ماشینهای فرز

مقدمه
فرز کاری و انواع ماشین های فرز
فرز کاری چیست ؟
فرزکاری پردازش بر روی مواد به وسیله حمایت از یک قطعه کار وچرخش دندانه های ابزار فرز کاری آن می باشد. برخورد دندا نه های زیاد اطراف تیغه فرز یک روش سریع ماشین کاری را فراهم می کند . سطح ماشین کاری شده میتواند بسیار صاف – زاویه دار – انحنا دار و همچنین به صورت هر ترکیبی از اشکال مختلف باشد.

انواع ماشین های فرز :
ماشین های فرز بسته به این که محور اصلی تیغه فرز آن افقی یا عمودی باشد به نامهای ماشین فرز افقی یا عمودی نامیده می شود .
اگر ماشین فرز به نوعی طراحی شده باشد که کله گی آن تعویض شده بر آن کله گی افقی یا عمودی میله فرز گیر بسته شود و یا دستگاه کله زنی بر آن سوار شود،این ماشین ها را “انیورسال” گویندو معمولا ماشین فرز انیورسال به دستگاههایی گفته می شود که علاوه بر امکان تعویض کله گی ماشین میز ماشین به موازات سطح افق به سمت راست یا چپ گردش پذیر باشد و یا درجه بندی که در زیر میز اصلی قرار داده شده تحت زاویه های معین تنظیم گردد که برای در آوردن شکاف های مارپیچ مورد استفاده قرار می گیرد.

ماشین فرز افقی :
به ماشین فرز هایی گفته می شود که محور فرز گیر در این ماشین ها به طور افقی پاتاقان بندی شده است .
در شکل زیر ماشین فرز افقی و قسمت های مختلف آن نشان داده شده است
دستگاههای فرز ساده ای موجود است که در صنعت بیشتر از دستگاههای مطابق شکل استفاده می شود،بنابراین شکل این دستگاه را انتخاب کردیم .

۱- بدنه ۲- تابلوی برق ۳- جعبه دنده حرکت اصلی
۴- مکانیزم تنظیم دور ۵-کله گی افقی ۶-میز اصلی
۷- میز گونیایی ۸-دستگاه بار اتومات ۹-محور اصلی

ماشینهای فرز عمودی
محور اصلی این ماشین ها به طور عمودی پاتاقان بندی شده است .در زیر ماشین فرز عمودی و قسمت های مختلف آن را می بینید. این ماشین مانند ماشین فرز افقی از ۸ قسمت اصلی تشکیل شده است . ۱-بدنه ۲- تابلو برق ۳-جعبه دنده محور اصلی ۴-در جعبه دنده و شاستی های راه انداز و محور تنظیم دور۵- کله گی عمودی ۶- میز اصلی ۷-میز گونیایی ۸-دستگاه بار اتوماتیک
اجزای قسمت های یاد شده به شرح شکل زیر می باشد:

شماره اجزای ماشین نام قطعه و شرح آن
۱ شستی استپ
۲ شستی راه انداز محور اصلی
۳ طوقه محور تنظیم دور که تعداد دورهای تنظیم پذیر در روی آن ثبت شده است
۴ دسته گردان محور تنظیم دور
۵ شستی حرکت سریع میز ماشین
۶ شستی محرک

۷ کلید روشنایی
۸ ضامن چرخش کله گی
۹ اهرم ثابت کننده حرکت قائم محور اصلی میله فرزگیر
۱۰ اهرم اتومات حرکت طولی میز اصلی
۱۱ تنظیم کورس میز

۱۲ پیچ محکم کننده میز
۱۳ چرخ حرکت دستی میز ماشین در جهت طولی X مجهز به حلقه تنظیم و حلقه مدرج ورنیه دار تا دقت ۰٫۰۵ میلیمتر
۱۴ شستی حرکت خرگوشی میز ماشین
۱۵ شستی فرمان راه انداز محور اصلی
۱۶ شستی استپ

۱۷ پیچ تنظیم حرکت طولی اتوماتیک میز و دستی
۱۸ حلقه مدرج جابه جایی عرضی میز
۱۹ فرمان حرکت عرضی میز
۲۰ حلقه مدرج ورنیه دار بار عرضی تا دقت ۰٫۰۵ میلیمتر اهرم دستی جابه جایی عمودی میز گونیایی دستی
۲۱ دسته محرک میز گونیایی مجهز به حلقه تنظیم و حلقه مدرج ورنیه دار تا دقت ۰٫۰۵ میلیمتر
۲۲ دگمه سفت کننده تعویض سرعت پیشروی

۲۳ فلکه تنظیم سرعت پیشروی میز
۲۴ طوقه مدرج بار اتومات که مقدار پیشروی میز در هر دقیقه بر روی آن ثبت شده
۲۵ نشان دهنده حرکت پیشروی میز
۲۶ اهرم بار اتومات حرکت عرضی و قائم میز ماشین(y و z )
27 دسته سفت کننده و ثبات حرکت میز

۲۸ دسته سفت کننده اهرم اتومات حرکت طولی میز
۲۹ اهرم بار اتومات حرکت عرضی وقائم میز(y و z )
30 چرخ حرکت دستی میز ماشین در جهت طولی(x )
31 کلید تعویض حرکت دور(چپ و راست)
۳۲ کلید پمپ مایع خنک کننده

۳۳ دگمه فشاری راه انداز ماشین
۳۴ اهرم کلاج جعبه دنده اصلی و آزاد محور تنظیم دور جهت تعویض دور (اهرم تغییر دور)
۳۵ کلید فرمان اتوماتیک یا دستی میز
۳۶ اهرم سفت کننده ثبات میز گونیایی z
37 چرخ فلکه جابه جایی محور اصلی در جهت قائم در درون پاتاقان
۳۸ پیچ های نگهدارنده کله گی عمودی

دستگاه فرز یکی از ماشین های ابزاراست و در ماشین کاری بکار می‌رود.
این دستگاه ظاهری شبیه درل‌های میزی دارد با این تفاوت که داری حد اقل سه محور حرکتی میز می‌باشد (x y z) .
ابزار برنده این دستگاه را تیغ فرز نامند. برخی کارهایی را که میتوان روی این دستگاه انجام داد :

• صفحه تراش
• شیار در آوردن
• برش
• کنار تراشی
• چرخدنده تراشی
• چرخ دنده مارپیچ تراشی
• کارهای کپیه بوسیله ماشین فرز کپی
• فرم تراشی بوسیله تیغ فرز ف

انواع ماشینهای فرز و ساختمان آنها
انواع ماشینهای فرز و ساختمان آنها :
۱- ماشین فرز زانوئی و ستونی
۲- ماشین فرز تولیدی (دروازه ای)
۳- 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.
۱- ستون که فرم قاب شکلی دارد.
۲- 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:
ماشینهای فرز افقی:

محور این نوع ماشینهای فرز افقی و میز انها در سه جهت عمود بر هم -طولی و عرضی و قائم حرکت می کند. ماشینهای فرز افقی ممکن است ساده یا اونیورسال باشند. میز ماشینهای فرز افقی اونیورسال علاوه بر حرکاتمذکور دور محور قائم می چرخد و در نتیجه نه تنها در جهت موازی یا عمود بر محور ماشین بلکه در امتداد هر زاویه ای نسبت به آن در صفحه افقی حرکت می کند. ماشینهای فرز افقی بیشتر برای تراشیدن سطوح و شیارهای مستقیم و مارپیچ و فرم تراشی و رنده تراشی به کار می رود.

قسمت‌ها اصلی ماشین فرز افقی ساده: ۱- ستون ۲- محور مکانیزم جعبه دنده ۳-جعبه دنده سرعت ۴- میز ۵- بازوی فوقانی ۶- گلویی ۷- صفحه رنده بند ۸- زانوی ماشین
ستون ماشین از آهن ریختگی و به شکل قوطی ساخته شده و در داخل آن الکتروموتور مکانیزمهای محرک، جعبه دنده سرعت، مکانیزم بار و گلویی ماشین سوار شده اند.

زانوی ماشین تکیه گاه محکمی برای میز ماشین است و در قسمت فوقانی ان راهگاههایی جهت حرکت میز تعبیه شده است. برای اینکه بتوان قطعه کار را به طور عمودی بار داد زانوی ماشین را طوری می سازند که بتواند در روی ستون قائم حرکت کند.
گلویی ماشین محوری است فولادی و مجوف که درآن تیغه های فرز ثابت می شوند. جعبه دنده سرعت برای تغییر دادن سرعت دورانی گلویی (محور) در نظر گرفته شده است. جعبه دنده بار برای حرکت میز در سه جهت به کار می رود.
شرح ماشین های فرز :

فرایند فرز کاری:
اگر به اطراف خود نگاه کنید قطعات و اجسام مختلف می بینید. این قطعات از خودکار و خودنویس گرفته تا چکش و قلم و سوهان با یکی از روش های بدون براده برداری یا با براده برداری ساخته شده اند.
امر براده برداری به وسیله دست یا ماشین انجام می گیرد.
براده برداری ماشینی- ماشین های براده برداری یا حرکت خطی دارند،مانند صفحه تراش ،اره لنگ ،خان کشی و غیره ، یا دارای حرکت
دورانی هستندکه اکثر دستگاههای براده برداری به این صورت ساخته شده اند.ماشین های برده برداری با حرکت دورانی به دو صورت کار می کنند:
الف) قطعه کار دارای حرکت دورانی و ابزارهای حرکت خطی است مانند دستگاههای تراش
ب) قطعه کار ثابت بوده یا دارای حرکت خطی است اما ابزار براده برداری دارای حرکت دورانی است که اساس کار ماشین های فرز بر این مبنا است .
شکل الف

شکل ب

دستگاه فرز
دستگاه فرز یکی از ماشین‌های ابزار است و در ماشین‌کاری بکار می‌رود.
این دستگاه ظاهری شبیه درل‌های میزی دارد با این تفاوت که داری حد اقل سه محور حرکتی میز می‌باشد (x y z)
ابزار برنده این دستگاه را تیغ فرز نامند. برخی کارهایی را که میتوان روی این دستگاه انجام داد .
صفحه تراش
شیار در آوردن
برش
کنار تراشی
چرخدنده تراشی
چرخ دنده مارپیچ تراشی

کارهای کپیه به‌وسیله ماشین فرز کپی
فرم تراشی به‌وسیله تیغ فرز فرم.
ماشینهای فرز را به طور کلی می‌توان به دو دسته تقسِم کرد:
ماشینهای فرز عمومی
ماشینهای فرز مخصوص
ماشینهای فرز عمومی خود به ماشِنهای فرز افقی و عمودی تقسِم می‌شود:
ماشینهای فرز افقی:

محور این نوع ماشینهای فرز افقی و میز انها در سه جهت عمود بر هم -طولی و عرضی و قائم حرکت می کند. ماشینهای فرز افقی ممکن است ساده یا اونیورسال باشند. میز ماشینهای فرز افقی اونیورسال علاوه بر حرکات مذکور دور محور قائم می چرخد و در نتیجه نه تنها در جهت موازی یا عمود بر محور ماشین بلکه در امتداد هر زاویه ای نسبت به آن در صفحه افقی حرکت می کند. ماشینهای فرز افقی بیشتر برای تراشیدن سطوح و شیارهای مستقیم و مارپیچ و فرم تراشی و رنده تراشی به کار می رود.

قسمت‌ها اصلی ماشین فرز افقی ساده: ۱- ستون ۲- محور مکانیزم جعبه دنده ۳-جعبه دنده سرعت ۴- میز ۵- بازوی فوقانی ۶- گلویی ۷- صفحه رنده بند ۸- زانوی ماشین
ستون ماشین از آهن ریختگی و به شکل قوطی ساخته شده و در داخل آن الکتروموتور مکانیزمهای محرک، جعبه دنده سرعت، مکانیزم بار و گلویی ماشین سوار شده اند.

زانوی ماشین تکیه گاه محکمی برای میز ماشین است و در قسمت فوقانی ان راهگاههایی جهت حرکت میز تعبیه شده است. برای اینکه بتوان قطعه کار را به طور عمودی بار داد زانوی ماشین را طوری می سازند که بتواند در روی ستون قائم حرکت کند.
گلویی ماشین محوری است فولادی و مجوف که در ان تیغه های فرز ثابت می شوند. جعبه دنده سرعت برای تغییر دادن سرعت دورانی گلویی (محور) در نظر گرفته شده است. جعبه دنده بار برای حرکت میز در سه جهت به کار می رود.
ماشین فرز عمودی

ساختمان ماشین فرز عمودی همانطور که از عکس پیداست شبیه ماشین فرز افقی ست با این تفاوت که محور آن قائم است و میز آن در سه جهت عمود به یکدیگر حرکت می کند. از ماشینهای فرز قائم بیشتر برای تراشیدن سطوح به وسیله فرز‌هایی که لبه برنده شان روی پیشانی آنها قرار دارد استفاده می کنند.

انواع تیغه‌های فرز
ابزار برش در این دستگاه عبارت‌اند از تیغه انگشتی، پولکی، غلتکی، مدولی، چلچله‌ای
عملیات مختلفی که به وسیله تیغه های فرز انجام می گیرد موجب تنوع شکل و اندازه این ابزارها شده است. چنانچه از این لحاظ بر تمام ابزارهای دیگر که در ماشین سازی مورد استفاده واقع می شوند رجحان دارد. با این حال انتخاب تیغه فرز در اغلب موارد به هیچ وجه دشوار نیست زیرا شکل و اندازه سطحی که باید فرز کاری شود و کیفیت عمل فرز کاری (زبر تراشی یا پرداختکاری) شکل و اندازه فرز را مشخص می کند. شکل هندسی تیغه فرز به شکل هندسی رنده برنده است و علاوه بر لبه برنده اصلی یک یا دو لبه فرعی دارد. تیغه های فرز را می توان از لحاظ زیر تقسیم بندی کرد: الف) وضع دنده‌ها نسبت به محور تیغه

فرز: فرز های غلطکی و مخروطی و زاویه ای و پیشانی تراشی. ب) شکل دنده‌ها: فرز های دنده راست و دنده مارپیچ و دنده کج. ج) ساختمان داخلی: فرزهای یکپارچه ساده و مرکب و چندپارچه. د) طریقه بستن تیغه فرز: فرزهای سوراخدار و انگشتی. ه) طرز انجام کار: فرزهای غلطکی و پولکی و زاویه ای و پیشانی تراش و فرم تراش و دنده تراش و پیچ تراش و غیره. تیغه های فرز را بر حسب شکل و نوع کاری که انجام می دهند به شرح زیر تقسیم بندی می کنند : ۱- فرز های غلطکی: فرز های غلطکی با دنده های راست یا مارپیچ که بر سطح جانبی استوانه ای قرار گرفته است برای تراشیدن سطوح همواره به کار می رود. امروزه بیشتر فرزهای غلطکی را با دنده های مارپیچ می سازند.

لبه برنده این فرزها تدریجا در کار فرو می رود و در نتیجه تیغه فرز آرامتر کار می کند و سطح تراشیده شده به وسیله آن هموارتر و صاف تر می‌شود. بعلاوه هدایت براده در این فرزها بهتر انجام می گیرد زیرا خود دنده فرز نیز در کنار زدن براده کمک می کند.
چون شماره دنده های فرز مارپیچی که در ان واحد با هم کار می کند زیادتر از فرز های دنده راست است می توان از شماره دنده های آن کاست و در نتیجه دنده های آنها را درشت تر از دنده های فرز دنده راست هم قطر آنها ساخت و به این ترتیب هم بر استحکام دنده های فرز افزود و هم فاصله بین دنده‌ها را برای هدایت براده زیادتر کرد. امروزه از فرز های دنده راست فقط برای تراشیدن سطوح به عرض ۳۵ میلیمتر استفاده می کنند. زاویه تمایل دنده های مارپیچی را برای فرز های دنده ریز در حدود ۲۰ تا ۲۵ و برای فرز های دنده درشت در حدود ۵۰ تا ۵۵ درجه انتخاب می کنند. نقص فرز های دنده مارپیچ این است که هنگام فرز

کاری با آنها فشار محوری ایجاد می شود. مقدار این فشار به زاویه تمایل دنده‌ها بستگی دارد. به این دلیل گاهی دو تیغه فرز دنده مارپیچ را که جهت تمایل دنده های آنها مخالف یکدیگر (یکی راست و دیگری چپ است) ولی زاویه تمایل آنها مساوی است روی ماشین فرز می بندند تا فشار محوری آنها روی آربور و محور ماشین خنثی شود. ۲- فرز های پولکی: این فرزها را برای در آوردن شیارهای مختلف و بریدن فلزات و کارهای دیگر به کار می برند. دنده های فرز شیارتراشی هم از جلو و هم از طرفین کار را می تراشند یعنی سطح جانبی فرز عمل اصلی فرز کاری را انجام می دهد و پیشانی های آن جدار شیار را صاف و پرداخت می نماید. فرز های پولکی برای در آوردن شکافهای باریک (شیار سرپیچها و غیره) و بریدن فلزات به کار می روند و گاهی فرزهای اره ای نیز نامیده می شوند. به وسیله این تیغه فرزها می توان شکاف هایی به عرض ۳/۰ تا ۴ میلیمتر در فلزات ایجاد نمود.

فرزهای غلطکی و پولکی بزرگ را اغلب دو پارچه می سازند یعنی بدنه فرز را از فولاد معمولی و تیغه های آن را از فولاد های ابزار یا تندبر ساخته به یکدیگر متصل می کنند. ۳- فرزهای انگشتی: این فرزها دارای ساق مخروطی یا استوانه ای هستند که به وسیله کلاهک یا فشنگهای مخصوص در سوراخ محور ماشین فرز محکم می شوند. از این فرزها برای تراشیدن شیارهای باریک به اشکال مختلف استفاده می شود.
تیغه‌های فرز: این تیغه‌ها نگاتیو دنده‌ها هستند و با براده برداری از دیسک شکل دنده را ایجاد می‌کنند.
مشکلات تیغه‌های فرز

۱)دقت پایین ۲)انعطاف پذیری کم برای تولید چرخ دنده‌های مختلف ۳)ایجاد ساییدگی و لغزش بین دنده ها ۴)تشدید خستگی سطحی و پدیده Pitting
زوایای تیغه فرزها
قبل از تعریف این زوایا لازم است سطوح فرز کاری را تعریف کنیم تا از اصطلاحات به کار برده شده در تعاریف زوایا آگاه باشیم.
سطوح فرز کاری به دو دسته تقسیم می شوند:
الف) سطوح تیغه فرز ب) سطوح قطعه کار

مطالب مرتبط :
۱ ماشین فرز عمودی
۲ انواع تیغه‌های فرز
۳ مشکلات تیغه‌های فرز
فرز

بدنه ماشین فرز
این قسمت از ماشین،مانند ستونی بر کف کارگاه بر روی پایه ای قرار گرفته است که از چدن ریخته گری شده است و در درون آن جعبه دنده انتقال حرکت بر محور اصلی قرار گرفته است و برای نصب سایر قسمت ها مکانهایی جا سازی شده است ،از جمله برای آب صابون در پایه مخزنی جا سازی شده که برای خنک کاری در عملیات فرز کاری مورد استفاده قرار می گیرد و نیز برای نصب تابلو برق در آنجا جاسازی شده است. در قسمت جلو راهنماهایی به طور عمودی نصب شده است که قطعات مختلف میز ماشین به وسیله این راهنماها بر روی آن نصب می شود. در قسمت بالای بدنه راهنمایی به منظور نصب کله گی ماشین فرز یا پاتاقان گیر قرار داده شده است .قطعه شماره ۱ از شکل بالا نشان دهنده بدنه ماشین فرز است .
تابلوی برق :

در قسمت شماره ۲ شکل بالا تابلو برق دستگاه فرز و دریچه آن را می بینید در این قسمت مدار برقی کل دستگاه قرار داده شده است.جریان برق کارگاه به وسیله کابل برق به درون این تابلو وصل میشود وبه وسیله کنتاکتور و فیوزهایی که در آن قرار داده شده است به الکتروموتورهای راه انداز حرکت محور اصلی دستگاه و حرکت بار به وسیله شستی فرمان و شستی استپ و شستی حرکت بار به وسیله فرمان و شستی استپ و شستی حرکت سریع میز-که بر روی درب جعبه دنده به شماره ۴ و میز ماشین به شماره ۶ نصب شده است.فرمان داده می شود و مرکز ارتباط فرمان دهی دستگاه فرز در این قسمت بر هم دیگر مرتبط می گردد.برروی دریچه برق معمولا کلید اصلی قطع و وصل جریان برق دستگاه فرز و کلید چپ گرد و راست گرد محور اصلی قرار داده می شود.

برای راه اندازی دستگاه فرز،ابتدا باید کلید اصلی برق دستگاه را روشن کرد و سپس به کمک شستی فرمان آن را راه اندازی نمود.در پایان کار دستگاه لازم است کلید اصلی برق دستگاه را قطع کرده دستگاه فرز را ترک کنیم و هیچوقت در پایان کار فرزکاری کلید اصلی را روشن نگذارید.
جعبه دنده حرکت اصلی(قسمت شماره ۳):

جعبه دنده حرکت اصلی ماشین فرز را نشان می دهد که دریچه آن به شماره ۴ نشان داده شده است.به وسیله این جعبه دنده دورهای مورد نیاز فرزکاری-که باید به محور ماشین فرز داده شود-تامین شود.
ساخت تبریز برای تامین FU 32 × ۱۵۰ جعبه دنده حرکت اصلی ماشین فرز
این دوره ها طراحی شده است :

۳۰-۳۷٫۵-۴۷٫۵-۶۰-۷۵-۹۵-۱۱۸-۱۵۰-۱۹۰-۲۳۵-۳۰۰-۳۷۵-۴۷۵-۶۰۰-۷۵۰-۹۵۰-۱۱۸۰-۱۵۰۰- دور بر دقیقه
تعداد دور محور اصلی بسته به نوع ماشین فرق می کند چون هر کدام از
این دستگاه ها طراحی خاص دارند از جمله ماشین فرز
:ساخت تبریز دارای این دوره ها استFUS-22
63-100-160-250-400-630-123-200-15-3-500-800-1250- دور بردقیقه