دستگاه فرز چیست؟
دستگاه فرز یکی از مهم ترین ابزارهایی است که در کارگاه‌های تولیدی به خصوص در صنایع فلزکاری مورد استفاده قرار میگیرد. به طور کلی از این دستگاه برای شکل دادن به محصول نهایی، برش، ایجاد شیار و تولید قطعات پیچیده با ابعاد بسیار دقیق استفاده می‌شود. این دستگاه علاوه بر تسهیل فرآیند تولید قطعات و کاهش اشتباهات رایج که توسط نیروی کار انسانی ایجاد می‌شود، باعث تسهیل فرآیندها و افزایش کیفیت قطعات می‌شود.
علاوه براین، عملیات براده برداری از روی سطوح قطعات کار نیز با استفاده از دستگاه فرز و با چرخش سریع ابزارهای برش نصب شده بر روی اسپیندل قابل انجام است.
دستگاه‌های فرز دارای انواع و کاربردهای بسیار متنوعی هستند که رایج ترین نوع آنها دستگاه‌های فرز عمودی، دستگاه فرز افقی و دستگاه فرز دروازه ای هستند. در ادامه این متن به انواع دستگاه‌های فرز اشاره خواهد شد و به صورت مختصر در مورد تفاوت و کاربرد آنها توضیحاتی ارائه می شود.
دستگاه فرز افقی
به این دستگاه، ماشین فرز ساده نیز گفته می شود ولی برای اکثر ماشینکاران این یک ماشین فرز افقی است. دلیلی این نامگذاری این است که بر خلاف
دستگاه فرز عمودی که در آن اسپیندل عمود بر میز کار است، در این این دستگاه اسپیندل موازی با میز کار بوده و ابزار تراش نیز بر روی اسپیندل قرار میگیرند که معمولا برای ایجاد شیار، اریب و شکاف‌ها روی سطح قطعه استفاده می‌شوند.
ابزار برش بر روی اسپیندل افقی دارای ثبات بیشتری بوده و در مقایسه با ماشین فرز عمودی امکان چرخش سریعتر و برش‌های عمیق‌تر را فراهم می‌کند.
در دستگاه‌های فرز افقی یک زانویی امکان حرکت عمودی میز کار را فراهم می کند. در ماشین فرز افقی اسپیندل در مکان خود ثابت است و این به این معناست که میز کار باید موازی با اسپیندل حرکت کند. در این نوع فرز امکان حرکت میز کار به صورت طولی، اریب و عمودی وجود دارد. گاها دستگاه فرز افقی دارای یک یا دو اسپیندل است که به ترتیب به آنها فرز سیمپلکس و دوبلکس گفته می‌شود.
امکان فرزکاری گروهی در ماشین فرز افقی نیز فراهم است که اتصال چندین ابزار برش بر روی اسپیندل افقی را ممکن می سازد. فرزکاری گروهی یک تکنیک عالی برای کاهش زمان تولید برای قطعات با شیارها یا شکاف های متعدد است.
دستگاه فرز عمودی
دستگاه فرز عمودی از رایج ترین دستگاه‌های فرز است که دارای یک اسپیندل عمودی است. تفاوت اصلی دستگاه‌های فرز عمودی و افقی در نوع قرارگیری اسپیدل است. در دستگاه عمودی، محور اسپیندل به صورت عمود بر میز کار بوده و ابزار برش در اسپیندل قرار میگیرد، در برخی دستگاه‌های فرز عمودی امکان حرکت اسپیندل توسط یک کویل به سمت بالا و پایین در راستای محور Z وجود دارد که در صورت حرکت عمودی کویل، دستگاه فرز می تواند مشابه دریل فشاری عمل کند. کلگی اسپیندل نیز که بر روی یک زاویه می چرخد بر روی یک ستون عمودی، ثابت است.
بستگی به نوع دستگاه فرز، میز کار نیز میتواند در راستای محور X و Y و به سمت بالا و پایین در راستای محور Z حرکت کند.
دستگاه فرز عمودی برای پروژه‌هایی مناسب است که در آن نیاز باشد برش و عملیات تکمیلی مانند تراشکاری بر روی یک سمت قطعه انجام گیرد. در حالت کلی دستگاه های فرز عمودی را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد: دستگاه فرز زانویی (که با عنوان دستگاه فرز برجک یا دستگاه فرز بریج پورت نیز شناخته می شوند) و دستگاه فرز تخت. نحوه کار هر کدام از این دستگاه ها با دیگری متفاوت است و مزایای منحصر به فرد خود را ارائه می‌دهند.
با توجه به نوع برش و جنس قطعات کار، دستگاه‌های فرز می‌توانند از ابزارهای برش مختلف استفاده کنند. این ابزارهای برش می‌توانند در داخل کولت یا مستقیما در کلگی دستگاه قرارداده شوند و با چرخش ابزار برش، کلگی دستگاه فرز به داخل قطعه کار حرکت می کند.
همچنین در دستگاه فرز عمودی می‌توان برای سوراخکاری و ایجاد شیار بر روی قطعه کار از مته و قلاویز نیز استفاده کرد.
دستگاه فرز یونیورسال
میز کار در دستگاه فرز یونیورسال امکان حرکت در تمام جهات را دارد و علاوه بر 3 حرکت که در دستگاه فرز افقی مطرح شد یک حرکت دیگر نیز
در این دستگاه قابل انجام است تا بتواند تمام عملیات ماشین کاری را انجام دهد و برای انجام طیف وسیعی از عملیات تطبیق پیدا کند. میز کار در دستگاه‌های فرز یونیورسال میتواند از هر دو سمت تا زاویه 45 درجه از موقعیت نرمال نسبت به محور دستگاه، بچرخد. این دستگاه همچنین میتواند عملیات فرز مارپیچ را نیز انجام دهد.
دستگاه فرز سیمپلکس
در دستگاه فرز سیمپلکس اسپیندل یا هد اسپیندل تنها در یک جهت می تواند حرکت کند. به طور معمول این حرکت در جهت عمودی انجام می شود. این دستگاه بهره وری بالاتر و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارد. طول عمر ابزار استفاده شده در این دستگاه نیز بالاتر است.
دستگاه فرز دوپلکس
دستگاه فرز دوپلکس در واقع دو دستگاه است که در مقابل یکدیگر قرار داده شده اند که در زمان ماشینکاری قطعه کار توسط دو اسپیندل به صورت همزمان، می توانند به صورت دو دستگاه جداگانه کار کنند. اسپیندل نیز می تواند در دو جهت عمودی و افقی کار کند.
مزایای استفاده از دستگاه فرز دوپلکس
- افزایش تولید 50 درصدی در مقایسه با سایر راه حل‌های معمول، یعنی دستگاه های فرز جداگانه
- افزایش بهبود در دقت قطعه کار، با مدیریت انجام ماشینکاری قطعه، در بیشتر موارد یک اپراتور میتواند ماشین فرز دوپلکس را کنترل کند
دستگاه فرز دوپلکس - کاهش نیاز به فضای بیشتر و سرمایه گذاری در مقایسه با راه اندازی دو دستگاه فرز جداگانه
- بهره وری بالا
دستگاه فرز تریپلکس
در دستگاه فرز تریپلکس اسپیندل می تواند در هر سه جهت X ,Y, Z حرکت کند. این دستگاه برای کاربردهای خاص بر اساس نیاز مشتری مناسب بوده و دارای بازدهی و دقت بسیار بالاتری است
دستگاه فرز چرخشی
دستگاه فرز چرخشی شامل یک میز کار دایره ای شکل است که حول محور عمودی در حال گردش است. در این دستگاه از چندین ابزار برش در ارتفاع های مختلف استفاده می شود که یکی از آنها برای خشن کاری و و مابقی برای اتمام مراحل کار بر روی سطح قطعه کار استفاده می شوند. یکی از مزایای دستگاه فرز چرخشی این است که اپراتور در حین کار دستگاه می تواند به صورت مداوم قطعات را از روی دستگاه برداشته و قطعه دیگر را جایگزین کند.
دستگاه فرز برجکی (Turret)
دستگاه فرز برجکی یا Turret mill که با نام بریج پورت نیز شناخته می شود قابلیت برش انواع اجسام را دارد و میتواند در تولید بسیاری از قطعات مورد استفاده قرار گیرد. در دستگاه‌های فرز برجکی اسپیندل ثابت است و میز کار میتواند موازی یا عمود بر اسپیندل حرکت کند. این نوع خاص از دستگاه فرز به واسطه استفاده از یک کویل میتواند روش های مختلفی برای برش را ارائه دهد. با استفاده از کویل، ابزار برش میتواند در جهت عمودی و به سمت بالا و پایین حرکت کند.
ساختار و اجزا دستگاه فرز
ستون و پایه (Base & Column): ستون و پایه قسمت‌های اصلی دستگاه فرز هستند که سایر اجزا را پشتیبانی می‌کنند. در قسمت ستون یک مخزن روغن و یک پمپ برای روانکاری اسپیندل وجود دارد. همچنین برای کاهش حرارت ابزار و قطعه کار، یک مخزن خنک کننده و یک پمپ برای تامین مایع خنک کننده (معمولا آب صابون) در قسمت ستون دستگاه فرز قرار داده شده است.
زانویی (Knee): این قسمت زین (میز گونیایی) و میز کار را پشتیبانی می‌کند و تمام مکانیسم چرخ دنده‌های دستگاه فرز در داخل این قسمت قرار میگیرند. قسمت زانویی دستگاه فرز با روشی به اصطلاح دم کبوتر به ستون متصل و بسته می‌شود.
زانویی دستگاه فرز توسط یک پیچ موقعیت دهنده عمودی تنظیم می شود. این پیچ برای بالا و پایین بردن زانو به دو روش دستی (با حرکت دادن اهرم به سمت بالا و پایین ) یا روش برقی استفاده می شود.
میز گونیایی (Saddle): میز گونیایی که بر روی زانویی دستگاه فرز قرار میگیرد محل قرارگیری میز کار اصلی است و امکان جابجایی در راستای افقی را دارد.
میز کار: میز اصلی که بر روی زین (میز گونیایی) قرار میگیرد، محل قرار گیری قطعه کار است. برای انجام عملیات فرزکاری قطعه کار باید بر روی میز کار بسته شده و ثابت باقی بماند. برای انجام این این کار از شیارهای T شکل موجود بر روی میز کار استفاده می شود که قطعه کار را نگه می دارند. به دلیل حرکت عمودی زانویی دستگاه فرز و حرکت افقی زین، امکان جابجایی میز کار در تمام جهات وجود دارد.
اسپیندل (Spindle): اسپیندل که بر روی بلبرینگ‌ها نصب شده و توسط ستون پشتیبانی می‌شود، یک شفت برای نگه داشتن و به حرکت درآوردن ابزارهای برش دستگاه فرز است. قدرت موتور از طریق تعدادی از چرخ دنده‌ها که در داخل ستون قرار دارند، به اسپیندل منتقل شده و باعث حرکت اسپیندل می‌شود. همچنین یک جعبه دنده در دستگاه فرز تعبیه شده تا اپراتور بتواند با توجه به نیازهای خود سرعت دورانی اسپیندل را تغییر دهد. تغییر سرعت به کمک اهرم‌های موجود در محدوده اسپیندل و تغییر وضعیت چرخ دنده‌ها امکان پذیر است.
بازوی فوقانی (Overhanging Arm): دردستگاه فرز افقی یک بازوی فوقانی وجود دارد. یک سمت میله فرزگیر دو طرفه به سوراخ محور متصل است و طرف دیگر آن از یاتاقانی عبور می‌کند که اصطلاحاً «نگهدارنده ی میله فرزگیر (Arbor Support)» نامیده می‌شود.
میله فرز گیر (Arbor): در دستگاه‌های فرز افقی، آربور یا میله فرزگیر به عنوان یک یک اکستنشن برای اسپیندل محسوب می‌شوند و در صورت نیاز بر روی اسپیندل بسته شده و ابزار فرز را نگه می‌دارد و آن را در جهت صحیح حرکت می‌دهد.
همچنین آربور دارای یک مخزن روغن برای روانکاری سطوح بلبرینگ بوده و به تراز بودن انتهای بیرونی آربور با اسپیندل کمک می‌کند.
دستگاه‌های فرز افقی به طور کلی دارای دو نوع میله فرزگیر است: در نوع اول قطر سوراخ یاتاقان یک اینچ و در نوع دوم قطر سوراخ یاتاقان 23.4 اینچ است.
بازوی چرخشی (RAM): بازوی فوقانی در دستگاه های فرز عمودی بازوی چرخشی (RAM) نامیده می‌شود. یک سر این بازو بر روی ستون قرار میگیرد و بر روی انتهای دیگر کلگی دستگاه فرز نصب می شود.
انجام انواع خدمات ماشینکاری و فرز دروازه ای
شرکت ماشین سازی آریا ساروج خاوران به عنوان اولین سازنده خط تولید بلوک سبک AAC در ایران با در اختیار داشتن انواع دستگاه فرز و بزرگترین دستگاه فرز دروازه‌ای شمالغرب، آماده همکاری با مشتریان خود در زمینه مشاوره و تولید قطعات و شاسی های خط تولید بلوک AAC و سایر قطعات مکانیکی در ابعاد دقیق، انواع شاسی ماشین آلات سنگین و نیمه سنگین، انواع خدمات ماشینکاری و فرزکاری است.
