ماشینکاری فولاد

ماشینکاری فولاد با وسایل تخلیه الکتریکی پرفرکانس فرآیند نسبتاً جدیدی است که به میزان وسیعی به ‌کار گرفته می ‌شود. این روش در ماشین ‌کاری اَشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه‌ رساناها و آلیاژهای وسایل فضایی کاربرد دارد. صفحه ‌تراشی، گردتراشی، سوراخ ‌کاری، فرزکاری، خان ‌کشی، اره ‌کاری و سنگ‌ زنی از جمله فرآیندهای اصلی عملیات ماشین ‌کاری محسوب می ‌شوند.

انواع فرآیندهای ماشینکاری

اولین نکته در آشنایی با ماشینکاری، شناخت انواع کلی آن است که، شامل فرآیندهای سنتی و غیر سنتی است. فرآیندهای ماشینکاری غیر سنتی، شامل استفاده از یک وسیله حرارتی یا شیمیایی جهت براده برداری از قطعه است. از طرف دیگر، فرآیندهای ماشینکاری سنتی یا معمولی، غالباً برای فلزات مورد استفاده قرار می‌ گیرند.

کلیک کنید: سری تراشی چیست

این فرآیند، به سه گروه ماشینکاری برش تک نقطه ‌ای، ماشینکاری برش چند نقطه ای و ماشین کاری ساینده تقسیم می‌ شود. در هر فرآیند ماشینکاری، از یک نوع تکنیک و ابزار برش مخصوص در قطعه کار استفاده می ‌شود. ماشینکاری یک قطعۀ فولادی، به عملیات ‌های مختلفی نیاز دارد که تحت یک برنامه ریزی مرتب شده انجام می ‌شوند. در نتیجه ‌ی آن شکل و ویژگی ‌های مورد نظر از قطعه حاصل می ‌شود.

انواع ماشینکاری

در ادامه این بخش با نکاتی درباره انواع ماشینکاری آشنا خواهید شد:

برش تک نقطه ‌ای

در این فرآیند، با استفاده از یک ابزار برش تک تیغه، عملیات براده برداری از سطح قطعه کار صورت می‌ گیرد. تراشکاری، (Turning) یک فرآیند برش تک نقطه‌ ای متداول است؛ که معمولاً در این فرآیند قطعه کار در حال چرخش است و ابزار برش برای جدا کردن قسمت‌ هایی از قطعه بر روی آن اعمال می ‌شود.

عملیات تراشکاری مانند حفاری، شیار زنی، برشکاری، پیشانی تراشی (کف تراشی) و برش رزوه ‌ای نیز طیف گسترده ‌ای از ویژگی ‌ها و مشخصات قطعه را ایجاد می ‌کند. این ویژگی ‌ها شامل شکاف ‌ها، باریک یا مخروطی شدن، سطوح مسطح، رزوه ‌ها و خطوط تراز پیچیده است. لازم به ذکر است که فرآیند برنامه ریزی و شکل دهی نیز، فرآیندهای برش تک نقطه ‌ای است که به چرخش قطعه کار نیازی ندارند.

برش چند نقطه ‌ای

در این فرآیند، از ابزارهای برش چند دندانه جهت براده برداری و حذف مواد از روی قطعه کار استفاده می‌ شود. فرزکاری و سوراخکاری، از رایج‌ ترین فرآیندهای برش چند نقطه ‌ای است؛ که در آن ‌ها از یک ابزار برش استوانه ‌ای با دندانه‌ های تیز استفاده می ‌شود که با سرعت بسیار بالایی در حال چرخش است. در حین فرزکاری، از یک ابزار چرخشی در قطعه کار استفاده می ‌شود که از طریق عمق و مسیرهای مختلف چرخش، ویژگی ‌های متفاوتی در قطعه ایجاد می ‌شود.

کلیک کنید: خرید میلگرد از کارخانه

عملیات مختلف فرز، شامل فرز خزینه یا پخ زنی، فرز کف تراشی و فرزکاری انتهایی است؛ که در دستگاه فرز انجام می ‌شود. از ویژگی ‌های این فرآیند، می ‌توان به شکاف‌ ها، سطوح مسطح، خطوط تراز پیچیده و پخ اشاره کرد. لازم به ذکر است که دستگاه‌ های فرز نیز می توانند حفاری و انواع کارهای سوراخ کاری را انجام دهند. خان کشی (داخل تراشی) و اره کاری، انواع فرایندهای فرزکاری است.

ماشینکاری ساینده

ماشین کاری ساینده، یک فرآیند مکانیکی است که از یک ابزار ساینده، جهت براده برداری مواد از روی قطعه کار استفاده می کند. از این فرآیند، می‌ توان برای شکل دادن به ظاهر یک قطعه کار استفاده کرد؛ که در درجه اول، از آن برای بهبود عملیات پرداخت کاری روی سطح یک قطعه استفاده می‌ شود.

سنگ زنی

سنگ‌ زنی یک فرآیند ماشین کاری ساینده است؛ که در آن دانه‌ های ساینده‌ی ابزار برش به چرخ متصل شده و در مقابل قطعه کار می‌چرخند. این فرآیند را می ‌توان با دستگاه سنگ زنی سطحی یا دستگاه سنگ زنی استوانه ‌ای انجام داد. انواع دیگر ماشین ‌های ساینده شامل هونینگ (سنگ کشی)، ماشینکاری آلتراسونیک، ماشینکاری جت ساینده و لپینگ نام برد.

ماشینکاری شیمیایی

فرآیند ماشینکاری شیمیایی، از مواد شیمیایی برای از بین بردن مواد استفاده می ‌کند که از آن جمله می ‌توان به ماشینکاری الکتروشیمیایی یا ECM اشاره کرد. در کل، این فرآیند روشی برای براده برداری فلز با استفاده از یک فرایند الکتروشیمیایی برای تولید انبوه است. همچنین، برای کار با مواد رسانای الکتریکی که بسیار سخت است یا مواردی که ماشینکاری آن‌ ها با استفاده از روش ‌های سنتی دشوار است، از این فرآیند استفاده می ‌شود.

ماشینکاری حرارتی

ماشینکاری حرارتی، شامل روش‌ های برش شعله ‌ای (برش گازی)، ماشین کاری با تخلیه الکتریکی یا EDM و ماشینکاری پرتو الکترونی است، که یک روش ماشینکاری غیر سنتی است؛ که با استفاده از انرژی حرارتی از قطعه کار براده برداری می ‌کند. لازم به ذکر است که این روش مانند برش لیزری است؛ با این تفاوت که در طی فرآیند براده برداری نیازی به نیروی مکانیکی ندارد.

ماشینکاری CNC چیست؟

CNC مخفف Computer Numerical Control می ‌باشد که امروزه به طور گسترده ‌ای در بخش تولید مورد استفاده قرار می‌ گیرد. در صنعت ساخت و ساز، ماشینکاری CNC به معنای استفاده از رایانه برای تبدیل طراحی محصول (توسط نرم افزار (CAD)) به مختصات یا اعداد نموداری و کنترل حرکات ابزار برش می ‌باشد. به طور خلاصه، ماشینکاری CNC شامل نرم افزارهای کامپیوتری از پیش برنامه ریزی شده ‌ای است که حرکت ابزارهای تولیدی و قطعات ماشین آلات از قبیل دستگاه سنگ زنی، ماشین تراشکاری، دستگاه فرز و روتر را کنترل می ‌کند.

دستگاه ‌های CNC و کاربرد آن‌ ها

متداول ‌ترین فرآیندهای تولیدی با استفاده از دستگاه‌های CNC شامل سوراخکاری، پانچ کردن (تولید ورق پانچ)، خم کاری، gluing، برش لیزری، سنگ زنی، برش پلاسما و شعله ای، picking and placing، routing و جوشکاری التراسونیک می‌ باشد. لازم به ذکر است که تراشکاری، فرزکاری، برشکاری جت آب و ماشینکاری با تخلیه الکتریکی غالبا با استفاده از CNC انجام می‌شوند.

کلیک کنید: سرعت دستگاه های سری تراش هنگام مصرف میلگرد اتومات و نیمه اتومات

انواع روش ‌های ماشین‌ کاری

انواع روش‌ های ماشین‌ کاری با توجه به نیاز صنعت و ابزار و ماشین ‌آلات به انواع زیر دسته‌ بندی می‌ شوند:

تراشکاری

عملیات ماشین‌ کاری برای تولید سطح داخلی و خارجی قطعات با سطح مقطع دوار است.

فرزکاری

فرزکاری فرآیندی است که با ابزارهای چندلبه به نام تیغه فرز برای تولید قطعاتی با سطوح تخت و منحنی انجام می ‌شود.

سوراخ‌ کاری

سوراخ‌ کاری عملیاتی جهت تولید یا افزایش قطر یک سوراخ توسط ابزار برشی مخصوص به نام مته انجام می ‌شود.

صفحه ‌تراشی

صفحه ‌تراشکاری، عمل ماشین ‌کاری برای ایجاد سطوح تخت با ابزارهای برش تک ‌لبه است.

سنگ زنی

سنگ ‌زنی،عمل ماشین ‌کاری با ابزار چندین لبه سایشی به نام چرخ سنگ ‌زنی است که به صورت دورانی حرکت کرده و می‌تواند با سایش قطعه کار، مقادیر اضافی آن را جدا کند.

ماشین ‌کاری‌ های نوین

• ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی
• ماشین‌کاری با جت آبی
• ماشین‌کاری شیمیایی
• ماشین‌کاری الکتروشیمیایی
• ماشین‌کاری با پرتو الکترونی
• ماشین‌کاری پرتو لیزری
• ماشین‌کاری التراسونیک
• ماشین‌کاری ﺑﺎ قوس پلاسما

در این بخش، شما را با انواع ماشین کاری فلزات آشنا می‌کنیم. این ماشین کاری‌ها عبارتند از:

ماشین کاری تخلیه الکتریکی (EDM)

ماشین کاری تخلیه الکتریکی (Electrical Discharge Machining – EDM) یک فرآیند براده‌برداری است که در آن از جرقه‌های الکتریکی برای براده‌برداری استفاده می‌شود. در این پروسه، جرقه‌های متناوب و کنترل شده بین الکترود و قطعه کار ایجاد می‌شود بدون اینکه هیچ گونه تماس مستقیمی بین قطعه کار و الکترود برقرار گردد. این روش برای براده‌برداری از مواد مقاوم مانند میله فولادی خوش تراش بسیار مؤثر است.

ماشین کاری با جت آبی

ماشین کاری با جت آبی (Water Jet Machining) یکی از متدهای براده‌برداری است که از جت آب فشار بالا، برای برش و تمیزکاری استفاده می‌کند. این فرآیند به دلیل عدم ایجاد حرارت، می‌تواند برای برش مواد حساس همچون فولاد اتومات و آلیاژهای خاص مناسب باشد. در برخی از مدل‌ها، از مواد ساینده برای افزایش سرعت برش استفاده می‌شود.

ماشین کاری شیمیایی (CHM)

ماشین کاری شیمیایی (Chemical Machining) یکی از روش‌های غیر سنتی است که در آن از واکنش‌های شیمیایی برای حذف فلزات استفاده می‌شود. این پروسه، اغلب برای قطعات میکروالکترونیکی و سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS) به کار می‌رود. ماشین کاری شیمیایی در دسته انواع ماشین کاری غیر سنتی است که نیاز به دقت بالا در حذف لایه‌های نازک فلزات دارد.

ماشین کاری الکتروشیمیایی (ECM)

ماشین کاری الکتروشیمیایی (Electrochemical Machining – ECM) یک فرآیند پیشرفته است که در آن از واکنش‌های شیمیایی و الکتریکی برای براده‌برداری از قطعه استفاده می‌شود. این مراحل، بدون تماس مستقیم ابزار با قطعه کار صورت می‌پذیرد و به همین دلیل به عنوان ماشین کاری مدرن شناخته می‌شود.

ماشین کاری با پرتو الکترونی (EBM)

ماشین کاری پرتو الکترونی (Electron Beam Machining – EBM) از پرتوهای الکترونی برای تبخیر یا ذوب ماده قطعه استفاده می‌کند. این متد، برای سوراخ‌کاری دقیق و براده‌برداری از مواد مختلف، برش مواد رسانا و غیر رسانا در صنایع پیچیده استفاده می‌شود.

ماشین کاری پرتو لیزری (LBM)

ماشین کاری پرتو لیزری (Laser Beam Machining – LBM) رویکردی است که با استفاده از انرژی متمرکز لیزر برای براده‌برداری از سطح قطعه انجام می‌گردد. این روش، می‌تواند برای برش دقیق قطعات فولاد خوش تراش و سایر مواد با ضخامت‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. در این متد، انرژی فوتونیک لیزر به سطح قطعه کار منتقل شده و موجب تبخیر و جداسازی مواد می‌شود.

ماشین کاری التراسونیک (USM)

ماشین کاری التراسونیک (Ultrasonic Machining – USM) به خصوص برای براده‌برداری از مواد سخت یا شکننده که سختی آن‌ها بیش از RC 40 است، به کار می‌رود. در این روش، ابزار با بسامد بالا ارتعاش می‌کند و دانه‌های ساینده در محل ارتعاش به حرکت در آمده و مواد را از سطح قطعه حذف می‌کنند. این متد جزء انواع ماشین کاری غیر سنتی و خاص محسوب می‌شود و در ماشین کاری مدرن کاربرد گسترده‌ای دارد.

ماشین کاری با قوس پلاسما (PAM)

ماشین کاری با قوس پلاسما (Plasma Arc Machining – PAM) از گاز پلاسما برای برش مواد استفاده می‌کند. این پروسه به دلیل توانایی برش سریع و دقت بالا، یکی از روش‌های مؤثر برای برش مواد مقاوم و آلیاژهای سخت است. ماشین کاری پلاسما، در صنایع مختلف برای تولید قطعات پیچیده کاربرد دارد و به دلیل سرعت بالای برش، به عنوان یکی از اصطلاحات ماشین کاری پیشرفته شناخته می‌شود.

بررسی دقیق مزایا و معایب ماشین کاری

ماشین کاری CNC (کنترل عددی کامپیوتری) یکی از نوآوری‌های برجسته در صنعت تولید است که تغییراتی بسیار را در نحوه براده‌برداری و ساخت قطعات به وجود آورده است. این تکنولوژی، با استفاده از نرم‌افزارهای رایانه‌ای برای کنترل دقیق حرکت ابزارها، توانسته سرعت و دقت تولید را به طرز چشمگیری افزایش دهد. با این حال، مانند هر فناوری دیگر، ماشین کاری فولاد خوش تراش به انگلیسی Automatic Steel است نیز مزایا و معایب خاصی دارد که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

مزایای ماشین کاری CNC

ماشین کاری cnc دارای مزیت‌های فراوانی است که در متن ذیل، به برخی از آنها اشاره کرده‌ایم:

دقت بالا و تکرارپذیری

یکی از بزرگ‌ترین مزایای ماشین کاری cnc، دقت بسیار بالای آن است. دستگاه‌های CNC قادرند قطعات را با دقت میلی‌متری و حتی میکرو متری تولید کنند. این دقت، برای تولید قطعات پیچیده و حساس که نیاز به برش‌های دقیق دارند، بسیار حائز اهمیت است. علاوه بر این، توانایی تکرار فرایند تولید بدون تغییرات در کیفیت، این فناوری را برای تولید انبوه ایده‌آل می‌سازد.

افزایش سرعت تولید

ماشین‌های CNC به صورت خودکار و بدون وقفه کار می‌کنند که این ویژگی باعث افزایش سرعت تولید می‌شود. برخلاف ماشین کاری دستی که نیاز به دخالت مستقیم اپراتور دارد و وقت‌گیر است، دستگاه‌های CNC به طور مداوم عملیات را انجام می‌دهند و این امر، بهره‌وری را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.

صرفه‌جویی در هزینه‌ها

هر چند دستگاه‌های CNC هزینه اولیه بالاتری دارند؛ اما در دراز مدت هزینه‌های تولید کاهش می‌یابد. این دستگاه‌ها موجب کاهش خطاهای انسانی و ضایعات می‌شوند و به همین دلیل تولیدات با کیفیت بالا و هزینه کمتر، به دست می‌آید. به خصوص در صنایع تولید قطعات پیچیده، این ویژگی از اهمیت بالایی برخوردار است.

انعطاف‌پذیری بالا

یکی دیگر از مزایای ماشین کاری CNC، انعطاف‌پذیری آن است. دستگاه‌های CNC به راحتی قابل برنامه‌ریزی مجدد هستند، به طوری که می‌توانند برای تولید قطعات مختلف با ویژگی‌های متفاوت تنظیم شوند. این خصوصیت، امکان تطبیق با تقاضاهای متغیر مشتریان و نیازهای تولیدی را فراهم می‌کند.

معایب ماشین کاری CNC

در کنار مزیت‌های ذکر شده، ماشین کاری cnc معایبی را شامل می‌شود که عبارتند از:

هزینه‌های بالا

یکی از معایب اصلی ماشین کاری CNC، هزینه بالای سرمایه‌گذاری اولیه است. خرید و نصب دستگاه‌های CNC نیاز به هزینه‌های زیادی دارد که این مسأله می‌تواند برای برخی شرکت‌ها، محدودیت ایجاد کند. هر چند با گذشت زمان، این هزینه‌ها به دلیل کاهش قیمت تکنولوژی و افزایش رقابت، کاهش می‌یابد؛ اما همچنان برای بسیاری از صنایع سنگین، هزینه‌ای قابل توجه محسوب می‌شود.

نیاز به مهارت‌های فنی خاص

برای استفاده از ماشین‌های CNC، اپراتورها باید دارای مهارت‌های فنی بالا و آشنایی کامل با نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی این دستگاه‌ها باشند. این نیاز به تخصص، می‌تواند باعث شود که استخدام اپراتورهای متخصص دشوار باشد و هزینه‌های آموزشی نیز افزایش یابد.

از دست رفتن مهارت‌های سنتی

با افزایش استفاده از ماشین‌آلات CNC، استفاده از روش‌های دستی در حال کاهش است. این مسأله، می‌تواند منجر به از دست رفتن مهارت‌های دستی در صنعت گردد، مهارت‌هایی که در برخی مواقع ممکن است برای تولید قطعات خاص و پیچیده ضروری باشند.

پایین بودن میزان اشتغال‌زایی

استفاده از ماشین‌آلات CNC باعث کاهش نیاز به نیروی انسانی در فرآیند تولید می‌شود. این موضوع، می‌تواند به بیکاری یا کاهش فرصت‌های شغلی در بخش‌های خاص منجر گردد. به جای کارگران دستی، شرکت‌ها به متخصصان فناوری و مهندسان نرم‌افزار نیاز دارند.

تفاوت ماشین کاری CNC با ماشین کاری دستی

ماشین کاری دستی، به فرآیندهایی اطلاق می‌شود که در آن‌ها کارگر با استفاده از ابزارهای دستی، عملیات براده‌برداری را انجام می‌دهد. این روش‌ها نسبت به CNC از دقت کمتری برخوردارند و نیاز به زمان و نیروی انسانی بیشتری دارند. در حالی که ماشین کاری CNC به دلیل خودکار بودن، سرعت بالاتر و دقت بیشتری دارد، ماشین کاری دستی هنوز در برخی صنایع خاص برای کارهایی که نیاز به ظرافت و دقت در سطح‌های مختلف دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای خرید فولاد در تهران، می‌توانید از طریق وب سایت فولاد پایتخت اقدام نمایید و سفارش خود را به صورت اینترنتی انجام دهید. برای دریافت قیمت فولاد اتومات هم قادر خواهید بود از طریق شماره‌های موجود در این وب سایت، با کارشناسان محترم ارتباط بگیرید