دستگاه های فرز ابزارهای همه کاره هستند که برای شکل دادن مواد جامد با از بین بردن مواد اضافی طراحی شده اند. آنها از برش های چرخشی برای ایجاد قطعات و مؤلفه های دقیق استفاده می کنند. این دستگاه ها می توانند عملیات مختلفی مانند برش ، حفاری و شکل دادن به فلزات ، پلاستیک ، چوب و مواد دیگر را انجام دهند.
تاریخچه مختصر دستگاههای فرز
تکامل ماشین های فرز به اوایل قرن نوزدهم باز می گردد:
1818: الی ویتنی اولین دستگاه فرز در نیو هاون ، کانکتیکات را اختراع کرد.
قبل از این اختراع: کارگران به پرونده های دست ، یک فرآیند وقت گیر و وابسته به مهارت اعتماد می کردند.
برنامه های اولیه: در درجه اول برای قراردادهای دولتی مانند ساخت قطعات تفنگ استفاده می شود.
تحولات بعدی: منجر به افزایش دقت ، کارایی و تطبیق پذیری در فرآیندهای تولید شد.
اهمیت دستگاههای فرز در صنایع تولیدی
دستگاه های فرز نقش مهمی در تولید مدرن دارند:
همه کاره: آنها می توانند اشکال مختلفی ایجاد کنند ، از سطوح مسطح ساده گرفته تا کانتورهای سه بعدی پیچیده.
دقت: قادر به تولید قطعات با تحمل های محکم ، برای صنایعی مانند هوافضا و خودرو ضروری است.
کارآیی: دستگاه های فرز CNC فرآیندهای خودکار ، افزایش نرخ تولید و کاهش خطای انسانی را خودکار می کنند.
انعطاف پذیری مواد: می تواند با طیف گسترده ای از مواد از جمله فلزات ، پلاستیک و کامپوزیت کار کند.
مقرون به صرفه بودن: با وجود سرمایه گذاری اولیه ، آنها پس انداز طولانی مدت را از طریق بهبود بهره وری و کاهش زباله ارائه می دهند.
صنایع بهره مند از دستگاه های فرز عبارتند از:
خودرو
هوا و فضا
الکترونیک
دستگاه های پزشکی
ابزار و ساخت
با ارائه قابلیت های دقیق ، کارآمد و همه کاره مواد حذف مواد ، دستگاه های فرز در فرآیندهای تولید مدرن در صنایع متعدد ضروری هستند.
ساختار و مؤلفه های اصلی دستگاه های فرز
دستگاههای فرز شامل چندین مؤلفه مهم هستند که برای اطمینان از عملیات دقیق و کارآمد ماشینکاری در هماهنگی کار می کنند.
پایه
پایه پایه و اساس یک دستگاه فرز را تشکیل می دهد:
عملکرد: ثبات را فراهم می کند و ارتعاشات را در حین کار جذب می کند
مواد: به طور معمول چدن ، دوام و استحکام ارائه می دهد
طراحی: غالباً یک مخزن خنک کننده برای مدیریت گرمای کارآمد شامل می شود
ستون
به عنوان ستون فقرات دستگاه فرز ، ستون:
از کل ساختار پشتیبانی می کند
اسپیندل و موتور را در خود جای داده است
شامل سیستم های درایو برای کنترل حرکت دوک نخ ریسی است
زانو
زانو یک مؤلفه قابل تنظیم مهم است:
از زین و کارگروه پشتیبانی می کند
دارای یک پیچ خوراک عمودی برای کنترل عمق دقیق است
حرکت عمودی را در امتداد ستون برای موقعیت یابی دقیق امکان پذیر می کند
زین
این مؤلفه حرکت چند جهته را تسهیل می کند:
اسلایدها در امتداد زانو در محور y
حرکت کار در محور x را امکان پذیر می کند
انعطاف پذیری موقعیت کلی را افزایش می دهد
کارگاه
کارگروه پشتیبانی اصلی قطعه کار است:
در امتداد محورهای x و y از طریق زین و زانو حرکت می کند
ویژگی های T-slots برای قطعه کار ایمن و پیوست گیره
یک بستر پایدار برای عملیات مختلف ماشینکاری فراهم می کند
دوک
به عنوان مؤلفه اصلی ، اسپیندل:
ابزارهای برش را نگه می دارد و می چرخد
ممکن است بر اساس نوع دستگاه به صورت عمودی یا افقی گرا باشد
نرخ خوراک قابل تنظیم را برای نیازهای مختلف ماشینکاری ارائه می دهد
Overarm ، Arbor و Quill
این مؤلفه ها بر اساس نوع دستگاه متفاوت است:
دستگاه های افقی: از Overarm و Arbor برای برش پشتیبانی از ابزار استفاده کنید
دستگاه های عمودی: از یک کویل برای راهنمایی حرکت بالا و پایین استفاده کنید
هر دو باعث افزایش دقت و تطبیق پذیری می شوند
اجزای اضافی
چندین بخش دیگر به عملکرد دستگاه فرز کمک می کند:
سر اسپیندل: اسپیندل را در خود جای داده و ممکن است برای حرکات زاویه ای چرخانده شود
دارندگان ابزار: ابزارهای مختلف برش را به اسپیندل ایمن کنید
سر تقسیم: چرخش دقیق قطعه کار را برای عملیات پیچیده امکان پذیر می کند
اصل کار ماشینهای فرز
دستگاه های فرز بر اساس یک اصل اساسی حذف مواد با استفاده از برش های چرخشی کار می کنند. آنها دقت و تطبیق پذیری را در شکل دادن به مواد مختلف برای تولید برنامه ها ارائه می دهند.
فرآیند حذف مواد
عملکرد اصلی دستگاه های فرز شامل موارد زیر است:
چرخش برش های چند نقطه ای با سرعت زیاد
پیشبرد این برش ها به یک قطعه کار ثابت
حذف انتخاب مواد برای دستیابی به شکل ها و ابعاد مورد نظر
پارامترهای اصلی
عملیات آسیاب موفق به تنظیم دقیق چندین پارامتر متکی است:
فشار: نیرویی را که توسط برش روی قطعه کار اعمال می شود کنترل می کند
سرعت سر برش: میزان حذف مواد را تعیین می کند
جهت تغذیه: بر کیفیت سطح نهایی تأثیر می گذارد
عوامل عملیاتی بحرانی
برای اطمینان از نتایج بهینه ماشینکاری ، اپراتورها باید در نظر بگیرند:
Spindle Speed: بر کارایی برش و کیفیت پایان سطح تأثیر می گذارد
نرخ خوراک جدول: بر میزان حذف مواد و عمر ابزار تأثیر می گذارد
عمق برش: میزان مواد حذف شده در هر پاس را تعیین می کند
جهت چرخش برش: بر شکل گیری تراشه و کیفیت سطح تأثیر می گذارد
ماشینکاری کیفیت و کارآیی
چندین عامل به طور قابل توجهی بر کیفیت کلی و کارآیی عملیات فرز تأثیر می گذارد:
انتخاب ابزار برش
مواد: باید از سختی قطعه کار مطابقت داشته باشد یا از آن فراتر رود
هندسه: بر شکل گیری تراشه و تخلیه تأثیر می گذارد
پوشش: عمر ابزار را تقویت می کند و اصطکاک را کاهش می دهد
برش پارامترهای بهینه سازی
| پارامتر بر | اثر | اثر کیفیت بر بهره وری |
| سرعت | پایان سطح | میزان حذف مواد |
| تغذیه کردن | دقت | سایش ابزار |
| عمق | یکپارچگی جزئی | زمان پردازش |
خنک کننده و روغن کاری
سیستم های خنک کننده و روغن کاری مناسب:
اصطکاک بین ابزار و قطعه کار را کاهش دهید
گرمای تولید شده در هنگام برش را از بین ببرید
عمر ابزار را گسترش داده و سطح سطح را بهبود بخشید
انواع دستگاه های فرز
دستگاه های آسیاب عمودی
دستگاه های آسیاب عمودی دارای یک دوک نخ ریسی به صورت عمودی در امتداد محور z هستند. دوک نخ ریسی به سمت بالا و پایین حرکت می کند و این ماشین ها را برای برش و حفاری های غوطه وری ایده آل می کند. آنها در عملیاتی که نیاز به موقعیت یابی دقیق دارند ، به ویژه برای ایجاد قطعات پیچیده ، برتری دارند. تطبیق پذیری آنها به آنها امکان می دهد کارهای شکل ، برش و حفاری را با دقت بالا انجام دهند و آنها را در صنایعی مانند هوافضا و خودرو محبوب جلوه دهند.
ویژگی های اصلی دستگاه های فرز عمودی:
جهت گیری دوک اسپیندل : دوک نخ ریسی به صورت عمودی در امتداد محور z.
مناسب بودن : بهترین برای برش ، حفاری و شکل گیری دقیق.
تطبیق پذیری : می تواند قطعات پیچیده را در بین مواد مختلف اداره کند.
دستگاه های فرز افقی
دستگاه های آسیاب افقی دارای یک دوک نخ ریسی به موازات کار هستند که امکان دستیابی بهتر مواد بزرگتر و ضخیم تر را فراهم می کند. آنها معمولاً برای برنامه هایی مانند اسلات ، شیار زدن و برنامه ریزی سطوح مسطح استفاده می شوند. آسیاب های افقی باعث افزایش استحکام می شوند و آنها را برای فرآیندهای خشن که به ابزارهای برش قدرتمند نیاز دارند ، ایده آل می کند.
مزایای دستگاههای فرز افقی:
جهت گیری اسپیندل : به موازات کار ، افزایش ثبات.
برنامه های کاربردی : برای اسلات ، شیار زدن و برنامه ریزی سطوح مسطح استفاده می شود.
دست زدن به مواد : برای کارگروه های بزرگ و ضخیم و عملیات پر سرعت کارآمد است.
شما همچنین می توانید دانش را در مورد آن بدست آورید مقایسه بین دستگاه های آسیاب افقی و عمودی.
دستگاه های فرز CNC
دستگاه های آسیاب CNC فناوری کنترل عددی رایانه (CNC) را ادغام می کنند و امکان کنترل دقیق روی فرآیندهای ماشینکاری را فراهم می کنند. این دستگاه ها از دستورالعمل های رایانه ای از پیش برنامه ریزی شده برای خودکار سازی کارهای برش ، حفاری و شکل دهی استفاده می کنند. آسیاب های CNC به دلیل دقت و توانایی بالای تولید اجزای پیچیده با نتایج مداوم شناخته شده اند و آنها را در صنایعی که نیاز به دقت دارند ، مانند هوافضا و وسایل پزشکی ضروری است.
جنبه های قابل توجه دستگاه های فرز CNC:
فناوری CNC : فرآیندهای خودکار که توسط برنامه های رایانه ای هدایت می شوند.
دقت : دقت بالا در ایجاد مؤلفه های پیچیده و ظریف.
کارآیی : قادر به اجرای 24/7 ، افزایش بهره وری.
دستگاه های فرز جهانی
دستگاه های فرز جهانی قابلیت های هر دو دستگاه فرز عمودی و افقی را با هم ترکیب می کنند. آنها دارای یک کار در حال چرخش هستند که به عملیات فرز زاویه ای امکان می دهد و آنها را برای کارهای مختلف بسیار متنوع می کند. این دستگاه ها اغلب در اتاق های ابزار ، تعمیرگاه ها و کارگاه های آموزشی استفاده می شوند که طیف گسترده ای از عملیات باید بر روی یک دستگاه واحد انجام شود.
ویژگی های اصلی دستگاه های فرز جهانی:
ترکیبی از قابلیت ها : از آسیاب عمودی و افقی پشتیبانی می کند.
کار با Swiveling : آسیاب زاویه ای را برای شکل های پیچیده امکان پذیر می کند.
برنامه های کاربردی : ایده آل برای اتاق ابزار ، تعمیرگاه و استفاده از کارگاه.
ماشین های آسیاب تختخواب
دستگاه های آسیاب تختخواب برای عملیات سنگین طراحی شده اند. آنها دارای یک کار ثابت هستند و دوک در امتداد محور z برای انجام برش حرکت می کند. این دستگاه ها استحکام و استحکام زیادی را ارائه می دهند و باعث می شود آنها برای کار روی قطعات بزرگ و سنگین مانند آنهایی که در صنایع خودرو ، هوافضا و ساخت و ساز هستند ، مناسب باشد.
ویژگی های اصلی دستگاه های آسیاب تختخواب:
جدول ثابت : ثبات را برای عملیات آسیاب سنگین فراهم می کند.
حرکت دوک اسپیندل : برای برش های عمیق به صورت عمودی در امتداد محور z حرکت می کند.
برنامه ها : به طور گسترده در صنایع خودرو ، هوافضا و ساخت و ساز استفاده می شود.
دستگاه های فرز خاص هدف
طراحی شده برای نیازهای خاص فرز:
دستگاه های فرز میز دوار
جدول دایره ای روی محور عمودی می چرخد
برش های چندگانه در ارتفاعات مختلف
بارگیری/تخلیه مداوم در حین کار
دستگاه های فرز گانی
تختخواب بزرگ که از یک گانری متحرک پشتیبانی می کند
برش های متعدد نصب شده بر روی قاب گانری
ایده آل برای ماشینکاری قطعات بزرگ
دستگاه های فرز 5 محوره
حرکت را در سه محور خطی و دو چرخشی ارائه می دهد
شکل ها و کانتورها را ایجاد می کند
دقت را افزایش داده و زمان تنظیم را کاهش می دهد
عملیات و تکنیک های دستگاه آسیاب
فرز
فرز صورت سطوح مسطح عمود بر محور ابزار ایجاد می کند:
از برش های فرز با لبه های برش چندگانه استفاده می کند
عمق برش از طریق پیچ تغذیه ای متقاطع روی میز تنظیم شده است
در مناطق بزرگ ، سطح سطح با کیفیت بالا تولید می کند
برنامه ها: سطوح بلوک موتور ، پایه قالب ، اجزای ساختاری
فرز ساده (آسیاب دال)
این عمل سطوح صاف و افقی ایجاد می کند:
محور برش به موازات سطح ماشینکاری
معمولاً برای کاهش ضخامت قطعه کار استفاده می شود
سطوح مسطح با دقت ابعادی خوب ایجاد می کند
برنامه های کاربردی: راه های کلید ، شکاف ها ، سطوح پایه تخت
آسیاب زاویه
آسیاب زاویه ای سطحی را در زوایای خاص ایجاد می کند:
از برش های زاویه دار یا کارگاه های کج استفاده می کند
ویژگی های زاویه ای دقیقی را در قسمت های کاری ایجاد می کند
به طور گسترده ای در ساخت و چمدان V- بلوک استفاده می شود
برنامه ها: اتصالات dovetail ، براکت های زاویه دار ، دندانهای دنده
فرمت
فرمت فرم با استفاده از برش های تخصصی اشکال نامنظم ایجاد می کند:
از برش های فرم طراحی شده برای پروفایل های خاص استفاده می کند
نرخ برش کندتر در مقایسه با فرز ساده
کانتورهای پیچیده را در یک پاس واحد ایجاد می کند
برنامه ها: قالب های معماری ، قطعات ماشین سفارشی
زرنگ
این تکنیک به طور همزمان دو سطح موازی را آسیاب می کند:
از دو برش آسیاب جانبی نصب شده در همان آربور استفاده می کند
فاصله بین برش های قابل تنظیم با یقه ها
برای تولید چندین سطح موازی کارآمد است
برنامه های کاربردی: فرز T-Slot ، نسل سطح شش ضلعی/مربع
زراعت
Milling Gang چندین برش را در یک ARBOR واحد استخدام می کند:
| مزیت | توضیحات |
| بهره وری | چندین عملیات را در یک پاس انجام می دهد |
| کارایی | زمان تنظیم را کاهش می دهد و دقت را بهبود می بخشد |
| تطبیق پذیری | عملیات خشن و اتمام را ترکیب می کند |
برنامه ها: اجزای خودرو ، قطعات تولید انبوه
فرز مشخصات
بازتاب پروفایل اشکال پیچیده را بر روی قطعه های کاری تکرار می کند:
از برش های ساده مارپیچ یا برش های آسیاب انتهایی استفاده می کند
برای تکثیر دقیق یک الگوی یا برنامه CNC را دنبال می کند
مناسب برای هر دو عملیات پروفایل 2D و 3D
برنامه های کاربردی: مرگ ، اجزای هوافضا ، قطعات سفارشی
تکنیک های فرز اضافی
استراتژی های پیشرفته فرز باعث افزایش کارایی و کیفیت می شود:
شیب دار: تعامل تدریجی ابزار برای بهبود زندگی ابزار
فرز مارپیچ: سوراخ ها و موضوعات دقیقی ایجاد می کند
فرز Trochoidal: سایش ابزار را در مواد سخت کاهش می دهد
ماشینکاری با سرعت بالا و استراتژی های کنترل تراشه بهینه شده باعث افزایش بهره وری و کیفیت سطح در عملیات مختلف فرز می شود.
مزایا و کاربردهای دستگاههای فرز
دستگاه های فرز در صنایع مختلف مزایای بی شماری را ارائه می دهند و آنها را در فرآیندهای تولید مدرن ضروری می کند.
مزایا
دقت و دقت بالا
قادر به دستیابی به تحمل های محکم ، اغلب در میکرون
نتایج مداوم ، به ویژه با ماشین های کنترل شده CNC
فرآیندهای قابل تکرار برای تولید با حجم بالا
تطبیق پذیری
مواد متنوع را کنترل می کند: فلزات ، پلاستیک ، کامپوزیت ها و چوب
عملکردهای مختلفی را انجام می دهد: برش ، حفاری ، کسل کننده و شکل دهی
سازگار با اندازه ها و پیچیدگی های مختلف
سطح سطح بهبود یافته
اتمام سطح با کیفیت بالا را تولید می کند
نیاز به عملیات پایان ثانویه را کاهش می دهد
زیبایی شناسی و عملکرد محصول را تقویت می کند
افزایش کارایی با فناوری CNC
فرآیندهای ماشینکاری پیچیده را خودکار می کند
خطای انسانی را کاهش می دهد و بهره وری را افزایش می دهد
عملکرد 24/7 را برای تولید با حجم بالا امکان پذیر می کند
برنامه
دستگاه های فرز در صنایع بی شماری استفاده گسترده ای پیدا می کنند:
صنعت خودرو
بلوک های موتور ، سرهای سیلندر و اجزای انتقال را تولید می کند
قطعات پیچیده ای با دقت و تکرارپذیری بالا تولید می کند
نمونه سازی سریع و ابزار برای مدل های جدید وسیله نقلیه را قادر می سازد
صنعت هوافضا
ماشین آلات سبک وزن و در عین حال قوی برای هواپیما و فضاپیما
تیغه های توربین پیچیده و قطعات ساختاری ایجاد می کند
انطباق با استانداردهای دقیق صنعت را تضمین می کند
صنعت الکترونیکی
تابلوهای مدار را با الگوهای و سوراخ های دقیق ساخت
محفظه ها و سینک های حرارتی را برای دستگاه های الکترونیکی تولید می کند
مینیاتوریزه کردن اجزای را از طریق فرز با دقت بالا امکان پذیر می کند
صنایع فلزی
برای فرآیندهای مختلف تولید قالب ایجاد می کند و می میرد
اجزای و وسایل ابزار سفارشی را تولید می کند
نمونه سازی سریع و تولید دسته کوچک را امکان پذیر می کند
صنعت پزشکی و دندانپزشکی
کاشت و پروتز را با مواد زیست سازگار تولید می کند
سازهای جراحی با هندسه های پیچیده تولید می کند
تاج ها و پل های دندانپزشکی سفارشی ایجاد می کند
نمونه های خاص برنامه های کاربردی
| توضیحات | مزایای | کلیدی |
| قالب و ساخت | قالب های پیچیده ای را برای قالب تزریق ایجاد می کند و از بین می رود | با دقت بالا ، پایان سطح عالی |
| ساخت دنده | انواع دنده های مختلف را با پروفایل های دقیق دندان تولید می کند | کیفیت مداوم ، نرخ تولید بالا |
| ماشینکاری سطح پیچیده | سطوح سه بعدی پیچیده ای را برای قطعات هوافضا و خودرو ایجاد می کند | امکان ایجاد هندسه های منحصر به فرد ، تحمل های محکم |
انتخاب و نگهداری دستگاه های فرز
انتخاب و نگهداری مناسب از دستگاه های فرز ، عملکرد بهینه ، طول عمر و مقرون به صرفه بودن در عملیات تولید را تضمین می کند.
انتخاب دستگاه فرز درست
یک دستگاه فرز را بر اساس الزامات خاص ماشینکاری انتخاب کنید:
اندازه و مواد قطعه
به دقت و پایان سطح نیاز دارد
حجم تولید و انعطاف پذیری نیاز دارد
فضای کف و محدودیت های بودجه موجود
عوامل اصلی برای انتخاب دستگاه
این جنبه های مهم را هنگام انتخاب دستگاه فرز در نظر بگیرید:
دامنه سرعت دوک نخ ریسی
قدرت کافی برای مواد در نظر گرفته شده و عمق برش
دامنه سرعت کافی برای عملیات مختلف
خصوصیات گشتاور مطابق با بار کاری معمولی
اندازه جدول و
| فاکتور سفر | اهمیت |
| اندازه جدول | حداکثر ابعاد قطعه کار را تعیین می کند |
| سفر محور x | بر توانایی ماشینکاری طولی تأثیر می گذارد |
| سفر محور y | محدوده برش عرضی را تحت تأثیر قرار می دهد |
| سفر محور z | ظرفیت ماشینکاری عمودی را تعیین می کند |
سیستم کنترل و سطح اتوماسیون
کنترل دستی برای عملیات ساده و حجم کم
سیستم های CNC برای قطعات پیچیده و تولید با حجم بالا
در نظر گرفتن سطح مهارت اپراتور و الزامات آموزش
نگهداری و عیب یابی
تعمیر و نگهداری مناسب عملکرد قابل اعتماد را تضمین می کند و عمر دستگاه را گسترش می دهد.
تمیز کردن و روغن کاری منظم
تمیز کردن روزانه تراشه ها و باقیمانده مایع خنک کننده
روانکاری هفتگی قطعات متحرک و راه های راهنما
بازرسی ماهانه از سیستم های کیفیت خنک کننده و سیستم های تصفیه
بازرسی و جایگزینی قطعات سایش
ابزارهای برش فرسوده را مرتباً بررسی کرده و جایگزین کنید
یاطاقان دوک نخ ریسی را برای سر و صدای غیرمعمول یا لرزش بازرسی کنید
در صورت لزوم تنش های کمربند را کنترل و تنظیم کنید
مسائل و راه حل های مشترک
پایان سطح ضعیف
لرزش بیش از حد
ابعاد نادرست
صداهای غیرمعمول
با انتخاب دقیق دستگاه فرز مناسب و اجرای یک برنامه نگهداری قوی ، تولید کنندگان می توانند در عملیات خود به حداکثر رساندن بهره وری ، کیفیت و طول عمر تجهیزات باشند.
نهادهای پایان
دستگاه های فرز نقش مهمی در تولید مدرن دارند. آنها دقت ، تطبیق پذیری و کارآیی را برای صنایع مختلف فراهم می کنند.
در این مقاله جنبه های اصلی دستگاه های فرز ، از جمله انواع ، کارکردها و برنامه های کاربردی آنها برجسته شده است. درک دستگاه های فرز عمودی ، افقی ، CNC و جهانی می تواند به بهینه سازی فرآیندهای تولید کمک کند.
ما شما را ترغیب می کنیم تا بیشتر به کاوش بپردازید و این دانش را در پروژه های خود به کار بگیرید.
