ماشین سوراخکاری:قطعات، انواع و کاربردها

آخرین به روزرسانی

مقدمه

ماشین سوراخکاری یا ماشین مته یا ماشین دریل به انگلیسی Drilling Machines طراحی شده است تا سوراخ های استوانه ای دقیق را تقریباً در هر ماده ای برش دهد. انواع مختلفی از ماشین های سوراخکاری در بازار موجود است. از دریل های دستی گرفته تا ماشین های سوراخکاری برجک دار چند کله (turret)، هر نوع مزایا، معایب و موارد استفاده‌ ایده‌آل خود را دارد. در این مقاله قسمت‌ های مختلف یک ماشین سوراخکاری، انواع مختلف ماشین‌ ها و کاربردهای خاص این ماشین‌ها را شرح خواهیم داد.

ماشین سوراخکاری چیست؟

ماشین سوراخکاری یک ابزار برقی است که برای ایجاد سوراخ های استوانه ای در یک قطعه کار استفاده می شود. سر مته (tool bit) با سرعت بالا می چرخد و به داخل قطعه کار فشار داده می شود تا یک سوراخ استوانه ای ایجاد کند که یا به صورت نیمه (سوراخ کور- blind hole) یا کامل از قطعه عبور می کند (سوراخ از سرتاسر قطعه – through hole).

سرعت یک ماشین سوراخکاری قابل تنظیم است و سرعت تغذیه به داخل قطعه کار می تواند به صورت دستی یا خودکار باشد. ماشین های سوراخکاری را می توان مستقیماً به یک کف بتنی، به یک میز کار یا حتی به صورت قابل حمل نصب کرد. شکل 1 زیر نمونه ای از یک ماشین سوراخکاری صنعتی است:

کاربردهای ماشین سوراخکاری چیست؟

ماشین سوراخکاری ابزاری است که برای سوراخ کردن مواد مختلف مانند فلز، سرامیک، چوب یا پلاستیک استفاده می شود. این نوع ماشین می تواند قابل حمل یا ثابت باشد. ماشین های سوراخکاری بسیار متنوع هستند و می توان از آن برای ایجاد انواع مختلف سوراخ و اشکال هندسی به شرح زیر استفاده کرد:

1. سوراخکاری (Drilling): رایج ترین استفاده از ماشین سوراخکاری، ایجاد سوراخ های کور یا سرتاسری در یک قطعه کار است.
2. برقوکاری (Reaming): برای تکمیل یک سوراخ از قبل سوراخ شده، برای بهبود دقت ابعادی و پرداخت سطحی سوراخ مورد استفاده قرار می گیرد.
3. خزینه کاری (Countersinking): ممکن است پس از سوراخ کردن یک سوراخ لازم باشد در قطعه کار یک خزینه (countersink) ایجاد شود. یک سوراخ خزینه دار دارای یک برش مخروطی است تا سر یک اتصال دهنده که باید هم سطح یا پایین تر از سطح یک قطعه نهایی باشد را در خود جای دهد.
4. رزوه زنی یا قلاویزکاری (Tapping): پس از سوراخ کردن سوراخ، ممکن است لازم باشد که رزوه شود تا یک اتصال دهنده رزوه دار مانند پیچ یا مهره را بپذیرد. برای برش رزوه های داخلی می توان یک قلاویز (tap) را به دستگاه وصل کرد.
5. مته کاری بزرگتر کردن سوراخ (Boring): می توان از دستگاه سوراخکاری برای افزایش قطر یک سوراخ موجود از طریق فرایند مته کاری بزرگتر کردن سوراخ استفاده کرد.
6. پیش خزینه (Counterboring): از یک ابزار پیش خزینه برای ایجاد یک برش استوانه ای کم عمق و بزرگتر استفاده می شود تا سر یک اتصال دهنده با سطح کار یا زیر آن قرار گیرد.

ماشین سوراخکاری چگونه کار می کند؟

یک ماشین سوراخکاری با چرخاندن سریع سر مته و پایین آوردن آن به محل مورد نظر با سرعت و بار (feed rate) از پیش تعریف شده به سرعت کار می‌کند تا سوراخ های استوانه ای را در قطعه کار ایجاد کند. در حین سوراخکاری، قطعه کار باید به طور ایمن با استفاده از گیره روی میز مته محکم شود.

اکثر دستگاه های سوراخکاری با دریل در موقعیت عمودی قرار می گیرند، با این حال، برخی مته های تخصصی برای سوراخ کاری افقی طراحی شده اند. این جهت گیری معمولاً امکان سوراخ کردن سوراخ های عمیق را در قطعات بلند فراهم می کند که در آن یک آرایش عمودی غیرعملی خواهد بود. اگر سوراخکاری در جهت دیگری مورد نیاز باشد باید قطعه مجدداً موقعیت یابی شود. سرعت ماشین برای ابزارهای برش مختلف یا مواد مختلف قابل تنظیم است.

قطعات یک ماشین سوراخکاری چیست؟

یک ماشین سوراخکاری دارای چندین جزء کلیدی است که برای سوراخ کردن سوراخ‌های دقیق و یکنواخت با هم کار می‌کنند. اجزای اصلی یک دستگاه سوراخکاری در زیر لیست شده است:

1.پایه (Base)

پایه دستگاه سوراخکاری از دستگاه پشتیبانی می کند و می تواند یا روی کف کارگاه ثابت شود یا در مورد ماشین های کوچکتر روی میز کار نصب شود. برخی از پایه ها دارای شکاف هایی هستند که امکان پیچ و نگه داشتن قطعات بزرگتر را فراهم می کند که نمی توانند روی میز جا شوند.

2.ستون (Column)

ستون معمولاً یک سازه استوانه ای توخالی است که پایه، میز و کله (head) یک دستگاه سوراخکاری را به هم متصل می کند. ستون همچنین به عنوان یک لغزنده خطی عمل می کند که میز روی آن بالا و پایین می رود. هنگامی که میز در موقعیت مورد نظر قرار گرفت، آن را به ستون می بندند.

3.بازو (Arm)

در ماشین‌های سوراخکاری بزرگتر بازو به ستون متصل می‌شود و برای پشتیبانی از اسپیندل (spindle) و سه نظام (chuck) استفاده می‌شود. بازو همچنین اجازه حرکت در جهت عمود بر ستون را می دهد. ماشین های کوچکتر بازو ندارند و در عوض، اسپیندل نسبتاً نزدیک به ستون روی مجموعه کله قرار گرفته است.

4.کله مته (Drill Head)

کله مته شامل اسپیندل، مکانیزم تغذیه و سه نظام است. اسپیندل معمولاً توسط یک موتور الکتریکی از طریق گیربکس به حرکت در می آید. برای ماشین های بزرگتر با بازو، قدرت موتور الکتریکی می تواند از طریق مجموعه ای از تسمه ها و قرقره های V شکل منتقل شود.

5.میز کار (Worktable)

میز یک سطح پایدار برای قطعه کار فراهم می کند. برای تنظیم فاصله سرمته از قطعه کار می توان آن را بالا یا پایین برد. میز همچنین دارای شیارهای T یا سوراخ هایی برای تسهیل بستن قطعه کار است. به عنوان مثال، در مقایسه با یک دریل باندی (gang drill)، یک دریل حساس (sensitive drill) یک میز کار بسیار کوچکتر دارد. یک میز کار برای ماشین سوراخ‌کاری حساس برای بارهای سنگین طراحی نشده است، در حالی که میز کار دریل باندی برای این منظور طراحی شده است.

6.مکانیزم تغذیه(Feed Mechanism)

مکانیزم تغذیه برای کنترل سرعت پایین آمدن مته به داخل ماده طراحی شده است. سرعت تغذیه بهینه و سرعت سرمته با توجه به نوع ماده در حال سوراخ شدن و اندازه سرمته تعیین می شود.

7.اسپیندل (Spindle)

اسپیندل یک مجموعه شفت با یاتاقان است که موتور الکتریکی را به سه نظام متصل می کند. اسپیندل ها به گونه ای طراحی شده اند که کمترین خروج از مرکز چرخشی یا کمترین لنگی را داشته باشند تا سوراخ های حفر شده هم مرکز باشند.

8.سه نظام (Chuck)

سه نظام مته مکانیزمی است که برای گرفتن مته و انواع ابزارهای مورد بحث در بالا به اندازه کافی محکم استفاده می شود تا از لیز خوردن مته در حین عملیات سوراخ کاری جلوگیری شود. سه نظام مته معمولا دارای سه فک است که موقعیت آنها را می توان برای اندازه های مختلف سرمته تنظیم کرد. هنگامی که این فک ها تنظیم می شوند، برای اندازه های مختلف قطر، به صورت شعاعی به سمت داخل یا خارج حرکت می کنند و مته را به طور محکم نگه می دارند.

9.موتور الکتریکی (Electric Motor)

موتور الکتریکی یا مستقیماً با گیربکس یا با مجموعه ای از تسمه ها و قرقره ها اسپیندل یا محور را به حرکت در می آورد. موتور الکتریکی را می توان هم به پایه دستگاه و هم در بالای ستون نصب کرد. همانند سرعت تغذیه، سرعت چرخش را می توان برای سرمته ها و مواد مختلف تنظیم کرد. دریل هایی که امکان رزوه زنی را فراهم می کنند نیز باید حداقل سرعت بسیار کمی روی موتور الکتریکی داشته باشند. در این مورد، یک VSD یا درایو سرعت متغیر(Variable Speed Drive) نصب می شود.

انواع مختلف ماشین های سوراخکاری چیست؟

انواع مختلفی از ماشین های سوراخکاری وجود دارد که هر کدام با در نظر گرفتن یک کاربرد خاص طراحی شده اند. در زیر برخی از رایج ترین انواع دستگاه های سوراخکاری ذکر شده است:

1.دستگاه سوراخکاری CNC یا (CNC Drilling Machine)

یک دستگاه سوراخکاری CNC از کنترل عددی کامپیوتری برای هدایت مته به طور دقیق و خودکار برای ایجاد سوراخ های پیچیده در قطعات کار استفاده می کند. این نوع دستگاه برای تولید انبوه قطعات با سوراخ های دقیق و پیچیده ایده آل است.

2.ماشین سوراخکاری حساس(Sensitive Drilling Machine)

ماشین سوراخکاری حساس برای سوراخکاری با حجم کم و قطر کوچک طراحی شده است. سرعت تغذیه این ماشین ها به صورت دستی با چرخاندن یک چرخ که ابزار را به داخل قطعه کار هدایت می کند، کنترل می شود.این نوع ماشین به دلیل حساسیت اپراتور ماهر به حس کردن قطعه کار در زیر دریل و توانایی کنترل دقیق میزان فشار اعمال شده برای تکمیل عملیات سوراخکاری، “ماشین سوراخکاری حساس” نامیده می شود.

3.دریل رادیال (Radial Drill)

دریل رادیال نوعی دریل ستونی است که دارای یک بازوی رادیالی است که می تواند در جهات مختلف حرکت کند. این نوع دریل برای سوراخ های دقیق در قطعات کار بزرگ که نمی توان آنها را به راحتی روی میز دریل ستونی قرار داد، مناسب است.

4.ماشین سوراخکاری عمودی یا ایستاده (Upright Drilling Machine)

ماشین سوراخکاری عمودی یا ماشین سوراخکاری ایستاده از نظر ساختار شبیه به دریل حساس (sensitive drilling machine) است، اما از نظر قدرت و کاربری قوی‌تر و سنگین‌تر می‌باشد. این نوع ماشین سوراخکاری معمولاً دارای سیستم تغذیه خودکار (power feed) است که به طور اتوماتیک ابزار مته را به داخل قطعه کار فرو می‌برد. به همین دلیل، ماشین‌های سوراخکاری عمودی برای کاربردهای سنگین‌تر مناسب‌تر هستند.

5.ماشین سوراخکاری باندی (Gang Drilling Machine)

ماشین سوراخکاری باندی دارای چندین ستون مستقل است که هر کدام دارای درایو و اسپیندل (spindle) خود هستند که به یک پایه مشترک متصل شده‌اند. این نوع ماشین‌ها معمولاً زمانی استفاده می‌شوند که باید چندین عملیات متوالی مانند سوراخکاری و سپس قلاویزکاری (tapping) انجام شود. در مقابل، دریل چند اسپیندل (multi-spindle drill) معمولاً برای سوراخکاری چندین سوراخ به طور همزمان طراحی شده است.

6.ماشین سوراخکاری عمیق (Deep-Hole Drilling Machine)

ماشین‌های سوراخکاری عمیق به طور معمول برای سوراخ‌هایی با نسبت قطر به عمق حداکثر 20:1 استفاده می‌شوند. این نوع ماشین‌ها معمولاً به صورت افقی قرار می‌گیرند تا قطعات کار بزرگ‌تر به پهلو روی آن‌ها قرار داده شوند و به مایع خنک‌کننده با فشار بالا نیاز دارند که برای شستشوی براده‌ها از محل برش به داخل سوراخ پمپ شود.

7.دریل چند کله (Multi-spindle Drill)

دریل چند کله دارای چندین مته است که می تواند به طور همزمان سوراخ ایجاد کند. این نوع دریل برای تولید انبوه قطعات با چندین سوراخ در یک الگوی خاص ایده آل است.

8. دریل قابل حمل (Portable Drilling Machine):

دریل دستی نوعی دریل قابل حمل است که با نیروی دست کار می کند و برای سوراخکاری های سبک به کار می رود. این نوع دریل می تواند با باتری، هوای فشرده یا برق (از طریق کابل) کار کند. دریل دستی برای مصارف خانگی ایده آل است.

9.دریل مینیاتوری (Micro Drill Press):

دریل مینیاتوری یک نوع دریل کوچک است که با نیروی دست کار می کند و برای سوراخکاری های بسیار دقیق و ظریف به کار می رود. این نوع دریل در مواردی که نیاز به سوراخ های بسیار کوچک و دقیق است، مانند ساخت زیورآلات یا قطعات الکترونیکی، استفاده می شود.

10. دریل برجک دار (Turret-Type Drilling Machine):

دریل برجک دار یا تارت دار دارای چندین ابزار مختلف است که به یک برجک یا تارت چرخان متصل شده اند. این نوع دریل برای تولید انبوه قطعاتی که نیاز به سوراخکاری با اندازه ها و عمق های مختلف دارند، به کار می رود. دریل برجک دار در هر بار فقط یک سوراخ ایجاد می کند.

11.دریل مغناطیسی (Magnetic Drill)

دریل مغناطیسی یک نوع دریل برقی است که از یک پایه مغناطیسی برای اتصال به قطعات کار فلزی استفاده می کند. این نوع دریل برای سوراخ های دقیق در سطوح عمودی یا افقی قطعات فلزی بزرگ ایده آل است.

آیا ماشین سوراخکاری ضروری است؟

بله، ماشین سوراخکاری برای هر کارگاهی ضروری است. حداقل نیاز هر کارگاهی یک دریل دستی و یک ماشین سوراخکاری حساس (sensitive drilling machine) است.

انتخاب بهترین ماشین سوراخکاری

انتخاب بهترین نوع ماشین سوراخکاری (ماشین دریل) برای یک کاربرد خاص می تواند دشوار باشد، زیرا تنوع این نوع ماشین ها در بازار بسیار زیاد است. در ادامه به برخی از کاربردهای رایج و بهترین نوع ماشین سوراخکاری برای هر کاربرد اشاره می کنیم:

1. حجم کم: برای مصارف کم، بهترین نوع ماشین سوراخکاری، دریل های دستی و دریل های حساس (sensitive) هستند.
2. کارهای سنگین: برای کارهای سنگین، بهترین نوع ماشین سوراخکاری، دریل های بازویی شعاعی (radial arm) و دریل های ستونی (upright) هستند.
3. حجم بالا: اگر به دنبال تولید انبوه هستید، بهترین نوع ماشین سوراخکاری، دریل های برجک (turret)، دریل های چند اسپیندل (multiple spindles) و دریل های باندی (gang) هستند.

نکاتی برای انتخاب بهترین ماشین سوراخکاری

• نوع کاربرد: اولین قدم برای انتخاب بهترین ماشین سوراخکاری، تعیین نوع کاربرد آن است. به عنوان مثال، اگر به دنبال دریل برای مصارف خانگی هستید، یک دریل دستی یا دریل حساس می تواند نیاز شما را برآورده کند. اما اگر به دنبال دریل برای کارهای صنعتی هستید، به یک دریل قوی تر مانند دریل بازویی شعاعی یا دریل ستونی نیاز خواهید داشت.
• بودجه: قیمت ماشین های سوراخکاری می تواند از چند صد هزار تومان تا چند میلیون تومان متغیر باشد. قبل از خرید، بودجه خود را تعیین کنید و به دنبال ماشینی باشید که در محدوده بودجه شما باشد.
• ویژگی ها: ماشین های سوراخکاری در ویژگی های مختلفی مانند سرعت، قدرت، اندازه و قابلیت تنظیم ارائه می شوند. قبل از خرید، به ویژگی های مورد نیاز خود برای کاربرد مورد نظرتان فکر کنید.

انتخاب بهترین ماشین سوراخکاری به عوامل مختلفی مانند نوع کاربرد، بودجه و ویژگی های مورد نیاز شما بستگی دارد. با در نظر گرفتن این عوامل می توانید بهترین نوع ماشین سوراخکاری را برای نیازهای خود انتخاب کنید.

نکات ایمنی مهم در هنگام استفاده از ماشین سوراخکاری

1. همیشه از عینک ایمنی برای محافظت از چشمان خود در برابر براده های فلز و سایر ذرات استفاده کنید.
2. از دستکش های ایمنی برای محافظت از دستان خود در برابر آسیب استفاده کنید.
3. قبل از شروع کار، از تیز بودن مته اطمینان حاصل کنید.
4. از سرعت و پیشروی مناسب برای نوع ماده ای که در حال سوراخ کردن هستید استفاده کنید.
5. از گیره برای ثابت کردن قطعه کار در جای خود استفاده کنید.
6. هرگز از دستگاه سوراخکاری در شرایط خیس یا مرطوب استفاده نکنید.
7. قبل از هرگونه تنظیم یا تعمیر، دستگاه را از برق جدا کنید.

سوالات متداول

خلاصه

ماشین های سوراخکاری ابزارهای قدرتمندی هستند که می توانند برای ایجاد سوراخ های دقیق در انواع مختلف مواد استفاده شوند. انواع مختلفی از ماشین های سوراخکاری وجود دارد که هر کدام برای کاربرد خاصی طراحی شده اند. هنگام استفاده از دستگاه سوراخکاری، رعایت نکات ایمنی برای جلوگیری از آسیب دیدگی بسیار مهم است.این مطلب برای اولین بار در سایت بازارگاه الکترونیکی ساخت و تولید ایران به نشانی DIGIMFG.ir منتشر شده است.

منابع

xometry.com/resources/machining/drilling-machines

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.