درسنامه آموزشی ساخت تجهیزات مکاتروتیکی کلاس یازدهم مکاترونیک
پودمان 3: ساخت قطعات به روش فرزکاری
واحد یادگیری 3: شایستگی ساخت قطعات به روش فرزکاری
هدف از این شایستگی عبارتند از:
1- شرح اجزای ماشین فرز مدل FP4 ساخت تبریز؛
2- توانایی کنترل سطوح روغن مخازن دستگاه و نحوه پرکردن و تخلیه روغن مخازن؛
3- شرح وظیفه هر جزء از دستگاه فرز؛
4- شرح انواع عملیات فرزکاری؛
5- رعایت نکات ایمنی در انواع کارهای فرزکاری؛
6- تعیین مراحل انجام کار برای فرزکاری قطعات.
7- ساخت قطعات توسط دستگاه فرز بر اساس نقشه
استاندارد عملکرد
پس از اتمام این واحد یادگیری هنرجویان قادر خواهند بود که قطعات فلزی و غیرفلزی را بر اساس نقشه فرزکاری کنند.
دستگاه فرز برای تولید قطعاتی با سطوح صاف، شیبدار، قوسدار، سطوح زاویهای و انجام تقسیمات طولی و زاویهای و ساخت انواع چرخدندهها بهکار میرود.
چند نمونه از قطعات فرزکاری در شکل زیر نمایش داده شدهاست.
فعالیت (صفحه 72 کتاب درسی)
گفتگو کنید و جدول زیر را کامل کنید.
تولید کدام یک از قطعات با فرز امکانپذیر است؟
|
|
|
|
|
|
|
|
ترجمه کنید (صفحه 72 کتاب درسی)
Milling is performed with a cutting tool called the milling cutter.The cutting teeth may be located on both a cylindrical surface and on periphery. Each tooth of the cutter is a simplest tool, I, e. The milling cutter, as a rule, is a multi-tooth tool.Sometimes singletooth cutters are used.
The cutting edges of the cutters are made of tool carbon steels, high-speed tool steels,carbide and ceramic alloys.
انواع ماشینهای فرز
ترجمه کنید (صفحه 73 کتاب درسی)
Horizontal Milling Machines feature the horizontal position of the spindle and three relatively perpendicular motions-longitudinal, cross and vertical. Plain horizontal and universal horiztal machines are of this type of milling machines. In universal knee-type milling machines, the work table, in addition to the above motions, can be swiveled about its vertical axis through an angle up to 45 to each side. To set the table to a required angle, in respect to the spindle, use is made of the swivel plate positioned between the saddle and the work table. The plate is provided is provided with divisions in begrees.
معرفی دستگاه فرز FP4 (ساخت تبریز) و اجزای آن
| شماره روی شکل | توضیحات |
|---|---|
| 1 | فلکهٔ حرکت عرضی ابزارگیر |
| 2 | مشتی تنظیم پیشروی |
| 3 | کلیدهای کنترلی دستگاه |
| 4 | کلید توقف اضطراری |
| 5 | فلکهٔ حرکت طولی میز |
| 6 | فلکهٔ تنظیم ارتفاع |
| 7 | پایهٔ دستگاه فرز |
| 8 | محور فرزگیر |
| 9 | کلگی فرز |
| 10 | مشتی تنظیم تعداد دور |
فعالیت (صفحه 75 کتاب درسی)
گفتگو کنید و جدول زیر را کامل کنید.
| توضیحات | وظیفه و کاربرد |
|---|---|
| کلیدهای کنترلی دستگاه | |
| پایهٔ دستگاه فرز | |
| مشتی تنظیم تعداد دور | تنظیم تعداد دور مورد نیاز |
| فلکه حرکت طولی میز | |
| مشتی تنظیم پیشروی | |
| فلکه حرکت عرضی ابزارگیر | |
| محور فرزگیر |
انتخاب تیغهٔ فرز
برای برادهبرداری از قطعه کار در فرزکاری از ابزار چند لبهای استفاده میشود که آن را تیغه فرز مینامند.
انواع تیغه فرز
فعالیت (صفحه 77 کتاب درسی)
گفتگو کنید و جدول زیر را کامل کنید.
| کاربرد | شکل تیغه |
|---|---|
| ......... |
|
| ......... |
|
| ......... |
|
| ......... |
|
| ......... |
|
| ......... |
|
| ......... |
|
| ......... |
|
| ......... |
|
| ......... |
|
ترجمه کنید (صفحه 79 کتاب درسی)
Cutting fluids, or coolants, are utilized primarily for removal of heat from the cutting tool. They help reduce the temperature in the cutting zone and thus improve the tool durability and surlace finish, and also protect the tool and workpiece against corrosion. The cutting fluids should meet the following requirements: high cooling and lubricating abilithy, anticorrosive properties, and they must be harmless for personnel.
حرکات لازم در فرزکاری
1- حرکت اصلی یا برش که با تیغه فرز انجام میشود؛
2- حرکت تنظیم عمق بار که با قطعة کار یا تیغه فرز انجام میشود؛
3- حرکت پیشروی که با قطعه کار یا تیغه فرز انجام میشود.
تنظیم حرکت پیشروی و عده دوران بر روی ماشین فرز:
برای عملیات فرزکاری دو شاخص مهم باید محاسبه و بر روی دستگاه تنظیم گردد:
الف) عده دوران:
به تعداد چرخش ابزار در واحد زمان (برحسب دقیقه) عدهٔ دوران گفته میشود و واحد آن دور بر دقیقه $\frac{u}{{\min }}(RPM)$ است و به سرعت برش بستگی دارد.
تعریف سرعت برش:
مقدار مسافتی را که لبه برنده تیغه فرز در یک دقیقه بر حسب متر طی میکند، سرعت برش میگویند.
سرعت برش به عوامل ذیل بستگی دارد:
الف) قطر ابزار؛
ب) جنس ابزار؛
ج) جنس قطعة کار؛
د) استحکام ماشین (توان ماشین)؛
ه) خنککاری.
$v = \frac{{d \times \pi \times n}}{{1000}}$
در رابطه بالا:
$v$: سرعت برش بر حسب m/min
$d$: قطر تیغه فرز بر حسب mm
$n$: عده دوران تیغه فرز بر حسب u/min
سرعت برش برای جنسهای مختلف قطعه کارها و تیغهٔ فرزها با جنسهای متفاوت محاسبه و در جداول درج گردیده است.
$n = \frac{{1000 \times v}}{{d \times \pi }}$
فعالیت (صفحه 80 کتاب درسی)
عده دوران لازم برای تیغه فرز از جنس فولاد تندبر به قطر 20 میلیمتر برای برادهبرداری قطعهای از جنس فولاد ساختمانی با سرعت برش 20m/min را محاسبه کنید. اگر دورهای قابلتنظیم جهت دستگاه طبق مثال (1) باشد.
پیشروی
سرعت حرکت خطی میز یا قطعه کار را سرعت پیشروی میگویند و مقدار آن با توجه به مشخصات تیغه فرز و قطعه کار از جدول تعیین میشود.
بستن تیغه فرزها:
الف: با میلههای فرزگیر دوطرفه
ب: با میلههای فرزگیر یک طرفه
ترجمه کنید (صفحه 81 کتاب درسی)
Cylindrical(plain) cutters are applied in plane machining. The plain cutter teeth are positioned along a helix with a definite inclination angle(angle of flute helix), plain cutters are made solid of high-speed steel with fine or coarse teeth, and also with inserted blades of high-speed steel or carbide tips. Application of plain cutters with inserted blades(teeth) contributes to saving expensive tool materials.
The principal dimensions of plain cutters are its length, diameter, hole diameter, and number of teeth.
وسایل بستن قطعه کار
الف: گیرهٔ رومیزی ساده
ب: گیرهٔ رومیزی گردان
ج: گیرهٔ رومیزی هیدرولیکی
د: گیرهٔ رومیزی یونیورسال
ه: روبنده
و: میز صلیبی
ر: میز گردان
ی: دستگاه تقسیم
فعالیت (صفحه 84 کتاب درسی)
با توجه به فیلم بالا جدول را تکمیل کنید.
| وسیله بستن | کاربرد |
|---|---|
| گیرهٔ موازی | برای بستن قطعات کوچک و متوسط |
| روبنده | |
| میز صلیبی | |
| میز گردان | |
| دستگاه تقسیم |
ترجمه کنید (صفحه 84 کتاب درسی)
Face cutters are designed for machining the planes on vertical and horizontal milling machines. As distinct from the plain cutters the face cutters have teeth located on the cylindrical surface and on the end face. They may be shell-type face milling cutters with fine and coarse teeth and sheel-type inserted tooth milling cutters made of highspeed steel or with carbide tips.
The basic dimensions of the face cutters are diameter, cutter length, hole diameter and the number of teeth.
نحوه سوار کردن گیره روی میز ماشین فرز و تنظیم آن:
پس از انتخاب گیرهٔ مناسب آن را بر روی ماشین قرار داده، سپس با پیچ و مهرهٔ مخصوص که در شکاف T شکل میز ماشین فرز قرار میگیرد، گیره را بر روی میز ماشین میبندد.
نحوهٔ تنظیم گیره:
قرار گرفتن دقیق پله یا شیار ایجاد شده روی قطعه منطبق با فرم مورد نظر، نیازمند تنظیم فکهای گیره به موازات محور فرزگیر یا عمود بر آن است و به کمک ساعت اندازهگیری یا گونیا قابل انجام است.
روش گونیاکاری یک بلوک
خطکشی دقیق معمولاً نیازمند یک قطعه کار و ایجاد شکلهای خاص است. ابتدا چهار سطح قطعه نسبت بههم گونیا (متعامد) باشند. برای گونیاکاری چهار سطح قطعه کار ترتیب کفتراشی سطوح و نحوه قراردادن آن بر روی گیره حائز اهمیت است.
الف: قطعه را طبق اصول گفتهشده در گیره مناسب میبندیم (استفاده از زیرسری و قطعه استوانهای).
ب: اولین سطح را فرزکاری میکنیم و برادههای روی آن را کاملاً تمیز میکنیم. سپس قطعه را طوری برمیگردانیم که سطح فرزکاری شده به کف ثابت گیره تکیه دهد. بین کف متحرک و قطعه کار، میله استوانهای قرار میدهیم.
ج: سطح دوم را فرز کاری میکنیم.
د: سپس قطعه را طوری میچرخانیم که سطح دوم به کف ثابت تکیه داده شود و سطح اول به کف گیره بچسبد. برای برادهبرداری سطح سوم نیاز است، قبال قطعه را اندازهگیری کنیم تا میزان بار برای برادهبرداری مشخص شود.
ز: قطعه را دوران داده و سطح چهارم را ماشین کاری میکنیم. اندازهگیری بین سطح چهارم و دوم مقدار بار را در این مرحله مشخص میکند.
ر: برای ماشین کاری سطح پنجم و ششم قطعه میتوان آن را بهطور عمودی و با استفاده از گونیا بین گیره بست و ماشین کاری کرد. در صورت بلندبودن طول قطعه، میتوان قطعه را از پهلو با استفاده از تیغه فرز بغل تراش (پولکی) فرزکاری کرد.
در صورت نیاز پس از ماشین کاری هر سطح به صورت خشن میتوان سطح مورد نظر را فرزکاری ظریف نیز انجام داد.
پلهتراشی
پلهتراشی یکی از فرایندهای فرزکاری است که در آن با استفاده از تیغه فرز بر روی سطح اختلاف ارتفاع ایجاد میکنند. به بیان دیگر اختلاف ارتفاع دو سطح کنار هم را پله میگویند. پلهتراشی را میتوان با ماشینهای فرز عمودی و افقی انجام داد.
پلهتراشی با ماشین فرز عمودی
پلهتراشی با استفاده ماشین فرزهای عمودی و بهوسیله تیغه فرزهای پیشانیتراش یا انگشتی انجام میشود؛ بهطوری که از لبههای برنده محیطی و لبههای برنده پیشانی تیغه فرز انگشتی در این عمل استفاده میگردد.
پلهتراشی با ماشین فرز افقی
با استفاده از تیغه فرزهای غلطکی یا پولکی سوارشده بر روی ماشین فرز افقی، میتوان عملیات پلهتراشی را انجام داد. با ترکیبکردن چند تیغه فرز میتوان چندین پله را همزمان با هم بر سطح کار ایجاد کرد.
شیار تراشی
شیار، فرورفتگی فرمداری است که عمدتاً برای هدایت و اتصال قطعات بر روی هم ایجاد و استفاده میشود. شیارها به کمک تیغه فرز شکافتراش، ارهای و انگشتی میتواند ایجاد شود.
سطوح زاویهای: به کمک تیغه فرزهای زاویهای و یا فرز انگشتی با انحراف کلگی یا کجبستن قطعات قابل ایجاد است. در تصاویر زیر نمونههایی از سطوح زاویهای و شیارهای متنوع نمایش داده شده است.
ترجمه کنید (صفحه 90 کتاب درسی)
The shoulder is a recess confined by two mutually perpendicular planes forming a step. A machine part may have one, two and more shoulders . The slot or groove is a recess in a part restricted by planes or contured surfaces. The slots are classed, according to the shape, into rectangular ,T-shaped, and contoured ones .The slots of any profile may be through,open or with an outlet , and closed .
فرزکاری چندضلعیها
فرزکاری چرخدندهٔ ساده
به کمک تیغه فرز فرم چرخدنده (مدولی) و دستگاه تقسیم، میتوان روی ماشین فرز چرخدندهٔ ساده را تولید نمود و برای ساخت آن نیاز به محاسبات خاصی است که در کتاب همراه ذکر گردیدهاست. در ضمن مراحل انجام کار در فیلم شماره 06 ارائه شدهاست.
ترجمه کنید (صفحه 92 کتاب درسی)
Dividing Heads for Direct lndexing. In many milling operations associated with indexing, the use of the heads for direct indexing proved to be more efficient. In the dividing head the angle of spindle rotation is read off the plate having 12 divisions and hence permitting the division into 2, 3, 4, 6 and 12 equal parts. The spindle with driver chuck at the end rotates in housing. Center is installed in the spindle, the left-hand end mounts disk which has 12 slots. Nut serves to adjust the clearance in the spindle bearings, The spindle is rotated with hand lever and is clamped by disk which is set to the required position by locking lever /.
پژوهش کنید (صفحه 92 کتاب درسی)
با استفاده از موتور جستوجوی گوگل اطلاعاتی دربارهٔ انواع ماشینهای فرز و تواناییهای آن را پیدا کنید.
فعالیت کارگاهی 1 (صفحه 92 کتاب درسی)
با توجه به فیلم، موارد خواستهشده را با رعایت نکات ایمنی و تحت نظر مربی محترم انجام دهید:
1- سطح روغن مخازن را کنترل کنید و قسمتهای مختلف دستگاه را روغنکاری نمایید؛
2- هر کدام از کشوییهای طولی، عرضی و ارتفاعی را با اندازههایی که مربیتان مشخص مینماید، در دو جهت جابهجا کنید؛
3- جعبهدنده اصلی را روی کمترین دور تنظیم کنید؛
4- الکتروموتور را روشن کرده و محور فرزگیر را در دو جهت موافق و مخالف عقربههای ساعت حرکت دهید.
بحث کنید (صفحه 93 کتاب درسی)
در صورت نیاز چگونه میتوان از ماشین فرز به جای ماشین تراش استفاده نمود؟
فعالیت کارگاهی 2: فرزکاری پدال چپ و راست (صفحه 94 کتاب درسی)
ضمن رعایت نکات فنی و اصول ایمنی و توصیههای بیانشده قطعه زیر را فرزکاری کنید.
جنس: آلومینیوم یا برنج
ابعاد مواد اولیه: $22 \times 160$
تعداد: 2 عدد.
تولرانس: $ \pm 0.05$
ابزار
1- کولیس ورنیه 0,05
2- سوهان متوسط
3- وسایل روغنکاری
4- وسایل تمیزکاری
5- تیغهٔ فرز انگشتی به قطر 24 و 12
6- آچار 17 یا آچار رینگی 22،19 و 24
7- گیره موازی رومیزی
8- گونیا
9- ساعت اندازهگیری
10- چکش پلاستیکی
فعالیت کارگاهی 3: ساخت قطعه مطابق شکل (صفحه 95 کتاب درسی)
جنس: آلومینیوم یا برنج
ابعاد مواد اولیه: $10 \times 40 \times 50$
تعداد: 2 عدد
تلورانس: $ \pm 0.05$
ابزار:
1- کولیس ورنیه
2- آچار 17-19 یا آچار رینگی 19
3- عینک محافظ
4- تیغه فرزانگشتی به قطر 20 و 22
5- مته به قطر 5/2
6- روغندان دستی
7- وسایل تنظیف
آیا میدانید:
استفاده از دستگاه فرز ساخت ایران اثرات مهم ملّی دارد:
1- تأمین قطعات مورد نیاز صنعت؛
2- آسیبپذیری کمتر در شرایط تحریم با اتکای به تولید داخل؛
3- انعطافپذیری در تغییرات طراحی و تولید؛
4- بهرهوری با بهکارگیری اقتصادی ماشینهای تولید قطعات فرزکاریشده؛
5- کارآفرینی و اشتغال نیروی کار؛
6- ارتقای سطح مهارتی عوامل تولید
پژوهش کنید (صفحه 96 کتاب درسی)
با استفاده از موتور جستوجوی گول، اطلاعاتی را درباره انواع ماشینهای تراش و تواناییهای آنها پیدا کنید.