8 بخش اصلی ماشین تراش CNC

آخرین به روزرسانی

مقدمه

ماشین های تراش سی ان سی (Computer Numerical Control) بخشی از پیشرفت منطقی در تجهیزات ماشین‌کاری دقیق هستند. مانند تمام ماشین‌های تراش، آن‌ها ریشه‌های تاریخی مشترکی با چرخ‌های سفالگری و دستگاه‌های تراش ساده دارند. همه محورهای حرکتی ماشین تراش CNC، از جمله تارت چند ابزاری آن، توسط موتورهای الکتریکی هدایت می‌شوند. کارکردها توسط برنامه‌ای که Gکدها را می‌خواند خودکار می‌شوند، به اپراتور اجازه می‌دهند دستش را از روی دستگاه بردارد و تولید کاملاً تکرارپذیر شود. هر ماشین تراش CNC مجموعه‌ای از بخش های متمایز دارد که ماهیت آن‌ها را نشان می‌دهد. این مقاله بر تعریف ماشین تراش CNC، شناسایی قطعات دستگاه تراش، بررسی نحوه کار هر قطعه و توصیه‌هایی درباره استفاده بهینه متمرکز خواهد بود.

1. کلگی دستگاه (Headstock) ماشین تراش CNC

کلگی دستگاه (Headstock) نیروی محرکه دستگاه تراش است. به عنوان یکی از قابل تشخیص‌ترین اجزای یک ماشین تراش CNC، کلگی دستگاه قطعه کار را نگه می‌دارد و آن را در مرکز محور دستگاه ثابت می‌کند. ابعاد کلگی دستگاه نشان‌دهنده “حداکثر قطر قابل تراش” (قطر کارگیر) دستگاه تراش خواهد بود. حداکثر قطر قابل تراش، به حداکثر قطر هر قطعه-کار (پیش از ماشین‌کاری) که می‌تواند در دستگاه قرار گیرد، اشاره دارد. اگرچه اکثر کارها به قطعات با قطر بزرگ نیاز ندارند، گاهی اوقات یک دستگاه با حداکثر قطر قابل تراش بزرگ می‌تواند بسیار مفید باشد.

عامل محدود کننده دیگری برای ظرفیت کار، قدرت موتور است. موتور محرکِ اسپیندل (spindle) است، سه نظام را نگه ‌می‌دارد، و قطعه کار را می‌چرخاند. بارهای سنگین وارده بر یاتاقان‌های (bearings) اصلی کلگی دستگاه می‌تواند عملکرد صحیح آن را مختل کند. نیروی اعمال شده توسط ابزار برش ممکن است از جهات مختلف وارد شود که می‌تواند باعث لرزش شدید شود و از حد توقف موتور فراتر رود. این نیرو یاتاقان‌های اصلی کلگی دستگاه را به یک قطعه خدماتی مهم تبدیل می‌کند که باید به دقت تعویض گردد، به‌ویژه در دستگاه‌های پُرکار.

اجزای اصلی کلگی ماشین تراش CNC

• اسپیندل (Spindle): اسپیندل یک شفت چرخان است که به موتور متصل است و وظیفه‌ی چرخاندن قطعه کار یا ابزار برش را بر عهده دارد. جنس اسپیندل معمولاً از فولاد آلیاژی با سختی بالا است تا در برابر نیروهای برش و گشتاورهای بالا مقاومت کند.
• یاتاقان‌ها (Bearings): یاتاقان‌ها وظیفه‌ی پشتیبانی از اسپیندل و کاهش اصطکاک را بر عهده دارند. انتخاب نوع یاتاقان بر اساس سرعت چرخش اسپیندل، بار وارده و دقت مورد نیاز انجام می‌شود.
• گیربکس (Gearbox): در برخی از دستگاه‌های تراش، از گیربکس برای تغییر سرعت چرخش اسپیندل استفاده می‌شود. گیربکس به اپراتور اجازه می‌دهد تا سرعت مناسب را برای هر نوع عملیات تراشکاری انتخاب کند.
• کوپلینگ (Coupling): کوپلینگ وظیفه‌ی اتصال موتور به اسپیندل را بر عهده دارد. کوپلینگ‌ها انواع مختلفی دارند و انتخاب نوع مناسب به عوامل مختلفی مانند گشتاور، سرعت و نوع موتور بستگی دارد.
• سیستم خنک‌کاری: در برخی از کلگی‌ها، سیستم خنک‌کاری برای کاهش دمای اسپیندل و ابزار برش استفاده می‌شود. این سیستم به افزایش عمر ابزار و بهبود کیفیت سطح قطعه کار کمک می‌کند.

2. بستر ماشین تراش CNC

بسترِ ماشین تراش شاسی است که همه چیز را کنار هم نگه می‌دارد. به طور کلی بخش اصلی و نگهدارنده تمام اجزای دستگاه تراش است که در طول دستگاه قرار می‌گیرد و از همه زیرمجموعه‌های عملیاتی ماشین تراش CNC پشتیبانی می‌کند. بستر باید به اندازه کافی سفت باشد تا حتی در سخت‌ترین شرایط استفاده، دچار تغییر شکل قابل اندازه‌گیری نشود.

بهترین بسترها می توانند به طور طبیعی ارتعاشات را از بین ببرند. به عنوان مثال، آنهایی که اثرات پسماند بالایی دارند، می‌توانند انرژی ارتعاشی را به صورت گرما دفع کنند. یک آزمایش ساده برای تعیین خواص پسماند این است که به سادگی با چکش به سطح ضربه بزنید – یک صدای “تاد” نشان دهنده پسماند بالا است یعنی انرژی را درون خود نگه می‌دارد، در حالی که یک صدای “دینگ” با فرکانس بالاتر نامطلوب است که نشان می‌دهد انرژی در آن هدر می‌رود.

بستر ماشین‌ تراش CNC اغلب از چدن، فولاد ملایم، چدن داکتیل یا نوعی سنگ مصنوعی (گرانیتان) ساخته می‌شوند. موادی مانند گرانیتان خطر ترک‌خوردن و لب‌پر شدن را به حداقل می‌رسانند، چقرمه‌تر هستند و به طور قابل توجهی میرایی ارتعاش را افزایش می‌دهد.

سنگ مصنوعی (که به آن سنگ مهندسی شده هم گفته می شود) معمولا از ترکیب سنگ‌های طبیعی خرد شده (مانند گرانیت، کوارتز یا مرمر) با رزین‌های پلیمری به دست می‌آید. از مزایای اصلی سنگ‌های مصنوعی می‌توان به وزن سبک‌تر، طیف رنگ گسترده‌تر و ویژگی‌های مکانیکی مناسب‌تر برای برخی کاربردها از جمله بستر ماشین آلات مهندسی اشاره کرد.

3. سه نظام (Chuck)

سه نظام شاید مهم‌ترین جزء یک ماشین تراش CNC باشد. قطعه کار را در مرکز دوران نگه می‌دارد و امکان بارگذاری و تخلیه آسان را فراهم می‌کند.سه نظام و مرغک در کنار هم برای نگه داشتن قطعات در تراشکاری استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از سه نظام در ماشین‌های CNC استفاده می‌شود، از جمله:

• سه نظام یونیورسال (سه فک)(Three-Jaw (Universal) Chucks): فک‌های سه‌نظام یونیورسال عموماً از یک طرف پله‌دار هستند تا اندازه‌های مختلف قطعات را در خود جای بدهند. سر دیگر فک برای گرفتن دقیق قطرهای کوچکتر، مورب ساخته شده است.
• چهارنظام(Four-Jaw Chucks): اینها به طور مشابه ساخته شده‌اند و به روشی مشابه با سه‌نظام‌های یونیورسال کار می‌کنند. تفاوت آن‌ها در این است که چهار فک آنها به طور جداگانه و توسط چهار پیچ مستقل رانده می شوند که تراز کردن (مرکز کردن) قطعه کار را به یک کار حساس تبدیل می کند، اما امکان نگه داشتن قطعات چهارگوش و اشکال کمتر منظم را می دهد.
• سه نظام ترکیبی(Combination Chucks): این نوع سه نظام از نظر قیمتی بالاتر است اما باعث می شود تا تعداد ابزارهای موردنیاز برای ماشین‌کار کاهش یابد. در عمل، کار کردن با این نوع سه‌نظام سخت‌تر است، زیرا فک‌های آن باید به صورت دستی در موقعیت درست و هم‌مرکز با یکدیگر تنظیم شوند.
• سه نظام مغناطیسی(Magnetic Chucks): وقتی موادی تراش‌کاری می‌شوند که به اندازه کافی در مقابل نیروی بستن فک‌ها قوی نیست، از این مدل استفاده می‌شود. فقط قطعات آهنی با سه نظام مغناطیسی سازگار هستند.
• سه نظام کولت(Collet Chucks): اینها از سه فک یا بیشتر استفاده می‌کنند و طوری طراحی شده‌اند که تنها با قطعات استوانه‌ای کاملا هم سایز باشند. سه نظام های کولت دقیق و کارآمد هستند، اما هر کدام به محدوده باریکی از قطرها محدود می‌شوند. کولت‌ها اغلب برای نگه داشتن ابزارها استفاده می‌شوند.
• سه نظام مته و پین(Drill And Pin Chucks): اینها عموماً به عنوان سه نظام ثانویه استفاده می‌شوند که در یک کولت یا سه نظام یونیورسال قرار می‌گیرند. سه نظام مته و پین امکان نگه داشتن قطعات کوچک (یا ابزارهایی) را می‌دهند که برای سه نظام های معمولی بسیار کوچک هستند.

4. دستگاه مرغک (Tailstock)

دستگاه مرغک یکی از اجزای اصلی ماشین تراش CNC است. در مقابل کلگی و سه نظام و روی همان محور چرخش قرار می گیرد و می تواند به طور محکم روی انتهای دیگر قطعه کار چفت شود. این پشتیبانی اضافی می تواند برای مقاومت در برابر بارهای عملیاتی قابل توجه مهم باشد. از طرف دیگر، می‌توان یک مته را روی مرغک به کمک کلاهک های مختلف سوار کرد تا در محور چرخش قطعه کار سوراخ ایجاد کند. دستگاه مرغک معمولاً از یک نگهدارنده (ساقه) ابزار مخروطی مورس تشکیل شده‌اند که دارای یک سیستم باردهی دقیق است و امکان کنترل موقعیت طولی را فراهم می‌کند. عملکردهای دستگاه مرغک عبارتند از:

• نگه داشتن یک ابزار تراز (سنتر) برای ایجاد نیروی حمایت جانبی. از خم شدن قطعات بلند در حین براده برداری جلوگیری می‌کند.
• نگه داشتن یک سه نظام مته برای مته‌های کوچک. این سه نظام مته به سمت پیشانی بیرونی قطعه کار وارد می شود و سپس قطعه کار با یک عمق مشخص و دقیق سوراخ می کند.
• نگهداری مته بزرگتر با دنباله مخروطی مورس که بتواند به طور مستقیم انتهای قطعه کار را سوراخ کند.

5. محور مرغک (Tailstock Quill)

محور مرغک بخشی است که روی ساقه مخروطی مرس (Morse taper) چفت می‌شود. یک استوانه بیرونی است که اجازه می دهد سه نظام، مته و … به مرغک متصل شوند. محور مرغک بخش متحرکی است که می‌تواند برای .سوراخ‌کاری یا پایدارسازی مرکز قطعه کار به سمت آن هدایت شود.

6. سوئیچ پایی یا پدال پا

سوئیچ پایی یا پدال‌های پایی به اپراتور اجازه می‌دهند تا زمانی که دستشان درگیر ماشین است، مستقیماً راه‌اندازی یا عملکردهای باز و بستن قطعه کار از روی ماشین را کنترل کنند. بعلاوه این پدال‌ها می‌توانند چندین عملکرد مانند باز/بستن سه‌نظام (در صورت پنوماتیک یا هیدرولیک بودن)، موقعیت‌یابی مرغک (برای تراز و پشتیبانی کردن قطعه کار) و عملکرد به عنوان توقف اضطراری برای جلوگیری از خطاهای برنامه‌نویسی و/یا حوادث داشته باشند.

7. پنل کنترل CNC

کنترلرهای اپراتور روی یک دستگاه تراش CNC معمولاً از دو بخش تشکیل شده‌اند: پنل دستگاه و پنل کنترل. پنل دستگاه به اپراتور اجازه می دهد تا ویژگی های عملیاتی ابزار و موقعیت براده برداری را تنظیم کند. از این صفحه برای تنظیم دستی (انجام تغییرات کوچک در موقعیت) محورهای محرک دستگاه استفاده می‌کند. از طرف دیگر، می‌توان از پنل کنترل برای وارد کردن برنامه‌ها به حافظه و ویرایش یا تغییر برنامه‌هایی که قبلاً در حافظه هستند استفاده کرد. این قسمت از عملیات روی صفحه نمایشی یکپارچه دیده می‌شود و G-Code وارد یا اصلاح شده را نشان می‌دهد.

8. تارت یا برجک ابزار (Tool Turret)

تارت ابزار، بخش اجرایی اصلی یک ماشین تراش CNC است. ابزارهای مختلف در موقعیت عملیاتی قرار می گیرند و مشخصات دقیق محل‌های برشی آن‌ها در تنظیمات دستگاه ثبت می‌شود. می‌توان هر ابزار را در برجک به طور جداگانه در موقعیت برش قرار داد. این ویژگی با دستگاه‌های تراش دستی (قلم گیر) متفاوت است، زیرا انتخاب و قرارگیری ابزار به طور خودکار انجام می‌شود.

ماشین تراش CNC چیست؟

دستگاه تراش سی ان سی یک ماشین تمام اتوماتیک است که قادر به انجام عملیات تراشکاری و سوراخکاری با دقت بالا می‌باشد. این دستگاه از برنامه‌نویسی G-code برای تولید کاهشی (برش) استفاده می‌کند و کار خود را با یک قطعه خام مناسب یا یک پیش‌فرم آغاز می‌کند.

تراش‌های اتوماتیک (سی ان سی) به اپراتورها اجازه می‌دهند تا در حین کار دستگاه بر روی وظایف دیگر تمرکز کنند، به این ترتیب بهره‌وری را افزایش می‌دهند و در عین حال قطعاتی دقیق‌تر از ماشین‌های دستی تولید می‌کنند.

نحوه عملکرد دستگاه تراش سی ان سی

یک ماشین تراش CNC با خواندن Gکد که نسخه‌ای ترجمه‌شده از کد طراحی CAD است، کار می‌کند. فایل جی کد ساخت قطعات پیچیده را به صورت خودکار انجام می‌دهد و با دقت بالا و در زمان‌های پردازش کوتاه (پس از تنظیم اولیه) قطعاتی با دقت بالا را به طور تکراری تولید می‌کند. قبل از ساخت چندین قطعه، باید دقت اولین قطعه با استفاده از نقشه فنی بررسی شود.

در بیشتر موارد، موتور هد استوک یک موتور سنکرون تک فاز یا سه فاز است که از درایو فرکانس متغیر استفاده می‌کند. سایر محورها معمولاً توسط موتورهای پله‌ای هدایت می‌شوند تا کنترل حلقه باز را امکان‌پذیر کنند.

تراش سی ان سی نوعی ماشین انعطاف‌پذیر است که می‌تواند وظایف دقیق و تکراری را با پیروی از برنامه‌ریزی خود انجام دهد. دو قطعه ساخته شده از یک کد باید اساساً غیرقابل تشخیص از یکدیگر باشند.

چگونه اجزای دستگاه تراش سی ان سی را شناسایی کنیم؟

برای شناسایی اجزای دستگاه تراش سی ان سی، مطالعه دفترچه راهنمای کاربر و تصاویر انفجاری دستگاهتان توصیه می‌شود. قبل از شروع به تراشکاری فلز، باید درک روشنی از هر یک از اجزاء داشته باشید. توضیحات مربوط به عناصر دستگاه (کلگی، سه‌نظام، بستر تراش و غیره) عمومی هستند. نام‌گذاری و چیدمان ممکن است بین سازندگان مختلف متفاوت باشد. نمودار دستگاه تراش برای ابزار شما، نام‌گذاریِ سازنده را به شما ارائه می‌دهد.

بهترین ارتقاء برای قطعات ماشین تراش CNC چیست؟

بهترین ارتقاء برای قطعات ماشین تراش CNC بسته به نیازهای کاربر متفاوت خواهد بود. بسته به کیفیت قطعات در دستگاه تراش می‌توان طیف وسیعی از بهبودهای احتمالی را در نظر گرفت. به عنوان مثال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. کنترلر بهتر: سخت‌افزار بهتر کنترلر می‌تواند قابلیت‌ها و ویرایش برنامه را بهبود ببخشد. سخت‌افزار کنترلر از منابعی مانند خود شرکت تولید کننده دستگاه و نیز نمایندگی تعمیران و فروش و خرمات پس از فروش قابل تهیه است.
2. ابزارهای بهتر: مته‌ها، ابزارهای برش، برقوها و دیگر ابزار با کیفیت بالا تأثیر قابل توجهی بر کیفیت قطعه و بازدهی تولید دارند. به طور کلی، ابزارهای کاربید نوک الماسه نتایج بهتری می‌دهند، اما باید با دقت لازم با آنها کار شود.
3. سه‌نظام‌های هیدرولیک یا پنوماتیک: این نوع سه نظام‌ها برای اکثر مدل های دستگاه موجود هستند و می‌توانند زمان بارگیری و باز کردن قطعه کار از دستگاه را کاهش دهند. ارائه‌دهندگان غیرمتخصص این سه نظام‌ها، مانند آمازون و علی‌اکسپرس، منابع خوبی برای خرید سه نظام‌های پس از تولید (افترمارکت) هستند. نظرات کاربران را مطالعه کنید و قبل از خرید مطمئن شوید که بدانید چه چیزی می‌خرید. در سطح بالاتر، برخی تولیدکنندگان صاحب‌نام‌ در این حوزه به شدت توصیه می‌شوند.
4. بهبود سیستم خنک‌کاری: خنک‌کننده در عملیات برشکاری فلزِ باکیفیت حیاتی است و حتی برای برخی از انواع پلاستیک نیز مهم است. بسیاری از ماشین‌های رده ابتدایی، قابلیت اعمال خنک‌کننده خودکار محدودی دارند (یا اصلا ندارند). سیستم‌های خنک‌کننده سیستمی در این زمینه بسیار مؤثر هستند.
5. پوشش کامل دستگاه: یک پوشش ایمنی صداگیر می‌تواند محیط اطراف دستگاه را بهبود بخشد. این پوشش‌ها از پاشش مایع خنک‌کننده جلوگیری می‌کنند و از کارگران در برابر آسیب محافظت می‌کنند.

قطعات ماشین تراش CNC را از کجا می توان تهیه کرد؟

قطعات ماشین تراش CNC را می توان از تولیدکنندگان این نوع دستگاه ها که تجهیزات مخصوص به هر مدل را ارائه می دهند، تهیه کرد. با این حال، بسیاری از لوازم جانبی تا حدی عمومی هستند و می توان آنها را با ریسک کم از منابع پس از فروش تهیه کرد. بسیاری از تامین کنندگان، کاتالوگ های کاملی از لوازم جانبی و ارتقاهای غیر اختصاصی به همراه ابزارهای برش متنوع ارائه می دهند.

ایمنی در کار با ماشین تراش CNC: یک راهنمای جامع

کار با ماشین تراش CNC، به دلیل سرعت بالا، دقت و ابزارهای برنده‌ای که استفاده می‌کند، می‌تواند بسیار خطرناک باشد. رعایت دقیق نکات ایمنی، ضروری‌ترین اقدام برای جلوگیری از حوادث و آسیب‌های جدی است. در ادامه به بررسی جامع نکات ایمنی در کار با ماشین تراش CNC می‌پردازیم.

قبل از شروع کار

• آموزش و تاییدیه: قبل از کار با دستگاه، آموزش‌های لازم را ببینید و از صلاحیت خود اطمینان حاصل کنید.
• بازرسی دستگاه: قبل از هر بار استفاده، دستگاه را از نظر وجود هرگونه آسیب، نشتی روغن، سایش ابزار و … بررسی کنید.
• محکم کردن قطعه کار: قطعه کار باید به صورت ایمن و محکم روی میز دستگاه ثابت شود تا از حرکت آن در حین کار جلوگیری شود.
• بررسی برنامه CNC: برنامه CNC را به دقت بررسی کنید تا از صحت آن اطمینان حاصل شود.
• استفاده از ابزار ایمنی: از عینک ایمنی، گوش‌گیر، دستکش ایمنی و لباس کار مناسب استفاده کنید.

حین کار با دستگاه

• تمرکز کامل: در حین کار با دستگاه، تمرکز خود را کامل بر روی کار حفظ کنید و از انجام کارهای دیگر خودداری کنید.
• دوری از مناطق خطرناک: از نزدیک شدن به قسمت‌های متحرک دستگاه مانند اسپیندل، ابزار و قطعه کار در حین کار خودداری کنید.
• استفاده از دکمه توقف اضطراری: محل دکمه توقف اضطراری را به خوبی بشناسید و در صورت بروز هرگونه مشکل، از آن استفاده کنید.
• نظارت بر فرایند: به طور مداوم فرایند تراشکاری را زیر نظر داشته باشید و در صورت مشاهده هرگونه مشکل، دستگاه را متوقف کنید.
• اجتناب از لمس قطعه کار داغ: پس از اتمام کار، به دلیل حرارت ایجاد شده، از لمس مستقیم قطعه کار خودداری کنید.

پس از اتمام کار

• تمیز کردن دستگاه: پس از اتمام کار، دستگاه را تمیز کرده و براده‌های فلزی را از روی آن جمع‌آوری کنید.
• نگهداری ابزار: ابزارها را تمیز کرده و در جای مناسب نگهداری کنید.
• قطع برق: پس از اتمام کار، برق دستگاه را قطع کنید.

نکات ایمنی کلی

• حفظ نظم و ترتیب در محیط کار: محیط کار را تمیز و مرتب نگه دارید تا از بروز حوادث جلوگیری شود.
• جلوگیری از شوخی و بازیگوشی: در محیط کار از شوخی و بازیگوشی خودداری کنید.
• عدم استفاده از لباس‌های گشاد: از پوشیدن لباس‌های گشاد، دستکش‌های بلند و زیورآلات خودداری کنید.
• توجه به علائم ایمنی: به علائم ایمنی نصب شده بر روی دستگاه توجه کنید.
• آموزش همکاران: همکاران خود را در مورد نکات ایمنی آموزش دهید.

خطرات احتمالی و اقدامات پیشگیرانه

• برخورد با قطعات متحرک: استفاده از حفاظ‌های ایمنی، دوری از مناطق خطرناک
• آسیب دیدگی چشم: استفاده از عینک ایمنی
• آسیب دیدگی دست: استفاده از دستکش ایمنی، اجتناب از لمس قطعات متحرک
• برق گرفتگی: اطمینان از زمین بودن دستگاه، عدم دستکاری سیم‌های برق
• آتش‌سوزی: استفاده از مواد اشتعال‌زا در نزدیکی دستگاه، بررسی سیستم خنک‌کاری دستگاه

خلاصه

ماشین‌های تراش CNC ابزارهای قدرتمندی هستند که می‌توانند برای تولید طیف وسیعی از قطعات با دقت و تکرارپذیری بالا استفاده شوند. با استفاده از این دستگاه‌ها، می‌توانید راندمان تولید خود را افزایش داده و نیاز به نیروی انسانی را کاهش دهید.در این مقاله در باره 8 بخش اصلی ماشین تراش CNC بحث شد.این مقاله برای اولین بار در سایت بازارگاه الکترونیکی ساخت و تولید ایران به نشانی Digimfg.ir منتشر شده است.

منابع

xometry.com/resources/machining/cnc-lathe-parts

سلب مسئولیت

محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگی‌های طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه می‌شود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.