دستگاه تراش و فرز CNC چیست؟

آشنایی با دستگاه تراش و فرز CNC

دستگاه فرز CNC چگونه کار می‌کند و چه کاربردی دارد؟ ماشین‌های فرز CNC و تراش CNC چه تفاوت هایی دارند؟ چه زمانی به یک ابزار CNC مانند آن نیاز دارید؟ با تمرکز بر فرز، که فرآیند حذف تدریجی مواد از قطعه کار با استفاده از ابزارهای دوار است، دستگاه‌های فرز CNC یک استاندارد در صنایع در سراسر جهان هستند. این ماشین‌ها از انواع ابزار برش در امتداد یک یا چند محور برای حذف مکانیکی مواد از قطعه کار استفاده می‌کنند.

مطلب مرتبط: دستگاه CNC چیست؟ کاربرد آن

بسیاری از بخش‌های صنعتی، از جمله بخش‌های هوافضا، کشتی‌رانی، خودروسازی، حفاری نفت، پمپاژ و پالایش، و همچنین حوزه‌های پزشکی، تولید FMC و مهندسی دقیق، اغلب از ماشین‌های فرز CNC استفاده می‌کنند. پیچیده‌ترین ماشین‌های فرز CNC، که بعنوان مراکز ماشین کاری CNC نیز شناخته می‌شوند، می‌توانند در امتداد بسیاری از محورها کار کنند. برای افزایش اثربخشی و دقت عملیات ماشین‌کاری، آنها ممکن است به تعویض ابزار خودکار، سیستم‌های خنک کننده ماشین‌های پیشرفته، تعویض پالت‌ها و نرم افزارهای پیشرفته مجهز شوند.

ماشین فرز CNC چیست؟

ماشین‌های فرز CNC ابزارهای برشی مکانیکی هستند که میتوانند مواد را بطور دقیق از قطعه کار جدا کنند. دستگاه‌های فرز CNC توسط سیستم‌های CNC کنترل و برنامه‌ریزی می‌شوند. یک مورد یا محصول خاص که با استفاده از نرم افزار CAD طراحی شده است، نتیجه نهایی فرآیند ماشین‌کاری است. این ماشین‌ابزارها معمولاً دارای یک دوک اصلی و سه محور خطی برای تعیین موقعیت یا حرکت قطعه کار هستند. یک محور چرخشی چهارم یا پنجم ممکن است به مدل‌های پیچیده‌تر اضافه شود تا امکان ماشینکاری طرح‌های دقیق‌تر با طیف وسیعی از طول‌ها و عرض‌ها فراهم شود.

یک قطعه از مواد پیش‌شکل (همچنین بعنوان قطعه کار شناخته می‌شود) بعنوان بخشی از فرآیند فرز به یک سکوی متصل به یک پلتفرم در ماشین فرز متصل می‌شود. که اغلب توسط ماشین‌های فرز CNC و مراکز ماشین‌کاری استفاده می‌شود. سپس با استفاده از یک ابزار سریع چرخان (یا مجموعه‌ای از ابزارهای قابل تعویض) روی این ماده کار میشود تا قطعات کوچکی از آن جدا شود تا زمانی که قطعه به شکل دلخواه برسد. بسته به ماده مورد استفاده برای قطعه و پیچیدگی قطعه ماشین‌کاری شده، ممکن است از محورها، سرعت سر برش و نرخ تغذیه استفاده شود.

معمولاً از فرز برای ایجاد قطعاتی استفاده می شود که متقارن محوری نیستند. این قطعات ممکن است دارای انحناها یا انحناهای سطحی غیرعادی باشند که کار بر روی آنها را با استفاده از مخلوطی از سوراخ کاری و ضربه زدن، شیارها، شکاف ها، فرورفتگی ها، جیب ها و سوراخ ها ضروری می‌کند. آنها همچنین می‌توانند بعنوان اجزای ابزار مورد استفاده در سایر روش های تولید، مانند ایجاد قالب های سه بعدی، عمل کنند.

حتما بخوانید:

انواع ماشین خردکن صنعتی

انواع ماشین‌آلات تراش و برش

تعمیر و نگهداری تجهیزات CNC

ویژگی های ماشین های فرز پیشرفته CNC:

پیش از این، ماشین‌های فرز به‌کار با دست نیاز داشتند. به‌منظور ایجاد یک قطعه یا محصول پیچیده‌تر، اپراتورها مجبور بودند چندین ماشین را با ابزارهای مختلف ترکیب کنند. یا برای اینکه کار را به پایان برسانند، مجبور شدند تنظیمات متعددی را روی یک دستگاه به کار ببرند. کارایی، انعطاف‌پذیری و سرعت بیشتری را می‌توان با توسعه فناوری، از جمله کنترل‌های CNC و تعویض‌کننده‌های خودکار ابزار (ATC)، حتی برای قطعاتی که پیچیده‌تر هستند، به دست آورد. دقت تکنیک‌های ماشین‌کاری CNC نیز با در دسترس بودن قرائت‌های دیجیتال و دستگاه‌های اندازه‌گیری افزایش یافته است.

مراکز ماشین‌کاری CNC را میتوان به تعویض کننده پالت یا سایر گزینه‌های اتوماسیون مجهز کرد تا بعنوان بخشی از یک سلول تولید انعطاف پذیر (FMC) یا سیستم تولید انعطاف پذیر برای خدمت به تولیدکنندگانی که به سازگاری “High Mix, Low Volume” (HMLV) نیاز دارند، مجهز شوند. در نتیجه، این ماشین‌ها می‌توانند طیف وسیعی از نیازها و نیازهای ماشین‌کاری را برآورده کنند.

دستگاه فرز CNC چگونه کار می‌کند؟

شیئی که قرار است ماشین کاری شود، بر اساس مفهوم کلی عملیات برای یک ماشین فرز CNC یا مرکز ماشین‌کاری CNC، در بالای میز ماشین بسته می شود، توسط یک گیره یا فیکسچر محکم شود، یا ممکن است به خود میز بسته شود. پس از آن، دوک (قسمت متحرک) با ابزار برش بصورت عمودی یا افقی قرار می‌گیرد. لازم بذکر است که در این تنظیمات، ابزار میتواند عملیات برش و شکل‌دهی را در موقعیت‌های مختلف X، Y و Z روی قطعه کار آغاز کند.

در حین انجام این کار، میز ممکن است قطعه کار یا جزء را در جهت خطی به سمت دوک با ابزار برش ثابت، سوار یا حرکت دهد. نهایتا، ممکن است مواد به‌منظور دستیابی به‌شکل مناسب برای شیء ماشینکاری شده حذف شوند. دستگاه فرز CNC میتواند عمودی یا افقی باشد.

ماشین فرز CNC یا ماشین تراش CNC؟

با اینکه ماشین های فرز CNC مانند یک ماشین تراش CNC ماشین ابزار هستند، هر دو ابزار کاملاً متفاوت عمل می‌کنند. در یک ماشین فرز CNC (معروف به مرکز ماشینکاری CNC)، قطعه کار با استفاده از گیره یا فیکسچر در موقعیت خود ثابت یا نصب میشود در حالی که ابزار برش در بالای قطعه یا اطراف آن مانور میدهد. سپس مواد به تدریج با استفاده از ابزارهای برش یا مته‌هایی که با سرعت بالا با نرخ‌های تغذیه متفاوت در امتداد دو یا چند محور می‌چرخند، حذف می‌شود.

با این حال، در دستگاه تراش CNC (معروف به مرکز تراش CNC)، قطعه کار (معمولاً استوانه‌ای) روی یک چاک چرخان یا روی دوک اصلی نصب می‌شود. سپس “چرخش” (از این رو مرکز چرخش نامیده میشود) یا در امتداد یک محور اصلی می‌چرخد در حالی که ابزار برش واقع در یک برجک چرخشی یا موقعیت‌یابی در جهت موازی با قطعه حرکت می‌کند. سپس مواد با استفاده از ابزارهای برش لوازم التحریر برداشته میشود. بنابراین، یک ماشین فرز CNC از یک ابزار ریسندگی با یک قطعه کاری استفاده می‌کند، در حالیکه ماشین تراش CNC شامل چرخاندن موادی است که باید توسط یک ابزار برش کار شود.

حتما بخوانید:

انواع روغن‌های صنعتی 

معرفی انواع فلزات صنعتی

انواع ماشین آلات پولیش صنعتی

اجزای اصلی یک ماشین فرز CNC چیست؟

خب، بخش های مختلف یک ماشین فرز CNC یا مرکز ماشینکاری چیست؟ تجزیه و تحلیل اجزای اصلی آن را در ادامه این مقاله نشان میدهیم.

1- قاب:

قاب ساختار اصلی است که از دستگاه فرز پشتیبانی می‌کند و به پایداری و استحکام آن کمک می‌کند. معمولاً با پایه و ستون/های جداشدنی عرضه می‌شود. بخش مهمی از قاب، سر دستگاه است که در آن دوک اصلی روی آن نصب شده است. سر استوک اگرچه مهم است، اغلب نادیده گرفته می‌شود. اگر هد استوک سفت نباشد و نتواند پایداری و پشتیبانی از دوک را فراهم کند، می‌توانید در حین عملیات ماشین‌کاری دچار لرزش و صدا زدن شوید. این میتواند منجربه خطاهای ماشین‌کاری و طول عمر کوتاه تر ابزار برش شما شود.

2- دوک:

دوک را میتوان بعنوان “قلب” یک ماشین فرز CNC در نظر گرفت. معمولاً شامل یک مجموعه چرخان و یک بخش مخروطی است که نگهدارنده ابزار ممکن است در آن قرار گیرد. محور دوک معمولاً جایی است که ابزار معمولاً از طریق نگهدارنده ابزار به آن وصل میشود. برای چرخاندن اسپیندل از موتوری با سطوح انتقال مختلف استفاده میشود.

برای حفظ وضعیت خوب اسپیندل در طولانی مدت، از اشکال مختلف روانکاری استفاده میشود. آنها ممکن است شامل روغنکاری گریس (مناسب برای طولانی مدت عملیات با سرعت بالا)، روغن‌کاری هوا (برای چرخه‌های طولانی‌تر در سرعت‌های بالاتر کافی هستند) یا روغن جت روغن هواچئون (ایده آل برای همه شرایط – حتی شدید، طولانی و برنامه های کاربردی با سرعت بالا) باشند.

بسته به نوع دستگاه، دوک میتواند بصورت عمودی یا افقی قرار گیرد.

3- محورها:

بطور کلی، ماشین های فرز CNC دارای X / Y / Z و همچنین محور چرخشی اضافی یا C / A یا B (با توجه به پیکربندی) هستند. اینها را میتوان با استفاده از g-code در کنترلر CNC برنامه‌ریزی کرد.

4- ستون ها:

ستون‌های مرکز ماشین‌کاری CNC می‌توانند یک نفره (به عنوان مثال ستون مسافرتی HiRex 4000 یا همچنین C-Frame مانند HiT 400 / 360؛ خط VESTA شامل “B”؛ SIRIUS-650 / 850 / 1050) یا دوتایی (SIRIUS 1250 / 2500 / L1 / L2). این امر به سطح پیچیدگی مورد نیاز در کار ماشینکاری بستگی دارد.

5- کنترل پنل CNC:

این مثل “سیستم عصبی” اصلی ماشین ابزار است. این قطعه شامل الکترونیک است که به کنترل اعمال مختلف برش از طریق عملکردهای برنامه‌نویسی کمک می‌کند. پانل کنترل دارای یک مانیتور CNC و دکمه‌های برنامه‌نویسی است که داده‌ها و کدها را می‌توان وارد آن کرد. این قطعه معمولاً عملکرد دستی نیز ارائه می‌دهد. برای سهولت کارکرد دستگاه، کنترل پنل باید به‌راحتی در دسترس و در دسترس باشد.

6- قطعه اتوماتیک تعویض ابزار:

اینها یا در ستون نصب میشوند یا به‌طور جداگانه روی دستگاه نصب میشوند. اگر به‌تعویض ابزارهای بزرگتر با 40 تا 300 ابزار مختلف نیاز باشد، دومی ترجیح داده میشود. انجام این کار نه تنها به صرفه‌جویی در زمان و تلاش کمک می‌کند، بلکه به اپراتورهای شما کمک می‌کند تا از لرزش‌های غیر ضروری در حین کار جلوگیری کنند.

7- نگهدارنده ابزار:

این ها در اندازه‌ها، سیستم ها و برای کاربردهای مختلف بسیار متفاوت هستند. اندازه‌های استاندارد برای نگهدارنده ابزار BT 30 تا BT 40 و BT 50 است (BT به زاویه مخروطی مخروط روی نگهدارنده اشاره دارد). برای استحکام بالاتر و چرخش های سریع متعادل، نسخه های BBT یا سیستم HSK توصیه میشود.

نسخه BBT یک نسخه ارتقا یافته‌از سیستم استاندارد BT است که نقاط تماس دوگانه بین نگهدارنده ابزار و اسپیندل را فراهم می‌کند. به این ترتیب، اتصال و اتصال قوی‌تری دارد، ارتعاشات کمتری را ایجاد می‌کند زیرا نگهدارنده‌های ابزار با کلاس Q 2.5 متعادل هستند. این نه تنها قابلیت‌های ماشین کاری و نتایج ماشین ابزار شما را بهبود می‌بخشد، بلکه سطوح بهتری را برای قطعه/قالب شما فراهم می‌کند، عمر ابزار شما را افزایش می‌دهد و در نهایت باعث صرفه‌جویی در تعویض دوک در دراز مدت می شود زیرا بلبرینگ‌ها دوام بیشتری خواهند داشت.

سیستم HSK چطور؟

سبک‌تر (برای ماشین‌کاری HSC خوب)، کوتاه‌تر (برای تعویض سریع‌تر ابزار خوب) و قوی‌تر از سیستم BT است (هولدر HSK-A63 2.5 برابر قوی‌تر از نگهدارنده BT 50 است). سیستم HSK همچنین تعادل عالی را ارائه می‌دهد (کلاس Q 2.5). بدلیل گیره قوی و قدرتمند از داخل به خارج، اتصال بین نگهدارنده ابزار و اسپیندل برای عملیات های سنگین، برش های سنگین یا عملیات با سرعت بسیار بالا بطور همزمان ایده‌آل است.

هر دو نسخه BBT و HSK اتصال بسیار سفت‌تر و محکم‌تری را بین نگهدارنده ابزار و دوک ارائه می‌دهند، زیرا این سیستم‌ها با گیره تماسی دوگانه (یعنی بین کپر/مخروط و سطح دماغه دوک جلویی) ارائه می‌شوند.

8- میز:

این میز یک پایه محکم برای چسباندن قطعه کار بطور مستقیم بر روی آن فراهم می‌کند. و میتوان از آن برای نصب وسایل یا جاذب برای نگه‌داشتن قطعه در جای خود استفاده کرد. اکثر میزها از شیارهای T برای بستن آسان گیره، فیکسچر یا قطعه استفاده‌می‌کنند.

در ماشین‌های فرز افقی CNC، پالت‌ها با سوراخ‌های شیر نیز در دسترس هستند. اینها به انعطاف پذیری بیشتری در جابجایی قطعات کار مختلف برای ماشین‌کاری اجازه می‌دهند. همچنین بطور فزاینده‌ای از آهنرباها برای بستن آسان، سریع و ایمن استفاده میشود. اینها ترجیحاً باید در جدول ماشین آلات تعبیه شوند تا از کاهش ارتفاع محور Z جلوگیری شود.

9- مخزن خنک کننده:

اکثر مراکز ماشینکاری CNC دارای یک مخزن خنک کننده برای کمک به تامین مایع خنک کننده به سطح برش یا دوک با ابزار در طول عملیات ماشینکاری هستند. این به افزایش طول عمر دستگاه و قطعات آن کمک می‌کند. فراتر از این، مایع خنک‌کننده گرمای تولید شده توسط ماشین‌کاری را نیز حذف می‌کند. از این رو دما را تحت کنترل نگه می‌دارد.

برای نگه داشتن مقدار کافی مایع خنک کننده برای عملیات برش، قانون در اینجا این است که “هرچه بیشتر، بهتر” خنک کننده بیشتر به اپراتورهای ماشین کمک می‌کند تا از گرم شدن مایع خنک کننده جلوگیری کنند. بطور کلی، سیستم CTS یا Coolant Through Spindle برای عملیات حفاری عمیق‌تر (عمیق‌تر از ۴ برابر قطر) یا زمانی که فرد در حال ماشین‌کاری حفره‌های عمیق‌تر در کاربردهای قالب و قالب است، توصیه می‌شود. استاندارد باید 30 بار با گزینه هایی تا 70 بار در فشار خنک کننده باشد. فقط کاربردهای بسیار خاص نیاز به فشار خنک کننده حتی بالاتری دارند.

اگر از ابزارهایی با قطر سوراخ مایع خنک کننده بزرگتر استفاده میشود باید توجه شود. چنین نیازهای ماشینکاری ممکن است نیاز به استفاده از پمپ فشار بالا – سرعت جریان بالا داشته باشد.

حتما بخوانید:

ماشین آلات تولید شیشه‌دوجداره

توجه: گروه صنعتی سپیانی در زمینه ساخت دستگاه های تراش و فرز CNC فعالیتی ندارد.