گزارش کاراموزی شرکت ماشین کاران نو اندیش (قالب سازی)در 53 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان

اطلاعاتی در مورد شرکت ماشین کاران نواندیش

مقدمه

قالب سازی سریع

مهمترین مزایای ابزار سازی سریع

قالب سازی RTV Silicon Rubber

مراحل فرایند ساخت قالب سیلیکونی

فرآیند Ketool3D

تفت جوشی مستقیم فلزی DMLS

جوشکاری در قالب سازی

قالبهای دایکاست

ریختگری در غالب دوغابی

مزایا و محدودیتها

انواع روشهای ریخته گری دقیق

مواد نسوز در فرآیند پوسته ای دقیق

ماشین کاری سریع

پس زمینه تاریخی

اولین تعریف از ماشین کاری سریع

تعریف های عملی از ماشین کاری سریع

برخی معایب استفاده از ماشین کاری سریع

ابزارها

فلزات غیر فرو فلزات فرو

روش نوین برای آج زنی فک گیرهروش نوینی

سنگ زنی خزشی چیست؟

تفاوت میان سنگ زنی رفت و برگشتی



اطلاعاتی در مورد شرکت ماشین کاران نواندیش

1. مقدمه :

انگیزه ای فراگیر صنعتگران کشور را به تلاش روز افزون جهت بهبود بهره وری و ارتقا کیفی و ایجاد تنوع و نوع آوری در محصولات دعوت می کند.

گروه صنعتی نواندیش با تکیه بر پتانسیل تحقیق و توسعه و با به کارگیری تکنولوژی هایی که با استانداردهای روز همگام و همراه می باشد و قابل رقابت با محصولات مشابه خارجی است، در کنار دیگر صنعتگران گامی بلند در جهت بهبود کیفیت خدمات و کسب رضایت خاطر مشتریان برداشته است. که این همه، میسر نیست مگر با حمایت، اعتماد و پشتیبانی متخصصین، تولید کنندگان و صنعت گران کشور.

2. آشنایی با شرکت ماشین کاران نواندیش :

شرکت ماشین کاران نواندیش داری دو سهام دار است که در سال 1378 با استفاده از همفکری و مشاوره جمعی از متخصصین و کارشناسان در صنعت قالبسازی و تولید قطعات خودرو کشور با نام گروه صنعتی نواندیش فعالیت خود را در زمینه ساخت و تولید قطعات پلیمری آغاز نمود و پس از آن برای همگام سازی با دانش جهانی به برپایی سیستم ISO – 9001 اقدام نموده و با نام نوتاش قالب تهران کار خود را ادامه می دهد.

در بدو امر فعالیت های این واحد صنعتی بر تجهیز و تامین هر چه بیشتر کار با دستیابی به ماشین آلات و تکنولوژی روز و نیروی انسانی ماهر متمرکز گردید.

دقت در طراحی و ساخت، تضمین کیفیت در محصولات و خدمات، دستیابی به رضایتمندی مشتری و بهبود در کیفیت خدمات در سایه حضور تیمی آگاه با پشتوانه تکنولوژی و نوآوری، امروز گروه صنعتی نواندیش را به عنوان یکی از قالب سازان مطرح در زنجیره تامین صنعت خودرو معرفی می نماید.

عمده ی فعالیت این واحد ساخت قالب های تزریق پلاستیک، دایکاست، باکالیت در صنعت خودرویی، صنایع مخابراتی، صنایع آرایشی و بهداشتی، کمک پزشکی و صنایع ریلی کشور می باشد.







3. خدمات این واحد صنعتی به شرح ذیل می باشد :

طراحی و مشاوره در ساخت انواع قالب های پلاستیک، دایکاست، باکالیت (مهندسی معکوس، طراحی قطعه، اپتیک، CMM)

واحد طراحی و مهندسی نواندیش با به کارگیری نرم افزارهای رایج (CAM/CAD) جهت ترسیم نقشه های فنی دو بعدی و سه بعدی از قطعات و قالب دقت در طراحی و ساخت را مد نظر و هدف خویش قرار داده است.

شرح خدمات در طراحی :

1- ارائه طرح پیشنهادی در ارتباط با ساخت قالب

2- اخذ نمونه های مشابه قطعات (CKD)

3- اخذ نقشه های CKD یا فایل های موجود در مورد قالب

4- ترسیم نقشه های سه بعدی قطعه و ارسال مدارک به مشتری جهت تایید

5- ارائه یک نسخه کامل از نقشه های قالب پس از اتمام فاز طراحی به مشتری

ساخت، اجرا و راه اندازی قالب های تزریق پلاستیک، دایکاست، باکالیت

واحد ساخت پس از اتمام فاز طراحی و اخذ تاییدیه مدارک فنی توسط مشتری با استفاده از برنامه زمانبندی در قالب پروژه فعالیت خود را آغاز می نماید.

این فعالیت ها با بهره گیری از تکنولوژی های روز و تکیه بر عملکرد دقیق و بالا بردن درصد اطمینان، کاهش هزینه ها و دستیابی به رضایت مشتریان در تحویل به موقع محصولات و خدمات و سطح کارایی و کیفیت بالا انجام می گیرد.

شرح خدمات در ساخت و اجرا :

1- تهیه گانت چارت برنامه ریزی ساخت و ارائه یک نسخه آن به مشتری

2- اجرای سیستم های حفاظتی برای بالا بردن ایمنی قالب ها

3- استفاده از سیستم های راهگاه گرم جهت کاهش ضایعات در تولید و بهبود کیفیت قطعات و محصولات

4- ارائه گزارش های پیشرفت کار هر 2 هفته بصورت مکتوب یه مشتریان

5- سخت کاری قالب

و ...

تعمیرات و نگهداری قالب های صنعتی

امروزه مشخص نمودن چگونگی اجرای فعالیت های نگهداری و تعمیرات ابزار آلات تولیدی به منظور حصول اطمینان از استمرار قابلیت فرآیند مورد توجه بسیاری از واحدهای صنعتی پیشرفته می باشد.

به منظور استفاده مفید و حصول اطمینان از استقرار قابلیت فرآیند و همچنین حداقل کردن زمان رکود تولید و خواب دستگاه ها، فعالیت های نگهداری روی تجهیزات تولیدی به خصوص قالب های صنعتی به عنوان ابزارهای کلیدی شناسایی و برنامه ریزی می شود.

از جمله این فعالیت ها، نگهداری و تهمیرات پیشگیرانه جهت جلوگیری از به فعلیت رسیدن حالت های خرابی بالقوه در تجهیزات تولید می باشد.

ü جهت نگهداری و تعمیرات به صورت توافقی طی دوره های مشخص زمانی انجام می گردد.

ü جهت تسریع در امور تولید هنگام خرابی قالب با حضور در کارخانه مشتری نسبت به تعمیر آن اقدام نموده و در صورت نیاز به تجهیزات بیشتر با انتقال قالب به محل کارخانه نوتاش نسبت به تعمیرات آن اقدام می گردد.

ü خدمات فوق برای قالب هایی که توسط دیگر شرکت ها ساخته شده نیز پذیرفته می گردد.



قالب سازی سریع

لبهای نرم معمولا از سیلیکون، رزینهای اپوکسی، آلیاژهای نقطه ذوب پایین و شنهای ریخته گری ساخته می شوند، و امکان ریخته گری فقط یک نمونه و یا تولید تعداد کمی را فراهم میکنند. در روشهای قالبسازی سخت، که قالب معمولا از فولاد ساخته می شود، امکان تولید تعداد بیشتری قطعه فراهم میشود.قالب سازی مستقیم به معنی ساخت مستقیم به معنی ساخت مستقیم قالب ، بوسیله فرایند RP است. بعنوان مثال در مورد قالب تزریق پلاستیک، حفه های نری و مادگی، راهگاها و سیستم پران، مستقیما با اســـــتفاده از فرایند RP ساخته می شود. در قالب سازی غیر مستقیم، فقط الگوی اصلی با استفاده از فــــــــــــرایند RP ساخته می شود، و سپس می توان یک قالب سیلیکونی، رزینی اپوکسی، فلز نقطه ذوب پایین، یا سرامیکی را از الگوی اصلی بدست آورد.

مهمترین مزایای ابزار سازی سریع عبارتند از:

زمان لازم برای ساخت ابزار و یا قالب از چند ماه به چند روز یا هفته کاهش می یابد.

هزینه تولید به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

به علت کاهش زمان تولید و هزینه ها، بسیاری از طراحان و مهندسین تمایل دارند قطعات را قبل از تولید انبوه در مرحله طراحی آزمایش کنند و در نتیجه بسیاری از عیوب طراحی از بین می رود.
به دلیل استفاده مستقیم از اطلاعات نرم افزارهای طراحی ، بسیاری از خطاهای فردی کاهش می یابند.

قالب سازی RTV Silicon Rubber

یکی از رایج ترین کاربردهای نمونه سازی سریع در قالبسازی، ساخت قالب به روش RTV Silicon Rubber می باشد. سیلیکون ماده ای گران و پر مصرف است که می توان با قالب گیری آن در اطراف الگوی (مدل) مرجع یک قطعه، به قالب آن دست یافت، این الگوی مرجع توسط یکی از روشهای نمونه سازی سریع ساخته می شود. ریخته گری در خلاء با قالب Silicon Rubberانعطاف پذیرترین روش RT، برای ساخت قطعات پلاستیکی، سرامیکی و فلزی است.

مراحل فرایند ساخت قالب سیلیکونی:

ساخت الگوی اصلی (مرجع) توسط یکی از روشهای RP

پرداخت و تمیزکاری الگو

اتصال سیستم راهگاهی به الگو

قراردادن الگو و سیستم راهگاهی به صورت معلق در جعبه و ریختن سیلیکون مایع در اطراف الگو پخت سیلیکون به منظور جامد سازی ایجاد یک خط جدایش توسط یک چاقوی جراحی وتقسیم قالب به دو نیمه خارج ساختن الگوی مرجع از داخل قالب آماده کردن قالب برای تزریق بوسیله قالبهای Silicon Rubber معمولا می توان حدود 20 قطعه تولید با خواص مکانیکی مشابه ترموپلاستیک های مهندسی نظیر ABS ، PE ، PP و یا لاستیک تولید نمود.

مهمترین ویژگیهای روش قالب سازی سیلیکونی عبارتند از: ساخت ارزان و سریع قالب، ساخت قالب با آرایش نهایی عالی و قالب استفاده از مواد مختلف. بعلاوه این فرایند هم برای قطعات کوچک و هم برای قطعات بزرگ مناسب است. علاوه بر قالگیری رزین، ماتریسهای (حفره های) سیلیکونی برای قالبگیری تزریقی (فشار پایین) مدلهای ریخته گری دقیق نیز مناسب می باشند.



قالبهای دایکاست

ساختمان قالب:

در زیر جنبه های مهم طراحی قالب را مورد برسی قرار می دهیم:

تقسیم قالب:

همانطور که ذکر شدهر قالب دایکاست بصورت دو تکه است یعنی قالب ازیک نیمه ثابت(طرف تزریق)ویک متحرک (طرف بیرون انداز)تشکیل شده است . نیمه ثابت قالب (نیمه تزریق قالب)به کفشک ثابت ماشین ریخته گری تحت فشار مونتاژ می شود . در حالی که نیمه متحرک قالب (نیمه بیرون انداز قالب )به کفشک متحرک محکم می شود هر دو نیمه قالب در حالت آماده تزریق بسته هستند و با نیروی بسته نگهدارنده ای که از طرف ماشین ایجاد می گردد،در حالت بسته نگه داشته می شوند . سطح تماس هر دو نیمه قالب ، سطح جدایش قالب نامیده می شود. برای اجتناب از نفوذ فلز مذاب به خارج بایستی سطح قالب کاملاً آب بندی و از این جهت به صورت سطح سنگ زنی شده و یا هم سطح شده باشد .دقت انطباق صفحات قالب که روی هم قرار می گیرند اهمیت زیادی دارند .بهتر است که لبة خارجی در هر دو صفحه قالب حدواً 1 m m تا 2 m m تحت زاویه 4 5 پخ زده شوند . به این ترتیب از خرابی لبه ها توسط ضربه یا برخورد که منجر به تغییر شکل لبه ها می گردد و می توانند دقت انطباق را بر هم بزنند اجتناب می شود .



ریختگری در غالب دوغابی

مزایا و محدودیتها

الف: مهمترین مزایای روش ریخته گری دقیق عبارتند از : - تولید انبوه قطعات با اشکال پیچیده که توسط روشهای دیگر ریخته گری نمی توان تولید نمود توسط این فرایند امکان پذیر می شود. - مواد قالب و نیز تکنیک بالای این فرایند،‌- امکان تکرار تولید قطعات با دقت ابعادی وصافی سطح یکنواخت را میدهد. - این روش برای تولید کلیه فلزات و آلیاژهای ریختگی به کار می رود . همچنین امکان تولید قطعاتی از چند آلیاژ مختلف وجود دارد. - توسط این فرآیند امکان تولید قطعاتی با حداقل نیاز به عملایت ماشینکاری و تمام کاری وجود دارد. بنابراین محدودیت استفاده از آلیاژهای با قابلیت ماشینکاری بد از بین می رود. - در این روش امکان تولید قطعات با خصوصا متالورژیکی بهتر وجود دارد. - قالبت تطابق برای ذوب و ریخته گری قطعات در خلاء وجود دارد. - خط جدایش قطعات حذف می شود و نتیجتا موجب حذف عیوبی می شود که در اثر وجود خط جدایش به وجود می آید.. –

ب:مهمترین محدودیتهای روش ریخته گری دقیق عبارتنداز : - اندازه و وزن قطعات تولید شده توسط این روش محدود بوده و عموما قطعات با وزن کمتر از 5 کیلوگرم تولید می شود . - هزینه تجهیزات و ابزارها در این روش نسبت به سایر روشها بیشتر است.

انواع روشهای ریخته گری دقیق:

در این فرایند دو روش متمایز در تهیه قالب وجود دارد که عبارتند از روش پوسته ای و روش توپر به طور کلی این دو روش درتهیه مدل با هم اختلاف ندارند بلکه در نوع قالبها با هم تفاوت دارند. فرایند قالبهای پوستهای سرامیکی پوسته ای سرامیکی درریخته گری دقیق: برای تولید قعطات ریختگی فولادی ساده کربنی ، فولادهای آلیاژی ،‌فولاد های زنگ نزن، مقاومت به حرارت ودیگر آلیاژهایی با نقطعه ذوب بالای این روش به کار می رود به طور شماتیک روش تهیه قالب را در این فرآیند نشان می دهند که به ترتیب عبارتند از:

الف : تهیه مدلها : مدلهای مومی یا پلاستیکی توسط ورشهای مخصوص تهیه میشوند.

ب : مونتاژ مدلها : پس از تهیه مدلهای مومی یا پلاستیک معمولا تعدادی از آنها ( این تعداد بستگی به شکل و اندازه دارد) حول یک راهگاه به صورت خوشه ای مونتاژ می شوند در ارتباط باچسباندن مدلها به راهگاه بار ریز روشهای مختلف وجود دارند که سه روش معمولتر است و عبارتند از:

روش اول: محل اتصال در موم مذاب فرو برده می شود و سپس به محل تعیین شده چسبانده می شود .

روش دوم: این روش که به جوشکاری مومی معروف است بدین ترتیب است که محلهای اتصال ذوب شده به هم متصل می گردند .

روش سوم: روش سوم استفاده از چسبهای مخصوص است که محل اتصال توسط جسبهای مخصوص موم یا پلاستیکی به هم چسبانده می شود. روش اتصال مدلهای پلاستیکی نیز شبیه به مدلهای مومی می باشد..

ج : مدل خوشه ای و ضمائم آن در داخل دو غاب سرامیکی فرو برده می شود. درنتیجه یک لایه دو غاب سرامیکی روی مدل را می پوشاند

د:در این مرحله مدل خوشه ای در معرض جریان باران ذرات ماسه نسوز قرار میگیرد.‌تایک لایه نازک درسطح آن تشکیل شود .

ه: پوسته سرامیکی ایجاده شده در مرحله قبل کاملاخشک می شوند تا سخت و محلم شوند. مراحل ( ج ) (د) ( ه) مجددا برای جند بار تکرار می شود . تعداد دفعات این تکرار بستگی به ضخامت پوسته قالب مورد نیاز دارد. معمولا مراحل اولیه از دوغابهایی که از پودرهای نرم تهیه شده ،‌استفاده شده و بتدریج می توان از دو غاب و نیز ذرات ماسه نسوز درشت تر استفاده نمود. صافی سطح قطعه ریختگی بستگی به ذرات دو غاب اولیه و نیز ماسه نسوز اولیه دارد.

ز: مدول مومی یا پلاستیکی توسط ذوب یا سوزانده از محفظه قالب خارج می شوند، به این عملیات موم زدایی می گویند . درعملیات موزدایی بایستی توجه نمود که انبساط موم سبب تنش وترک در قالب نشود
ح: در قالبهای تولید شده عملیات بار ریزی مذاب انجام می شود ط: پس از انجماد مذاب ،‌پوسته سرامیکی شکسته میشود.

ی: در آخرین مرحله قطعات از راهگاه جدا می شوند.

مواد نسوز در فرآیند پوسته ای دقیق:

نوعی سیلیس به دلیل انبساطی حرارتی کم به طور گسترده به عنوان نسوز در روش پوسته ای دقیق مورد استفاده قرار می گیرد.این ماده نسوز برای ریخته گری آلیاژهای آهنی و آلیاژهای کبالت مورد استفاده قرار می گیرد. زیر کنیم شاید بیشترین کاربرد را به عنوان نسوز در فرآیند پوسته ای دارد. این ماده بهترین کیفیت را در سطوح قطعه ایجاد نموده و در درجه حرارتهای بالا پایدار بوده و نسبت به خوردیگ توسط مذاب مقاوم است. آلومین به دلیل مقاومت کم در برابر شوک حرارتی کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. به هر حال در برخی موارد به دلیل مقاومت در درجه حرارت بالا ( تا حدودc ْ1760 مورد استفاده قرار می گیرد.

چسبها :‌مواد نسوز به وسیله چسبها به یکدیگر می چسبد این چسبها معمولا شیمیایی می باشند سلیکات اتیل ،‌سیلیکات سدیم و سیلیس کلوئیدی . سیلیکات اتیل باعث پیدایش سطح تمام شده بسیار خوب میشوند. سیلیس کلوئیدی نیز باعث بوجود آمدن سطح تمام شده عالی می شود.

اجزای دیگر: یک ترکیب مناسب علاوه بر مواد فوق شامل مواد دیگری است که هر کدام به منظور خاصی استفاده می شود.

این مواد به این شرح است : - مواد کنترل کننده ویسکوزیته - مواد ترکننده جهت کنترل سیالیت دو غاب و قابلیت مرطوب سازی مدل - مواد ضد کف جهت خارج کردن حبابهای هوا - مواد ژلاتینی جهت کنترل در خشک شدن و تقلیل ترکها فرایند تهیه قالبهای توپر در ریخته گری دقیق: شکل به طول شماتیک مراحل تهیه قالب به روش توپر را نشان می دهد که عبارتند از :

الف : تهیه مدلهای ذوب شونده

ب :‌مونتاژ مدلها : این عملیات درقسمت

ج: توضیح داده شده ح: مدلهای خوشه ای و ضمائم آن درداخل درجه ای قرار میگیرد و دوغاب سرامیکی اطراف آن ریخته میشودتا درجه با دو غاب دیرگداز پر شود. به این دو غاب دو غاب پشت بند نیز گفته میشود . این دو غاب در هوا سخت می شود و بدین ترتیب قالب به اصطلاح توپر تهیه می شود

د: عملیات بار ریزی انجام میشود

ه : قالب سرامیکی پس ازانجماد مذاب شکسته می شود

و: قطعات از راهگاه جدا می شوند شکل دادن به روش ریخته گری دو غابی مقدمه این طریقه شبیه کار فیلتر پرس است ، به این معنا که مقدار آب به مواد اولیه اضافه شده تا حالت دو غابی به خود بگیرد. باید خارج شود ،به این دلیل برای ساختن اشیا روش کندی است . به طور کلی این روش موقعی مورد استفاده قرار میگیرد که شکل دادن به روشهای اقتصادی تر غیر ممکن باشد. ازطرف دیگر مواقعی از این روش اسفتاده می کنند که تعدااد زیادی از قطعه مورد درخاواست نباشد . برتری بارز این روش در تولید قطعات پیچیده است . دوغاب،‌داخل قالبهای گچی متخلخل که شکل مورد نظر را دارد، ریخته می شود . آب دو غاب جذب قالب شده و دراثر این عمل یک لایه از مواد دو غاب به دیواره قالب بسته می شود و شکل داخل قالب را به خود می گیرد.دو غاب در داخلی قالب باقی می ماند تا زمانی که لایه ضخامت مورد نظر را پیدا کند. اگر ریخته گری تو خالی نباشد ،‌نیازی به تخلیه دو غاب نیست ، ولی برای قطعاتی که توخالی باشند، قالب برگدانده میشود . دو غاب اضافی که روی سطح قالب قرار دارد،‌به وسیله کرادکی تراشیده می شود . سپس لایه اضافی با کمک چاقو در ناحیه ذخیره برداشته می شود . جدارة تشکیل دشه که همان قطعه نهایی موردنظر است، درقالب باقی می ماند تا زمانی که کمی منقبض شده و از قالب جدا شود. سپس می توان آن را از قالب در آورد . بعد از اینکه قطعه مورد نظر خشک شد،‌کلیه خطوط اضافی که دراثر قالب روی آن ایجاد شده است، با چاقو زده و یا به وسیله اسفنج تمیز می شود در این مرحله قطعه آماده پخت است . چون آب اضافی دو غاب حین ریخته گری خارج شده ، سطح دو غاب در داخل قالب پایین می آید. به این دلیل معمولا یک حلقه بالای قالب تعبیه می شود تا دو غاب را بالای قعطه مورد نظر نگه دارد. این حلقه ممکن است از گچ و یا از لاستیک ساخته شود . اگر ازگچ ساخه شود ، داخل آن نیز دو غاب به جدا بسه شده و با کمک چاقو تراشیده میشود. وقتی که جسم داخل قالب گچی کمی خشک شد،‌اسفنجی نمدار دور آن کشیده می شود تا سطحی صاف به دست آید . این روش که در بالا به ان اشاره شد ، برای ریخته گری اجسامی است که داخل آنها خالی است . مانند گلدان، زیر سیگاری ، و غیره ... اما طریقه ای هم هست که برای ساختن اجسام توپر به کار می رود ، به این تریتب که دو غاب داخل قالب می ماند تا اینکه تمام آن سف شود. برای ساختن اشیایی که شکل پیچیده دارند ، ممکن است قالب گچی ازچندین قعطه ساخته شود تا بتوانیم جسم داخل آن را از قالب خارج کنیم ، هر قطعه قالب شامل جای خالی است که قعطه قالب دیگر در آن جا می گیرد. (‌نروماده ) اگر قالب دارای قطعات زیادباشد،‌لازم است در حین ریخته گری خوب به هم چسبد این کار را می توان به وسیله نوار لاستیک که محکم به دور آن می بندیم انجام دهیم . هنگام در اوردن جسم از قالب باید این نوار لاستیکی را باز کرده و برداریم. غلظت مواد ریخته گری باید به اندازه کافی باشد که باعث اشباع شدن قالب از آب نشود . بخصوص موادی که شامل مقدار زیادی خاک رس هستند،‌غلظت آنها به قدری کم خواهد شد که ریخته گری آنها مشکل شده و معایبی هم در حین ریخته گری ایجادمی شود. برای اینکه دو غاب را به اندازه کافی روان کنیم . مواد روانسازی به دو غاب اضافه می شود.

پس زمینه تاریخی

عبارت ماشین کاری سریع (HSM)، عموماً به فرزکاری انگشتی با سرعت دورانی بالا و پیشروی سریع بر می گردد؛ به عنوان نمونه، پاکت تراشی در بدنه آلومینیومی هواپیماهابا نرخ براده برداری بالا. در طی 60 سال گذشته، ماشین کاری سریع در مورد گستره وسیعی از تولید قطعات فلزی و غیر فلزی با وضعیت سطحی خاص در ماشین کاری مواد با سختی 50 HRC و بالاتر اعمال گردیده است.

برای بیشتر قطعات فولادی که تا حدود 32-42 HRC سخت شده اند، گزینه های ماشین کاری عبارتند از:

- ماشین کاری خشن و نیمه پرداختی در شرایطی که هنوز سخت نشده اند (آنیل)

- عملیات حرارتی برای دست یابی به سختی نهایی (در حدود 63 HRC)

- ماشین کاری الکترودها و اسپارک قطعات خاص قالبها (خصوصاً گوشه ها با شعاعهای کوچک و حفره های عمیق با دسترسی محدود برای ابزارهای برشی)

- پرداخت و فوق پرداخت سطوح استوانه ای، تخت و حفره ها توسط کاربید سمانته مناسب، Cermet (نوعی آلیاژ سرامیک و فلز)، کاربید سرامیک مخلوط شده یا نیترید بورون مکعبی چند کریستالی (PCBN).

در مورد خیلی از قطعات و اجزاء، فرآیند تولید شامل آمیزه ای از این گزینه ها بوده و در مورد قالبها باید پرداخت کاری دستی -که زمان بر است- را نیز اضافه نمود. در نتیجه، هزینه های تولید بالا رفته و زمان تدارک (Lead time) بیش از اندازه طولانی خواهد شد.

یکی از اهداف و مقاصد صنایع قالب سازی این بوده و هست که نیاز به پولیش زدن دستی را کاهش داده و یا حذف نمایند و متعاقباً کیفیت را بهبود بخشیده و هزینه های تولید و زمان تدارک را کاهش دهند.

فاکتورهای اقتصادی و فنی اصلی برای پیشرفت ماشین کاری سریع

بقا – همیشه افزایش رقابت در بازارهای فروش کالا با تهیه استانداردهای جدید همراه است. نیاز به بهره وری در زمان و هزینه روز به روز بیشتر و بیشتر می شود. این موضوع سبب می شود تا پروسه ها و فناوریهای تولیدی نوینی شکل بگیرد. ماشین کاری سریع، امید بخش و ارائه دهنده راه حلهای جدید است... .

مواد - پیشرفت مواد جدیدی که ماشین کاری آنها مشکل است، بر نیاز به یافتن راه حلهای جدید ماشین کاری تأکید می نماید. صنایع فضایی، آلیاژهای فولادی ضد زنگ و مقاوم به حرارت مخصوص به خود را داراست. صنایع اتومبیل سازی، کامپوزیتهای دو فلزی، آهن فریتی و حجم رو به رشد آلومینیوم را داراست. صنعت قالبسازی اساساً با مشکل ماشین کاری فولادهای ابزاری سخت شده از مرحله خشن کاری تا پرداخت کاری روبه روست.

کیفیت - نیاز به قطعات و اجزاء محصولاتی با کیفیت بالاتر، نتیجه رقابتهای رو به افزایش است. چنانچه ماشین کاری سریع درست به کار گرفته شود، راه حلهای زیادی در این زمینه ارائه می دهد. یک نمونه جایگزین کردن پرداخت کاری دستی با ماشین کاری سریع است که خصوصاً در قالبها و یا قطعات با هندسه سه بعدی پیچیده از اهمیت بالایی برخوردار است.

فرایندها – نیاز به زمان بازده کوتاهتر از طریق کاهش تعداد باز و بست کردنها و روشهای ساده تر، در خیلی از موارد می تواند توسط ماشین کاری سریع برآورده شود. یک هدف نوعی در صنعت قالب سازی این است که ابزارهای سخت شده کوچک در یک set-up ماشین کاری شوند. فرایندهای پر هزینه و زمان بر EDM را نیز می توان توسط ماشین کاری سریع کاهش داده و یا حذف نمود.

طراحی و پیشرفت - امروزه یکی از ابزارهای اصلی برای رقابت، فروش محصولات تازه و نوظهور می باشد. در حال حاضر عمر متوسط قطعات خودروها در حدود 4 سال، قطعات کامپیوترها و خدمات جانبی آن 1.5 سال، و عمر گوشیهای تلفن، 3 ماه و ... است. یکی از شرایط لازم برای چنین پیشرفت در تغییر سریع طرحها و محصولات و کاهش زمان عرضه آنها استفاده از تکنیکهای ماشین کاری سریع است.

محصولات پیچیده - استفاده از سطوح چند کاره (multi-functional surfaces) بر روی قطعات در حال افزایش هستند، همچون طرحهای جدید پره های توربین که قابلیت ها و تواناییهای جدید و بهینه ای بدست می دهد. طرحهای قبلی اجازه می دانند که پره ها را توسط دست یا با روبات پولیش زنی نمود، اما پره های جدیدی که بسیار پیچیده تر شده اند، می بایستی از طریق ماشین کاری و ترجیحاً ماشین کاری سریع، پرداخت شوند. در این مورد نمونه های خیلی بیشتری از قطعات با دیواره نازک که می بایستی ماشین کاری شوند، موجود است. (تجهیزات پزشکی، الکترونیک، محصولات دفاعی و اجزاء کامپیوترها)

اولین تعریف از ماشین کاری سریع:

در تئوری Salomon، ماشین کاری با سرعت برشی بالا... فرض می شود که در سرعتهای برشی خاص (5 تا 10 مرتبه بزرگتر نسبت به ماشین کاری معمولی)، دمای براده برداری در لبه برشی شروع به کاهش می نماید... .

در نتیجه ... به نظر می رسد که شانسی برای بهبود تولید در ماشین کاری با ابزارهای معمولی در سرعتهای برشی بالا بدست دهد... .

تحقیقات نوین، متأسفانه نتوانسته است این تئوری را به طور امل تأیید نماید. کاهش نسبی دما در لبه برنده برای مواد مختلف، در سرعتهای برشی خاص رخ می دهد. این کاهش دما برای فولاد و چدن کوچک بوده و برای آلومینیوم و دیگر فلزات غیر فرو بزرگتر می باشد.

به عنوان یک تعریف منطقی از ماشین کاری سریع می توان گفت: ماشین کاری در سرعتهای به طور مشخص بالاتر نسبت به سرعتهای معمول مورد استفاده در کارگاهها. این سرعت به عوامل زیر بستگی دارد:

1. ماده ای که می بایستی ماشین کاری شود – به عنوان مثال: آلیاژهای آلومینیوم، سوپر آلیاژهای نیکل، فولادها، آلیاژهای تیتانیوم، چدن یا کامپوزیتها

2. نوع فرایند ماشین کاری – برای مثال: تراشکاری، فرزکاری یا سوراخکاری

3. ماشین ابزار مورد استفاده – برای مثال: قابلیت های توانی، سرعت، پیشروی ماشین؛ دیگر مشخصات ماشین ابزار همچون پایداری استاتیکی و دینامیکی

4. ابزار برشی مورد استفاده – به عنوان نمونه: فولاد تند بر، ابزار کاربیدی، سرامیکی یا الماسه

5. ملزومات قطعه کار – شکل، سایز، هندسه، سفتی، دقت و پرداخت

6. ملاحظات دیگر – دسترسی به براده، ایمنی و اقتصاد

تعریف های عملی از ماشین کاری سریع:

• ماشین کاری با سرعت بالا در حقیقت تنها سرعت برشی بالا نیست. این موضوع را می بایستی به عنوان فرایندی که در آن عملیات با روشهای بسیار خاص و با تجهیزات تولیدی بسیار دقیق انجام می گیرد، در نظر گرفت.

• ماشین کاری با سرعت بالا، لزوماً ماشین کاری با اسپیدلهای با سرعت بالا نمی باشد. خیلی از کاربردهای ماشین کاری سریع با اسپیندلهایی با سرعتهای متوسط و با ابزارهای بزرگ انجام می گیرد.

• ماشین کاری سریع در پرداخت کاری فولادهای سخت شده در سرعتها و پیشرویهای بالا، اغلب 4-6 برابر سریعتر نسبت به ماشین کاری معمولی انجام می پذیرد.

مزایای استفاده از ماشین کاری سریع:

• حداقل فرسایش ابزار حتی در سرعتهای بالا

• فرایندی با قابلیت تولید بالا برای قطعات کوچک

• کاهش تعداد مراحل فرایند

در این نوع ماشین کاری دمای قطعه کار و ابزار پایین نگه داشته می شود که باعث می شود در خیلی از موارد عمر ابزار طولانی تر شود. از طرف دیگر در ماشین کاری سریع، عمق ماشین کاری کم بوده و زمان درگیری برای لبه برنده بسیار کوتاه است. (در تصویر زیر به وضوح تفاوت میان ماشین کاری معمولی و ماشین کاری سریع از لحاط حرارت ایجاد شده و منطقه حرارت دیده ابزار در هر دو روش آشکار است.) بنابراین می توان گفت که سرعت پیشروی به اندازه کافی بالا هست که حرارت نتواند گسترش پیدا کند. نیروی برشی کوچک باعث تغییر شکلهای جزئی در ابزار می شود. از آن جایی که نوعاً در این نوع ماشین کاری، عمق برش کم است، نیروهای برشی شعاعی بر روی ابزار و اسپیندل کوچک است. لذا یاتاقانهای اسپیندل، ریلهای راهنما و ballscrewها حفظ می شوند.

برخی معایب استفاده از ماشین کاری سریع:

• نرخ سریغ افزایش و کاهش سرعت و توقف های مکرر اسپیندل باعث می شود که راهنماها، یاتاقانهای اسپیندل و ballscrewها سریعتر فرسوده شوند.

• نیاز به دانش خاص فرایند، تجهیزات برنامه نویسی و رابطی برای انتقال سریع داده ها

• توقف اورژانسی عملاً لازم نیست. خطاهای انسانی، خطاهای سخت افزاری یا نرم افزاری، پیامدهای بزرگی به همراه خواهد داشت.

• نیاز به طراحی خوب فرایند.