گزارش کاراموزی بررسی ماشین های تراش و تراشکاری در 67 صفحه ورد قابل ویرایش

تاریخچه ماشین تراش

در سالهای 1800 و 1830 در ایالات متحده امریکا ماشینهای تراشی ساخته شد که با بدنه چوبی و پایه آهنی مجهز بود. در سال 1836 شخصی به نام پانتون در ماساچوست آمریکا ماشین تراشی با میله پیچ بری ساخت. در سال 1853 شخصی به نام فریلند در نیویورک ماشین تراشی با ریلهایی بطول 20 فوت که کارهایی به قطر 10 اینچ را می توانست بتراشد ساخت بدنه آهنی و درشت آن جایگاه چرخ دنده های تعویضی بود.

بعد از مدتی ماشینهای بهتری از نظر قدرت و دورهای بیشتری ساخته شد که بنام ماشینهای تراش جعبه دنده ای معروف است . این ماشینها دارای جعبه دنده دور و نیز جعبه بار می باشد. که به آسانی می توان ماشین را خودکار نمود و کارهای مختلف را تراشید.



قسمتهای مهم کنترل و تنظیم کننده ماشین تراش

چرخ دستی حامل سوپرت طول

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





شکل (1-1) چرخ دستی حامل سوپرت طول



چرخ دستی دستگاه مرغک

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





شکل (1-2) چرخ دستی دستگاه مرغک



کنترل بار

در روی قاب قوطی دستگاه حامل سوپرت، دسته بار خود کار وجود دارد که با آن بار طولی و عرضی رنده تراش را تنظیم می نمایند. بعلاوه بوسیله دست هم می توان، دسته بار عرضی در عرض کار نیز بار داد. مقدار بار را با استفاده ازحلقه مدرجی که روی ابتدای پیچ سوپرت عرضی قرار داردبطور دقیق تنظیم کرد. برای تنظیم بار خودکار ابتدا مقدار پیشروی قلم برای سوپرت عرضی و طولی تعیین می گردد، و سپس این مقدار روی جعبه دنده بار تنظیم می شود. بعد اهرم روی بار خودکار قرار می گیرد تا عمل تراش انجام شود.

البته باید توجه داشت که برای پرداخت کاری بایستی قلم در طول یا عرض کار کم و برای خشن تراشی مقدار آن نسبتا زیاد باشد.



شکل (1-3) اهرم کنترل بار

سوپرت دستی

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



صفحه مخروطی تغییر محور اصلی

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





شکل (1-4) صفحه مخروطی تغییر محور اصلی



جدول مقدار پیشروی رنده

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



شکل (1-5)



وظیفه اصلی ماشین تراش

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



اساس ماشینهای تراش

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



نیروهائی که بر ابزار برش اثر می گذارند:

در موقع تراش سه نیروی مختلف بر لبه برش ابزار برش اثر خواهد گذاشت این سه نیرو بطور ساده بصورت زیر بیان می شود.

نیروی محوری
نیروی شعاعی
نیروی عمودی (مماسی)



سرعت برش مناسب برای هر ماشین به عوامل زیر بستگی دارد:

نوع رنده
نوع کاریکه تراشیده می شود (از نظر نرمی)
مقدار عمق براده
نوع تراشیکه داده می شود(خشن یا پرداختکاری)
سن و وضعیت ماشین
مواد خنک کننده (محلول آب و روغن)



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



مقدار سرعت برش از فرمول زیر به دست می آید.

(1) سرعت برش برحسب متر در دقیقه



(2) سرعت برش برحسب فوت در دقیقه

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

در رابطه (2)D قطر کار برحسب اینچ و برحسب فوت در دقیقه خواهد بود.



حل یک مثال

مثال 1- میله ای از فولاد معمولی که قطر آن 28 میلیمتر و تعداد دور ماشین برابر 250 دور در دقیقه است سرعت برش آنرا برحسب متر در دقیقه و فوت در دقیقه تعیین کنید.

حل:

سرعت برش متر در دقیقه

سرعت برش فوت در دقیقه

ضمنا مقدار سرعت برش برای تمام فلزات و نیز نوع رنده ایکه بکار برده می شود در جدولهای مخصوص مشخص شده پس چون سرعت برش همیشه معین است با داشتن آن میتوان مقدار دور ماشین را بدست آورد.



تعیین دور ماشین توسط دیاگرام

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



حل یک مثال

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



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



انواع ماشین های تراش و ساختمان آنها

ماشین تراش کوچک مرغک دار
ماشین تراش ابزارسازی
ماشین تراش معمولی نرم شده
ماشین تراش پیشانی تراش
5. ماشین تراش عمودی



1.ماشین تراش کوچک مرغک دار:



این نوع ماشین تراش برای آموزش و تراش کارهای کوچک مورد استفاده قرار می گیرد و چون اغلب کارها را بین دو مرغک می تراشند بهمین جهت آنرا ماشین تراش مرغک دار می گویند. بعلاوه چون از این ماشین برای

آموزش و کارهای کوچک استفاده می شود اغلب دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه ای ساخته می شوند.

از نظر اندازه، به دو شکل تقسیم می شوند؛ ماشین تراش کوچک رومیزی و ماشین تراش کوچک پایه دار.



شکل (1-6) ماشین تراش کوچک مرغک دار



2.ماشین های تراش ابزار سازی:

اختلاف این نوع ماشینها با سایرین در این است که ماشینهای ابزار سازی دارای دقت بیشتری نسبت به سایر ماشین ها داشته و نیز بعضی از آنها با دستگاههای مخصوص جهت تراشیدن کارهای دقیقتر مجهز می باشند. وظیفه اصلی این ماشینها تهیه ابزار و شابلن برای کارخانجات تولیدی و ماشینهای تراش تولیدی است. و چون از آنها برای کارهای کوچک و بزرگ استفاده می شود معمولا آنها را به دو صورت رومیزی و پایه دار در دسترس قرار می دهند. از نوع رومیزی آن برای تراش قطعات کوچک و کوتاه که دارای قطر کم هستند استفاده می شود.

ماشین تراش پایه دار بصورت یک ماشین تراش دقیق و نسبتا بزرگ که دارای سرعتهای مختلف است ساخته شده اند بعلاوه با دستگاه ترمز دقیق برای قطع و کنترل کردن سرعت مجهز می باشد. این ماشین بوسائل دیگری جهت تهیه سایر ابزارها و کارهاییکه احیانا مورد نیاز کارگاه می باشد خواهد بود.



3- ماشینهای تراش معمولی نرم شده:

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



4- ماشین های تراش با قطر کارگیر و طول زیاد:

این نوع ماشینها برای تراش کارهایی که قطر آنها بزرگ و نیز دارای طول زیاد هستند مورد استفاده قرار می گیرند زیرا که میز آنها بزرگ و ارتفاع محور اصلی ماشین تا روی ریل نسبتا زیاد است. در بعضی از ماشینهای تراش که دارای طول زیاد می باشند برای اینکه بتوان از حداکثر قطر کارگیر استفاده شود، نزدیک محور اصلی در قسمت ریل یک قطعه جاگذاری شده است هنگامیکه لازم باشد می توان قطعه را از روی ریل جدا کرده و سپس قطعات با قطر زیاد را تراشید و نیز برای تراش کارهای مخصوص مورد استفاده قرار می گیرد.

معمولا این نوع ماشینها را با دورهای بسیار زیاد طراحی نمی کنند و از طرفی استحکام و قدرت برش آنها بسیار زیاد است، بدینجهت میتوان با آنها حجم براده بیشتری را در یک زمان معین برداشت.



- ماشین فرز مخصوص

اگر چه بعضی از عملیات اصلی فرزکاری به وسیله ماشینهای فرز زانوئی ستونی انجام گرفته است ولی قابل فهم و درک است که بر اثر توسعه یافتن مهارتها سازندگان ماشینها انواع ماشینهای فرز مخصوص دیگری را به بازار عرضه نموده، زیرا که برای اجراء کارهای پیچیده و مهم نیاز به ماشینهای پیچیده تر بوده تا بتوان با آنها با صرف وقت کمتری انجام داد. بنابراین این اصل بحث ما درباره ماشین فرز زانوئی ستونی تمرکز خواهد یافت.

? ماشین فرز زانویی و ستونی:

این نوع ماشین فرز یک نوع ماشین فرز استاندارد شده است. که بر اساس دو جزء اصلی که قبلاً

طراحی شده نامگذاری می گردد.

1- ستون که فرم قاب شکلی دارد.

2- زانو که در جلو ستون قرار گرفته که دارای شیارهای دم چلچله ای برای قرار گرفتن میز می باشد.

معمولاً این ماشینها در دو نوع مختلف ساخته و در بازار کار وجود دارد که عبارتند از:
1- ماشین فرز افقی ساده

در این ماشینها میز در جهت طولی حرکت رفت و برگشت داشته و محور اصلی روی کشوئی که در روی ستون به صورت افقی قرار دارد حرکت عرضی می کند. علاوه بر آن محور که در جلو کشوی عرضی نیز به صورت عمودی قرار دارد می تواند به سمت میز ماشین دارای حرکت عمودی بالا و پایین داشته باشد. این حرمت نیز به وسیله هیدرولیک کنترل می گردد. همچنین این ماشین نیز با دستگاه کپی مجهز است که برای تولید قطعات نرم دار طراحی شده است دقت آنها زیاد و ماشینهای بسیار حساسی است.

نوع دیگر ماشینهای فرز با بدنه ثابت که با دستگاههای کپی مجهز می باشند که از این ماشین نیز برای تولید زیاد و همچنین قطعات فرم دار استفاده می گردد. عموماً این نوع ماشینها را با دستگاههای هیدورلیکی انتقال حرکت مجهز می نمایند. قطعه کپی (مدل) در سمت راست میز ماشین کپی قرار گرفته و میله هدایت که در روی مدل قرار گرفته حرکت از مدل به قطعه مورد تراش منتقل شده و فرزکاری قطعات صورت می گیرد.

ماشین فرز با بدنه ثابت برای تولید قطعات به صورت انبوه طراحی شده است. میز ماشین مستقیماً در روی ریل قرار دارد و فقط می تواند حرکت طولی داشه اشد. محورهای ماشین که به صورت افقی جاسازی شده می تواند حرکت عرضی و نیز حرکت عمودی داشته باشد.





2- ماشین فرز عمودی

ماشین فرز عمودی تفاوت کلی با سایر ماشینهای فرز دارد. این نوع ماشینها دارای محور عمودی است که تیغ فرز به صورت عمودی در داخل محور اصلی قرار گرفته و محکم می گردد. البته تیغ فرز را در داخل محور که خود دارای دنباله مخروطی است قرار داده و سپس آنها را در داخل محور اصلی که در داخل دستگاه سر عمودی بوده جاگذاری نموده و محکم می نمایند.

محور اصلی که تیغ فرز در داخل آن قرار گرفته به وسیله چرخ دستی به سمت پائین و یا بالا حرکت می کند، که می توان با این عمل به کار بار داد. در بعضی از ماشینهای فرز عمودی بار عمودی ممکن است به صورت خودکار صورت گیرد.

محور ماشین فرز عمودی درست مثل ماشینهای مته است که در همان سمتی که میز قرار دارد قرار گرفته است. ابزار برش (تیغ فرز) در داخل محور بسته شده بنابراین در این نوع ماشینها از محور تیغ فرز استفاده نمی گردد. بلکه به جای آن از گیره فشنگی







به طور کلی ماشینهای فرز عمودی مانند سایر ماشینها دارای سرعتهای مختلف بوده که برای انواع تراش فلزات با انواع تیغ فرزهای انگشتی و یا تیغ فرزهای پیشانی تراش استفاده می گردد.

قسمت های‌ مهم این دونوع ‌دستگاه ‌را که از متداولترین آنهاست می توان چنین معرفی کرد:

1- پایه میز

2- فلکه تنظیم ارتفاع میز (فلکه حرکت عمودی میز(

3-کشوی حرکت عرضی میز

4- فلکه تنظیم حرکت عرضی میز

5- میز اصلی ماشین

6- دسته حرکت طولی میز ماشین

7- اهرم حرکت اتومات میز

8- سردستگاه (درفرز افقی ) وکلگی ماشین (در فرز عمودی )که قابل تنظیم است

9- ضامن کلگی (درفرز افقی ) وفلکه تنظیم حرکت عمودی محور (درفرز عمودی )

10- محور کار یا درن (درفرز افقی ) ومحورکار یا گلویی (درفرز عمودی )

11- اهرم تغییر عده دوران

12- اهرم تنظیم مقدار پیشروی

13- محدود کننده های حرکت اتومات میز

مخفف computer numerical control می باشد در ایران این ماشین ها CNC خالی خوانده میشوند ولی نام آنها به فارسی ماشین های (دستگاه های ) کنترل عددی ترجمه می شود.

نسل اول این دستگاه ها NC ها بوده اند یعنی کامپیوتر را نداشته است و دستگاه طبق منطقی خاص دستورات را درک می کرده مثلا با استفاده از کارت های پانچ شده.







به عنوان مثال در دستگاه تراش برای دستور پیشروی بدین صورت عمل می شود که قسمت ساپورت دستگاه را بوسیله دسته چرخان به جلو میبریم در ماشین های NC این کار توسط یک سری دستورات پانچ شده بر روی نوار پانچ صورت می گرفت در دستگاه های CNC امروزین اینکار توسط یک کد صورت می گیرد.

پس یک دستگاه CNC عملا همان همان دستگاه دستی ساده می باشد که قابلیت فرمان پذیری از طریق کد ها و منطق ریاضیاتی را دارد در این دستگاه حضور کاربر (اپراتور) برای کار با دستگاه محدود به ایستادن این فرد پشت بخش کنترل کننده دستگاه می باشد و نوشتن برنامه های حرکتی آنهم فقط برای یکبار ، دیگر دستگاه این عمل را بصورت خودکار هر چند بار که بخواهیم تکرار می نمایدالبته بدون حضور کاربر.

بدنه این دستگاه تقریبا شبیه دستگاه های دستی می باشند یک CNC فرز عملا همان بدنه سخت افزاری فرز دستی را دارد همینطور برای CNC تراش و CNC سنگ و...
تنها تفاوت اضافه شدن بخش کنترل گر میباشد (البته این تفاوت بصورت عام می باشد ولی به صورت خاص مطمئنا بخش الکترونیکی هم تغییر کرده است)

اما بخش کنترلگر ،این بخش ،بخش اصلی یک دستگاه CNC می باشد در صنعت این بخش با نام کنترلر CONTROLER خوانده می شود یک دستگاه CNC از هر نوع (تراش،فرز ،سنگ،ابزار تیز کن،تزریق ،پرس ،و...)بیشتربا نوع کنترلرش شناخته شده است مطمئنا آموزشی که به افراد داده میشود در اصل براساس کنترلر این دستگا ه ها می باشد
? تفاوت بین مدلهای مختلف دستگاههای CNC
کنترلر های مختلفی برای دستگاه های CNC موجود میباشد مانند فانوک – هایدن هاین، زیمنس – C39 - 2P22 –C15 – فاگورو میتسوبیشی و...
زیمنس و هایدن هاین از مارک هایی می باشند که در ایران فراوان استفاده می شوند اما تفاوت بین این مدلها چیست.
منطق در یافت اطلاعات بصورت کد هائی می باشد که با G شروع می شوند به عنوان مثال کد G01 حرکت خطی است G02 و G03 حرکت دورانی می باشند و G90 نوع مختصات را از نظر مطلق بودن یا نسبی بودن مشخص می نماید.
کدهای عنوان شده کدهای عمومی می باشند و در کدهای خاص با توجه به نوع کنترلر شاید شماره کد فرق تماید به عنوان مثال G20 در زیمنس منظور انتخاب سیستم اندازه گیری متریک می باشد ولی این در هایدن هاین کد G70 این کار را امجام میدهد پس همانطور که گفته شد آموزش کدها باید با توجه به نوع کنترلر صورت گیرد خدا را شکر که استاد بنده در دانشگاه کد نویسی را تحت زیمنس و مدل های بالای این مارک به ما یاد داد.







ولی واقعا باید در دانشگاه چه چیزی را از این دستگاهها باید اموخت

· اصول اولیه از بدنه دستگاه و فرمت آنها

· اصول اولیه ای از کدها به عنوان مثال کدها چگونه عمل می نمایند ساده ترین مثال باز هم کد G01 می باشد

مثلا در خط فرمان دستگاه تراش تایپ می شود( ( G01 X20 Z-30 F10 S100 M7 دستگاه ابزار را به این نقطه ،با سرعت 10 با هر واخد از پیش تعیین شده با سرعت اسپیندل هزار و...می برد

· آشنائی اولیه با منطق ها مثلا باید انتخاب شود که سیستم اندازه گیری مطلق باشد یا نسبی و یا حتی قطبی متریک باشد یا نه کدهای جانبی برای مشخص کردن سرعت و غیره
· چگونه زیر گروه کاری انتخاب می شود مثلا برنامه ای نوشته شود که دستگاه باید به نقاط مختلف برود و بعد از انجام عملیات در ان محل یک عمل با یک گروه عمل خاص را تکرار کند مثلا برای این کار یک زیر برنامه نوشته میشود که باید هربار دستگاه در ان موقعیت آنها را انجام دهد · معرفی M کدها که کارهای جانبی مانند روشن کردن پمپ ماده خنک کننده و..

· حل چند مثال از قطعات مختلف در تراش و فرزو حتی الامکان در یک دستگاه دیگر نظیر سنگ یا پرس،مثال ها باید به گونه ای باشد که کاربر به سادگی درکی از نحوه انجام کار بدست بیاورد.