مقدمه‌ای مفصل بر انواع ماشین‌های فرز
دستگاه فرز به عنوان یک ابزار مهم برش فلز، نقش اساسی در زمینه پردازش مکانیکی ایفا می‌کند. انواع مختلفی از آن وجود دارد و هر نوع ساختار و دامنه کاربرد منحصر به فردی برای برآورده کردن نیازهای مختلف پردازش دارد.
I. طبقه‌بندی بر اساس ساختار
(1) دستگاه فرز رومیزی
دستگاه فرز رومیزی یک دستگاه فرز کوچک است که معمولاً برای فرزکاری قطعات کوچک مانند ابزار و متر استفاده می‌شود. ساختار آن نسبتاً ساده و حجم آن کم است که برای کار در فضای کاری کوچک مناسب است. به دلیل ظرفیت پردازش محدود، عمدتاً برای کارهای فرزکاری ساده با نیازهای دقت پایین مناسب است.
برای مثال، در تولید برخی از دستگاه‌های الکترونیکی کوچک، می‌توان از دستگاه فرز رومیزی برای پردازش شیارها یا سوراخ‌های ساده روی پوسته استفاده کرد.
(2) دستگاه فرز کانتیلور
سر فرز دستگاه فرز کانتیلور روی کانتیلور نصب شده است و بستر به صورت افقی قرار گرفته است. کانتیلور معمولاً می‌تواند به صورت عمودی در امتداد ریل راهنمای ستون در یک طرف بستر حرکت کند، در حالی که سر فرز در امتداد ریل راهنمای کانتیلور حرکت می‌کند. این ساختار باعث می‌شود دستگاه فرز کانتیلور در حین کار انعطاف‌پذیرتر باشد و بتواند با پردازش قطعات کار با اشکال و اندازه‌های مختلف سازگار شود.
در برخی از فرآیندهای قالب‌سازی، می‌توان از دستگاه فرز کانتیلور برای پردازش کناره‌ها یا برخی از قسمت‌های عمیق‌تر قالب استفاده کرد.
(3) دستگاه فرز رام
اسپیندل دستگاه فرز قوچی روی قوچ نصب شده است و بستر آن به صورت افقی قرار گرفته است. قوچ می‌تواند به صورت جانبی در امتداد ریل راهنمای زین حرکت کند و زین می‌تواند به صورت عمودی در امتداد ریل راهنمای ستون حرکت کند. این ساختار دستگاه فرز قوچی را قادر می‌سازد تا به طیف وسیعی از حرکت دست یابد و بنابراین می‌تواند قطعات کار با اندازه بزرگتر را پردازش کند.
برای مثال، در پردازش قطعات مکانیکی بزرگ، دستگاه فرز رم می‌تواند بخش‌های مختلف اجزا را با دقت تراش دهد.
(4) دستگاه فرز دروازه‌ای
بستر دستگاه فرز دروازه‌ای به صورت افقی چیده شده است و ستون‌های دو طرف و تیرهای اتصال، یک سازه دروازه‌ای را تشکیل می‌دهند. سر فرز روی تیر عرضی و ستون نصب شده و می‌تواند در امتداد ریل راهنمای آن حرکت کند. معمولاً تیر عرضی می‌تواند به صورت عمودی در امتداد ریل راهنمای ستون حرکت کند و میز کار می‌تواند به صورت طولی در امتداد ریل راهنمای بستر حرکت کند. دستگاه فرز دروازه‌ای فضای پردازش و ظرفیت حمل زیادی دارد و برای پردازش قطعات بزرگ مانند قالب‌های بزرگ و تخت‌های ابزار ماشین مناسب است.
در زمینه هوافضا، دستگاه فرز دروازه‌ای اغلب در پردازش برخی از اجزای سازه‌ای بزرگ استفاده می‌شود.
(5) دستگاه فرزکاری سطحی (دستگاه فرز CNC)
دستگاه فرزکاری سطحی برای فرزکاری صفحات و شکل‌دهی سطوح استفاده می‌شود و بستر به صورت افقی قرار دارد. معمولاً میز کار به صورت طولی در امتداد ریل راهنمای بستر حرکت می‌کند و اسپیندل می‌تواند به صورت محوری حرکت کند. دستگاه فرزکاری سطحی ساختار نسبتاً ساده‌ای دارد و راندمان تولید بالایی دارد. در حالی که دستگاه فرزکاری سطحی CNC از طریق سیستم CNC به پردازش دقیق‌تر و پیچیده‌تری دست می‌یابد.
در صنعت خودروسازی، دستگاه فرزکاری سطحی اغلب برای پردازش صفحات بلوک‌های موتور استفاده می‌شود.
(6) دستگاه فرز پروفیل
دستگاه فرز پروفیل تراش، دستگاه فرزی است که پردازش پروفیل تراشی را روی قطعات کار انجام می‌دهد. این دستگاه مسیر حرکت ابزار برش را از طریق یک دستگاه پروفیل تراش بر اساس شکل الگو یا مدل کنترل می‌کند و در نتیجه قطعات کاری مشابه الگو یا مدل را پردازش می‌کند. این دستگاه عموماً برای پردازش قطعات کاری با اشکال پیچیده مانند حفره‌های قالب‌ها و پروانه‌ها استفاده می‌شود.
در صنعت تولید صنایع دستی، دستگاه فرز پروفیل می‌تواند آثار هنری نفیس را بر اساس مدل طراحی شده به خوبی پردازش کند.
(7) دستگاه فرز زانویی
دستگاه فرز زانویی دارای یک میز بالابر است که می‌تواند به صورت عمودی در امتداد ریل راهنمای بستر حرکت کند. معمولاً میز کار و زین نصب شده روی میز بالابر می‌توانند به ترتیب به صورت طولی و جانبی حرکت کنند. دستگاه فرز زانویی در عمل انعطاف‌پذیر است و طیف وسیعی از کاربردها را دارد و یکی از انواع رایج دستگاه‌های فرز است.
در کارگاه‌های عمومی ماشینکاری، دستگاه فرز زانویی اغلب برای ماشینکاری قطعات مختلف با اندازه متوسط و کوچک استفاده می‌شود.
(8) دستگاه فرز شعاعی
بازوی شعاعی در بالای تخت نصب شده است و سر فرز در یک انتهای بازوی شعاعی نصب شده است. بازوی شعاعی می‌تواند در صفحه افقی بچرخد و حرکت کند و سر فرز می‌تواند با زاویه خاصی روی سطح انتهایی بازوی شعاعی بچرخد. این ساختار دستگاه فرز شعاعی را قادر می‌سازد تا پردازش فرز را در زوایا و موقعیت‌های مختلف انجام دهد و با نیازهای مختلف پردازش پیچیده سازگار شود.
برای مثال، در پردازش قطعات با زوایای خاص، دستگاه فرز شعاعی می‌تواند مزایای منحصر به فرد خود را اعمال کند.
(9) دستگاه فرز تخت
میز کار دستگاه فرز تخت قابل بلند شدن نیست و فقط می‌تواند به صورت طولی در امتداد ریل راهنمای تخت حرکت کند، در حالی که سر فرز یا ستون می‌توانند به صورت عمودی حرکت کنند. این ساختار باعث می‌شود دستگاه فرز تخت پایداری بهتری داشته باشد و برای پردازش فرز با دقت بالا مناسب باشد.
در پردازش مکانیکی دقیق، دستگاه فرز تخت اغلب برای پردازش قطعات با دقت بالا استفاده می‌شود.
(10) ماشین‌های فرز مخصوص
- دستگاه فرز ابزار: به طور خاص برای قالب‌های ابزار فرزکاری استفاده می‌شود، با دقت پردازش بالا و قابلیت‌های پردازش پیچیده.
- دستگاه فرز شیار کلید: عمدتاً برای پردازش شیارهای کلید روی قطعات شفت استفاده می‌شود.
- دستگاه فرز بادامکی: برای پردازش قطعات با شکل بادامکی استفاده می‌شود.
- دستگاه فرز میل لنگ: به طور خاص برای پردازش میل لنگ موتور استفاده می شود.
- دستگاه فرز غلتکی ژورنال: برای پردازش قطعات ژورنال غلتک‌ها استفاده می‌شود.
- دستگاه فرز شمش مربعی: دستگاه فرز برای پردازش خاص شمش‌های مربعی.
این ماشین‌های فرز مخصوص همگی برای برآورده کردن نیازهای پردازش قطعات کاری خاص طراحی و ساخته شده‌اند و از حرفه‌ای‌گری و کارایی بالایی برخوردارند.
دوم. طبقه‌بندی بر اساس فرم طرح‌بندی و محدوده کاربرد
(1) دستگاه فرز زانویی
انواع مختلفی از ماشین‌های فرز زانویی وجود دارد، از جمله ماشین‌های فرز یونیورسال، افقی و عمودی (ماشین‌های فرز CNC). میز کار ماشین فرز زانویی یونیورسال می‌تواند با زاویه خاصی در صفحه افقی بچرخد و محدوده پردازش را گسترش دهد. اسپیندل ماشین فرز زانویی افقی به صورت افقی چیده شده و برای پردازش صفحات، شیارها و غیره مناسب است. اسپیندل ماشین فرز زانویی عمودی به صورت عمودی چیده شده و برای پردازش صفحات، سطوح پله‌ای و غیره مناسب است. ماشین فرز زانویی عمدتاً برای پردازش قطعات متوسط و کوچک استفاده می‌شود و کاربرد گسترده‌ای دارد.
به عنوان مثال، در کارخانه‌های کوچک فرآوری مکانیکی، دستگاه فرز زانویی یکی از تجهیزات رایج است و می‌تواند برای پردازش قطعات مختلف شفت و دیسک مورد استفاده قرار گیرد.
(2) دستگاه فرز دروازه‌ای
دستگاه فرز دروازه‌ای شامل دستگاه‌های فرز دروازه‌ای و بورینگ، دستگاه‌های فرز دروازه‌ای و صفحه تراشی و دستگاه‌های فرز دو ستونی است. دستگاه فرز دروازه‌ای دارای میز کار بزرگ و قابلیت برش قوی است و می‌تواند قطعات بزرگی مانند جعبه‌ها و تخت‌های بزرگ را پردازش کند.
در شرکت‌های بزرگ تولید مکانیکی، دستگاه فرز دروازه‌ای یک وسیله کلیدی برای پردازش قطعات بزرگ است.
(3) دستگاه فرز تک ستونی و دستگاه فرز تک بازو
سر فرز افقی ماشین فرز تک ستونی می‌تواند در امتداد ریل راهنمای ستون حرکت کند و میز کار به صورت طولی تغذیه می‌شود. سر فرز عمودی ماشین فرز تک بازو می‌تواند به صورت افقی در امتداد ریل راهنمای تیرک حرکت کند و تیرک نیز می‌تواند ارتفاع را در امتداد ریل راهنمای ستون تنظیم کند. هر دو ماشین فرز تک ستونی و ماشین فرز تک بازو برای پردازش قطعات بزرگ مناسب هستند.
در پردازش برخی از سازه‌های فولادی بزرگ، دستگاه فرز تک ستونی و دستگاه فرز تک بازو می‌توانند نقش مهمی ایفا کنند.
(4) دستگاه فرز ابزار دقیق
دستگاه فرز ابزار دقیق یک دستگاه فرز زانویی کوچک است که عمدتاً برای پردازش ابزار دقیق و سایر قطعات کوچک استفاده می‌شود. این دستگاه از دقت بالایی برخوردار است و می‌تواند نیازهای پردازش قطعات ابزار دقیق را برآورده کند.
در صنعت تولید ابزار و کنتور، دستگاه فرز ابزار دقیق یک تجهیزات پردازش ضروری است.
(5) دستگاه فرز ابزار
دستگاه فرز ابزار مجهز به لوازم جانبی مختلفی مانند سر فرزهای عمودی، میزهای کار زاویه‌دار یونیورسال و درپوش‌ها است و همچنین می‌تواند پردازش‌های مختلفی مانند سوراخکاری، سوراخکاری و شیارزنی را انجام دهد. این دستگاه عمدتاً برای ساخت قالب و ابزار استفاده می‌شود.
در شرکت‌های تولید قالب، دستگاه فرزکاری ابزار اغلب برای پردازش قطعات پیچیده قالب استفاده می‌شود.
III. طبقه‌بندی بر اساس روش کنترل
(1) دستگاه فرز پروفیل
دستگاه فرز پروفیل‌زن، مسیر حرکت ابزار برش را از طریق دستگاه پروفیل‌زن کنترل می‌کند تا پردازش پروفیل‌زن قطعه کار انجام شود. دستگاه پروفیل‌زن می‌تواند اطلاعات کانتور الگو یا مدل را بر اساس شکل آن به دستورالعمل‌های حرکتی ابزار برش تبدیل کند.
برای مثال، هنگام پردازش برخی از قطعات با سطح منحنی پیچیده، دستگاه فرز پروفیل می‌تواند شکل قطعات را بر اساس الگوی پیش‌ساخته به طور دقیق تکرار کند.
(2) دستگاه فرزکاری کنترل‌شده با برنامه
دستگاه فرز کنترل‌شده با برنامه، حرکت و فرآیند پردازش ابزار ماشین را از طریق برنامه پردازش از پیش نوشته‌شده کنترل می‌کند. برنامه پردازش را می‌توان با نوشتن دستی یا با استفاده از نرم‌افزار برنامه‌نویسی به کمک کامپیوتر تولید کرد.
در تولید دسته‌ای، دستگاه فرزکاری که توسط برنامه کنترل می‌شود می‌تواند چندین قطعه را طبق یک برنامه پردازش کند و از ثبات و دقت پردازش اطمینان حاصل کند.
(3) دستگاه فرز CNC
دستگاه فرز CNC بر اساس دستگاه فرز معمولی توسعه یافته است. این دستگاه از یک سیستم CNC برای کنترل حرکت و فرآیند پردازش ابزار ماشین استفاده می‌کند. سیستم CNC می‌تواند حرکت محور، سرعت اسپیندل، سرعت پیشروی و غیره ابزار ماشین را مطابق با برنامه و پارامترهای ورودی به طور دقیق کنترل کند و در نتیجه به پردازش با دقت بالا در قطعات با شکل پیچیده دست یابد.
دستگاه فرز CNC دارای مزایای درجه بالایی از اتوماسیون، دقت پردازش بالا و راندمان تولید بالا است و به طور گسترده در زمینه‌هایی مانند هوافضا، خودرو و قالب‌سازی استفاده می‌شود.