیب رسیدن به ابزار گیرها و تجهیزات محرکه ماشین جلوگیری شود.
1-همیشه انتهای مخروطی محور ابزارگیر را تمیز نگه دارید و از خراشیده شدن و ضربه خوردن آن جلوگیری نمایید.سطح مخروطی داخل اسپیندل ماشین را نیز باید همین طور مراقبت کرد.
2-یاتاقانهای تکیه گاه محورهای ابزار گیر افقی را تمیز و روانکاری کرده و سپس اقدام به نصب محور ابزار گیر کنید.یاتاقانها نباید در جای خود لقی داشته باشند.
3-قبل از نصب بوشهای فاصله انداز،آنها را تمیز کنید در غیر اینصورت ممکن است تیغه فرز به صورت کج روی محور قرار گیرد و دقت موضع ماشین کاری شده افت کند.
4-محورهای ابزار گیر را به صورت جداگانه و در حالت عمودی نگه دارید.
5-هیچوقت قبل از محکم کردن پایه های نگهدارنده محورهای ابزار گیر افقی،مهره سفت کن محور را محکم نکنید.زیرا با این کار ابزار گیر دچار تنش شده و به خوبی کار نخواهد کرد.
6-برای سفت کردن مهره انتهایی محور ابزار گیر ،از یک آچار با اندازه مناسب استفاده کنید.
اطمینان یابید که حداقل چهار دندانه از رزوه ها،قبل از سفت کردن کامل مهره در گیر شده باشند.
7-از ضربه زدن به آچار برای سفت کردن مهره اجتناب کنید. این کار احتمالا به رزوه ها آسیب زده و ممکن است مهره نیز شکسته شود.
8-ابزار را با فشار بر روی محور ابزار گیر جانزنید.بررسی کنید چه عاملی باعث جلوگیری از لغزش آزاد ابزار روی محور می شود.عامل مزاحم را برطرف نمایید.
9-حتما از خار برای بستن تیغه فرز بر روی محور ابزار گیر استفاده کنید.
برای برداشتن محور ابزار گیر از روی ماشین به ترتیب زیر عمل نمایید:
1-پیچ بلند نگه دارنده محور ابزار گیر را چند دور شل کنید.این پیچ را کاملا باز نکنید.
2-با یک چکش سربی به انتهای پیچ بلند ضربه بزنید تا محورابزار گیر از اسپیندل جدا شود.
3-با یک دست محور (که شل شده است)را نگه دارید و با دست دیگر پیچ بلند را بپیچانید تا کاملا باز شود.
4-محور ابزار گیر را از اسپیندل خارج کنید.آن را تمیز کرده و در محل مناسب نگهداری نمایید.
سرعت برشی و پیشروی در عملیات فرز کاری
زمان مورد نیاز برای انجام یک عملیات فرز کاری و کیفیت پرداخت سطح قطعه کار ، تابع سرعت برشی و سرعت پیشروی هستند . سرعت برشی در فرز کاری برابر مسافتی است که ( بر حسب متر یا فوت ) نوک یکی از دندانه های تیغه فرز در یک دقیقه طی می کند . سرعت برشی بر حسب فوت بر دقیقه (fpm) یا متر بر دقیقه (mpm) بیان می شود .
آشکار است که سرعت برشی مستقیما" با سرعت گردش اسپیندل (rpm) متناسب است .
سرعت پیشروی در فرز کاری ، سرعت حرکت خطی قطعه کار نسبت به تیغه فرز است .
سرعت پیشروی بر اساس میزا ن پیشروی هر دندانه تیغه فرز ، در هر دوره گردش آن (ftr) محاسبه می شود .
تعیین سرعت پیشروی مناسب شاید دشوار ترین کار محاسباتی یک قطعه کار باشد با در نظر گرفتن عواملی چون پهنای ناحیه ی براده برداری ، عمق براده ،شرایط عمومی ماشین ،تیز بودن تیغه فرز و از این قبیل باید سرعت پیشروی را حداکثر ممکن انتخاب کرد .
البته در این مورد کیفیت پرداخت سطح قطعه کار میز باید مد نظر باشد . به طور کلی می توان گفت که سرعت برشی با افزایش سختی جنس قطعه کار ، افزایش عمق براده برداری و یا وجود عناصر آلیاژی در جنس قطعه کار کاهش می یابد .
سرعت برشی را می توان به هنگام ماشین کاری آلیاژهای نرم ، عمق براده کم و سرعت پیشروی کمتر افزایش داد .
سیالات برشی
استفاده از سیالات برشی مزایای زیر را به همراه دارد :
1- حرارت ایجاد شده در اثر براده برداری را از موضع ماشین کاری دور می کند .
2- به عنوان روانکار عمل می کند .
3- از جوش خوردن براده ها به تیغه فرز جلوگیری می کند.
4- براده ها را از موضع ماشین کاری دور می کند .
5- کیفیت پرداخت سطح قطعه کار را بهبود می بخشد .
6-تجهیزات نگه دارنده قطعه کار در ماشین های فرز
یکی از ویژگی های ماشین های فرز این است که با نصب تجهیزات متنوع بر روی آن می توان آن را برای بستن انواع قطعات با شکل های مختلف آماده نمود .استفاده از هر یک از این تجهیزات نگه دارنده قطعه کار می تواند بر کارایی ماشین فرز بیفزاید .
گیره ها
استفاده از گیره شاید معمول ترین روش مهار کردن قطعه کار بر روی میز ماشین های فرز باشد .
فک های گیره ها سخت کاری شده اند تا در برابر سایش مقاوم باشند و سطوح آنها سنگ زده شده است تا از دقت کافی بر خوردار باشد .
گیره های فرز کاری نظیر دیگر تجهیزات نگه دارنده ی فرز ، توسط زبانه هایی داخل شیار های میز ماشین فرز قرار می گیرند .
گیره های یکپارچه
دو لبه ی شیار دار جانبی دارد که برای سفت کردن گیره بر روی میز ماشین فرز در نظر گرفته شده اند این گیره ها به صورت موازی یا عمود بر محور ابزار گیر روی میز ماشین های فرز افقی نصب می شوند .
بدنه ی گیره های با پایه گردان ،
شبیه گیره های یکپارچه است که روی یک پایه ی گرد و مدرج نصب شده است . بدین ترتیب این گیره را می توان با هر زاویه ی دلخواه نسبت به اسپیندل تنظیم کرد .
گیره ی اونیور سال ابزار سازی را می توان در جهات مختلف منحرف کرد. و توسط آن قطعه کار را برای انجام عملیات فرز کاری پیچیده مهار نمود.
گیره ی مغناطیسی
گیره ی مغناطیسی ، برای انجام عملیات مختلف فرز کاری مناسب است .
وجود حالت مغناطیسی در این گیره ها سبب می شود . که زمان بستن قطعه کار بر روی آن خیلی کوتاه باشد .البته گیره های مغناطیسی فقط برای مهار کردن فلزات آهنی قابل استفاده است .
صفحه گردان
برای انجام عملیات فرز کاری مختلف ، نظیر فرز کاری شیار های دایره ای ، قطا عها ، شیار های با فرم غیر منظم و نظیر آن به کار می رود .
بر روی صفحه گردان می توان تجهیزات تقسیم نصب کرد تا امکان چرخاندن قطعه کار به صورت ایستگاهی فراهم گردد. صفحه های گردان در محیط خود به 360 مدرج شده اند و می توان آن را به دقت 30/1 درجه (2 دقیقه ) چرخاند .
صفحه گردان ایستگاهی
برای گردش ایستگاهی قطعه ی کار به صورت سریع به کار می روند . حداقل گردش ایستگاهی این وسیله 15 است تجهیزات نگه دارنده که روی این صفحه گردان نصب می شوند را می توان به اندازه مضربی از 15 چرخاند و در آنجا محکم کرد .
دستگاه تقسیم نیز یکی از تجهیزات مهم ماشین فرز محسوب می شود و از آن برای چرخاندن قطعه کار به اندازه ی زاویه دلخواه استفاده می شود .
مثلا" توسط این دستگاه می توان محیط یک قطعه کار دایره ای را به تعدادی تقسیمات مساوی تقسیم کرد و در هر تقسیم یک عملیات براده برداری انجام داد .
از دستگاه تقسیم برای فرز کاری قطعاتی نظیر چرخدنده ها ، هزار خار ها ،و سوراخ کاری چند سوراخ با فواصل مساوی روی یک مسیر دایره ای استفاده می شود .
از این وسیله می توان همچنین برای چهار پهلو یا شش پهلو کردن قطعات استوانه ای نیز استفاده کرد .
دستگاه تقسیم از دو قسمت تشکیل شده است : دستگاه تقسیم اصلی و پایه مرغک .
قطعه کار را دریک دستگاه تقسیم می توان بین دو مرغک و یا درون سه نظام یا کولت از یک طرف و پایه مرغک از طرف دیگر و یا بتن هایی بر روی سه نظام یا کولت مهار کرد .
صفحه سوراخ دار
صفحه سوراخ دار یکی از اجزاء اصلی دستگاه تقسیم است در روی آن سوراخ های متعددی روی مسیر هایی دایره ای ایجاد شده است .
اهرم گردان پین دار روی صفحه سوراخ دار می چرخد و پین آن داخل سوراخ ها قرار می گیرد .
با چرخاندن اهرم گردان ، محور خروجی دستگاه تقسیم که سه نظام یا کولت بر روی آن بسته شده است می چرخد .
نسبت تعداد گردش اهرم گردان به تعداد گردش محور خروجی به صورت استاندارد 5:1 یا 40:1 است ، یعنی مثلا" با چهل بار چرخاندن اهرم گردان به طور کامل ، محور خروجی یک دور کامل خواهد چرخید .
این نسبت گردش در ترکیب با میزان گردش اهرم گردان به اندازه کسری از یک دور که توسط سوراخ های صفحه تعیین می شود این امکان را فراهم می آورد که بتوان قطعه کار را به اندازه زاویه های مختلفی چرخاند.
مثلا" اگر قرار باشد چرخدنده ای با ده دندانه را فرز کاری نمود ، پس از بستن قطعه کار بر روی دستگاه تقسیم و تراش یک دندانه کافی است اهرم گردان به اندازه 10/1 از 5 دور (اگر نسبت گردش دستگاه تقسیم 5:1 باشد ) یا نیم دور چرخانده شود تا قطعه کار به اندازه 10/1 محیط خود گردش کند و سپس بتوان دندانه دوم را براده بردای کرد .
برای تراش 25 دندانه ، میزان گردش اهرم باید برابر با 25/1 از 5 یا 25/5 دور باشد .به عبارت بهتر لازم است اهرم گردان به اندازه 5/1 دور چرخانده شود تا قطعه کار به اندازه 25/1 دور کامل بچرخد .
در این گونه موارد لازم است برای تقسیم قطعه کار از صفحه سوراخ دار استفاده شود .زیرا استفاده از این صفحه امکان گردش اهرم گردان را به اندازه کسری از یک دور فراهم می کند .
ماشین فرز عمودی
توسط ماشینهای فرز عمودی می توان کار هایی نظیر برداه برداری سطوح ، سوراخ کاری ، برقو کاری و داخل تراشی را انجام داد .
تفاوت این ماشین ها با ماشین فرز افقی در این است که در ماشین فرز عمودی اسپیندل ابزار گیر به صورت عمودی و در ماشین فرز افقی ، اسپیندل به صورت افقی قرار می گیرد .
در یک ماشین فرز عمودی می توان کلگی ابزار گیر را حداکثر 90 به چپ و راست منحرف کرده و بدین ترتیب براده برداری سطوح زاویه دار را نیز انجام داد .
با استفاده ازیک فلکه گردان می توان محور میانی کلگی یا اسپیندل را به صورت تلسکوپی به داخل یا خارج جابجا کرد .
در اغلب ماشین های فرز عمودی ، امکان چرخش کل بازویی فوقانی در یک سطح افقی به اندازه 180 نیز وجود دارد . قسمتهای قابل چرخش در این ماشینها مدرج شده اند تا میزان دقیق انحراف کلگی یا چرخش بازویی معلوم گردد.
تیغه فرزهای ماشین فرز عمودی
تیغه فرزهای انگشتی و تیغه فرزهای پیشانی تراش،ابزارهای اصلی یک ماشین فرز عمودی محسوب می شوند.ولی با استفاده از ابزار گیرهای خاص می توان تیغه فرزهای دیسکی بغل تراش و جناغی را نیز بر روی این ماشینها استفاده نمود.
تیغه فرز های انگشتی و مته هایی که دنباله مخروطی دارند را باید در محور ابزار گیر با سوراخ مخروطی نصب کرد.ابزارهایی که دنباله آنها بزرگ باشد را مستقیما می توان در این مته های ابزار گیر نصب کرد،ولی برای نصب ابزارهای با دنباله مخروطی کوچک تر لازم است از بوشهای مخروطی واسطه استفاده نمود.
تیغه فرزهای انگشتی دنباله استوانه ای معمولا در کولت مهار می شوند.ولی ابزار گیرهای خاص دیگری نیز برای مهار کردن این تیغه فرزها عرضه شده اند.
مته ها،برقوها و دیگر ابزارهای کوچک را می توان با استفاده از سه نظام مته به ماشین فرز وصل نمود.سه نظام مته را نیز به روشهای مختلف می توان بر روی اسپیندل ماشین فرز قرار داد.
عملیات فرزکاری بر روی ماشینهای فرز عمودی
علاوه بر آماده سازیهایی که در هر ماشین ابزار،قبل از شروع کار لازم است انجام شود،در ماشین فرز عمودی باید قبل از شروع به کار از میزان بودن وضعیت کلگی ماشین نیز اطمینان یافت.
به عبارت بهتر باید مطمئن شد که اسپیندل دقیقا در حالت عمود بر میز ماشین قرار گرفته باشد.اگر اسپیندل دقیقا عمودی نباشد،سطوح ماشینکاری شده قطعه کار تخت نخواهد بود.
تعامد اسپیندل ماشین فرزعمودی با سطح میز کار را می توان با استفاده از یک ساعت اندیکاتور کنترل کرد.محوری که ساعت در آن قرار می گیرد را می توان ساخت یا به صورت استاندارد خریداری نمود..
اگر برای بستن قطعه کار بر روی میز ماشین از گیره استفاده شود،لازم است قبل از نصب گیره بر روی میز ماشین ،سطوح تماس گیره با میز به خوبی تمیز شوند.
دقت کنید که این سطوح کاملا تخت باشندو اثرات ضربه یا برآمدگی در آنها نباشد،زیرا این عیوب مانع از استقرارکامل سطوح بر روی هم می شوند.پس از قرار دادن گیره بر روی میز،پیچهای آن را کاملا محکم کنید.
اگر دقت فرز کاری برای کار شما خیلی زیاد باشد،لازم است سطوح فک گیره نیز توسط ساعت اندیکاتور به دقت میزان شوند.البته برای عملیات فرز کاری عمومی،میزان کردن سطوح فک گیره با استفاده از یک گونیا کافی خواهد بود.تنظیم زاویه ای گیره به کمک زاویه سنج یا نقاله بازویی انجام می شود.
البته تنظیم زاویه را می توان در گیره های گردان با پایه مدرج، با چرخاندن گیره و مشاهده میزان انحراف بر روی قسمت مدرج نیز انجام داد.
پس از تنظیم گیره،سطوح فکها و کف گیره را از براده و دیگر آلودگیها پاک کرده و یک جفت بلوکه زیر کاری فولادی در بین فکهای گیره قرار دهید و قطعه کار را روی آنها بگذارید.
گیره را ببندید و با استفاده از یک چکش لاستیکی (یا از جنس فلزات نرم)بر روی قطعه کار ضربه بزنید تا قطعه کار کاملا بر روی سطوح بلو که های فولادی قرار گیرد.با یک تکه کاغذ می توان فهمید که آیا قطعه کار کاملا روی بلو که ها نشسته است یا خیر.
هیچوقت روی دسته گردان گیره با چکش ضربه نزنید. گاهی اوقات مشاهده می شود برای اعمال فشار بیشتر به فکهای گیره،به دسته آن ضربه می زنند که عمل نادرستی است.اگر سطوح قطعه کار خشن باشد،بهتر است با قرار دادن دو تکه ورق خم شده از فلزات نرم بر روی فکهای گیره،آنها را محافظت کنید.
عمود کردن سطوح قطعه کار(گونیا کردن)
قطعه کار مکعب مستطیلی که با اره بریده شده باشد را،باید به روش خاصی توسط ماشین فرز ماشین کاری کرد تا سطوح مجاور هم بر یکدیگر عمود شوند.
1-سطح اول را براده برداری کنید.پس از سوهانکاری لبه ها و زدودن کلیه براده ها ،قطعه کار را باز کرده و پس از چرخاندن آن به گونه ای درون گیره ببندید که سطح ماشینکا ری شده،مجاور فک ثابت گیره قرار گیرد.
سپس یک میله فلزی نرم بین فک متحرک گیره و قطعه کار قرار داده و مجددا گیره را محکم نمایید. استفاده از میله فلزی نرم مخصوصا هنگامی که سطوح قطعه کار ناصاف و خشن و غیر موازی باشد،لازم است.
2-سطح دوم را براده برداری کنید.
3-پس از سوهانکاری لبه ها و زدودن براده ها،قطعه کار را برای برده برداری سطح سوم بچرخانید.در ماشینکاری سطح سوم باید اندازه بین دو سطح یک و سه را کامل کنید.بنابر این ابتدا سطح سوم را به میزان کمی براده برداری کرده و با میکرو متر اندازه را کنترل کنید.
اختلاف بین اندازه کنترل شده و اندازه نهایی،مقدار ماده ای است که باید مجددا" براده برداری شود . همیشه قبل از اندازه گیری قطعه کار ماشین را متوقف نمایید .
4- تکرار عملیات فوق برای براده برداری سطح چهارم .
5- برای براده برداری سطح پنجم اگر قطعه کار به اندازه کافی کوتاه باشد می توان به اندازه یک گونیا سطوح ماشین کاری شده قبلی را به صورت عمودی وا داشته و سطح پنجم را براده برداری نمود .
فرز کاری سطوح زاویه دار
سطوح زاویه دار ( شیب ها ، پخها ) را می توان به دو روش کلی براده برداری کرد. در یک روش می توان کلگی ماشین فرز عمودی را برابر با زاویه مورد نظر منحرف کرده و قطعه کار را براده برداری کرد .
در روش دیگر می توان قطعه کار را به صورت زاویه دار بر روی گیره یا فیکسچر دیگری بسته و سطح مورد نظر را براده برداری نمود . هنگامی که لازم باشد تعداد زیادی قطعات با زاویه مساوی براده برداری شوند بهتر است از یک فیکسچر استفاده کرد .
سطوح زاویه دار مرکب ( زاویه دار از دو جهت ) را باید با استفاده از یک گیره اونیور سال فرز کاری کرد .
اگر از روش انحراف کلگی ماشین برای فرز کاری سطوح زاویه دار استفاده می شود لازم است که سطوح فک گیره توسط اندیکاتور به دقت با ماشین موازی شود . زاویه مورد نظر را روی سطح قطعه کار خط کشی کنید و آن را بر روی گیره محکم نمایید سپس ابزار را به طرف قطعه کار هدایت کرده و تا خط ترسیم شده براده برداری کنید .
اگر برای فرز کاری سطح زاویه ای بخواهید آن را به صورت زاویه دار درون گیره ببندید باید در انجام این کار دقت کنید .
برای انحراف دقیق قطعه کار درون گیره می توانید از پایه گونیای مرکب که یک تراز شیشه ای در وسط آن تعبیه شده استفاده نمود . روش دیگر کنترل زاویه قطعه کار بسته شده در گیره استفاده از یک کولیس یا سوزن خط کشی پایه دار است .
فرز کاری شیار ها و جا خار ها
برای براده برداری شیار ها و جا خار ها معمولا" از تیغه فرز انگشتی استفاده می شود . پس از تنظیم دقیق فک گیره نسبت به ماشین توسط ساعت اندیکاتور می توان قطعه کار را درون گیره مهار کرد (یا بر روی میز ماشین بست ) .
اگر قطعه کار را مستقیما" بر روی میز ماشین فرز نصب می کنید بهتر است بین قطعه کار و سطح میز یک تکه کاغذ قرار دهید تا استقرار آن به خوبی و بدون لغزش انجام گیرد .
برای شیار تراشی باید از یک تیغه فرز انگشتی تیز که قطر آن برابر با پهنای شیار یا جا خار باشد استفاده نمود . هنگامی که شیار یا جا خار ته بسته باشد لازم است از یک تیغه فرز انگشتی دو لبه استفاده کرد در غیر این صورت بهتر است یک تیغه فرز انگشتی چند لبه به کار برد .
تنظیم تیغه فرز انگشتی برای فرز کاری شیار طولی برروی قطعات استوانه
ای
پس از آنکه ماشین فرز برای ماشین کاری آماده شد قطعه کار باید داخل گیره بین دو مرغک ،بر روی بلوک V- شکل و یا درون یک فیکسچر محکم شود . قبل از شروع براده برداری باید تیغ فرز را به روش زیر دقیقا" با قطعه کار هم محور نمود :
1- زانویی یا میز ماشین را بر روی ستون قفل کنید تا از حرکت عمودی آن جلوگیری شود .
2- محل دو انتهای شیار را بر روی قطعه کار خط کشی کنید .
3- یک تکه نوار کاغذی طویل را بین قطعه کار و تیغه فرز قرار دهید در همین وضعیت به دقت تیغ فرز را برای مماس کردن جانبی به طرف قطعه کار به جلو برانید تا تکه کاغذ به آرامی از بین انگشتان شما کشیده شود( در حالی که تیغه فرز در گردش باشد ) طول نوار کاغذی باید به اندازه کافی بلند باشد تا انگشتان از ابزار در حال گردش فاصله داشته باشد .
4- به محض درگیر شدن تیغه فرز با کاغذ و کشیده شدن کاغذ آن را رها کنید .
5- میز را از حالت قفل خارج کرده و میز را آنقدر پایین بیاورید که تیغه فرز کمی بالاتر از قطعه کار قرار گیرد . میز را به داخل حرکت دهید تا به اندازه نصف قطر قطعه کار به علاوه نصف قطر ابزار به علاوه ضخامت کاغذ جابجا شود .
6- با استفاده از یک نوار کاغذی دیگر تیغه فرز را از بالا ، بر قطعه کار مماس کنید که بتوانید عمق فرزکاری شیار را به دقت تنظیم نمایید. عمق صحیح جا خار را می توان با استفاده از جدول های موجود در هند بوک های ماشین کاری بدست آورد.
فرز کاری حفره ها
حفره های داخلی را نیز به آسانی می توان توسط ماشین فرز عمودی ماشینکاری نمود . اگر این حفره قرار باشد در یک قطعه کار تو پر ایجاد شود لازم است از یک تیغه فرز انگشتی دو لبه استفاده نمود . این قطعه فرز ها را می توان مانند یک مته به صورت عمودی به داخل قطعه کار پیش راند .
اگر پهنای شیار بیشتر از قطر تیغه فرز باشد لازم است که جهت پیشروی ابزار نسبت به قطعه کار مورد توجه قرار گیرد .
در براده برداری چنین شیار هایی باید از روش فرز کاری مخالف استفاده کرد یعنی جهت حرکت قطعه کار نسبت به ابزار در نقطه تماس مخالف یکدیگر باشد .
واضح است که تنها هنگامی جهت حرکت قطعه کار نسبت به ابزار ،از نظر موافق بودن یا مخالف بودن قابل بررسی است که تیغه فرز از یک طرف قطعه کار براده برداری نماید .
براده برداری سطوح با ارتفاع های مختلف
فرز کاری پله هایی با ارتفاع های مختلف شاید ساده ترین عملیات فرز کاری باشد . ابتدا باید موقعیت پله ها بر روی سطوح قطعه کار خط کشی شود . براده برداری از پله ها باید آنقدر ادامه یابد که به خطوط ترسیم شده برسد .
البته در فرز کاری قطعات دقیق باید ارتفاع پله ها را حتما" با یک وسیله اندازه گیری ، مثلا" یک میکرومتر عمق سنج ، کنترل کرد .
به یاد داشته باشید که قبل از اندازه گیری کلیه لبه های تیز و براده ها را از روی قطعه کار و لبه های آن برطرف کنید در صورت نیاز با تنظیم مجدد ماشین براده برداری را کامل نمایید .
سوراخکاری و عملیات وابسته
با استفاده از یک ماشین فرز عمودی می توان عملیات سوراخکاری ،برقو کاری و سوراخ تراشی را با دقت زیاد انجام داد.
موقعیت مرکز اولین سوراخ را می توان با استفاده از یک میله نوک تیز دقیق ،که به جای مته درون اسپیندل بسته می شود پیدا کرد.
روشهای دیگر هم محور کردن دقیق مرکز سوراخ با اسپیندل ،استفاده از مرکز یاب اوپتیکی و توپی لبه یاب است.پس از ماشینکاری اولین سوراخ می توان موقعیت سوراخهای دیگر را با دقت (mm0.025)0.001نسبت به سوراخ اول پیدا کرد.
این کار با استفاده از فلکه های مدرج پیشروی میز ماشین امکان پذیر است.اگر لازم باشد فاصله مرکز سوراخها نسبت به هم باز هم دقیق تر باشد می توان با استفاده از ساعت اندیکاتور و یا استفاده از یک سیستم فاصله یاب دیجیتالی به دقت (mm0.0025)0.0001 نیز دست یافت.
با سوراخ تراشی ( داخل تراشی یک سوراخ که قبلا" مته خورده است ) می توان به قطر دقیق و کیفیت پرداخت سطحی بسیار خوبی دست یافت . در سوراخ تراشی ، یک تیغچه به یک محور سوراخ تراشی متصل شده و محور سوراخ تراشی نیز روی اسپیندل ماشین نصب می شود .
با تنظیم فاصله نوک تیغچه نسبت به مرکز محور میتوان قطر ماشینکاری شده سورا خ را تحت کنترل داشت .
در بعضی از محور های سوراخ تراشی یک مکانیزم مدرج دقیق برای تشخیص میزان طول تیغچه تعبیه شده است . مسلما" قبل از سوراخ تراشی باید با مته یک سوراخ اولیه در قطعه کار ایجاد نمود . البته برای انجام این کار تجهیزات مخصوص دیگری نیز چه در بعد کار های خاص و چه در بعد کار های تولیدی وجود دارد .
مراقبت از ماشین فرز
1- نقاط مختلف ماشین را طبق دستور العمل روانکاری کنید .
2- پس از انجام هر عملیات فرز کاری ماشین را نظافت کنید .برای پاک کردن سطوح ماشین از براده از یک برس استفاده کنید .هرگز در حالی که ماشین در حال کار است اقدام به نظافت ماشین نکنید .
3- فاصله کافی بین تیغه فرز و اجزاء ماشین برقرار کنید .
4- در تنظیم موقعیت قطعه کار بر روی ماشین به گونه ای عمل کنید که بین قطعه کار و قطعات مختلف ماشین فاصله کافی وجود داشته باشد .
5- هرگز تیغه فرز را با زور داخل کولت یا بروی نگه دارنده دیگر نرانید . اگر ابزار به راحتی روی ابزار گیر قرار نمی گیرد .بررسی کنید که اشکال کار از کجااست .
6- از یک تیغه فرز تیز استفاده کنید . هنگام نصب تیغه فرز مواظب باشید دست شما مجروح نشود .
7- تراز بودن سطح میز ماشین را کنترل کنید . کنترل تراز بودن هر از چند گاهی باید انجام شود .
8- قبل از شروع براده برداری همه حفاظ های ماشین را در جای خود قرار دهید .
9- مقدار مایع برشی موجود در مخزن و کیفیت آن را بررسی کنید.در صورتی که مایع برشی آلوده شده است،آن را تعویض کنید.
10- هنگامی براده برداری را شروع کنید که اطمینان دارید همه چیز در شرایط مطلوب قرار دارد.ممکن است لازم باشد برای مهار کردن قطعات با شکل نامتقارن و پیچیده از یک فیکسچر خاص استفاده کنید.
11- از تجهیزات همراه ماشین،به نحو مطلوب بهره بگیرید.
12-
عملیات براده برداری در ماشین فرز افقی
ماشینهای فرز افقی نیز،مانند ماشینهای فرز عمودی قابلیتهای کاری متنوعی دارند. عملیات براده برداری مختلفی را می توان با ماشینهای فرز افقی انجام داد.
فرز کاری سطوح تخت
مطالعه دقیق نقشه قطعه کار،تعیین خواهد کرد که از چه روش فرز کاری،از چه نوع تیغه فرز و از چه روشی برای مهارکردن قطعه کار بر روی ماشین باید استفاده گردد.سطوح تخت را معمولا با تیغه فرز های غلتکی ساده و مار پیچ بر روی ماشین فرز افقی و یا توسط یک تیغه فرز پیشانی تراش بر روی ماشین فرز عمودی،ماشینکاری می کنند.شکل قطعه کار و پهنای سطح تخت آن تعیین کننده روش خواهد بود.
پس از آنکه روش فرز کاری و نوع تیغه فرز انتخاب شد،توصیه می شود به ترتیب زیر عمل کنید:
1-وضعیت عمومی ماشین و سیستم روانکاری آن را کنترل کنید. سطح میز ماشین را تمیز کرده و آن را از نظر آسیبهایی که ممکن است در اثر ضربه ایجاد شده باشد،بررسی نمایید.
آسیبهای سطح میز که به صورت برآمدگیهای کوچک ظاهر می شوند،از استقرار کامل و دقیق قطعه کار و تجهیزات نگهدارنده بر روی میز جلو گیری می کند.
2-قطعه کار را در صورت امکان مستقیما روی میز ماشین قرار دهید.
اگر نتوان قطعه کار را مستقیما روی میز نصب کرد،می توان از گیره استفاده نمود.سطح زیر گیره را تمیز کرده و آن را در محل مناسبی روی میز ماشین ببندید .
گیره باید حتی المقدور به ستون اصلی ماشین فرز نزدیک باشد.وضعیت پایه های نگهدارنده محور ابزار گیر و شکل قطعه کار،عواملی هستند که در تعیین فاصله گیره از ستون ماشین تاثیر می گذارند.
گاهی اوقات لازم است گیره به گونه ای روی میز نصب شود که فک ثابت آن در خلاف جهت گردش تیغه فرز (روبه روی آن )قرار گیرد تا به خوبی نیروی حاصل از براده برداری را تحمل نماید.
3-اگر دقت ماشینکاری زیاد باشد،سطح فک گیره را با ساعت اندیکاتور دقیقا میزان کرد.در غیر این صورت استفاده از یک گونیا و یا محور ابزار گیر برای تنظیم تعامد فک گیره با جهت طولی پیشروی میز ماشین کافی خواهد بود.
در صورتی که لازم باشد گیره به صورت زاویه دار بسته شود می توان از گیره گردان با پایه مدرج استفاده کرد و یا از یک نقاله برای تعیین میزان چرخاندن گیره کمک گرفت.
4-سطوح فکها و داخل گیره را تمیز کنید.
5-یک جفت بلوکه فولادی دقیق به عنوان زیر کاری قطعه کار درون گیره قرار داده و قطعه کار را روی آنها بگذارید.گیره را سفت کرده و برروی قطعه کار با یک چکش پلاستیکی یا از جنس فلزات نرم ضربه بزنید تا کاملا بر روی زیر کاری ها بنشیند.برای اطمینان یافتن از قرار گیری کامل قطعه کار برر روی جفت بلوکه های فولادی می توان از دو تکه نوار کاغذی که بین بلوکه ها و قطعه کار قرار می گیرد استفاده نمود.
6-یک محور ابزار گیر با کوتاه ترین طول ممکن انتخاب کنید که براده برداری از قطعه کار با آن امکان پذیر باشد.دنباله مخروطی محور ابزار گیر و سطح سوراخ مخروطی داخل اسپیندل را با یک پارچه نرم و خشک،تمیز کنید.
محور ابزار گیر را داخل اسپیندل قرار داده و با استفاده از پیچ بلند از پشت اسپیندل آن را کاملا بر روی اسپیندل محکم کنید.
7-در صورت امکان بهتر است تیغه فرزی انتخاب شود که بتواند تمام سطح را در یک پاس فرز کاری،براده برداری کند.
قطر تیغه فرز باید حتی المقدور کوچک و در عین حال به اندازه کافی بزرگ باشد تا ضمن کاهش زمان براده برداری از برخورد احتمالی تجهیزات ماشین با یکدیگر جلوگیری شود.
8-تیغه فرز را با استفاده از خار طولی که بین تیغه فرز و محور ابزارگیر قرار می گیرد بر روی محور ابزار گیر نصب کنید.تیغه فرز را حتی المقدور نزدیک به ستون اصلی ماشین قرار دهید.
هنگامی که قصد دارید یک تیغه فرز را بر روی محور ابزار گیر نصب کنید برای محافظت از دست خود از یک تکه پارچه ضخیم یا یک دستکش استفاده کنید.
اگر از یک تیغه فرز غلتکی مارپیچ استفاده می کنید در جهتی آن را نصب کنید که نیروی حاصل از براده برداری ،تیغه فرز را به طرف ستون اصلی ماشین فشار دهد.
9-پایه نگهدارنده محور ابزار گیر را در جای خود قرار داده و قفل کنید.سپس مهره انتهایی محور را سفت نمایید.
10-ماشین رابر اساس سرعت برشی و پیشروی مناسب تنظیم کنید.
11-ماشین را روشن کرده و جهت گردش تیغه فرز را مشاهده کنید.اگر جهت گردش آن درست است،تمام قفلهای حرکت میز ماشین را آزاد کنید.قطعه کار را در زیر تیغه فرز در حال چرخش قرار داده و با حرکت عمودی قطعه کار به طرف تیغه فرز آن دو را با هم مماس کنید.
حلقه مدرج پیشروی عمودی میز ماشین را بر روی صفر قرار دهید.تیغه فرز را از روی قطعه کار کنار برده و پس از اندکی بار دادن به تیغه فرز در جهت عمودی،سطح قطعه کار را یک پاس براده برداری کنید.
به هنگام براده برداری از مایع برشی فراوان استفاده نمایید.
پس از اتمام براده برداری پاس اول،ارتفاع قطعه کار را اندازه گیری کرده و پاس دوم را با تنظیم عمق براده مناسب براده برداری کنید.
اگر سطح قطعه کار قبلا براده برداری شده باشد و لازم باشد دوباره همان سطح براده برداری شود،بهتر است هنگام مماس کردن تیغه فرز روی سطح قطعه کار به این روش عمل کنید.
یک تکه نوار کاغذی طویل را بین تیغه فرز و سطح قطعه کار نگاه دارید.میز را در حالی که تیغه فرز می چرخد بالا بیاورید تا جایی که نوار کاغذی به آرامی از بین انگشتان شما کشیده شود.
هنگامی که برای یک بار تیغه فرز نسبت به قطعه کار تنظیم شد فقط لازم است تیغه فرز را از روی قطعه کار کنار برده و به اندازه عمق براده برداری مورد نظر به علاوه ضخامت کاغذ به تیغه فرز بار دهید (با بالا بردن میز ماشین).به غیر از جهت حرکت طولی میز ماشین بقیه جهات حرکتی ماشین را قفل کرده و با دست قطعه کار را به طرف ابزار به جلو ببرید.
به محض برخورد تیغه فرز با قطعه کار،جریان مایع برشی را برقرار کرده واهرم پیشروی اتوماتیک در جهت طولی را درگیر کنید تا قطعه کار به صورت اتو ماتیک براده برداری شود.
تمام سطح را براده برداری کرده و تیغه فرز را متوقف کنید.تیغه فرز را به موضع شروع برگردانید.
تیغه فرز را در حال چرخش از روی قطعه کار به عقب برنگردانید،زیرا با این کار بر روی سطح قطعه کار شیارهای موازی کم عمقی ظاهر خواهد شد و کیفیت سطح تخریب می شود.
هنگام براده برداری سعی نکنید سطح قطعه کار را با دست لمس نمایید. در صورت لزوم عملیات فوق را تکرار کنید تا اندازه قطعه کار به حد مطلوب برسد.
گونیا کردن سطوح قطعه کار
مراحل عملیات براده برداری قطعه کار مکعب مستطیلی برای عمود کردن سطوح آن مشابه عملیاتی است که بر روی یک ماشین فرز عمودی انجام می شود. در صورت امکان بهتر است از تیغه فرز با عرض کافی استفاده کرد که بتواند هر سطح را در یک پاس براده برداری کند.اگر طول قطعه کار کوتاه باشد،
برای براده برداری دو سطح انتهایی بهتر است قطعه کار را به صورت عمودی داخل گیره بست.برای بستن قطعه کار به صورت درست درون گیره در این مرحله باید از یک گونیا کمک گرفت.
پیشانی تراش
پیشانی تراشی،نوعی عملیات براده برداری با ماشین فرز است که درآن سطح براده برداری شده عمود بر محور اسپیندل ماشین است. در تیغه فرز های پیشانی تراش که قطر آنها بیشتر از (mm150)6 باشد،معمولا از تکه های برشی قابل تعویض استفاده می شود.
از این تیغه فرزها برای براده برداری از سطوح تخت بزرگ استفاده می گردد.
تیغه فرزهای پیشانی تراش با قطر کوچکتر از (mm150)6را تیغه فرز پیشانی و بغل تراش می نامند. این تیغه فرز ها معمولا روی یک محور ابزارگیر کوتاه نوع Cبسته می شوند.
1-برای پیشانی تراشی،قطر ابزار باید (mm20)4/3تا (mm25)1بزرگتر از عرض قسمتی که باید براده برداری شود،انتخاب گردد.
2- لبه جلویی قطعه کار باید تقریبا (mm25)1جلوتر از لبه میز ماشین قرار گیرد تا فاصله کافی به هنگام براده برداری ایجاد شود. در پیشانی تراشی گاهی اوقات لازم است قطعه کار بر روی یک پایه نگهدارنده عمودی بسته شود.
3-سرعت برشی و پیشروی مناسب را بر روی ماشین تنظیم کنید.
4- به آرامی قطعه کار را به طرف ابزار جلو ببرید تا براده برداری آغاز شود. در پیشانی تراشی خشن می توان تا عمق 14(mm6)نیز براده برداری نمود. از مایع تراشی زیاد استفاده کنید.
5- پس از پایان براده برداری،تیغه فرز را متوقف کنید. تیغه فرز را به موضع شروع باز گردانید. در صورت نیاز عملیات ماشینکاری را تکرار نمایید.
6-پاس آخر را براده برداری کنید و از اندازه درست قطعه کارمطمئن شوید.پس از پایان عملیات می توان تنظیم قطعه کار و ابزار را برهم زده و آنها را از روی ماشین فرز باز کرد.
برای پاک کردن ماشین و قطعه کار از یک برس یا قلم مو استفاده کنید.تیغه فرز را تمیز کرده و در شرایط مطلوب آن را نگهداری نمایید.
بغل تراشی
بغل تراشی به نوعی عملیات براده برداری در ماشینهای فرز اطلاق می شود که در آن از تیغه فرز های بغل تراش استفاده می شود.
اگر از دو تیغه فرز بغل تراش به صورت همزمان برای براده برداری قطعه کار استفاده شود ،این عملیات را فرز کاری یا بغل تراشی دو طرفه همزمان می نامند.
تیغه فرز هایی که برای عملیات بغل تراشی دو طرفه همزمان انتخاب می شوند،باید دقیقا جفت باشند.
حتی به هنگام تیز کردن مجدد آنها باید با هم تیز شوند تا قطر آنها کاملا یکسان باقی بماند.حلقه های فاصله انداز که بین دو تیغه فرز قرار داده می شود،فاصله بین آن دو و در واقع پهنای شانه قطعه کار را تعیین می کنند.
فرز کاری گروهی ،با نصب چند تیغه فرز بر روی یک محور ابزار گیر و براده برداری همزمان از چند قطعه کار در یک پاس انجام می شود.فرز کاری گروهی،نوع خاصی از فرز کاری دو طرفه همزمان محسوب می شود.
از این روش فرز کاری گروهی هنگامی استفاده می شود که لازم باشد تعداد زیادی قطعه کار مشابه هم ساخته شود.
از تیغه فرز های بغل تراش ،می توان برای فرز کاری شیارها،جاخارها و نیز با استفاده از یک دستگاه تقسیم برای چهار پهلو یا شش پهلو کردن قطعات استوانه ای استفاده کرد.
تنظیم تیغه فرز بغل تراش برای فرز کاری یک شیار در یک قطعه کار تخت
برای انجام این کار باید ماشین را همانطور که برای فرز کاری سطوح تخت آماده سازی می کنند ،آماده نمود.
از یک ساعت اندیکاتور برای تنظیم دقیق فک گیره نسبت به محور طولی یا ستون اصلی ماشین استفاده کنید تا از دقت ماشینکاری اطمینان یابید.
به هنگام نصب تیغه فرز بغل تراش بر روی محور ابزار گیر همانند روش نصب تیغه فرز های غلتکی عمل کنید اگر عمق شیاری که قرار است براده برداری شود زیاد نباشد می توان از یک تیغه فرز بغل تراش ساده استفاده کرد در غیر این صورت استفاده از تیغه فرز های بغل تراش با دندانه های چپ و راست توصیه می شود .
سطوح قطعه کار را خط کشی کنید و سپس تیغه فرز را به یکی از روشهای زیر تنظیم نمایید :
1- از یک خط کش فلزی استفاده کنید. یک براده برداری کم عمق از قطعه کار انجام داده و پس از برطرف کردن لبه های تیز آن ، عمق قسمت براده برداری شده را اندازه بگیرید .
2- اختلاف بین این اندازه و عمق نهایی ، برابر با میزان عمق براده برداری باقیمانده است که باید از قطعه کار برداشته شود .
3- با استفاده از نوار کاغذی ، ابزار را به سطح کناری قطعه کار مماس کنید . سپس میز ماشین را آنقدر پایین بیاورید که تیغه فرز بتواند از بالای قطعه کار عبور کند .
4- در این حالت میز ماشین را به اندازه مناسب ( به علاوه ضخامت کاغذ ) به طرف راست هدایت کنید تا تیغه فرز در موقعیت مطلوب برای براده برداری قرار گیرد .
5- حال می توان با استفاده از یک نوار کاغذی تیغه فرز را بر روی سطح قطعه کار مماس کرد تا ابزار از نظر عمق براده برداری در موقعیت صفر قرار گیرد .
6- در صورت استفاده از نوار کاغذی حتما" از یک نوار طویل استفاده کرده و دست خود را با فاصله کافی از تیغه فرز نگه دارید .
7- در صورتی که نمی خواهید از نوار کاغذی استفاده کنید می توان با یک براده برداری کم عمق از سطح قطعه کار اندازه گیری و فرز کاری مجدد به عمق مورد نظر دست یافت .
تنظیم موقعیت تیغه فرز بغل تراش برای فرز کاری یک شیار یا یک جا خار بر روی قطعه کار استوانه ای
در ساخت اغلب محور ها لازم است جا خار طولی روی آن فرز کاری شود این جا خار باید دقیقا" در مرکز محور قرار گیرد تا به هنگام قرار دادن خار بین محور و قطعه درگیر با محور مشکل ایجاد نشود .
برای تنظیم دقیق تیغه فرز در مرکزقطعه کار پس از تنظیم اولیه ماشین فرز و نصب قطعه کار روی گیره (یا نصب قطعه کار بین دو مرغک ، بر روی بلوکه V- شکل یا داخل یک فیکسچر خاص ) به یکی از روشهای زیر عمل کنید :
1- ابتدا به صورت چشمی تیغه فرز را در مرکز قرار دهید سپس با استفاده از گونیا و خط کشی فلزی آنقدر میز ماشین را جابجا کنید تا اندازه گیری از هر دو طرف برابر باشد . با توجه به دقت کم اندازه گیری با خط کشی فلزی می توان برای بالا بردن دقت در این روش از یک میکرو متر عمق سنج نیز استفاده کرد .
2- قطعات کوتاه را معمولا"نمی توان به روش فوق با تیغه فرز هم محور کرد . در این گونه موارد پس از تنظیم چشمی ابزار باید ابزار را به آرامی روی سطح کار مماس کرد تا براده اندکی از آن بردارد . با حرکت عرضی میز ( به داخل و خارج ) قطعه کار زیر ابزار جابه جا می شود .
3- با توجه به اینکه قطعه کار استوانه ای شکل است ، سطح براده برداری شده به صورات بیضی خواهد بود . سطح بیضی شکل دقیقا" در مرکز قطعه کار قرار گرفته است بنابراین با تنظیم دقیق ابزار نسبت به سطح بیضی شکل تیغه فرز دقیقا" در مرکز قطعه کار قرار می گیرد.
4- با استفاده از نوار کاغذی هم می توان تیغه فرز بغل تراش را در مرکز قطعه کار استوانه ای تنظیم نمود . ابتدا باید تیغه فرز را از کنار با قطعه کار مماس کرد برای این کار در حالی که نوار کاغذی در بین قطعه کار و تیغه فرز قرار گرفته است باید قطعه کار را به طرف تیغه فرز حرکت داد .تا وقتی که نوار کاغذی به آرامی از بین انگشتان شما کشیده شود سپس میز ماشین را پایین بیاورید تا جایی که تیغه فرز بالاتر از قطعه کار قرار گیرد . در این وضعیت میز ماشین را به اندازه نصف قطر قطعه کار به علاوه نصف ضخامت تیغه فرز به علاوه ضخامت کاغذ به جلو برانید . برای تنظیم موقعیت تیغه فرز های چتری دنباله دار نیز می توان از همین روش استفاده کنید . پس از آنکه تیغه فرز در مرکز قطعه کار تنظیم شد میز را قفل کنید تا از حرکت عرضی میز جلوگیری شود .عمق جا خار را می توان از جدول های استاندارد بدست آورد .
به منظور مماس کردن عمودی تیغه فرز نسبت به قطعه کار نیز می توان از نوار کاغذی استفاده نمود . تیغه فرز را به ابتدای قطعه کار هدایت کرده و به اندازه عمق جا خار (یا شیار) در جهت عمودی به آن بار بدهید . برای براده برداری باید از جریان مایع برشی کافی استفاده کنید . در براده برداری جا خار های دایره ای لازم نیست تیغه فرز بر روی قطعه کار پیشروی طولی داشته باشد .
کافی است تیغه فرز را در موقعیت طولی مورد نظر در بالای قطعه کار قرار داده و فقط در جهت عمودی ابزار را با داخل قطعه کار به پیش برانید تا عمق مورد نظر ایجاد گردد . کنترل عمق جا خار را می توان با قرار دادن خار مورد نظر در آن یا به کمک یک وسیله اندازه گیری عمق سنج انجام داد .
برش کاری
یکی دیگر از عملیات فرز کاری رایج در صنعت ، برش کاری قطعات نازک به چند تکه است که مثلا" برای ساخت سنجه های تخت یا شابلون ها کاربرد دارد . برش کاری بر روی ماشین فرز توسط تیغه فرز اره ای انجام می شود .
عملیات برش کاری توسط ماشین فرز، کار دشواری است و در انجام آن باید کاملا دقت کرده و مراقب بود .
تیغه فرز اره ای را باید با حد اقل قطر ممکن انتخاب نمود به شرط آنکه برخوردی بین محور ابزار گیر و دیگر قطعات ماشین اتفاق نیفتد .
تیغه فرز باید حتما" توسط خار بر روی محور ابزار گیر نصب گردد . همچنین باید دو طرف تیغه فرز را با حلقه های فاصله انداز پر کرد . در برش کاری با تیغه فرز اره ای بهتر است از روش فرز کاری موافق استفاده شود یعنی جهت گردش تیغه فرز با جهت پیشروی قطعه کار در نقطه تماس موافق هم باشند . فشار حاصل از براده برداری در روش فرز کاری موافق رو به پایین اعمال می شود که در اثر آن قطعه کار بیشتر بر روی میز ماشین فشرده خواهد شد .
لقی کشوییی های میز ماشین را با تنظیم گوه طولی کاملا"بگیرید به طوری که هنگام پیشروی میز با دست نیروی نسبتا" زیادی مورد نیاز باشد .
بدین ترتیب میز هیچگونه لقی ندارد و از جهش ابزار هنگام براده برداری جلوگیری می شود .
اگر پهنای قطعه کار کم باشد می توان قطعه کار را درون گیره بست البته در این وضعیت باید زیر قطعه کار به خوبی توسط بلوکه های فولادی پر شده باشد .
در موقع قرار دادن بلوکه های موازی در زیر قطعه کار مواظب باشید که بلوکه ها به موضع برش کاری نزدیک نباشند . قطعه کار های طویل را برای برش کاری باید مستقیما" بر روی میز ماشین نصب کرد .
به عنوان رو بند بهتر است از نبش های ماشین کاری شده استفاده شود . لبه ی قطعه کار را باید توسط ساعت اندیکاتور دقیقا" موازی با سطح ستون اصلی ماشین تنظیم کرد .
در تنظیم موقعیت قطعه کار بر روی میز ماشین باید دقت کرد که موضع برش کاری در وسط یکی از شیار های T – شکل میز قرار گیرد .
قرار دادن یک ورق کاغذی بین قطعه کار و میز ماشین از لغزش قطعه کار به هنگام براده برداری جلوگیری می کند .
عمق نفوذ ابزار در قطعه کار معمولا" به اندازه ضخامت قطعه کار به علاوه ( mm 1.5 ) 16/1 در نظر گرفته می شود . همیشه در برش کاری از یک تیغه فرز اره ای تیز استفاده کنید .
شیارتراشی
شیار تراشی شبیه برش کاری است . با این تفاوت که در شار تراشی عمق براده برداری ، قسمتی از ضخامت قطعه کار را در بر می گیرد.
شیار تراشی روی سر پیچ ها ، نمونه ای از عملیات شیار تراشی با ماشین فرز می باشد .
1- در شیار تراشی با تیغه فرز اره ای ، از روش فرز کاری مخالف استفاده کنید . یک تیغه فرز تیز و با ضخامتی مناسب با پهنای شیار انتخاب نمایید . به تفاوت تیغه فرز های اره ای شیار تراشی و برش کاری توجه کنید .
2- سرعت برشی و پیشروی مناسب را روی ماشین تنظیم کنید . سرعت پیشروی را حداقل ممکن انتخاب کنید . پس از شروع براده برداری اگر شرایط ماشین اجازه دهد می توان سرعت پیشروی را افزایش داد .
3- گیره را تنظیم کرده و قطعه کار را درون آن ببندید .
4- ابزار را نصب و تنظیم کنید و با عمق براده کم یک پاس فرز کاری کنید . در صورت نیاز قطعه کار یا ابزار را مجددا" تنظیم نمایید. قبل از هر تنظیم یا اندازه گیری حتما" ماشین را متوقف کنید .
5- عمق براده برداری نهایی را با تنظیم موقعیت عمودی قطعه کار تنظیم کنید .
6- با بر قراری جریان کافی مایع برشی براده برداری را انجام دهید . هنگام براده برداری از ایستادن جلو تیغه فرز پرهیز کنید . زیرا گاهی ممکن است تیغه فرز بشکند و تکه های پرتاب شده به شما آسیب برسانند .
سوراخ کاری و سوراخ تراشی با ماشین فرز افقی
در بعضی قطعات لازم است سوراخ هایی با فاصله دقیق ایجاد نمود . استفاده از ماشین فرز این امکان را فراهم می آورد که بتوان به راحتی سوراخ هایی با فاصله های دقیق را بر روی قطعه کار ماشین کاری کرد .
مته های کوچک را می توان به کمک یک سه نظام مته به اسپیندل افقی ماشین نصب کرد .
روش بهتر برای بستن مته های دنباله استوانه ای ، استفاده از کولت است . مته های بزرگتر با دنباله استوانه ای را می توان مستقیما" یا با استفاده از بوش های واسطه مخروطی درون اسپیندل ماشین مهار نمود .
سوراخ تراشی معمولا توسط تیغچه های تک لبه که در توپیهای مخصوص سوراخ تراشی نصب می شوند،قابل انجام است.دنباله توپیهای سوراخ تراشی ممکن است مخروطی باشد و مستقیما بتوان توپی را درون اسپیندل نصب نمود.
و یا این دنباله به صورت استوانه ای باشد که در این صورت باید برای نصب آن بر روی اسپیندل ماشین،از کولت یا محورهای ابزار گیر واسطه استفاده کرد.
با استفاده از یک سوزن مرکز یاب می توان محور اسپیندل یا ابزار را با موقعیت مرکز سوراخ که قبلا روی قطعه کار خط کشی شده است،میزان نمود.
برای قرار دادن محور اسپیندل یا ابزار در مرکز سوراخی که قبلا در قطعه کار ایجاد شده است،باید از ساعت اندیکاتور و پایه مخصوص آن استفاده نمود.
فرز کاری چرخدنده های ساده
چرخدنده عبارت است از یک چرخ یا دیسک دندانه دار که معمولا بر روی یک محور قرار می گیرد و با چرخدنده دیگری که مقابل آن قرار گرفته در گیر می شود تا حرکت و توان مکانیکی را از یک محور به محور دیگر انتقال دهد.
فرم دندانه های چرخدنده به گو نه ای است که به هنگام کار تماس دائمی و پیوسته بین دو چرخدنده برقرار می شود.
در چرخدنده های ساده،فرم دندانه ها مستقیم است و سطح دندانه ها بر طرفین چرخدنده (سطوح قاعده آن)عمود می باشد.
این نوع،ساده ترین و پر کاربرد ترین نوع چرخدنده ها محسوب می شود.
براده برداری چرخدنده ها،نیازمند دانش کافی درباره قسمتهای مختلف آن است تا به واسطه آنها بتوان ابزار برشی مناسب را انتخاب کرده و عمق براده برداری هر دندانه را تعیین نمود و علاوه بر اینها دستگاه تقسیم ماشین فرز را نیز باید برای تقسیم کردن پیرامون چرخدنده برای تراش هر دندانه تنظیم کرد.
قسمتهای مختلف چرخدنده
برای محاسبه مقادیر مورد نیاز در براده برداری چرخدنده های اینچی ساده ،اطلاعات زیر لازم است.چرخدنده های اینچی با چرخدنده های متر یک تفاوت دارند و نمی توان آنها را به جای هم استفاده کرد.
1-قطر دایره گام (D):قطر دایره گام چرخدنده.
2-گام قطری(p):تعداد دندانه در یک اینچ از قطر دایره گام.
3-گام دایره ای (p):طولی از یک دایره گام یک چرخدنده از یک نقطه از دندانه تا نقطه نظیر آن در دندانه بعدی.
4-تعداد دندانه(N):تعداد کل دندانه های یک چرخدنده.
5-قطر بزرگ(0D):قطر خارجی استوانه ای که آماده چرخدنده تراشی است.
6-عمق کامل دندانهht)) :عمق کامل شیار بین دو دندانه و برابر با مجموع ارتفاع سر دندانه (a)و ارتفاع ته دندانه (b)است.به عبارت دیگر عمقی است که باید براده برداری شود.
7-عمق کاری(hk):مجموع ارتفاع سر دندانه دو چرخدنده درگیر با هم.
8-لقی ته دندانه((C :فاصله بین عمق کاری و عمق کامل دندانه.اختلاف بین ارتفاع ته دندانه یک دندانه و ارتفاع سر دندانه چرخدنده در گیر با آن.
9-ارتفاع سر دندانه(a):ارتفاع قسمتی از یک دندانه که بالاتر از دایره گام قرار گرفته است.
چرخدنده ساده،ساده ترین نوع چرخدنده ها است.دندانه ها به فرم مستقیم هستند که عمود بر سطوح قاعده ماشینکاری شده اند.چرخدنده شانه ای یک چرخدنده تخت است که دندانه های آن بر روی یک سطح آن ماشینکاری شده است.توسط یک جفت چرخدنده ساده و شانه ای می توان حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل کرد.
10-ارتفاع ته دندانه(b):ارتفاع قسمتی از یک دندانه که پایین تر از دایره گام قرار گرفته است.
11-ضخامت دندانه(tc ):ضخامت یک دندانه که روی دایره گام اندازه گیری می شود. این ضخامت را می توان با یک کولیس مخصوص چرخدنده اندازه گرفت.
12-دایره گام:یک دایره فرضی که تقریبا بین ریشه (ته) و سر یک دندانه قرار گرفته است.دایره گام یک چرخدنده با دایره گام چرخدنده درگیر با آن مماس است.
13-زاویه فشار(Ө):زاویه فشار بین دندانه های در گیر با هم در دو چرخدنده. این زاویه جهت انتقال فشار بین دو چرخدنده را نشان می دهد.
زاویه های فشار استاندارد در ساخت چرخدنده ها عبارت است از 1/2 14،20،25 .امروزه زاویه فشار 20جایگزین 2/114شده است.
14-فاصله بین مرکز دو چرخدنده درگیر (C):این فاصله را می توان با جمع کردن تعداد دندانه های دو چرخدنده،تقسیم بر 2،تقسیم برگام قطری محاسبه کرد.
تیغه فرز های چرخدنده تراش
برای تراش تمام انواع چرخدنده ها نمی توان از یک تیغه فرز استفاده کرد.برای هر گام قطری خاص و با توجه به تعداد دندانه های یک چرخدنده یک سری هشت تایی تیغه فرز (که فرم آنها با هم متفاوت است)عرضه می شود.
بنابراین در یک سری هشت تایی از تیغه فرزها،براساس تعداد دندانه های چرخدنده،شماره تیغه فرز انتخاب می شود.
محاسبه ارتفاع سر دندانه از آن جهت لازم است که اندازه گیری ضخامت دندانه با دانستن آن امکان پذیر است،تا پس از براده برداری بتوان ضخامت دندانه را مطابق با نقشه کنترل کرد.
اگر از یک دستگاه تقسیم با نسبت 40:1استفاده شود،برای براده برداری هر دندانه کافی است که اهرم گردان دستگاه تقسیم،یک دور کامل چرخانده شود تا قطعه کار به اندازه یک چهلم دور کامل بچرخد.اگر از یک دستگاه تقسیم با نسبت 5:1استفاده شود،برای چرخاندن ایستگاهی قطعه کار به اندازه یک چهلم،باید اهرم گردان دستگاه تقسیم به اندازه یک هشتم دور چرخانده شود.
فرز کاری دندانه های یک چرخدنده
رعایت چند نکته ساده به طور دقیق،احتمال ماشینکاری غلط چرخدنده را تا حد زیادی کاهش می دهد.
1-ماشین فرز را به روشهایی که گفته شد آماده کنید.هم محوری دستگاه تقسیم و پایه مرغک آن را کنترل کنید.
2-قطعه کار استوانه ای شکل را بر روی یک ماندرل نصب کرده و ماندرل را بین دستگاه تقسیم و پایه مرغک مهار کنید.جهت گردش ابزار و پیشروی باید به طرف دستگاه تقسیم باشد.
3-توسط ساعت اندیکاتور ،هم محوری سطح جانبی قطعه کاربا محور دستگاه تقسیم را کنترل کنید.برای این کار میله حس کننده ساعت را روی سطح قطعه کار قرار داده و در حالی که ساعت را در طول قطعه کار جا به جا می کنید قطعه کار را یک دور کامل نیز بچرخانید.
اگر میزان عدم هم محوری خارج از محدوده مجاز است،مجموعه را تا رسیدن به حد مطلوب تنظیم کنید.
4-تیغه فرز را در مرکزقطعه کار تنظیم کنید.برای این کار از گونیا و میکرومتر عمق سنج استفاده کنید.توسط یک نوار کاغذی،تیغه فرز را در جهت عمودی نیز بر سطح قطعه کار مماس کنید.حلقه مدرج مربوط به پیشروی عمودی میز ماشین را روی
5-صفر میزان کنید.با جا به جا کردن طولی میز ماشین،قطعه کاررا اززیرابزارخارج کرده و سپس میز رادر جهت عمودی به اندازه ارتفاع کامل دندانه منهای 0.040بالا ببرید.
6-قطعه کار را به آرامی به طرف تیغه فرز در حال گردش به پیش برانید تا کمی از آن رابتراشد.
قطعه کار را مجددا دور کرده و توسط دستگاه تقسیم،قطعه کار را به اندازه یک دندانه بچرخانید.سپس مجددا با مماس کردن قطعه کار به تیغه فرز،کمی از دندانه دوم را بتراشید.
همین عملیات را برای تمام دندانه ها انجام داده تا دوباره به دندانه اول برسید.در این وضعیت تیغه فرز باید دقیقا در محل قبلی خود قرار گیرد. اگر این تطابق وجود دارد،قطعه کار و ماشین آماده فرز کاری هستند.
7-همه دندانه ها را کاملا خشن تراشی کنید. در انجام این کار از جریان زیاد مایع برشی استفاده کنید.
8-برای ظریف تراشی دندانه ها باید دقت بیشتری به کار برد.برای این کار ابتدا موقعیت فک عمودی یک کولیس مخصوص چرخدنده را به اندازه ارتفاع سر دندانه (a)تنظیم کنید.
میز ماشین را آنقدر بالا بیاورید تا تیغه فرز تقریبا به عمق کامل دندانه برسد(تقریبا چند هزارم اینچ مانده به عمق کامل).
در این وضعیت دو دندانه را براده برداری کنید.ضخامت دندانه را با کولیس اندازه گیری کرده و در صورتی که با مقدار محاسبه شده tcاختلاف دارد ،مجددا میز ماشین را در جهت عمودی به اندازه مورد نیاز بالا ببرید تا به ضخامت دندانه مطلوب دست یابید.در این وضعیت همه دندانه ها را ظریف تراشی کنید.
توسط یک ماشین پرس سبک،چرخدنده را از ماندرل خارج کرده و لبه های آن را پلیسه گیری نمایید.
در صورت نیاز در داخل سوراخ چرخدنده،یک جاخار طولی نیز بتراشید.
علاوه بر کولیس چرخدنده،دندانه های یک چرخدنده را می توان با مفتولهای استاندارد وان کورن (Van Kuren)نیز کنترل کرد.
برای این اندازه گیری جدولی ارائه شده که در آن قطر مفتولها بر اساس گام قطری چرخدنده،مشخص شده است.
در این جدول،همچنین اندازه ای که در حالت مطلوب یک چرخدنده باید در اندازه گیری پشت تا پشت مفتولها خوانده شود(M)نیز ذکر شده است.اندازه گیری پشت تا پشت مفتولها باید توسط یک میکرومتر خارجی انجام شود.
چرخدنده های مار پیچ بر روی ماشین فرز اونیور سال و با استفاده از دستگاه تقسیم اونیور سال که با چرخدنده های واسطه به پیچ گام ماشین فرز متصل می گردد،تراشیده می شود.
تراش چرخدنده مخروطی ساده
چرخدنده های مخروطی برای تغییر جهت انتقال نیرو بین دو محور به کار می روند.دندانه های این چرخدنده ها ممکن است مستقیم یا مار پیچ باشد.
با توجه به اینکه عرض دندانه ها و شیار بین آنها،در قسمت داخلی کوچکتر از قسمت خارجی یا تاج چرخدنده است،برای تراش چرخدنده های مخروطی،ابزارهای مخصوصی طراحی شده است.
پس از اینکه خشن تراشی دندانه ها پایان یا فت،برای کامل شدن فرم دندانه ها باید یک براده برداری اضافی از طرفین دندانه ها انجام شود.
در اندازه گیری نهایی این چرخدنده ها ،باید ابعاد و فرم خارجی چرخدنده و عمق و ضخامت دندانه ها در نظر گرفته شود. البته هیچ روش اندازه گیری آسانی برای کنترل سطوح دندانه ها وجود ندارد.
معمولا برای کنترل نهایی یک جفت چرخدنده مخروطی،آنها را در حالت در گیری به گردش در می آورند وبا کنترل صدا و روانی گردش و همچنین کنترل سطوح تماس دندانه ها،به درستی ابعاد و شکل چرخدنده ها پی می برند.
آماده سازی ماشین برای تراش چرخدنده مخروطی ساده
1-دستگاه تقسیم را روی میز ماشین نصب کرده و آن را نسبت به سطح افقی به اندازه 4153زاویه دهید.
2-محاسبات لازم برای چرخش ایستگاهی قطعه کار به اندازه 30/1دور برای هر دندانه را انجام دهید.
3-قطعه کار خام را بر روی ماندرل مناسب نصب کنید.
4-قطعه کار خام و ماندرل را بر روی سه نظام دستگاه تقسیم به نحوی قرار دهید که قسمت بزرگ چرخدنده در طرف دستگاه تقسیم قرار داشته باشد.
5-تیغه فرز چرخدنده تراش مناسب را انتخاب کرده و آن را بر روی محور ابزار گیر نصب کنید.جهت گردش تیغه فرز باید به طرف دستگاه تقسیم باشد.
پایه نگهدارنده محور ابزار گیر را تا حد ممکن نزدیک به تیغه فرز قرار دهید.مواظب باشید که فاصله کافی بین قطعات متحرک وجود داشته باشد.
6-تیغه فرز را در مرکز قطعه کار تنظیم کرده و کشویی حرکت عرضی میز ماشین را قفل کنید.حلقه مدرج پیشروی عرضی میز را روی صفر قرار دهید.
7-پس از مماس کردن عمودی ابزار با قسمت تاج قطعه کار با استفاده از نوار کاغذی،حلقه مدرج پیشروی عمودی میز ماشین را روی صفر قرار دهید.
8-قطعه کار را با جا به جایی طولی میز،از زیر تیغه فرز کنار برده و با حرکت دادن میز در جهت عمودی،به اندازه ارتفاع دندانه در بزرگترین قسمت چرخدنده(0.3595)،میز را نسبت به ابزار بالا ببرید.
9-سرعت پیشروی و سرعت برشی ماشین را برروی مقادیر مناسب تنظیم نمایید.توجه:اغلب ماشینکاران ترجیح می دهند که خشن تراشی دندانه ها را در دو مرحله انجام دهند و سپس دندانه ها را ظریف تراشی کنند.
10-تمام دندانه ها را با جریان مایع برشی کافی براده برداری کنید.
11-ضخامت هر دندانه در بزرگترین قسمت و کوچکترین قسمت،طبق محاسبات باید به ترتیب 0.2618و 0.1878باشد.برای رسیدن به این اندازه ها لازم است از طرفین دندانه ها یک براده برداری اضافی انجام شود.
12-برای براده برداری قسمتهای اضافی،لازم است چرخدنده مقدار کمی توسط دستگاه تقسیم (برای این چرخدنده2)چرخانده شده و میز ماشین نیز در جهت فرضی به اندازه 0.044جا به جا شود.
توجه:جهت چرخش چرخدنده و انحراف عرضی میز همیشه باید در خلاف جهت یکدیگر باشند.
قبل از اعمال میزان انحراف یا چرخش،لقی مکانیزم را بگیرید تا مقادیر واقعی اعمال شوند.
13-دندانه ها را با بغل تراشی به اندازه نهایی برسانید.همه لبه های تیز و براده ها را برطرف کنید. ضخامت دندانه ها را در کوچکترین و بزرگترین قسمت چرخدنده اندازه بگیرید.
ممکن است لازم باشد،برای درگیری بهتر جفت چرخدنده مخروطی با هم،کناره های دندانه ها در کوچکترین قسمت چرخدنده را کمی بیشتر براده برداری کنید.
البته فرز کاری چرخدنده های مخروطی به روش ذکر شده فوق،نمی تواند فرم واقعی و دقیق دندانه را در سر تا سر پهنای دندانه ایجاد نماید.
این اختلاف در قسمت کوچکتر چرخدنده بیشتر از بقیه قسمتها است و فرم دندانه در بزرگترین قسمت تقریبا درست و کامل است.
با چرخاندن قطعه کار به میزان اندکی،می توان ماده اضافی باقی مانده در کوچکترین قسمت دندانه را نیز براده برداری کرد تا درگیری مطلوبی بین جفت چرخدنده مخروطی ایجاد شود.
نکات ایمنی در استفاده از ماشین فرز
1-تا وقتی که توجیه نشده اید برای انجام یک عملیات فرز کاری،به چه ترتیبی باید عمل کنید،از کار کردن با ماشین فرز خودداری نمایید.
2-براده برداری از بعضی مواد،ممکن است براده ،غبار و گازهای خطر ناکی تولید کند که برای سلامتی مضر باشد.
از براده برداری موادی مانند آز بست،فایبر گلاس،بریلیم یا آلیاژ مس-بریلیم خودداری کنید،مگر آنکه نکات ایمنی لازم را در این موارد به خوبی فرا گرفته و به کار بندید.
3-در مواردی که هنگام فرز کاری غبار و بخارات خطرناک تولید می شود ،باید از سیستم تهویه مناسب استفاده شود.
4-اگر محیط کار سروصدای زیادی دارد،از حفاظ گوشی استفاده کنید.به شانس تکیه نکنید.سعی کنید همیشه از چشمها و گوشهای خود به خوبی حفاظت نمایید.
5-مایع برشی داخل مخزن ماشین را همیشه در شرایط خوب نگاه دارید.در صورتی که این مایع فاسد یا آلوده شده،آن را تعویض کنید.هیچوقت مایع برشی مصرف شده را در چاه فاضلاب نریزید.
6-همیشه قبل از استفاده از یک روغن مصنوعی ،حلال یا چسب جدید،دستورالعمل استفاده از آن را به دقت مطالعه کنید.
بسیاری از این موارد اگر به درستی استفاده نشوند خطر آفرین هستند.روغن و حلال استفاده نشده را در ظرف مناسب ریخته و به انبار تحویل دهید. سطل دورریز پارچه های روغنی را تخلیه کنید.
7-تا قبل از آنکه مطمئن نشده اید فاصله کافی بین اجزاء متحرک ماشین وجود دارد،اقدام به فرز کاری قطعه کار نکنید.
8-پس از به چرخش در آوردن اسپیندل و ابزار از جهت گردش درست آن اطمینان یابید.تیغه فرزها ابزارهای گرانقیمتی هستند و به راحتی آسیب می بینند.
9-تیغه فرزها،کولتها،ابزارگیرها،بوشهای واسطه و دیگر ادوات نظیر آنها را با دقت و در محل مناسب نگهداری کنید.
نگهداری نادرست نیز ممکن است به این اقدام صدمه برساند.
10-به هنگام حمل و نقل اجسام فلزی طویل مراقب باشید.برخورد این اجسام با ادوات الکتریکی و کابلها ممکن است باعث برق گرفتگی جدی شود.
کاربردهای صنعتی ماشینهای فرز
ماشینهای فرز که در خطوط تولیدی استفاده می شوند،در بسیاری جهات به ماشینهای فرز آموزشی شباهت دارندو در اغلب موارد از تجهیزات یکسانی استفاده می کنند.
در صنعت ،انواع متنوعی از ماشینهای فرز وجود دارد.این ماشینها ممکن است از نوع ماشینهای فرز رومیزی کوچک باشند و یا بتوان توسط آنها قطعاتی به وزن چند تن را براده برداری نمود.امروزه حدود %90-80ماشینهای فرز،مجهز به سیستم کنترل CNCهستند.
یک ماشین سنتر افقی CNC(HMC)که در آن با استفاده از یک سیستم ریلی تعویض پالت،می توان قطعه کار را به صورت اتوماتیک به داخل ماشین هدایت کرده و پس از ماشینکاری از داخل ماشین خارج نمود.
یک ماشین سنتر عمودی (VMC)مجهز به سیستم تعویض ابزار اتو ماتیک که در انباره آن تعداد زیادی تیغه فرزهای مختلف قرار دارد.در عملیات مختلف فرز کاری،از این ابزارها به صورت اتوماتیک استفاده می شود.
یک ماشین فرز CNCاز نسل آینده.در این ماشین با استفاده از سه جفت پایه با طولهای قابل تغییر می توان امکان حرکت با شش درجه آزادی را ایجاد کرد.
با تغییر طول این پایه ها،می توان کلگی ابزار گیر را در فضای سه بعدی پیرامون قطعه کار به سرعت و با دقت بالا جا به جا نمود.وضع ظاهری و کنترل این ماشین کاملا با ماشینهای فرز سنتی تفاوت دارد.
7