ماشین فرز مدلسازی چیست
ماشین فرز مدلسازی چیست
ماشینهای مدلسازی در مقایسه با ماشینهای براده برداری چوب و ماشینهای ابزار دارای ساختمان مخصوص به خود است. ماشینهای فرز که به عنوان ماشینهای مدلسازی طراحی می شوند، اغلب به عنوان ماشینهای فرز مدلسازی مشخص می شود. مشخصه ماشینهای مدلسازی عبارت اند از:
-با توجه به ساختمان ماشین فرز و سرعت فرزکاری، برای فرزکاری مواد مختلف مثل چوب، اسفنج، چدن ، فولاد و آلومینیم به کار می رود
-درجه بندی خط کشها و اندازه گیرها با در نظر داشتن میزان انقباض
-باردهی دستی در سرعتهای بیش از ۴۲m/s
ماشین فرز – مته عمودی
بسته به وضعیت محور کار نسبت به میز کار، در ماشین کاری دو نوع ماشین فرز افقی و عمودی وجود دارد. از آنجا که در مدلسازی فقط ماشینهای فرز عمودی به کار می روند تمایز دیگری بین این ماشین وجود دارد. ماشینهای فرز که موتور و یاتاقانهای محور کار در بالای میز قرار می گیرد ماشین فرز از بالا نام دارند و ماشینهایی که موتور و یاتاقانهای محور کار در زیر میز ماشین قرار می گیرد، ماشین فرز میزی نامیده می شود.
ماشین فرز عمومی
منظور از ماشین فرز عمومی ماشینهایی هستند که قابلیت مختلف کاری دارند. این قابلیت کاری به وسیله ساپورتهای طولی، عرضی و دورانی و نیز جابه جایی کلگی محور کار صورت می گیرد.
ماشین فرز از بالا
ماشین فرز از بالا با باردهی دستی
در این ماشینها به خاطر دور بالا (بالاتر از ۱۵۰۰۰ دور در دقیقه) می توان با باردهی دستی کار کرد. بدین ترتیب کارهای پیچیده را می توان بدون صرف وقت باز و بسته کردن کار انجام داد.
انواع ماشین فرز از بالا
با اضافه کردن میز می توان ارتفاع سطح قطعه را نسبت به تیغه فرز تنظیم کرد. این ماشینهای مدلسازی برای براده برداری های خشن و سنگین به کار نمی رود، بلکه برای براده برداری ظریف مدلهای کوچک و متوسط طراحی شده است.
ماشین فرز دستی
این ماشین فرز دستی قابل حمل، نوعی رنده دستی الکتریکی است. این ماشین برای فرز کاری شکاف در مدلهای بزرگ به کار می رود.
ماشین فرز دیوار بازویی
هرگاه در کارگاه دیوار محکم و پایداری وجود داشته باشد می توان با بستن این ماشین فرز به دیوار عمل فرز کاری را انجام داد. این ماشین فرزهای بازویی برای براده برداری بلوکه های مواد اسفنجی مناسب است.
ماشین فرز پایه دار
از این نوع ماشین فرز می توان برای ساخت مدلهای اسفنجی استفاده کرد. این ماشین فرز به خاطر محکم نشدن به دیوار دارای آزادی حرکت بیشتری است.
جلوگیری از خطرات در ماشین فرز با باردهی دستی
در ماشینهای فرز با باردهی دستی برخلاف ماشینهای فرز دارای سپورت، خطر (پس زدن) وجود دارد. از آنجا که نیروی پس زدن تابعی از نیروی براده برداری است و نیروی براده برداری نیز بستگی به سطح مقطع براده دارد، همواره باید سطح مقطع مناسب براده برداری مد نظر باشد.
خواسته فوق با دور بیش از ۱۵۰۰۰ دور در دقیقه، عمق براده برداری و باردهی کمتر عملی است، جهت جلوگیری از اشتباه در محدودیت ضخامت براده برداری با باردهی دستی، باید قطر ابزارهای به کار رفته کمتر از ۱۶mm باشد. برای کاهش نیروی پس زن از ابزار تیز استفاده می شود و نیز جهت پیشروی و تغذیه خلاف دوران تیغه فرز انتخاب می شود. سایر اقدامات جهت جلوگیری از حوادث عبارت است از: پوشش پلاکسی گلاس فرز برای قسمتی از تیغه فرز که مورد استفاده قرار نمی گیرد و نیز بستن کار در خارج از محدوده خطر تیغه فرز.
ساختمان ماشین فرز از بالا با باردهی دست
اجزاء اصلی ماشین فرز کوچک عبارت اند از: صفحه میز، ستون، بازوی حامل و ساپورت. تنظیم ارتفاع حدودی و دقیق به ترتیب با چرخ دستی ۴ یا فقط به وسیله دسته ۱۱ صورت می گیرد. در مورد اول بازوی حامل روی میله یا پیچ ذوزنقه ای و در مورد دوم سپورت قائم روی درجه بندی دقیق حرکت می کند. دقت قرائت در هر دو حالت ۰/۱mm است. ساپورت و سیستم فرز را می توان در خارج بازوی حامل به طور مایل تنظیم کرد و بدین منظور درجه بندی زاویه ای در کنار ساپورت نصب شده است.
تجهیزات ماشین فرز از بالا برای باردهی دستی
جهت توسعه موارد استعمال ماشین فرز کوچک از ساپورت صلیبی نیز استفاده می شود. ضمنا وقتی دور ابزار پایین و قطر آن بیش از ۱۶mmاست و یا اینکه دقت هدایت دستی کافی نیست از ساپورت صلیبی استفاده می شود. ساپورت طولی و عرضی به وسیله چرخ دستی و میز گرد به طور مستقیم حرکت می کند. سایر امکانات جهت هدایت کار عبارت اند از: راهنما و تکیه گاه طولی، میز گردان، تکیه گاه مایل قابل تنظیم و پین مرکزیاب. هرگاه ماشین فرز کوچک روی میز قرار داده نشود احتیاج به یک پایه فرز دارد.
ابزار ماشین فرز با باردهی دستی
ابزار ماشینهای فرز مدلسازی فوق، به وسیله فشنگی و مهره روی آن محکم بسته می شود. بدین جهت این ماشینهای فرز به صورت فرزهای محوری ساخته می شوند. برای فرزکاری سطوح، فرزهای چاقویی به کار می رود. انواع فرزهای مختلف مانند یک لبه ای، دو لبه ای، فرز راهنما دار و غیره است. جنس تیغه فرز چوب مدلسازی HSS تندبر و جنس تیغه فرز چوبهای پرسی، رزین مصنوعی، رزینهای ریختگی و آلومینیم فلز سخت (HM)است.
ماشین فرز از بالا با باردهی مکانیکی
ساختمان ماشین
قسمت حامل این ماشینها بستر ماشین است که ستون ماشین هم روی آن نصب می شود. روی بستر ماشین از پایین به بالا به ترتیب ساپورت عرضی و ساپورت طولی و میزکار قرار داده می شود. با طراحی ریلهای هادی روی اجزاء فوق میز ماشین قابلیت حرکت طولی، عرضی و دورانی پیدا می کند. ریلهای هادی روی ستون ماشین به بازوی حامل آزادی حرکت قائم را می دهد. کلگی فرز حامل محور موتور و یاتاقان بندی آن است. کلگی فرز روی بازوی حامل قابل چرخش است و به علاوه روی ریل هادی حرکت قائم ارد.
مراحل کار
حرکت براده برداری به عنوان حرکت اصلی به وسیله محور فرز انجام می گیرد. محدوده سرعت بین ۳۰ تا ۳۰۰۰ دور در دقیقه است که دور پایین مخصوص براده برداری فلز و دور بالا مخصوص براده برداری چوب است. تغذیه بار می تواند به وسیله میز و در نتیجه قطعه کار و یا به وسیله کلگی فرز یا ابزار صورت گیرد که درواقع در مورد اول عمل فرزکاری و در مورد دوم عمل مته کاری انجام می شود بدین جهت ماشینهایی که دارای چنین قابلیتهای کاری هستند ماشین عمومیفرز – مته نامیده می شود. حرکتهای میزکار و بازوی حامل کلگی فرز به طور مکانیکی با فلکه دستی و یا به طور خودکار با توجه به تابلو سرعتها انجام می گیرد.
انواع ساختمان
این نوع ماشینها با توجه به کارهای مختلف و متنوع بودن جنس آنها به طور عمومی (یونیورسال) ساخته می شود. گذشته از اینها از نظر طراحی ترجیح داده می شود که ماشین مورد نظر به عنوان ماشین ابزار قالبسازی و نیز به عنوان ماشین مدلسازی چوبی و فلزی طراحی شود.بدین جهت بایستی موارد متمایز زیر مدنظر باشد:
-دور بالا و پیشروی بیشتر برای مدلهای چوبی و اسفنجی
-یاتاقانها و ریلهای هادی محکم و پایدار برای قالبسازی، به دلایل فوق وزن و قیمت ماشینهای مدلسازی و قالبسازی با هم تفاوت دارد.
ماشینهای فرز کپی، مدل و یا قالب را براساس یک الگو که قطعه کپی نامیده می شود درست می کنند.
با استفاده از قلم کپی تغییرات اندازه روی قطعه کپی به وسیله شیر کنترل هیدرولیکی به رنده کار منتقل می شود. البته شیر کنترل نیروهای وارده بر رنده تراش را نیز تحمل می کند. در کپی تراشی دو حرکت به موازات محور کار و نیز عمود بر آن موجود است که به طور دستی و یا خودکار قابل اجرا هستند.
ابزار
بستن ابزار
ماشین عمومی فرز – مته دارای سوراخ مخروطی جهت بستن ابزار است. ابزار نیز علاوه بر مخروط بودن در یک قسمت از آن دارای دم رزوه داری است که با مهره موجود در روی ماشین محکم می شود. البته استفاده از گیره فشنگی به جای سوراخ مخروطی از نظر سرعت تعویض تیغه های فرز مناسب است.
میل فرز
میل فرز با سطح تخت نشیمن تیغه به همراه پیچ و مهره اتصال برای براده برداری چوب و مواد اسفنجی به کار می رود و بسته به نوع فرزکاری تیغ فرزهای مختلف استفاده می شود. توجه شود که تیغه فرزهای متقارن مثل تیغه فرز گرد یا تخت، دقیقا در مرکز بسته نشود. تا یکی از لبه های برش که براده برداری نمی کند، آزاد باشد.
فرز کف سای
برای براده برداری فلزی اغلب تیغه فرز کف سای با تیغه صفحه ای از جنس فلز سخت (HM) به کار می رود.
گیره فشنگی
برای براده برداری فلزات سبک و چدن اغلب از تیغه فرز انگشتی از جنس تندبر (HSS) استفاده می شود. این تیغه فرزها محور استوانه ای دارد که به وسیله گیره فشنگی گرفته می شود. فشنگیها همچنین جهت گرفتن مرغک مرکزیاب استفاده می شود که برای تنظیم قطعه کار به کار می رود.
قید (فیکسچر)
شیار به شکل (T) برای گرفتن قطعه کار به کار می رود. در این شیارها پیچ و یا مهره (T) شکل قرار گرفته و قطعه کار به وسیله سطح شیب دار، شیار و مهره T شکل محکم بسته می شود.
ماشین فرز میزی
پایه و میز ماشین دارای ساختمان مقاوم ریختگی یا جوشکاری است. پایه ماشین حامل موتور و یاتاقان بندی محور فرز است. محور فرز می تواند با استفاده از استوانه های تلسکوپی دارای قابلیت حرکت کشویی شود. دراین ماشین با تغییر زاویه محور فرز، سیستم تغییر زاویه د رپایه ماشین نصب می شود. در ماشین فرز صلب، محور فرز قابلیت تغییر زاویه ندارد. در طراحی جدید این نوع ماشینها از میز دوار استفاده می شود و به همراه ریل راهنما و محکم شدن قطعه کار با محور خارج از مرکز کارهایی مثل فرزکاری زبانه با اطمینان کامل انجام می گیرد.
کاربرد در مدلسازی
این ماشینها اغلب در مبل سازی و در و پنجره سازی به کار می رود. در مدلسازی نیز برای فرزکاری شعاعی و فرزکاری فرم مدلهای اسفنجی بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. البته اتصال چارچوب در مدلهای توخالی نیز با استفاده از این ماشینها و فرزهای بشقابی دوتایی به طور اقتصادی ساخته می شود.
بستن ابزار
به وسیله مهره اتصال، قسمت مخروطی میل فرز در سوراخ مخروطی محور فرز محکم می شود. د رقسمت انتهای استوانه ای میل فرز، تیغه فرز و رینگهای فلزی تنظیم فاصله به ترتیب قرار گرفته و به وسیله مهره اطمینان محکم می شود. در صورت بالاتر بودن ارتفاع براده برداری زیر تیغه فرز، رینگهای فاصله گذاشته می شود.
دور آن از ۳۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ دور در دقیقه است که باید متناسب با قطر تیغه فرز انتخاب شود.
کارهای معمول مدلسازی با ماشین فرز میزی
فرزکاری زوارهای طولی مدلهای بزرگ چوبی و اسفنجی پلی استیرول
در تمام کارها باید تا حد ممکن از حفاظ تیغه فرز استفاده شود. حفاظ پشت ماشین فرز از جعبه محافظ و حفاظ جلو ماشین فرز از کمان فلزی تشکیل می شود. حفاظ جلو ماشین فرز، بسته به قطر تیغه فرز به کار رفته، از سوراخهای موجود روی راهنمای طولی آویزان و محکم می شود. به هنگام پیشروی قطعه کار، قطعه کار باید به طور یکنواخت به راهنمای طولی تکیه و حرکت داده شود. برای امتحان عمل فرزکاری همواره از چوب دراز و عریض استفاده می شود. از تیغه فرز با محدودیت ضخامت براده برداری استفاده کنید.
فرزکاری اتصالات شکافی در مدلهای توخالی
بهترین ماشین برای این کار ماشین با میز غلتکی و مجهز به گیره خارج از مرکز است. جعبه محافظ تا محدوده شکاف زنی به وسیله گونیای چوبی گسترش می یابد و قطعه کار توسط گیره روی کشویی فشار داده می شود. گیره ثابت به عنوان کنترل اندازه به کار می رود. از تیغه فرز بشقابی شکاف دار و با محدودیت ضخامت براده برداری استفاده می شود. دقت کنید به خاطر قطر زیاد این تیغه فرز، دور آن زیاد نباشد.
فرزکاری زوارهای باریک و پروفیلهای مشابه آن
این زوارها به قدری باریک هستند که نمی توان آن را حرکت داد و یا با گیره روی قطعه کشویی بست. برای از بین بردن خطر پس زدن و یا تماس دست با تیغه فرز از شانه فنری چوب سخت که در امتداد الیاف آن اره شده استفاده می شود. شانه چوبی به طور مایل و با زاویه ۷۰ درجه نسبت به راستای پیشروی زوار طراحی می شود که به عنوان پوشش فرز نیز عمل کند. شانه های چوبی باید طوری تنظیم شود که نیروی برش نتواند قطعه کار را از راهنمای طولی و یا میز بلند کند. به خاطر اینکه پیشروی قطعه کار با دست انجام می گیرد، حتما از تیغه فرز با محدودیت ضخامت براده برداری استفاده شود.