تحقیق درباره ماشینکاری

45 صفحه

قابل ویرایش

تاریخچه ماشین کاری

در حدود دو قرن اساس تکنولوژی ماشین‌ابزار مرسوم بر برش مکانیکی بود که در هنگام برخورد ابزار با قطعه‌ای نرم‌تر انجام می‌شد, در واقع اساس کار این ماشین‌ها هنوز هم موضوع بررسی‌های زیادی است.

اختراع روش‌های براده‌برداری از زمان‌های اولیه وجود داشته است، ابتدا اشیا بوسیله دست و یا ابزاری که از استخوان و چوب و سنگ ساخته شده بود، بریده می‌شدند. قدیمی‌ترین ابزار بیش از دو و نیم میلیون سال قدمت دارد این ابزارها بیشتر برای بریدن مواد برای پوشاک, لوازم آشپزی, حفاظت و صلاح بکار می‌رفتند. در یک دوره یک میلیون ساله با استفاده از فلزات ابتدایی مثل آهن و برنز پیشرفت‌هایی در دست افزارها بدست آمد درواقع تا قرن هفتم ابزار با دست و یا با روش‌های مکانیکی بسیار ابتدایی به کار می‌رفتند. واگن‌ها, کشتی‌ها, لوازم و ابزارهای مورد استفاده روزانه با این روش ساخته می‌شدند.

پس از اینکه برق, بخار, آب به عنوان منابع انرژی مفید شناخته شدند، ماشین ابزارهای موتوری ساخته شدند و به زودی جایگزین عملیات دستی شدند. با پیشرفت این روش‌ها و با به‌سازی فولادهای آلیاژی که در ساخت ابزار به کار می‌رفت در قرن‌های هفدهم و هجدهم صنعت ماشینکاری جدیدی به وجود آمد.

جان ویلکینسون در سال 1774 نقش مهمی در این صنعت داشت. او ماشین دقیقی برای داخل‌تراشی سیلندرهای موتور ساخت و به این ترتیب بر یکی از مشکل‌های ماشین‌ابزار اولیه که منبع اولیه آن‌ها بخار بود، چیره شد. سیلندرهای موتور بخار ابتدا توسط ماشین‌هایی که برای داخل‌تراشی توپ طراحی شده بود، سوراخ می‌شدند. منبع انرژی این ماشین‌ها چرخ‌های آبی بود و دقت آن‌ها نیز برای ماشین‌ابزارهای اولیه کافی نبود. بیست و سه سال بعد هنری مادسلای با اختراع یک ماشین‌تراش پیچ‌بری باعث پیشرفت بیشتری در ماشینکاری شد. در این ماشین یک پیچ راهنما که با اسپیندل ماشین درگیر بود برای حرکت دادن ساپورت به کار می‌رفت. به وسیله این پیچ راهنما ماشین با سرعت ثابت حرکت می‌کرد و بنابراین رزوه‌های پیچ درست تولید می‌شدند.
دومین ماشین‌ابزار حرفه‌ای توسط جیمزناسمیت اختراع شد. ابزاری برای صفحه‌تراشی یا صفحه‌تراشی دروازه‌ای. در این دستگاه قطعه‌کار به دستگاه گیره می‌شود و یک رنده با حرکت رفت و برگشتی سطوح کوچک را صاف می‌کند و یا می‌تراشد. ماشین‌های مدرن که بر مبنای این دستگاه ساخته شده‌اند برای ماشیکاری سطوح تخت, شیارها, گوشه‌ی کار, شیار Tشکل و سطوح زاویه‌دار با ابزارهای یک نقطه‌ای به کار می‌روند.

ناسمیت در سال 1838 چکش بخاری را برای چکش‌کاری قطعات سنگین اختراع کرد. او همکار جوزف ویتورث بود که ماشین‌ابزارهای جدید و پیشرفته دیگری را معرفی کرد. درنمایشگاه سال 1863 محصولات شرکت ویتورث یک چهارم کل فضای ماشین‌ابزارها را اشغال کرده بود.

سومین مجموعه ماشین‌ابزارها ماشین مته‌کاری است، این دستگاه با استفاده از یک مته‌ی مارپیچ سوراخ‌کاری می‌کرد.

ویتنی در حدود سال 1818 با استفاده از اولین ماشین فرز برای تولید سلاح‌های گرم پیشرفت بزرگی را ایجاد کرد، با پیشروی قطعه‌کار در مقابل یک ابزار برش چرخان که تیغ‌چه فِرِز نامیده می‌شود، می‌توان فلز را به اشکال دلخواه مانند: شیار, دم چلچله‌ای, شیار Tشکل و سطح تخت براده‌برداری کرد. اولین ماشین فرز یونیورسال که درسال 1862 توسط «جی.آر.براون» ساخته شد برای ماشینکاری شیارهای مارپیچ مته‌های مارپیچ به کار رفت.

پنجمین نوع ماشین‌ابزار که در اواخر قرن نوزدهم معرفی شد ماشین سنگ‌زنی بود. یک چرخ یا تسمه ساینده دوار برای برداشتن براده از روی قطعات فلزی که با آن برخورد می‌کنند به کار می‌رود. شکل پیشرفته این روش که در آن یک پارچه نرم با چسب‌ها یا ترکیبات ساینده آغشته شده و روی سطح قطعه کار کشیده می‌شود تا کیفیت سطحی بالا یا تلرانس‌های بسته در حد 0.00005 به دست آید.

دو نوع ماشین‌ابزار اصلی باقیمانده، ماشین‌های اره و پرس‌ها هستند. اره‌های نواری و دیسکی برای بریدن شکل‌ها در صفحات فلزی و ساخت طرح‌های داخلی و خارجی و برش‌های داخلی و خارجی و زاویه‌ای به کار می‌روند. آخرین نوع ماشین‌ابزارها دارای یک بازوی محرک است که به یک سندان یا پایه فشرده می‌شود تا قطعه با عملیاتی مثل برش, پولک‌زنی, خم و کشش شکل‌دهی شود.

امروزه ماشین‌ابزارهایی با دقت‌های فوق‌العاده بالا ساخته شده‌اند که از آن‌ها برای ساختن قطعات صنعتی خیلی حساس استفاده می‌شود از جمله این فرآیندها می‌توان ماشینکاری با اشعه الکترونی, اشعه یونی, الکتروشیمی, لیزری, قوس پلاسما و ... را نام برد. 

ماشین کاری چیست؟

ماشین کاری (Machining) به مجموعه ای از عملیات گفته می شود که تحت فرایند ماشین های قدرت مانند اره ماشین فرز، پرس مته، سنگ و ... به حذف بخش هایی از قطعه برای رسیدن به هندسه مورد نظر می پردازد. هندسه نهایی ماشین کاری شده، در قطعه کار خام اولیه محاط شده و در حین ماشین کاری از جرم قطعه کار کاسته می شود. از این رو ماشین کاری از نظر مواد خام اغلب روشی پرهزینه است. اما می تواند شکل های پیچیده ای را تولید کند که دستیابی به آن ها با عملیات ریخته گری یا شکل دهی، مشکل یا غیر ممکن خواهد بود. به علاوه به دلیل تنوع ماشین کاری توام با یک سرمایه گذاری اولیه نسبتا کم، این فرایند مطلوب ترین روش برای تولید در حجم پایین است.

ماشین کاری بخشی از فرایند تولید فلزات است ولی در تولید چوب، پلاستیک و سرامیک هم کاربرد دارد.

تنوع عملیات ماشین کاری موجود قابل شمارش نیست، متداول ترین عملیات ماشین کاری بر حرکت نسبی بین قطعه کار و یک ابزار برشی مبتنی است که به طور مکانیکی براده برداری می کند. این عملیات از جمله شامل تراشکاری، صفحه تراشی، صفحه تراشی دروازه ای، سوراخکاری، فرزکاری و سنگ زنی می باشد. عملکرد این فرایندها با هندسه ابزار برشی، خواص قطعه کار و مایع خنک کن تحت تاثیر قرار می گیرد. ارتباط متقابل بین این عوامل، تحلیل دقیق فرایند های ماشین کاری را مشکل می سازد از این رو ماشین های کنترل عددی (CNC) کاربرد وسیعی در صنعت دارند.                                                                           

 هدف بسیاری از عملیات ماشین کاری مکانیکی، ایجاد سطوح تخت یا استوانه ای است. ایجاد سطوح جدید نوعا احتیاج به حرکت نسبی بین قطعه کار و ابزار در دو جهت دارد. توجه به این نکته که سرعت برشی نتیجه حرکت قطعه کار و پیشروی برشی ناشی از حرکت ابزار است. در سایر عملیات ماشین کاری از ترکیبات مختلف حرکت نسبی مانند حرکت ابزار تنها یا ترکیبی از آن ها استفاده می شود. ابزار برشی می تواند تک یا چند لبه ای باشد

فهرست

مراحل ماشینکاری

صفحه تراشی

تراشکاری

اصول تراشکاری

قسمت های اصلی ماشین تراش معمولی(مدغک دار) :

میز ماشین :

جعبه دنده برای حرکت اصلی :

ابزارهای تراشکاری :

فرم لبه برنده ابزار :

جنس ابزارها ی تراشکاری :

سطوح قطعه کار :

سطوح،زاویه و لبه برنده در سر برنده ابزار :

زاویه تیزی :

زاویه تمایل :

انواع رنده‌ها یا قلم‌های تراشکاری :

مقدار یا بزرگی زاویه لبه برنده :

زاویه تنظیم :

قلم‌های روتراشی :

 قلم‌های پرداخت‌کاری :

قلم‌های بغل‌تراش :

قلم‌های تراشکاری فرم دار :

قلم‌گیر :

چگونگی مراقبت از قلم‌های تراشکاری :

فرزکاری

برای تیز کردن قلم نکات ذیل باید مراعات شود :

اصول فرزکاری

فرزکاری با حرکت همراه و معکوس :

طریقه عمل فرزکاری :

فرزکاری بوسیله بدنه و یا پیشانی تیغه فرز (فرز غلطکی و تیغه فرز ساده) :

انواع ماشین های فرز و ساختمان آنها :

ماشین فرز افقی :

مقایسه تراش با بدنه و تراش با پیشانی فرز :

ماشین‌های فرز پیچ بری :

ماشین‌های فرز چرخنده‌تراش :

ماشین‌های فرز الگوتراشی :

ابزارهای فرزکاری :

ماشین فرز عمودی :

ماشین فرز اونیورسال :

ماشین فرز طولی :

ماشین فرز عرضی :

تیغه‌های فرز شده :

انواع تیغه فرزها :

سوراخکاری

فرزهای تیغچه‌دار :

تیغه فرزهای پشت تراشیده :

تیغه فرزهای مرکب :

وسیله یا مواد سنگ‌زنی :

سنگ زنی

الکتروکروند :

سیلیسیوم کاربید :

انتخاب وسیله یا مواد سمباده زنی :

دانه‌بندی مواد سمباده‌زنی :

اصول سنگ ‌زنی

انتخاب دانه‌بندی:

اتصال یا چسب مواد سمباده‌کاری :

چسب‌های معدنی :

انتخاب چسب :

سختی سنگهای سمباده :

انتخاب درجه سختی :

صاف کردن سنگهای سمباده :

بستن سنگهای سمباده :

مواظبت سنگهای سمباده :

سنگهای سمباده :

شکافهای ذره بینی سنگهای سمباده :

سرعت محیطی سنگ های سمباده :

سنگ زدن ناهمواریهای کارها :

خنک‌کاری در سنگ زدن :

تیز کردن ابزارها :

ماشین برای سنگ زدن (تیز کردن)افزار :

ماشینهای ابزار تیزکنی اونیورسال :

انتخاب سنگ سمباده :

جلوگیری از خطرات سنگ کاری :

سنگ زدن کارهای گرد :

میل سنگ :

دستگاه مرغک :

وسیله صاف کردن :

سنگ زدن طولی :

ماشینهای سنگ برای کارهای گرد :

سنگ زدن سطوح خارجی گرد :

بستر ماشین سنگ :

انواع روشهای ماشین کاری

انتخاب سنگ :

ماشینکاری مدرن قطعات به روش فراصوتی

سیستم ماشینکاری فراصوتی

قابلیت‌های فرآیند

کاربردها

ماشین‌کاری با جت آب و ذرات ساینده

محدودیت‌های موجود در مورد نازل‌های مربوط به جت مواد ساینده :

مزایای ماشین‌کاری با جت مواد ساینده :

موضوع ضخامت قطعه‌کار :

شما می‌توانید از مواد ساییده شده قرمز رنگ که از garnet بجای مانده است جهت تزئین باغچه استفاده کنید

ماشینکاری با استفاده از اشعه الکترونی ( EBM  ) ماشین‌کاری با جت آب و ذرات ساینده

واتر جت چیست ؟

ماشین‌کاری با جت آب و ذرات ساینده

محدودیت‌های نازل‌های جت مواد ساینده

چرا تعداد زیادی از مردم به خرید دستگاه‌های واترجت روی آورده‌اند؟

مزایای ماشین‌کاری با جت مواد ساینده:

۱- برنامه‌‌ریزی و تنظیم فوق‌العاده سریع

۵- اغلب هیچ گونه گرمایی روی قطعه کار ایجاد نمی‌شود.

۶- نیازی به ایجاد سوراخ اولیه نمی‌شود.

۲- برای اغلب کارها نیاز به فیکسچر محدودی نیاز است

۳- امکان ماشین‌کاری تقریباً هر قطعه (شکل) دو بعدی و برخی از قطعات (اشکال) سه بعدی

۴- اعمال نیروی جانبی بسیار کم به قطعه حین ماشین‌کاری

موضوع ضخامت قطعه‌کار

عدم آسیب‌رسانی به محیط

افسانه‌های معمول در مورد جت مواد ساینده

عمر نازل برش‌کاری

هزینه اصلی عملیاتی چیست؟

دقت و پایداری میزکار میزکار

کنترل جت مواد ساینده

۱- در اطراف منحنی‌ها

۲- گوشه‌های داخلی

۳- میزان پیشروی

۴- شتاب

۵- فاصله نازل تا قطعه کار

جنس قطعه کار

ضخامت قطعه کار

۶- عرض برش

۷- ثبات فشار پمپ

۸- تجربه اپراتور

منابع