سوالات متداول

ماشینکاری دقیق فرایندی است برای حذف مواد از قطعه کار در حین نگه داشتن سطوح تحمل نزدیک. دستگاه دقیق انواع مختلفی دارد ، از جمله فرز ، تراشکاری و ماشینکاری تخلیه الکتریکی. امروزه یک دستگاه دقیق با استفاده از کنترل های عددی رایانه ای (CNC) کنترل می شود.

تقریباً همه محصولات فلزی از ماشینکاری دقیق استفاده می کنند ، مانند بسیاری از مواد دیگر مانند پلاستیک و چوب. این ماشین ها توسط ماشین سازان متخصص و آموزش دیده کار می کنند. برای اینکه ابزار برش کار خود را انجام دهد ، باید آن را در جهت های مشخص شده حرکت دهید تا برش صحیح ایجاد شود. این حرکت اولیه "سرعت برش" نامیده می شود. قطعه کار نیز قابل جابجایی است که به حرکت ثانویه "تغذیه" معروف است. با هم ، این حرکات و وضوح ابزار برش به دستگاه دقیق اجازه می دهد تا کار کند.

ماشینکاری دقیق با کیفیت مستلزم توانایی پیروی از نقشه های بسیار خاص ساخته شده توسط برنامه های CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) یا CAM (تولید به کمک کامپیوتر) مانند اتوکد و توربوکد است. این نرم افزار می تواند به تولید نمودارهای پیچیده و سه بعدی یا طرح های مورد نیاز برای تولید ابزار ، ماشین یا شی کمک کند. این نقشه ها باید با جزئیات زیاد رعایت شوند تا اطمینان حاصل شود که محصول یکپارچگی خود را حفظ می کند. در حالی که اکثر شرکت های ماشینکاری دقیق با برخی از برنامه های CAD/CAM کار می کنند ، اما هنوز هم اغلب در مراحل اولیه طراحی با طرح های دستی کار می کنند.

ماشینکاری دقیق بر روی تعدادی از مواد از جمله فولاد ، برنز ، گرافیت ، شیشه و پلاستیک استفاده می شود. بسته به اندازه پروژه و مصالح مورد استفاده ، از ابزارهای مختلف ماشینکاری دقیق استفاده می شود. هر ترکیبی از ماشین تراش ، فرز ، پرس مته ، اره و آسیاب و حتی روباتیک با سرعت بالا ممکن است مورد استفاده قرار گیرد. صنعت هوافضا ممکن است از ماشینکاری با سرعت بالا استفاده کند ، در حالی که صنعت ابزارآلات چوبی ممکن است از فرایندهای حکاکی و فرز عکس شیمیایی استفاده کند. خروج از سیستم ، یا مقدار خاصی از هر مورد خاص ، می تواند به هزاران برسد یا فقط چند عدد باشد. ماشینکاری دقیق اغلب مستلزم برنامه نویسی دستگاه های CNC است که به این معنی است که آنها از نظر عددی توسط کامپیوتر کنترل می شوند. دستگاه CNC اجازه می دهد تا ابعاد دقیق را در طول اجرای محصول رعایت کنید.

فرزکاری فرایند ماشینکاری استفاده از برش های دوار برای حذف مواد از قطعه کار با پیشبرد (یا تغذیه) برش به قطعه کار در جهت خاصی است. برش همچنین ممکن است نسبت به محور ابزار در زاویه ای نگه داشته شود. فرز طیف وسیعی از عملیات و ماشین آلات مختلف را شامل می شود ، در مقیاس از قطعات کوچک کوچک تا عملیات فرزکاری گروهی بزرگ و سنگین. این یکی از رایج ترین فرایندها برای ماشینکاری قطعات سفارشی با تحمل دقیق است.

فرز را می توان با طیف وسیعی از ماشین آلات انجام داد. کلاس اصلی ابزارهای ماشین آلات فرز ، دستگاه فرز بود (که غالباً آسیاب نامیده می شود). پس از ظهور کنترل عددی رایانه ای (CNC) ، ماشینهای فرز به مراکز ماشینکاری تبدیل شدند: ماشینهای فرز که توسط تعویض ابزار خودکار ، مجلات ابزار یا چرخ فلکها تقویت می شوند ، قابلیت CNC ، سیستمهای خنک کننده و محفظه ها. مراکز فرز عموماً به عنوان مراکز ماشینکاری عمودی (VMC) یا مراکز ماشینکاری افقی (HMC) طبقه بندی می شوند.

ادغام فرز با محیط های تبدیل و بالعکس ، با ابزار زنده برای تراش و استفاده گاه به گاه از آسیاب برای عملیات چرخش آغاز شد. این منجر به کلاس جدیدی از ماشین آلات شد ، ماشین های چند وظیفه ای (MTM) ، که به منظور ایجاد سهولت در فرزکاری و چرخاندن در یک پاکت کاری ساخته شده اند.

برای مهندسان طراحی ، تیم های تحقیق و توسعه و تولیدکنندگان وابسته به منبع بخشی ، ماشینکاری دقیق CNC امکان ایجاد قطعات پیچیده بدون پردازش اضافی را می دهد. در واقع ، ماشینکاری دقیق CNC اغلب این امکان را ایجاد می کند که قطعات تمام شده روی یک دستگاه واحد ساخته شوند.
فرآیند ماشینکاری مواد را حذف می کند و از طیف وسیعی از ابزارهای برش برای ایجاد نهایی و اغلب پیچیده ترین طراحی قطعه استفاده می کند. سطح دقت با استفاده از کنترل عددی رایانه ای (CNC) افزایش می یابد که برای کنترل خودکار ابزارهای ماشینکاری استفاده می شود.

نقش "CNC" در ماشینکاری دقیق
با استفاده از دستورالعمل های برنامه نویسی کدگذاری شده ، ماشینکاری دقیق CNC اجازه می دهد تا قطعه کار بدون دخالت دستی توسط اپراتور دستگاه برش داده شود و به مشخصات برسد.
با در نظر گرفتن مدل طراحی با کمک رایانه (CAD) که توسط مشتری ارائه شده است ، یک ماشینکار متخصص از نرم افزار ساخت کامپیوتر (CAM) برای ایجاد دستورالعمل ماشینکاری قطعه استفاده می کند. بر اساس مدل CAD ، نرم افزار تعیین می کند که مسیرهای مورد نیاز چیست و کد برنامه نویسی را که به دستگاه می گوید تولید می کند:
R RPM و نرخ تغذیه صحیح چقدر است
■ زمان و مکان انتقال ابزار و/یا قطعه کار
■ برش چقدر عمیق است
■ زمان استفاده از مایع خنک کننده
■ سایر عوامل مرتبط با سرعت ، میزان تغذیه و هماهنگی
سپس یک کنترل کننده CNC از کد برنامه نویسی برای کنترل ، خودکارسازی و نظارت بر حرکات دستگاه استفاده می کند.
امروزه ، CNC ویژگی داخلی طیف وسیعی از تجهیزات است ، از ماشین تراش ، آسیاب و روتر گرفته تا سیم EDM (ماشین تخلیه الکتریکی) ، لیزر و دستگاه های برش پلاسما. CNC علاوه بر خودکارسازی فرآیند ماشینکاری و افزایش دقت ، کارهای دستی را حذف می کند و ماشین سازان را برای نظارت بر چندین دستگاه که همزمان کار می کنند آزاد می کند.
علاوه بر این ، هنگامی که یک مسیر ابزار طراحی شده و یک ماشین برنامه ریزی شده است ، می تواند هر قسمت را چندین بار اجرا کند. این سطح بالایی از دقت و تکرارپذیری را فراهم می کند ، که به نوبه خود این فرآیند را بسیار مقرون به صرفه و مقیاس پذیر می کند.

موادی که ماشینکاری می شوند
برخی از فلزاتی که معمولاً ماشینکاری می شوند عبارتند از آلومینیوم ، برنج ، برنز ، مس ، فولاد ، تیتانیوم و روی. علاوه بر این ، چوب ، فوم ، فایبرگلاس و پلاستیک هایی مانند پلی پروپیلن نیز می توانند ماشینکاری شوند.
در حقیقت ، تقریباً از هر ماده ای می توان با ماشینکاری دقیق CNC استفاده کرد - البته بسته به کاربرد و الزامات آن.

برخی از مزایای ماشینکاری دقیق CNC
برای بسیاری از قطعات و اجزای کوچک که در طیف گسترده ای از محصولات تولیدی استفاده می شود ، ماشینکاری دقیق CNC اغلب روش انتخابی ساخت است.
همانطور که تقریباً در مورد همه روشهای برش و ماشینکاری صادق است ، مواد مختلف رفتار متفاوتی دارند و اندازه و شکل یک قطعه نیز تأثیر زیادی بر روی فرآیند دارد. با این حال ، به طور کلی فرایند ماشینکاری دقیق CNC نسبت به سایر روشهای ماشینکاری مزایایی را ارائه می دهد.
زیرا ماشینکاری CNC قادر به ارائه موارد زیر است:
degree درجه بالایی از پیچیدگی قطعات
tole تحمل تنگ ، معمولاً از 0.0002 ± (0.00508 mm mm) تا 0.0005 ± (0.0127 ± mm)
fin سطوح فوق العاده صاف ، از جمله تکمیل های سفارشی
■ تکرارپذیری حتی در حجم زیاد
در حالی که یک ماشین کار ماهر می تواند از تراش دستی برای ساخت قطعه با کیفیت در مقادیر 10 یا 100 استفاده کند ، وقتی به 1000 قطعه نیاز دارید ، چه اتفاقی می افتد؟ 10000 قطعه؟ 100000 یا یک میلیون قطعه؟
با ماشینکاری دقیق CNC ، می توانید مقیاس پذیری و سرعت مورد نیاز برای این نوع تولید با حجم بالا را بدست آورید. علاوه بر این ، تکرارپذیری بالای ماشینکاری دقیق CNC به شما قطعاتی را می دهد که از ابتدا تا انتها یکسان هستند ، مهم نیست چند قطعه تولید می کنید.

روشهای بسیار تخصصی ماشینکاری CNC وجود دارد ، از جمله سیم EDM (ماشینکاری تخلیه الکتریکی) ، ماشینکاری افزودنی و چاپ لیزری سه بعدی. به عنوان مثال ، سیم EDM از مواد رسانا -معمولاً فلزات -و تخلیه های الکتریکی برای فرسایش قطعه کار به اشکال پیچیده استفاده می کند.
با این حال ، در اینجا ما روی فرآیند فرز و چرخش تمرکز می کنیم - دو روش تفریحی که به طور گسترده در دسترس هستند و اغلب برای ماشینکاری دقیق CNC استفاده می شوند.

فرز در مقابل چرخش
فرزکاری یک فرایند ماشینکاری است که از یک ابزار برش چرخشی و استوانه ای برای حذف مواد و ایجاد اشکال استفاده می کند. تجهیزات فرز ، که به عنوان آسیاب یا مرکز ماشینکاری شناخته می شوند ، جهانی از هندسه های پیچیده را بر روی برخی از بزرگترین اجسام ماشینکاری فلز انجام می دهند.
یک ویژگی مهم آسیاب این است که قطعه کار در حین چرخش ابزار برش ثابت می ماند. به عبارت دیگر ، بر روی آسیاب ، ابزار برش چرخشی در اطراف قطعه کار حرکت می کند ، که روی تخت ثابت می ماند.
چرخش فرآیند برش یا شکل دادن قطعه کار بر روی تجهیزات به نام تراش است. به طور معمول ، ماشین تراش قطعه کار را بر روی یک محور عمودی یا افقی می چرخاند در حالی که یک ابزار برش ثابت (که ممکن است در حال چرخش باشد یا نباشد) در امتداد محور برنامه ریزی شده حرکت می کند.
ابزار نمی تواند به طور فیزیکی قسمت را دور بزند. مواد می چرخند و به ابزار اجازه می دهد تا عملیات برنامه ریزی شده را انجام دهد. (زیر مجموعه ای از ماشین های تراش وجود دارد که در آنها ابزارها به دور سیم تغذیه شده با قرقره می چرخند ، اما در اینجا پوشانده نشده است.)  
در چرخش ، بر خلاف فرز ، قطعه کار می چرخد. قطعه قطعه روی دوک ماشین تراش می چرخد ​​و ابزار برش با قطعه کار تماس پیدا می کند.

دستی در مقابل ماشینکاری CNC
در حالی که هر دو آسیاب و تراش در مدل های دستی موجود هستند ، ماشین های CNC برای اهداف تولید قطعات کوچک مناسب تر هستند - مقیاس پذیری و تکرارپذیری را برای برنامه هایی که نیاز به تولید حجم زیاد قطعات با مقاومت بالا دارند ، ارائه می دهد.
تجهیزات دقیق CNC علاوه بر ارائه ماشینهای ساده 2 محوره که ابزار در آنها در محورهای X و Z حرکت می کند ، شامل مدلهای چند محوری است که قطعه کار نیز می تواند در آنها حرکت کند. این برخلاف تراش است که قطعه کار محدود به چرخش است و ابزارها برای ایجاد هندسه مورد نظر حرکت می کنند. 
این پیکربندی های چند محوره امکان تولید هندسه های پیچیده تری را در یک عملیات بدون نیاز به کار اضافی توسط اپراتور ماشین فراهم می کند. این امر نه تنها تولید قطعات پیچیده را آسان می کند ، بلکه احتمال خطای اپراتور را نیز کاهش داده یا از بین می برد.
علاوه بر این ، استفاده از مایع خنک کننده فشار قوی با ماشینکاری دقیق CNC اطمینان می دهد که تراشه ها وارد کار نمی شوند ، حتی در هنگام استفاده از دستگاهی با اسپیندل جهت عمودی.

آسیاب های CNC
ماشینهای فرز مختلف از نظر اندازه ، تنظیمات محور ، نرخ تغذیه ، سرعت برش ، جهت تغذیه فرز و سایر ویژگیها متفاوت است.
با این حال ، به طور کلی ، آسیاب های CNC همه از یک دوک چرخان برای حذف مواد ناخواسته استفاده می کنند. از آنها برای برش فلزات سخت مانند فولاد و تیتانیوم استفاده می شود ، اما می توان آنها را با موادی مانند پلاستیک و آلومینیوم نیز استفاده کرد.
آسیاب های CNC برای تکرارپذیری ساخته شده اند و می توانند برای همه چیز از نمونه سازی تا تولید حجم بالا استفاده شوند. آسیابهای CNC با دقت بالا اغلب برای کارهای مقاوم مانند فرز و قالبهای ریز استفاده می شوند.
در حالی که فرز CNC می تواند چرخش سریع را به ارمغان بیاورد ، پایان کار آسیاب شده قطعاتی را با علائم ابزار قابل مشاهده ایجاد می کند. همچنین ممکن است قطعاتی با لبه ها و لبه های تیز تولید کند ، بنابراین اگر لبه ها و لبه ها برای آن ویژگی ها غیرقابل قبول باشند ، ممکن است فرآیندهای بیشتری مورد نیاز باشد.
البته ، ابزارهای رفع اشکال برنامه ریزی شده در دنباله ، محو می شوند ، اگرچه معمولاً حداکثر 90 of از نیاز نهایی به دست می آید و برخی از ویژگی ها را برای پایان کار نهایی باقی می گذارد.
در مورد پایان سطح ، ابزارهایی وجود دارد که نه تنها یک سطح قابل قبول ، بلکه یک قسمت آینه مانند در قسمتهایی از محصول کار تولید می کند.

انواع آسیاب های CNC
دو نوع اساسی ماشینهای فرز به عنوان مراکز ماشینکاری عمودی و مراکز ماشینکاری افقی شناخته می شوند ، که تفاوت اصلی آنها در جهت گیری دوک ماشین است.
مرکز ماشینکاری عمودی آسیابی است که در آن محور دوک در جهت Z محور قرار گرفته است. این ماشینهای عمودی را می توان به دو نوع تقسیم کرد:
m آسیاب های تختخواب ، که در آنها دوک به موازات محور خود حرکت می کند در حالی که میز عمود بر محور دوک حرکت می کند
m آسیاب های برجک ، که در آنها دوک ثابت است و میز به گونه ای حرکت می کند که در طول عملیات برش همیشه عمود و موازی با محور دوک باشد.
در مرکز ماشینکاری افقی ، محور دوک آسیاب در جهت محور Y تراز می شود. ساختار افقی بدین معناست که این آسیاب ها تمایل دارند فضای بیشتری را در طبقه کارگاه ماشین آلات اشغال کنند. آنها همچنین به طور کلی وزن و قدرت بیشتری نسبت به ماشین های عمودی دارند.
آسیاب افقی اغلب زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که سطح بهتری مورد نیاز باشد. زیرا جهت گیری دوک بدین معناست که تراشه های برش به طور طبیعی از بین می روند و به راحتی برداشته می شوند. (به عنوان یک مزیت اضافی ، حذف کارآمد تراشه به افزایش عمر ابزار کمک می کند.)
به طور کلی ، مراکز ماشینکاری عمودی بیشتر رایج هستند زیرا می توانند مانند مراکز ماشینکاری افقی قدرتمند بوده و بتوانند قطعات بسیار کوچک را اداره کنند. علاوه بر این ، مراکز عمودی دارای رد پای کوچکتری نسبت به مراکز ماشینکاری افقی هستند.

آسیاب های CNC چند محوره
مراکز آسیاب CNC دقیق با محورهای متعدد در دسترس هستند. یک آسیاب 3 محوره از محورهای X ، Y و Z برای کارهای مختلف استفاده می کند. با یک آسیاب 4 محوره ، دستگاه می تواند بر روی یک محور عمودی و افقی بچرخد و قطعه کار را حرکت دهد تا بتوان ماشینکاری پیوسته تری را انجام داد.
آسیاب 5 محوری دارای سه محور سنتی و دو محور چرخشی اضافی است که باعث می شود قطعه کار با حرکت سر دوک به دور خود بچرخد. این امر باعث می شود پنج طرف قطعه کار بدون برداشتن قطعه کار و تنظیم مجدد دستگاه ، ماشینکاری شوند.

تراش CNC
تراش - که مرکز چرخش نیز نامیده می شود - دارای یک یا چند دوک و محور X و Z است. از این دستگاه برای چرخاندن قطعه کار بر روی محور خود برای انجام عملیات مختلف برش و شکل دهی استفاده می شود و طیف وسیعی از ابزارها را روی قطعه کار اعمال می کند.
تراش های CNC که به آنها تراش ابزارهای زنده نیز گفته می شود ، برای ایجاد قطعات استوانه ای یا کروی متقارن ایده آل هستند. تراش های CNC مانند آسیاب های CNC می توانند عملیات کوچکتر مانند نمونه سازی را انجام دهند ، اما همچنین می توانند برای تکرارپذیری بالا تنظیم شوند و از تولید حجم بالا پشتیبانی کنند.
تراش های CNC را می توان برای تولید نسبتاً بدون دست نیز راه اندازی کرد ، که باعث می شود از آنها در صنایع خودرو ، الکترونیک ، هوافضا ، روباتیک و تجهیزات پزشکی استفاده شود.

نحوه کار تراش CNC
با تراش CNC ، یک نوار خالی از مواد ذخیره شده در قسمت دوک تراش بارگذاری می شود. این چاک قطعه کار را در حین چرخاندن دوک نگه می دارد. هنگامی که دوک به سرعت مورد نیاز می رسد ، یک ابزار برش ثابت با قطعه کار تماس می گیرد تا مواد را حذف کرده و به هندسه صحیح برسد.
دستگاه تراش CNC می تواند عملیات متعددی مانند حفاری ، رزوه کاری ، خسته کننده ، بازکننده ، روبرو و چرخش مخروطی را انجام دهد. عملیات مختلف نیاز به تغییر ابزار دارد و می تواند هزینه و زمان راه اندازی را افزایش دهد.
هنگامی که تمام عملیات ماشینکاری مورد نیاز به پایان رسید ، در صورت نیاز ، قطعه از سهام برای پردازش بیشتر بریده می شود. سپس تراش CNC آماده تکرار عمل می شود و معمولاً در این بین زمان راه اندازی کمی یا بدون زمان اضافی لازم است.
تراش های CNC همچنین می توانند انواع تغذیه کننده های خودکار را در خود جای دهند ، که میزان جابجایی مواد اولیه دستی را کاهش می دهد و مزایایی مانند موارد زیر را ارائه می دهد:
the زمان و تلاش مورد نیاز اپراتور دستگاه را کاهش دهید
■ از بارتاکت برای کاهش ارتعاشات که می تواند بر دقت تأثیر منفی بگذارد ، پشتیبانی کنید
low به ماشین ابزار اجازه دهید تا با سرعت دوک مطلوب کار کند
times زمان تغییر را به حداقل برسانید
waste کاهش ضایعات مواد

انواع تراش CNC
انواع مختلف ماشین تراش وجود دارد ، اما رایج ترین آنها تراش های CNC دو محوره و ماشین های اتوماتیک به سبک چین است.
اکثر تراش های CNC چین از یک یا دو دوک اصلی بعلاوه یک یا دو دوک عقب (یا ثانویه) استفاده می کنند ، که انتقال دوار مسئول قسمت اول است. دوک اصلی عملیات ماشینکاری اولیه را با کمک بوش راهنما انجام می دهد. 
علاوه بر این ، برخی از ماشین های تراش به سبک چین مجهز به سر ابزار دوم هستند که به عنوان آسیاب CNC عمل می کند.
با استفاده از تراش اتوماتیک به سبک CNC چین ، مواد موجود از طریق دوک سر کشویی به بوش راهنما تغذیه می شود. این به ابزار اجازه می دهد تا مواد را به نقطه ای که مواد از آن پشتیبانی می شود برش دهد ، و این باعث می شود دستگاه چین به ویژه برای قطعات باریک و طولانی باریک و برای ماشینکاری کوچک مفید باشد.
مراکز چرخشی CNC چند محوره و تراش های سبک چین می توانند چندین عملیات ماشینکاری را با استفاده از یک دستگاه واحد انجام دهند. این امر آنها را به گزینه ای مقرون به صرفه برای هندسه های پیچیده تبدیل می کند که در غیر این صورت به ماشین ها یا ابزارهای مختلف با استفاده از تجهیزات مانند آسیاب CNC سنتی نیاز دارد.