عملیات فرزکاری یکی از رایج ترین فرایند های ماشینکاری از گذشته تا کنون است . این فرایند به‌منظور ماشینکاری و پرداخت نهایی روی قطعه کار انجام می‌شود . فرز کاری به دلیل دقت و سرعت بسیار بالایی که دارد، از پرکاربردترین روش‌های ساخت و تولید است است .
فرزکاری چیست؟
همان‌طور که می‌دانید تمامی وسایل و اجسامی که انسان‌ها در زندگی روزمره و یا در صنایع مختلف از آنها استفاده می‌کنند، هر یک به روش ساخته می‌شود. بر روی برخی از این اجسام ممکن است عملیات براده برداری انجام شود. در روش‌های تولیدی براده برداری به دو صورت دورانی و خطی انجام می‌شود. فرزکاری از جمله عملیات ماشینکاری است که در آن براده برداری از روی قطعه کار به کمک تیغه‌های چند لبه در حال دوران انجام می‌شود. در طی این فرایند قطعه کار به‌صورت ثابت بر روی میز قرار می‌گیرد و عملیات براده برداری و پرداخت نهایی بر روی آن انجام می‌شود.
ماشین فرزکاری چیست؟
ماشین فرزکاری یکی از پرکاربردترین دستگاه‌ها در عملیات ماشینکاری است. از این دستگاه به‌منظور ایجاد شکل‌های پیچیده بر روی قطعه کار استفاده می‌شود.
در ماشین فرزکاری براده برداری به کمک لبه‌های برنده گوه‌ای شکل که روی یک محیط دایره‌ای قرار دارند، انجام می‌شود. نحوه کار این دستگاه بدین صورت است که هرکدام از لبه‌های تیغه فرز برای مدت کوتاهی از روی قطعه کاری که بر روی میز به‌صورت ثابت قرار گرفته، براده برداری انجام می‌دهند. این تیغه‌ها تا نوبت بعدی به‌صورت آزاد گردش می‌کنند تا خنک شوند. این ویژگی باعث شده تا تیغه‌های فرز تحت‌فشار مداوم قرار نگیرند و عملیات براده برداری را با سرعت بیشتری انجام دهند. ماشین‌های فرز عمومی به سه دسته افقی، عمودی و یونیورسال تقسیم می‌شوند که در ادامه به توضیح آنها خواهیم پرداخت.
ماشین فرز افقی یا ساده
دستگاه‌های فرز ساده بسیار مقاوم هستند. به ماشین‌های فرز ساده که دارای دوک افقی هستند، ماشین‌های فرز افقی نیز گفته می‌شود. محور ماشین‌های فرز افقی به‌صورت عمود بر هم و در سه جهت طولی عرضی و قائم در حال حرکت هستند. به‌عبارت‌دیگر، ماشین‌های فرز افقی ابزار برش را بر روی یک دوک با جهت افقی نصب می‌کنند که می‌تواند به طور انتخابی مواد را از قطعه کار ثابت حذف کند. علاوه بر این، ماشین‌های فرز افقی معمولاً دارای ابزارهای برش متفاوتی نسبت به ماشین‌های فرز عمودی هستند. این دسته از ماشین‌های فرز غالباً در تراشیدن سطوح و شیارهای مستقیم و مارپیچ و فرم تراشی و رنده تراشی کاربرد دارند.
ماشین فرز عمودی
موقعیت دوک در ماشین فرز عمودی به‌صورت عمود بر میز است. از این دستگاه می‌توان برای براده برداری شیارها، سطوح صاف استفاده کرد. سر دوک در ماشین فرز عمودی به یک ستون عمودی ثابت می‌شود که در یک زاویه می‌چرخد. فرز بر روی دوک ثابت می‌شود تا با سطوح زاویه‌دار کار کند. در برخی از ماشین‌های فرز عمودی، می‌توانید دوک را به سمت بالا و پایین تنظیم کنید.
کنترل‌های این ماشین فرز ممکن است به‌صورت دستی، کنترل عددی کامپیوتری CNC، یا ترکیبی از هر دو انجام شوند.
ماشین فرز یونیورسال
ماشین فرز یونیورسال یک دستگاه فرز است که دارای میز با تمام حرکات و سر تقسیم‌کننده با چرخ‌دنده‌های قابل تعویض است تا بتواند هر نوع عملیات فرز را انجام دهد. می‌تواند برای انجام طیف وسیعی از عملیات تطبیق یابد. میز می‌تواند در هر زاویه‌ای تا 45 درجه در هر دو طرف از موقعیت معمولی بچرخد.
روش‌های فرزکاری
در این بخش از مقاله شما را با انواع روش‌های فرزکاری آشنا می‌کنیم.
فرزکاری ساده
عملیات فرزکاری ساده معمول‌ترین عملیات فرزکاری است که توسط آن سطوح ساده مسطح و افقی تولید می‌کنند. در این عملیات با چرخاندن پیچ عمودی دستگاه می‌توان عمق برش را کنترل کرد.
فرزکاری تخت
فرزکاری تخت بسیار شبیه فرزکاری ساده است. تنها تفاوت عملیات فرزکاری تخت با ساده در این است که در فرزکاری تخت برش بر روی محور عمودی و روی سطح عمودی انجام می‌شود. شرکت‌های تولید سیلندر خودرو غالباً از این روش فرزکاری استفاده می‌کنند.
فرزکاری جانبی
فرز جانبی تولید یک سطح عمودی صاف در کنار قطعه کار با استفاده از فرز جانبی است. عمق برش با چرخاندن پیچ تغذیه عمودی میز تنظیم می‌شود.
فرزکاری استرادل
در این نوع از عملیات فرزکاری ابزارهای برشی در دو سمت قطعه کار قرار می‌گیرند. ابزارهای برشی در دو طرف قطعه کار سطوح عمودی و صاف ایجاد می‌کند. از این نوع فرزکاری غالباً برای طراحی سطوح شش‌ضلعی و یا مکعب استفاده می‌شود
در فرزکاری استرادل قطعه کار معمولاً بین مراکز در فیکسچر نمایه‌سازی نصب می‌شود یا به‌صورت عمودی در یک گیره چرخان نصب می‌شود. دو فرز جانبی توسط اسپیسرها، واشرها و شیم ها از هم جدا شده‌اند تا فاصله دندانه‌های برش کاترها دقیقاً برابر با پهنای سطح قطعه کار موردنیاز باشد. هنگام برش مربع به این روش، دو ضلع مخالف مربع بریده می‌شود، سپس دوک فیکسچر شاخص یا گیره چرخان 90 درجه چرخانده می‌شود و دو طرف دیگر قطعه کار به‌صورت نواری آسیاب می‌شود.
فرزکاری زاویه‌ای
این نوع از عملیات فرزکاری به‌منظور ایجاد سطوح زاویه‌دار بر روی قطعه کار به کار می‌رود. از این نوع عملیات فرزکاری غالباً در تولید بلوک‌های فلزی V شکل استفاده می‌شود.
فرزکاری چندتایی
این اصطلاح به عملیاتی اطلاق می‌شود که در آن هنگام برش سطوح افقی از دو یا چند دستگاه فرز با هم بر روی یک آربور استفاده می‌شود. روش معمول این است که دو یا چند فرز با قطرها، شکل‌ها یا عرض‌های مختلف بر روی یک آربور نصب می‌شوند. ترکیب‌های ممکن برش نامحدود هستند و در هر مورد باتوجه‌به ماهیت کار تعیین می‌شوند.
فرزکاری شکل‌دهی
از این روش برای ایجاد اشکال نامنظم بر روی قطعه کار استفاده می‌شود. شایان‌ذکر است که سرعت برش در این روش ۲۰ الی ۳۰ درصد کمتر از فرزکاری ساده است.
فرزکاری پایانی
فرز پایانی عمدتاً به دلیل نوع ابزاری که برای فرزکاری یک قطعه کار استفاده می‌شود با سایر فرایندهای فرزکاری متفاوت است. بر خلاف کاترها و مته‌ها، فرزهای پایانی دارای دندانه‌های برش در طرفین و انتهای دستگاه فرز هستند. فرزکاری پایانی معمولاً در کاربردهایی که نیاز به فرز پروفیل، فرز ردیاب، فرز شکل و… دارند، استفاده می‌شود. برای این نوع فرزکاری غالباً از دستگاه فرز عمودی استفاده می‌شود.
فرزکاری برشی
این نوع از عملیات فرزکاری برای ایجاد انواع شیارهای باریک و پهن و نیز جداسازی یک قسمت کامل از قطعه کار استفاده می‌شود.
فرزکاری شیارزنی
از این نوع عملیات فرزکاری به‌منظور ایجاد شیار و شکاف در اندازه‌ها و اشکال مختلف بر روی قطعه کار استفاده می‌کنند.
فرزکاری دنده‌ای
در این نوع از عملیات فرزکاری غالباً از ابزار برش استوانه‌ای استفاده می‌کنند و الگوهای دنده‌ای مختلفی را روی قطعه کار پیاده‌سازی می‌کنند.
فرزکاری هلیکال
فرز هلیکال یک فرایند ایجاد سوراخ است که در آن ابزار فرز درحالی‌که حول محور خود می‌چرخد یک مسیر مارپیچ را طی می‌کند. از این نوع عملیات فرزکاری به‌منظور ایجاد شیارهای مارپیچی استوانه‌ای یا مخروطی در اطراف قطعه کار استفاده می‌شود.
فرزکاری رزوه‌ای
در این نوع از عملیات فرزکاری هم فرایند برش انجام می‌شود و هم حرکت ابزار برشی در طول و در عمق قطعه کار در نظر گرفته می‌شود. از این روش غالباً برای تولید پیچ‌ومهره استفاده می‌شود.