امروزه در تمامی صنایع و کارخانه جات برای ساخت ماشینآلات و دستگاهها نیاز به ساخت قطعات صنعتی داریم. اما خود این قطعات صنعتی چگونه ساخته میشوند؟ ماشینکاری یکی از روشهای ساخت و شکلدهی قطعات صنعتی است.
ماشینکاری چیست؟
ماشینکاری یکی از فرایندهای بسیار پرکاربرد در جهان برای ساخت و شکلدهی قطعات صنعتی در مقدار انبوه است. طی این فرایند با حذف لایه از مواد اضافی از روی قطعه کار، آن را به شکل، اندازه و فرم دلخواه درمیآورند. به مواد اضافی جدا شده از روی قطعه کار براده و به عملیات جداسازی مواد اضافی براده برداری نیز میگویند. شاید هنوز برایتان سؤال باشد که عملیات ماشینکاری به چه صورت انجام میشود؟ برای تفهیم بیشتر باید بگوییم که طی این عملیات بسته به نوع قطعه کار یک تیغه و یا ابزار کار با سرعت به سطح قطعه کار برخورد میکند. سپس در اثر اصطکاک ایجاد شده بین سطح این دو فلز مواد اضافی به شکل براده از سطح قطعه کار جدا میشوند.
مروری کوتاه بر تاریخچه ماشینکاری
ماشینکاری از ابتدای قرن 18 وارد زندگی ما شد. با پیشرفت صنعت چوب، ماشینکاری نیز محبوبیت بیشتری پیدا کرد. عملیات شکلدهی آهن که درگذشته توسط آهنگران قدرتمند انجام میشد نیاز به نیروی انسانی زیادی داشت. با پیشرفت این حرفه عملیات شکلدهی به آهن نیز آسانتر شد. در قرن نوزدهم، ماشینکاری در صنایع مختلف مورد استقبال فراوان قرار گرفت. امروزه نیز این صنعت همچنان به پیشرفت خود ادامه میدهد. بعد از وقوع جنگ جهانی دوم انواع دستگاههای ماشینکاری از جمله دستگاههای الکتروشیمیایی، دستگاههای فتوشیمیایی، دستگاههای پرتو الکترونی، دستگاههای التراسونیک و ماشینکاری تخلیه الکتریکی در صنایع مختلف مورد استقبال و بهرهبرداری قرار گرفتند. شایانذکر است که برش لیزر، ماشینکاری تخلیه الکتریکی و ماشینکاری CNC امروزه از جدیدترین روشهای ماشینکاری هستند.
مزایا و معایب ماشینکاری چیست؟
یکی از اساسیترین اهداف تکنولوژی در سراسر جهان، ساخت محصولات طراحی شده با قیمت پایین و کیفیت خوب است. در این مرحله، کارایی محصول نیز بسیار مهم است. به همین دلیل عواملی مانند نوع مواد، کیفیت و خواص مکانیکی قطعاتی که قرار است تولید شوند باید در نظر گرفته شوند. ماشینکاری بهخودیخود دارای مزایا و معایبی است. بیایید با مزایای این عملیات شروع کنیم. ابتدا باید توجه داشت که در طی این فرایندها، تنوع مواد قابلپردازش بسیار زیاد است. با فرایند ماشینکاری میتوان اندازه و شکل دلخواه را به مواد داد. اشکال طراحی شده در محیط دیجیتال را نیز میتوان با ماشینکاری به در اندازه دلخواه تولید کرد. البته متأسفانه این عملیات نیز همانند تمامی حرفههای دیگر معایبی نیز دارد. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد ماشینکاری فرایند شکلدادن به موادی مانند فلز، پلاستیک، چوب است که در این مرحله ممکن است در طی براده برداری مقداری از ماده خام را از دست بدهیم.
چه موادی را میتوان ماشینکاری کرد؟
ماشینکاری بیشتر برای ساخت اجسام، قطعات و ابزار فلزی استفاده میشود. فلزات قابل استفاده در این عملیات عبارتاند از فولاد ضدزنگ، آلومینیوم، برنج، تیتانیوم و مس. فولاد ضدزنگ به دلیل استحکام و مقاومت بالایش در برابر خورندگی بسیار پرکاربرد است. آلومینیوم سبک وزن است، کار با آن آسان و ارزان است. برنج یکی دیگر از مواد مقرونبهصرفه است که در این عملیات استفاده میشود. تیتانیوم قوی، سبک و مقاوم در برابر خوردگی است. بااینحال، گرانتر از سایر مواد است و کار با آن دشوار است. مس یک فلز همهکاره و قوی است و بهعنوان یک رسانای الکتریکی بهخوبی عمل میکند. پلاستیکها همچنین در ماشینکاری استفاده میشوند زیرا ارزان و غیر رسانا هستند. آنها معمولاً در صنایع پزشکی، برق و علمی استفاده میشوند.
انواع عملیات ماشینکاری
در طول ساخت یک قطعه، انواع عملیات و فرایندها برای حذف مواد اضافی آن قطعه موردنیاز است. اکثر این عملیات ها معمولاً مکانیکی هستند. دو فرایند اولیه ماشینکاری عبارتاند از تراشکاری و فرزکاری – که در ادامه به توضیح این موارد میپردازیم. سایر فرایندها که فرعی محسوب میشوند گاهی اوقات با این دو فرایند همراه میشوند یا با تجهیزات مستقل انجام میشوند. بهعنوانمثال، یک مته ممکن است بر روی یک ماشین تراش که برای تراش استفاده میشود نصب شود یا مستقلاً مورداستفاده قرار گیرد.
تراشکاری
این عملیات توسط ماشین تراش انجام میشود. طی این فرایند ابزار کار ثابت میماند و قطعه کار بر روی ابزارهای کار برنده چرخانده میشود. ابزارهای برش در امتداد دو محور حرکتی کار میکنند تا برشهایی با عمق و عرض دقیق ایجاد کنند. ماشین تراش در دو نوع مختلف، سنتی یا دستی و اتوماتیک که به کنترل عددی کامپیوتری(CNC) معروف است ، موجود میباشد.
فرایند چرخش را میتوان بر روی سطح بیرونی یا داخل یک ماده انجام داد. هنگامی که در داخل ماده انجام میشود، بهعنوان “بورینگ” که به معنی فرایند گسترش حفره میباشد شناخته میشود – این روش بیشتر برای ایجاد اجزای لولهای استفاده میشود و بخش دیگری از فرایند تراشکاری است
فرزکاری
در فرزکاری برخلاف تراشکاری قطعه کار ثابت است و ابزار کار بر روی قطعه کار میچرخد و براده برداری انجام میشود. از فرزکاری برای عملیات مختلفی مانند سوراخ زنی، برش قطعات، پیشانی تراشی، شیارتراشی، ایجاد چرخدنده، ایجاد سطوح شیبدار و… استفاده میشود.
سوراخکاری (دریل کاری)
سوراخکاری از سنتیترین روشهای ماشینکاری است که توسط مته یا دریل انجام میگیرد. سوراخکاری بهمنظور افزایش قطر یک سوراخ انجام میگیرد.
اره کاری
اره کاری یکی از پرکاربردترین و قدیمیترین عملیات مورد استفاده از گذشته تا کنون است. امروز اره کاری به کمک دستگاههای برشکاری واترجت، پلاسما، وایرکات، لیزر و… انجام میشود
خانکشی
به حرکت خطی ابزار کار بر روی قطعه کار خانکشی میگویند. از عملیات خانکشی بهمنظور ایجاد شیار، سوراخ، هزارخاری، چرخدندهها و … با استفاده از سوزن و تیغههای خانکشی استفاده میشود.
صفحه تراشی
صفحه تراشی توسط ماشین صفحهتراش انجام میشود. در طی این عملیات ماشین صفحهتراش با حرکت رفت و برگشتی خطی که انجام میدهد قطعه کار را تراش میدهد. از عملیات صفحه تراشی عموماً در کارگاههای ابزارسازی، تعمیراتی و قالبسازی استفاده میشود.
سنگزنی
سنگزنی یکی از عملیات های بسیار مهم است که نقش بسیار مهمی در براده برداری دارد. در این روش به کمک دانههای ساینده براده برداری انجام میشود. از این روش معمولاً برای کاهش ضخامت قطعات و نیز صاف کردن سطح قطعات استفاده میشود.