تبلیغات
یک و یک برابر نیست - انواع ماشین تراش

یک و یک برابر نیست

وبلاگ یک دانشجوی متالورژی - ریخته گری


 انواع ماشین تراش 


  ماشین تراش رایجترین ماشین ابزاری است كه در عملیات تولید در مقیاس كوچك بكار می رود. انواع دیگر ماشین تراش نیز وجود دارد. در عملیات تولید در مقیاس متوسط بطور گسترده ای از ماشین سری تراش استفاده می شود. در این ماشین بجای پس دستگاه برجك شش گوش و چرخانی قرار دارد كه به كمك پیچ جلوبر در طول بستر به حركت در می آید. در سطوح ششگانة این برجك می توان انواع قلمها را نصب كرد ( در بعضی از برجكها در هر سطح 2 یا چند قلم نصب می شود ) و هر یك از آنها را به موقع، و با به چرخش درآوردن برجك به موقعیت مناسب آورد و تراشكاری را آغاز كرد.

         

ماشین تراشهای خودكار ( تك محوری و چند محوری ) برای تولید انبوه قطعات كوچك از میله های استوانه ای مناسب اند. حركتهای مختلف در این ماشین ها به كمك بادامكهایی كه به همین منظور تراشیده شده اند كنترل می شود. كلیة عملیات، از جمله تغذیة تدریجی مادة اولیه به درون گیرة فشنگی، از طریق سوراخی كه در محور اصلی تعبیه شده، بطور خودكار انجام می شود. فقط در هنگام تعویض میلة مادة اولیه، ماشین نیازمند مراقبت است. قطعاتی از قبیل پیچهای كوچك، كه باید به تعداد زیاد تولید شوند، با استفاده از این نوع ماشینها تراشیده می شوند.

 


 ماشین داخل تراش عمودی 


  برای تراش قطعات سنگین، یا قطعاتی با قطر زیاد، ماشین تراش با محور افقی مناسب نیست. محور اصلی چنین ماشینهایی باید بسیار بالا برده شود، در این صورت تراشكار به آسانی نمی تواند قطعه كار و قلم را به دستگاه ببندد. از سوی دیگر بستن قطعه كار به صفحه نظام، یا بستن آن بین 2 مرغك بسیار دشوار خواهد بود. بدین سبب برای تراشیدن این نوع قطعات از ماشینی به نام داخل تراش عمودی استفاده می شود كه طبق همان اصول ماشین تراش افقی قطعه كار می چرخد ( حركت C` ) و حركت پیشروی به طور پیوسته و خطی به قلم داده می شود. حركت پیشروی ممكن است در امتداد عمود بر محور چرخش قطعه كار ( حركت X )، یا به موازات آن ( حركت Z ) نیز باشد.

 در این ماشینها قلمهای تك لبه ای به كار می روند كه به قلم گیرهایی شبیه قلم گیر چهار طرفه ولی بدون قابلیت تقسیم سریع، بسته می شوند. عملیات تراش معمولاً به روتراشی ( حركت –Z )، پیشانی تراشی ( حركت –X )، و داخل تراشی ( حركت –Z ) محدود است. هندسة تراش و معادله هایی كه در آنجا به دست آمد، برای ماشین داخل تراش عمودی نیز معتبر است.

  برای بستن قطعه كار از میزی افقی و چرخان، كه شیارهایی شعاعی T شكل برای جای دادن گیره ها دارد، استفاده می شود.

 

  

 ماشین داخل تراش افقی 


  آخرین ماشین از مجموعه ماشینهایی كه در آنها از قلمهای تك لبه ای استفاده می شود و حركت اصلی چرخشی دارند و در اینجا شرح داده می شود ماشین داخل تراش افقی است. این نوع ماشین غالباً در مواردی بكار می رود كه به تراشیدن سوراخ داخلی در قطعه كارهای بزرگ غیر استوانه ای نیاز است. به طور كلی وقتی گفته می شود كه ماشینی عمودی یا افقی است، منظور نشان دادن امتداد محوری است كه حركت اصللی ماشین را تأمین می كند. بنابراین در ماشین داخل تراش افقی محور اصلی افقی است.

  ویژگی اصلی این ماشین آن است كه بر خلاف داخل تراش عمودی، در این ماشین قطعه كار در حین ماشینكاری ثابت است و حركتهای مولد را تنها قلم انجام می دهد. متداولترین فرایند ماشینكاری كه با این ماشینها انجام می شود سوراخ تراشی است. عمل سوراخ تراشی با چرخش قلم، كه بر روی میلة داخل تراش متصل به محور اصلی نصب شده ( حركت C ) انجام می شود. حركتهای ماشین ابزار، كه می توان برای حركت دادن قطعه كار از آنها استفاده كرد، صرفاً برای استقرار قطعه كار به كار می روند و معمولاً در هنگام ماشینكاری از آنها استفاده نمی شود. با استفاده از قلم كیر ویژه ای كه قلم را در حین چرخش در امتداد شعاعی پیشروی می دهد، می توان پیشانی تراشی كرد.

   میز كار این ماشین نیز شیارهای T شكل دارد و برای بستن قطعه كار با گیره از آنها استفاده می كنند.

  معادله هاییكه قبلاً برای تعیین ضخامت برادة تغییر شكل نیافته، زمان ماشینكاری و آهنگ براده برداری به دست آمد، در اینجا نیز برای سوراخ تراشی و پیشانی تراشی معتبر است.

 

 ماشین صفحه تراش 


صفحه تراش ماشین كوچكی است كه حركت اصلی در آن خطی است. قلم تك لبه ای در سر قلم كه در انتهای بازو قرار دارد محكم می شود. حركت بازو رفت و برگشتی است ( حركت X ) كه بوسیلة یك سیستم محرك مكانیكی، یا سیلندر و پیستون هیدرولیكی تأمین می شود. سرعتحركت رفت، كه در حین آن عمل تراش انجام میشود، خواه با استفاده از سیستم مكانیكی و خواه با استفاده از سیستم هیدرولیكی، به مراتب از سرعت حركت برگشت كمتر است. سرعت حركت برگشت از آن رو بیشتر است كه زمان ماشینكاری به حداقل ممكن برسد. در همة صفحه تراشها طول حركت قابل تغییر است تا بتوان برای هر قطعه، طول حركت مناسب را انتخاب كرد. در پایان هر حركت برگشت، پیشروی به صورت پله ای و به كمك چرخ ضامن دار، كه سبب چرخیدن، پیچ جلوبر در كشو عرضی، و در نتیجه حركت میز می شود، انجام می گیرد.

  از ماشینهای صفحه تراش بیشتر برای تراشیدن سطوح مستوی بر روی قطعات كوچك وابسته به گروههای كم تعداد استفاده می شود. برای ماشینكاری سطحی افقی ، پیشروی به طور افقی ( حركت Y` )، و برای ماشینكاری سطحی عمودی، پیشروی به طور عمودی ( حركت Z` ) انجام می شود.

  همان طور كه در شكل دیده می شود، سر قلم به قلم گیر و پایة مركب در ماشین تراش بی شباهت نیست. سر قلم را می توان چرخاند و در مكان زاویه ای دلخواه در صفحة قائم محكم و بدین ترتیب ماشینكاری سطوح مورب را با پیشروی دستی قلم امكان پذیر ساخت. یكی از قسمتهای اصلی سر قلم صفحه تراش، جعبة زیر دنده است. قلم گیر با یك پین افقی به سر قلم لولا می شود، بنابراین می تواند حول لولا و به سمت بالا حركت چرخشی انجام دهد. در نتیجه به سبب نیرویی كه قطعه كار در حین حركت برگشت قلم به آن وارد می كند، بلند می شود. قطعه كار معمولاً به گیره ای بسته می شود كه خود از طریق شیارهای T شكل به میز متصل شده است.

 

زمان لازم برای تراش سطحی به پهنای b از رابطة زیر بدست می آید.

t  =

كه در آن  nبسامد حركتهای رفت و برگشت یا حركتهای تراش و f آهنگ پیشروی است.

          آهنگ براده برداری  Z در حین عمل تراش از رابطه زیر بدست می آید.

Z = A u = f a u

كه در آن u سرعت تراش و a عمق تراش است.

 

 ماشین صفحه تراش دروازه ای 


  به سبب محدودیت طول حركت و طول طرة بازو در صفحه تراش معمولی تراش سطوح قطعات بزرگ با صفحه تراش دروازه ای انجام می شود با اعمال حركت اصلی خطی به قطعه كار ( حركت X ) و حركت پیشروی قلم درامتداد عمود بر آن ( Y یا Z ) در صفحه تراش دروازه ای  این مسأله حل می شود. حركت اصلی معمولاً از طریق شانه و پینیون انجام می گیرد و نیروی محرك پینیون از موتور الكتریكی دور متغیر تأمین میشود.

   همانند صفحه تراش معمولی قلم گیرهای صفحه تراش دروازه ای نیز جعبة زیر رنده دارند و مانع تداخل بین قلم و قطعه كار در حین حركت برگشت شود حركت پیشروی در این ماشینها پله ای است.

قطعه كار با استفاده از گیره روی شیارهای T شكل میز بسته می شود زمان ماشینكاری آهنگ براده برداری و ضخامت برادة تغییر شكل نیافته را می توان از معادله های نظیر برای صفحه تراش معمولی بدست آورد صفحه تراش دروازه ای آخرین ماشین از گروه ماشینهای با قلم تك لبه ای است كه در اینجا شرح داده شد.

 

 ماشین هایی كه در آنها قلم های چند لبه ای بكار می رود: 


 قلم های چند لبه ای 

از رایج ترین قلم های چند لبه ای می توان مته، برقو، تیغه فرز و قلم خان كشی را نام برد كه در ادامه مطلب به همراه ماشینهایی كه این قلم ها اغلب روی آنها بكار می روند معرفی می شوند.

 

 ماشین مته 

   ماشین مته تنها عملیاتی را می تواند انجام دهد كه در آنها قلم حركت چرخشی داشته باشد و در امتداد محور چرخش خود پیشروی كند قطعه كار در حین تراش همواره ساكن است در بسیاری از ماشینهای مته حركت پیشروی قلم با راه اندازی دستی اهرمی كه در سمت راست كله گی قرار دارد انجام می شود میز كار و كله گی را می توان روی ستون حركت داد و در محل مناسب محكم كرد و بدین ترتیب قطعات با ارتفاعات مختلف را برای ماشین كاری به ماشین بست معمول ترین عملی كه با این ماشین انجام می شود مته كردن و تولید سطح استوانه ای داخلی با قلمی است كه مته مارپیچ نامیده می شود.

  این قلم دو لبه برنده دارد كه هر یك به سهم خود در برداشت براده شركت می كنند پس پیشروی به ازای هر دندانه ( عمقی از ماده كه بوسیله از یك دندانه برداشته و به موازات امتداد حركت پیشروی اندازه گیری می شود ) همان ( درگیری پیش ) است كه با نصف f برابر است.

a = sin k

كه در آن k زاویه لبه برنده اصلی است.

زمان ماشینكاری t از معادله زیر بدست می آید.

t =

بدیهی است كه سرعت تراش در دو نوك جانبی مته حداكثر و در نوك میانی مته كه بصورت لبه یك اسكنه كوتاه است صفر است . نقش این لبه اسكنه ای كه در ایجاد سوراخی جدید در قطعه كار این استكه با پس زدن ماده به سمت لبه های برنده راه مته را در داخل قطعه كار باز می كند شرایط مناسب تراش در این ناحیه اثری بر كیفیت سطح ماشین كاری شده ندارد بلكه لبه های برنده فرعی در این امر دخبل اند براده حاصل كه به صورت مارپیچ در می آیند از درون شیارهای مته به خارج حمل می شود.


  مته های مارپیچ معمولاً برای ایجاد سوراخهایی به طول كمتر از 5 برابر قطر خود مناسب اند گرچه باید اضافه كرد كه مته های مخصوصی نیز یافت می شود كه در ماشینهای ویژه برای مته كردن سوراخهای عمیق تر بكار می روند و از شرح آنها در اینجا خودداری می كنیم.


قطعه كار را معمولاً در گیره ای قرار می دهند و سپس گیره را با پیچ و مهره به میز متصل می كنند اما معمولاً برای ایجاد سوراخ هر محور سوراخی در قطعه استوانه ای از ماشین تراش استفاده می كند بدین منظور مته مارپیچ را در پس دستگاه بجای مرغك جا می زنند یا از دستگاه مخصوصی برای بستن مته استفاده می كنند كه خود روی حماله نصب میشود.


مته مارپیچهای بزرگ معمولاً تنه ای مخروطی دارند كه درون ماده گی مخروطی مناسبی كه در انتهای محور اصلی ماشین قرار دارد جا می خورد برای جلوگیری از لغزش بین این سطوح مخروطی از زبانه ای در انتهای تنه استفاده می شود كه درون شیاری مناسب در انتهای قسمت مخروطی ماده گی قرار می گیرد برای آزاد كردن مته از درون شیاری مناسب به انتهای گوه ای كه بدین منظ.ر ساخته شده است ضربه ای وارد شود.

 

 مته مارپیچهای كوچك تنه استوانه ای دارند و به كمك سه نظامی كه به سه نظام مته های دستی بی شباهت نیست به محور ماشین متصل می شوند این سه نظام تنه مخروطی دارد تا بتوان آنرا در ماده گی روی محور اصلی ماشین مته یا پس دستگاه ماشین تراش جا زدو استوار كرد.


  عمل خزینه زنی برای ایجاد خزینه ماده گی مخروطی به عمق كم كه در انتها آزادی دارد با مته مرغك انجام می شود. از این ماده گی مخروطی می توان برای استقرار نوك مرغك در ماشین تراش یا به منزلة راهنمایی برای مته مارپیچ و جلوگیری از سرگردانی نوك میانی آن در آغاز تراش استفاده كرد. برقوزنی به منظور پرداختكاری سوراخی كه قبلاً ایجاد شده است انجام می شود.

 

 برقو شبیه مته است ولی شیارهایی مستقیم دارد و مقدار لبه های برنده آن نیز بیشتراست منظور اصلی از این عمل براده برداری سنگین نیست بلكه تنها هدف آن افزایش دقت و صافی سطح ماشین كاری شده سوراخ از طریق برداشتن اندكی از ماده قطعه كار است.


  پیشانی تراشی موضعی برای ایجاد فرورفتگی دایره ای و مسطح حول یك سوراخ و در صفحه عمود برمحور سوراخ انجام می شود، سطح حاصل نشیمن گاه خوبی برای واشر و مهره است. كله گی و موتور این ماشین ها در طول بازویی كه خود در صفحه افقی می گردد حركت كشویی دارد و بدین ترتیب سطح بزرگی را پوشش می دهد این ماشینها به ویژه در مواردی كه باید سوراخهای متعددی در یك قطعه كار سنگین ایجاد كرد بسیار مناسب اند.

 

 ماشین فرز افقی 


ماشین های فرز در دو نوع مهم ساخته می شود. افقی و عمودی همانطور كه قبلاً نیز گفته شد صفتهای افقی و عمودی امتداد محور اصلی ماشین را مشخص می كند. در ماشین فرز افقی تیغه فرز به محوری افقی كه خود به كمك محور اصلی به چرخش در می آید بسته می شود بنابراین قلم می چرخد و كار بصورت پیوسته پیشروی می كند.

 ساده ترین عمل ماشینكاری در این ماشینها فرزكاری با تیغه غلطكی است كه برای تولید سطح افقی روی قطعه كار انجام می شود.

اگر جهت تیغه غلطكی معكوس می شد قلم به صعود روی قطعه كار تمایل می یافت بدین سبب این نوع فرز كاری با تیغه غلطكی را فرزكاری صعودی می نامند. شواهد حاكی از آن است كه در فرزكاری صعودی نسبت به فرزكاری معمولی با تیغه غلطكی به نیرو و توان كمتری نیاز است و بنابراین به آن ترجیح داده می شود اما فرزكاری صعودی مستلزم صلابت ماشین و وسایل نگاه دارنده قلم و قطعه كار است.

 آهنگ پیش روی f كه معادل مقدار پیشروی قطعه كار به ازای یك دور چرخش تیغه است با معادله زیر بیان می شود.

F=

كه در آن  u سرعت پیشروی قطعه كار و  بسامد چرخش تیغه فرز است. ( درگیری پیش ) كه معدل ضخامت براده ای است كه با یك دندانه برداشته می شود و به موازات امتداد حركت پیش روی اندازه گیری می شود برابر است با f/N، كه Nتعداد دندانه های تیغه فرز است.

         

 ماشین فرز عمودی 


با استفاده از ماشین فرز عمودی انواع مختلف عملیات ماشین كاری سطوح افقی عمودی یا مورب انجام می شود همانطور كه از نام این ماشین بر می آید محور اصلی آن عمودی است.


 قطعه كار را می توان در یكی از سه امتداد زیر پیشروی كرد:

1- در امتداد محور عمودی ( حركت Z ) با بالا و پایین بردن زانو

2- در امتداد محور افقی ( حركت Y ) با حركت دادن زین روی زانو

3- درامتداد محور افقی ( حركت X ) با حركت دادن میز روی زین

در ماشین های بزرگ زین مستقیماً روی بستر سوار می شود و حركت نسبی بین قلم و قطعه كار در امتداد محور عمودی با حركت دادن كله گی در طول ستون ( حركت Z ) تأمین می شود این نوع ماشین ها را ماشین های فرز عمودی بستر دار می داند.

  در تخمین زمان ماشین كاری  t باید برای حركت نسبی اضافه بین قلم و قطعه كار اضافه مجازی در نظر گرفت.

  تیغه فرزهایی كه در ماشین های عمودی بكار می روند معمولاً یا سوراخی در میان دارند و یا دارای تنه استوانه ای اند.

  آن دسته از تبغه ها كه سوراخ دارند به میلة فرزی متنصل می شوند كه خود بوسیله میلة كششی به درون ماده گی واقع در محور اصلی كشیده و به آن متصل می شود.

آن دسته از تیغه هایی كه تنه استئانه ای دارند به كمك سه نظام یا از طریق پیچی كه بر قسمت ماشین كاری شدة تنه فشار وارد می آورد به محور اصلی بسته می شوند.

  در این نوع ماشین نیز قطعه كار را با استفاده از یا شكاف های T شكل به میز كار می بندند.

          در فرزكاری با تیغه غلطكی درگیری كاری را عمق تراش می نامند.

از طرفی

sin =

=

و در نهایت نتیجه می شود

a =

سرانجام، اگر  كوچك باشد داریم

          در هنگام تخمین زدن زمان ماشین كاری ،  باید به این نكته توجه داشت كه مصافتی كه تیغه فرز می پیماید بیش تر از طول قطعه كار است.

و چنانكه دیده می شود معادل  است كه در آن  طول قطعه كار است.

بنابراین زمان ماشینكاری عبارت است از:

          

 آهنگ براده برداری ، معادل حاصل ضرب سرعت پیشروی  و مساحت مقطع براده ( اندازه گیری شده در امتداد حركت پیشروی ) است. در اینجا درگیری پشت،  با پهنای قطعه كار برابر است پس

تراشه تیغه دارای لبه های برنده ای است تا مقطع دلخواه را روی قطعه كار ایجاد كند.

  نظر به اینكه ساخت این تیغه ها معمولاً مستلزم صرف هزینه زیاد است از این نوع تیغه ها تنها در تولید با مقیاس بزرگ استفاده می شود. در شكاف تراشی از تیغه های استاندارد كه در دو طرف لبه های برنده اصلی لبه ای فرعی دارند برای ایجاد شكافهایی با مقطع مستطیلی استفاده می شود. در فرزكاری تحت زاویه نیز با استفاده از تیغه فرزهای استاندارد با دندانه مورب شكافهای مثلثی دز قطعه كار ایجاد می كند. فرزكاری با تیغه های مركب برای ایجاد نقاطی با شكلهای مختلف و با استفاده از ماشینی كه همزمان تیغه های مختلف روی آن بسته می شود انجام می گیرد.

  در ماشینهای فرز افقی تیغه ها به وسیله خار به میلة فرز بسته می شود. یك سر این میله مخروطی است تا درون مادگی مخروطی نظیر كه سر محور اصلی تعبیه شده است جا زده شود. برای محكم كردن میله فرز به محور اصلی ماشین از یك میله كشش استفاده می شود كه از پشت ماشین به درون محور اصلی تو خالی رانده شده و به میله فرز پیچیده شده است.