فرزکاری

ماشینکاری فلزات ، در فرزکاری، یک ابزار چرخشی با لبه‌های برش چندگانه که با آرامی حرکت کرده نسبت به ماده اولیه برای تولید سطوح صاف و هموار کار می‌کند. جهت حرکت پیشروی عمود بر محور چرخش ابزار است. .

دو شکل اصلی فرز:

• فرزهای افقی(Peripheral Milling)
• فرز عمودی(Face Milling)

صفحه ‌تراشی

عمل ماشینکاری ،صفحه ‌تراشی ، برای ایجاد سطوح تخت با ابزارهای برش تک ‌لبه است .

سنگ زنی

ماشینکاری سنگ زنی یک فرایند براده برداریست که عمل برداشتن مواد اضافه روی قطعه را با سایش انجام می‌دهد . هر یک از دانه‌های ساینده روی سطح، بخش کوچکی از قطعه کار را تغییر شکل می‌دهند . معمولاً سنگ زنی مرحله نهایی کار روی قطعه است که بعد از آن کیفیت سطح کار بالا رفته و در واقع نوعی پرداخت روی سطوح است.

روش‌های نوین ماشینکاری

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

ماشینکاری تخلیه الکتریکی

ماشینکاری تخلیه الکتریکی ( Electrical discharge machining) به صورت مخفف (EDM) فرایند براده‌ برداری است که در آن از یک منبع ژنراتور برای تولید جرقه با ولتاژ پایین وامپر بالا بمنظور براده‌ برداری استفاده می‌شود . فرایند برش‌کاری بوسیله جرقه‌های متناوب و کنترل شده‌ای است که بین الکترود یعنی سیم و قطعه کار زده می‌شود. در این روش برای براده برداری هیچگونه تماس مستقیمی بین قطعه کار و الکترود بر قرار نمی‌شود .

ماشینکاری با جت آبی

واترجت یا جت آب یک اصطلاح عمومی برای بیان تجهیزاتی است که از یک جریان فشار بالای آب برای اهداف برشکاری و تمیزکاری بهره گرفته‌ است . جت ساینده زیرشاخه‌ای از جت آب است که از مواد ساینده برای تسریع امر برش استفاده می‌کند . جت آب خالص یا جت آب-تن‌ها اصطلاحاتی هستند برای بیان جت آبی که در آن از مواد ساینده استفاده نشده‌است .

آب خروجی از شیرهای معمولی را در نظر بگیرید که تحت فشار ۶۰۰۰ پوند بر اینچ (PSI) یا ۴۰۰۰ بار، قرار بگیرد و از طریق یک سوراخ بسیار کوچک بیرون رانده شود. آب را با سنگ ساینده مخلوط کرده، حال شما یک جریان باریک آب در حال گذر سرعت بالا را دارید که اغلب مواد را با سرعت زیاد می‌ساید. برخی از جت‌های آب «جت آب خالص» اند که دارای ذرات سنباده در جریان آب نیستند. این‌ها برای برش مواد نرمی همانند غذا، لاستیک و فوم استفاده می‌شوند .

ماشینکاری شیمیایی

ماشینکاری شیمیایی ( chemical machining) به صورت مخفف (CHM) یکی از فرایندهای ماشینکاری غیر سنتی شناخته شده‌است. شاید این نوع ماشینکاری قدیمی‌ترین نوع ماشینکاری غیرسنتی باشد که نام دیگر آن حکاکی شیمیایی یا chemical etching است . مکانیزم برداشتن فلز، واکنش شیمیایی بین قطعه و واکنشگر است .ماشینکاری شیمیایی به دو دسته اصلی فرزکاری شیمیایی (chemical milling) و ماشینکاری فتوشیمیایی Photo) chemical machining – PCM) تقسیم می شود.

ماشینکاری الکتروشیمیایی

ماشینکاری الکتروشیمیایی ( Electrochemical machining) به صورت مخفف (ECM) که گاهی اوقات با نام برشکاری کاتدی نیز از آن یاد می‌شود، یکی از روش‌های اخیر ماشینکاری، با توانایی بالا برای استفاده است. پایه و اساس این فرایند جدید نیست؛ اما کاربرد فرایند به عنوان یک ابزار فلزکاری نوین شناخته می‌شود. گسترش وسیع این فرایند را می‌توان در راستای نیاز به ماشینکاری مواد سفت و سخت مانند تیتانیوم، افزایش یافتن هزینه تلاش و کوشش دستی و نیاز به پیکربندی‌های ماشینکاری فراتر از توانایی ماشینکاری مرسوم جستجو کرد.

یکی از بارزترین ویژگی‌های این ماشینکاری، ماشینکاری سطح‌های هندسی بسیار پیچیده ماندد سوراخ های مربعی با گوشه های تیز است، بطوری‌ که اثر ابزار بر روی قطعه کار باقی نمی‌ماند ؛ به همین دلیل به عنوان فرایند ماشینکاری بدون تماس شناخته شده‌ است (هیچ تماسی بین قطعه کار و ابزار وجود ندارد). همین‌طور عمر زیاد ابزار کار باعث محبوبیت این روش شده‌ که می‌توان قطعات متعددی را با یک سری قالب ساخت، ماشینکاری فلزات و آلیاژها بدون توجه به مقاومت و سختی آن‌ها از دیگر ویژگی‌های این روش است. در واقع به دلیل تبدیل انرژی الکتریکی به واکنش شیمیایی است که ماشینکاری الکتروشیمیایی نامیده شده‌ است .

ماشینکاری با پرتو الکترونی

ماشینکاری پرتو الکترونی ( Electron Beam Machining) به صورت مخفف (EBM) یکی از روش‌های نوین ماشینکاری و البته یک فرایند حرارتی محسوب می‌شود که از پرتوهای الکترونی پرانرژی متمرکز شده برای ایجاد چگالی توان بسیار بالا بر روی سطح قطعه کار استفاده می‌کند و به این وسیله سبب تبخیر یا ذوب آنی ماده قطعه کار می‌شود .

در این روش ماشینکاری از یک ولتاژ بالا که معمولا تا ۱۲۰ کیلوولت است، برای شتاب‌دادن به الکترون‌ها با سرعتی در حدود ۵۰ تا ۸۰ درصد سرعت نور استفاده می‌شود . برخورد پرتو الکترونی با قطعه کار تولید پرتو X می‌کند که بسیار خطرناک و مضر است؛ بنابراین حفاظت و پوشش ضروری بوده و می‌بایست از پرسنل با مهارت کافی جهت استفاده از تجهیزات بهره برد . EBM می‌تواند برای مواد رسانا و نارسانا استفاده شود . خواص ماده نظیر چگالی، رسانایی الکتریکی و حرارتی، انعکاس و نقطه ذوب معمولا عوامل محدودکننده این فرایند محسوب نمی‌شوند. بیشترین کاربرد EBM در صنعت، دریل کاری دقیق سوراخ‌های کوچک از گستره ۰٫۰۵ تا یک میلی‌متر است .

ماشینکاری پرتو لیزری

ماشینکاری پرتو لیزری ( Laser beam machining) به صورت مخفف (LBM) یک روش براده ‌برداری است که نتیجه عمل پرتو متمرکز لیزر بر مواد مورد ماشینکاری است. در این فرایند، با انتقال انرژی فوتونیک به سطح قطعه، انرژی حرارتی آزاد شده و در اثر این حرارت در محل تابش لیزر، مواد به صورت مذاب یا بخار از قطعه جدا می‌شوند. مکانیزم سیستم تمرکز لیزر مشابه مکانیزم سیستم جوشکاری لیزری است. ماشینکاری لیزری به سه دسته اصلی ماشینکاری لیزری یک بعدی، ماشینکاری لیزری دوبعدی و ماشینکاری لیزری سه ‌بعدی تقسیم می‌شود .

ماشینکاری سه‌بعدی شامل تراشکاری لیزری، فرزکاری لیزری و حکاکی لیزری است که در این روش معمولا از دو پرتو متمرکز شده‌استفاده شده و از قطعات براده ‌برداری می‌کنند. پروسه ماشینکاری لیزری با ماشینکاری‌های سنتی بسیار متفاوت است. در ماشینکاری سنتی، اساس براده‌برداری بر ایجاد تنش‌های مکانیکی از طرف اجزای برنده بر قطعات است؛ ولی در ماشینکاری لیزری اساس براده برداری را بر تمرکز انرژی حرارتی بر روی قطعه کار می‌گذارند .

ماشینکاری التراسونیک

ماشینکاری التراسونیک ( Ultrasonic machining) به صورت مخفف (USM) یکی از فرایندهای غیرسنتی ماشینکاری مکانیکی است. این فرایند به منظور ماشین‌کاری مواد سخت و یا شکننده (رسانا و غیررسانا) که سختی آن‌ها معمولا بیش از RC ۴۰ است به‌کار گرفته می‌شود. این روش ماشینکاری از یک ابزار به شکل معین و حرکت مکانیکی با بسامد بالا و یک دوغاب ساینده استفاده می‌کند. در USM برداشت مواد توسط دانه‌های سایندهای صورت می‌گیرد که به‌وسیله یک ابزار در حال ارتعاش (به صورت عمود بر سطح قطعه کار) به حرکت واداشته شده‌اند. در USM از اصل تغییر طول مغناطیسی استفاده می‌شود. هنگامی که یک جسم فرومغناطیس در یک میدان مغناطیسی متغیر پیوسته قرار داده شد طول آن تغییر می‌کند .

ماشینکاری ﺑﺎ قوس پلاسما

ماشین‌کاری قوس پلاسما (به انگلیسی: Plasma arc machining) به صورت مخفف (PAM) فرایندی است که در آن هوای فشرده به عنوان گاز پلاسما به‌کار می‌رود. وقتی که هوا تحت دمای بالای قوس الکتریکی قرار می‌گیرد، به گازهای تشکیل دهنده خود تجزیه می‌شود . به علت اینکه اکسیژن در پلاسمای حاصل بسیار فعال است سرعت برش تا حدود ۲۵درصد زیاد می‌شود . اشکال این روش این است که معمولا یک سطح به‌شدت اکسید شده، به ویژه با فولاد زنگ نزن و آلومینیم به‌دست می‌آید؛ همچنین هوا باید بدون ناخالصی و با فشار مناسب حفظ شود.رای این کار از کمپرسور استفاده می‌شود. در این روش به جای تنگستن از الکترودهای هافینم مس استفاده می‌شود؛ زیرا تنگستن با اکسیژن واکنش نشان می‌دهد. عمر الکترودها بدون توجه به مواد به‌کار رفته کوتاه است. برای افزایش عمر الکترود از جریان رو به پایین اکسیژن در سوراخ نازلی که نیتروژن به عنوان گاز برشی اصلی از میان آن عبور می‌کند استفاده شده‌است. با استفاده از مخلوط گازی ۸۰درصد نیتروژن و ۲۰درصد اکسیژن سرعت برش فولاد نرم تا حدود۲۵درصد زیاد می‌شود.