آیا تا به حال به سطوح کاملاً صاف، صیقلی و هموار در قطعات فلزی صنعتی برخورد کرده اید؟ این دقیقا همان کف تراشی می باشد که تولیدکنندگان قطعات صنعتی  از آن استفاده می نمایند. و اگر شما خودتان یک تراشکار حرفه ای هستید و قطعات کار را با دقت می‌سازید، احتمالاً یا از آن استفاده کرده‌اید یا به آن متکی بوده‌اید. از آماده‌سازی یک بلوک ریخته‌گری برای سوراخکاری گرفته تا ماشینکاری یک صفحه رفرنس  تمیز قبل از ایجاد شکاف (Slotting)، کف تراشی اغلب جایی است که کل فرآیند آغاز می‌شود.

شما کف تراشی را در همه جا خواهید دید، از دنیای خودرو گرفته تا هوافضا، جایی که دقت نه تنها یک ترجیح است، بلکه اجباری می باشد. و چه در حال برش آلومینیوم، فولاد یا کامپوزیت باشید، این تکنیک به شما کمک می‌کند تا مقادیر زیادی از مواد را به سرعت و بدون به خطر انداختن سطح کار نهایی، حذف کنید.

ترکیب ماشینکاری CNC با استراتژی مناسب کف تراشی نه تنها دقت را افزایش می‌دهد، بلکه باعث صرفه‌جویی در زمان و کاهش اشتباهات نیز می‌شود

در این مقاله، ما بر روی آنچه کف تراشی را بسیار قدرتمند می‌کند و نحوه استفاده از آن برای دستیابی به نتایج بهتر از فرآیند ماشینکاری خود تمرکز خواهیم کرد.

کف تراشی چیست؟

کف تراشی نوعی فرآیند تراشکاری است که برای تراش سطوح صاف یا خطوط کم‌عمق در قطعه کار با چرخش یک ابزار برش که عمود بر سطح قرار گرفته است، استفاده می‌شود.

عمل برش در سطح و پیرامون ابزار انجام می‌شود، که معمولاً یک برش‌دهنده چند درجه‌ای یا فرز پوسته‌ای است که برای جابجایی در سطح و حذف موثر مواد طراحی شده است.

هدف از کف تراشی، تولید سطوح یکنواخت و تمیز است که به عنوان پایه‌ای برای فرآیندهای تولید بعدی عمل می‌کنند.

شما معمولاً از این روش برای اصلاح قطعات خام، ایجاد داده‌های دقیق یا اصلاح سطح قطعات ریخته‌گری شده یا ماشینکاری شده استفاده خواهید کرد. این یکی از عملیات تراشکاری اولیه است که روی انواع مواد، از آلومینیوم و فولاد گرفته تا کامپوزیت‌ها و پلاستیک‌ها انجام می‌شود.

آنچه کف تراشی را از سایر روش‌های تراشکاری، مانند فرزکاری محیطی، متمایز می‌کند، جهت‌گیری ابزار است. در کف تراشی، محور ابزار برش عمود بر سطح مورد ماشینکاری است و امکان پوشش کارآمد نواحی وسیع را فراهم می‌کند.

مراکز ماشینکاری CNC اغلب این عملیات را با استفاده از برش‌دهنده‌های اینسرت یا برش‌دهنده‌های کف تراشی متناسب با ماده و پرداخت مورد نیاز انجام می‌دهند. این ابزارها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که هندسه لبه برش، عمر ابزار و کیفیت سطح را بسته به نرخ تغذیه، سرعت اسپیندل و عمق برش متعادل کنند.

کف تراشی چگونه کار می‌کند؟

ابتدا، باید قطعه کار را محکم به میز دستگاه فرز ببندید. این مرحله بسیار مهم است، هرگونه لرزش یا حرکتی می‌تواند بر سطح نهایی و عمر ابزار تأثیر منفی بگذارد.

پس از قرار گرفتن قطعه کار، تیغه فرز پیشانی تراز می‌شود تا محور آن عمود بر سطح قطعه کار باشد.

اگر از ابزارهای تراشکاری دستی استفاده می‌کنید، احتمالاً باید مرتباً مکث کنید تا تیغه را مجدداً تراز کنید یا عمق را تنظیم کنید.

از سوی دیگر، در ماشینکاری CNC، مسیر ابزار، سرعت پیشروی و سرعت اسپیندل همگی از قبل برنامه‌ریزی شده‌اند.

این بدان معناست که ابزار برش بدون دخالت انسان، الگوی دقیقی را در سراسر قطعه دنبال می‌کند. نتیجه، سطحی صاف‌تر و یکدست‌تر و ردهای ورودی یا خروجی کمتری روی ماده است.

در طول ماشینکاری، ابزار برش، مواد را در مسیرهای همپوشانی حذف می‌کند. اندازه هر مسیر به نرخ پیشروی انتخاب شده، سرعت اسپیندل و عمق برش بستگی دارد.

شما می‌توانید مسیرهای سبک‌تر را برای پرداخت‌کاری یا تراشکاری تهاجمی‌تر را هنگام خشن‌کاری مقادیر زیاد ماده انتخاب کنید.

در هر دو مورد، تشکیل براده باید پایدار باشد و تخلیه براده باید کارآمد باشد تا از تراشکاری مجدد، به ویژه هنگام ماشینکاری روی سوراخ‌ها یا سطوح منقطع، جلوگیری شود.

عوامل متعددی بر کیفیت سطح در طول عملیات کف تراشی تأثیر می‌گذارند. استحکام دستگاه، هندسه ابزار، سایش ابزار و کاربرد خنک‌کننده، همگی نقش دارند.

به عنوان مثال، استفاده از خنک‌کننده فشار بالا می‌تواند تجمع گرما را به ویژه در سرعت‌های برش بالاتر کاهش دهد. هنگام برخورد با برش‌های منقطع، مانند عبور از روی یک شکاف یا حفره، کاهش نرخ پیشروی می‌تواند از ایجاد تنش روی لبه برش جلوگیری کرده و از سایش زودهنگام ابزار جلوگیری کند.

این مرحله جایی است که انتخاب ابزار اهمیت پیدا می‌کند. چه از فرزهای پوسته‌ای (Shell End Mills)، فرزهای پروانه ای       (Fly Cutters) یا فرزهای اینسرت قابل تنظیم استفاده کنید، هر کدام بسته به تنظیمات و اهداف ماشینکاری شما مزایای متفاوتی ارائه می‌دهند.

عملیات‌های رایج کف تراشی چیست؟

در کف تراشی، معمولاً عملیات‌هایی را مشاهده خواهید کرد که به فرزکاری عمومی سطح، فرزکاری سنگین، فرزکاری با تغذیه بالا و پرداخت ظریف طبقه‌بندی می‌شوند. این عملیات‌ها در نحوه ایجاد تعادل بین سرعت، پرداخت سطح و تشکیل براده متفاوت هستند.

برخی از روش‌ها برای حذف سریع قطعات بهینه شده‌اند، در حالی که برخی دیگر برای ایجاد پرداخت‌های سطحی اصلاح‌شده روی قطعات دقیق طراحی شده‌اند.

استراتژی‌های خاصی مانند تراشکاری صعودی (Climb milling) و تراشکاری معمولی نیز بسته به جهت چرخش و تغذیه ابزار، بر کیفیت سطح تأثیر می‌گذارند.

عملیات کف تراشی سنگین‌، اغلب فرآیند را با تراز کردن قطعات تاب‌دار یا خشن آغاز می‌کنند، در حالی که پاس‌های سبک‌تر برای اصلاح سطح دنبال می‌شوند. هر یک از این روش‌ها در حفظ یکپارچگی سطح، مدیریت ارتعاشات و اطمینان از تخلیه تمیز براده نقش دارند.

کف تراشی کلی (General Face Milling)

فرزکارکف تراشی کلی، متنوع‌ترین و پرکاربردترین روش در ماشینکاری مدرن است. شما از این تکنیک زمانی استفاده خواهید کرد که نیاز به حذف مقادیر متوسطی از مواد داشته باشید و در عین حال سطح صاف و یکدستی را در کل قطعه کار حفظ کنید. این انتخاب پیش‌فرض برای ایجاد سطوح مرجع در بسیاری از فرآیندهای تولیدی است.

این عملیات معمولاً از یک تراشکاری سطح با زاویه ورود ۴۵ درجه استفاده می‌کند. این هندسه، تعادلی بین راندمان برش و سطح صاف ارائه می‌دهد و آن را برای اکثر کاربردهای عمومی ایده‌آل می‌کند.

قطر فرز معمولاً حدود ۲۰ تا ۵۰ درصد بزرگتر از عرض قطعه کار انتخاب می‌شود تا درگیری پایدار تضمین شود و تماس جزئی کاهش یابد.

با ورود قطعه کار کمی خارج از مرکز، می‌توانید نیروهای برشی را در حین خروج ابزار کاهش دهید، که به نازک شدن براده کمک می‌کند و ارتعاشات را به حداقل می‌رساند. این تنظیمات عمر ابزار را بهبود می‌بخشد، لرزش را کاهش می‌دهد و به کیفیت سطح بهتر کمک می‌کند.

اگر از دستگاه فرز CNC استفاده می‌کنید، این روش به شما امکان می‌دهد مسیر ابزار را به راحتی خودکار کنید و با حداقل مداخله دستی به نتایج قابل اعتمادی برسید.

کف تراشی سنگین (Heavy Duty Face Milling)

کف تراشی سنگین زمانی استفاده می‌شود که نیاز به حذف سریع حجم زیادی از مواد، به ویژه از فلزات سخت یا قطعات بزرگ داشته باشید. این روش به ویژه برای عملیات خشن‌کاری مفید است، جایی که دقت در اولویت نیست، بلکه زمان و سرعت حذف مواد اهمیت دارند.

این روش معمولاً در تولید تجهیزات سنگین، اجزای سازه‌ای یا قطعات ریخته‌گری بزرگ استفاده می‌شود.

فرآیند تراشکاری در اینجا اغلب شامل یک فرز با زاویه ورود ۶۰ درجه است که نیروهای برش را به طور مساوی توزیع می‌کند.

این به معنای فشار کمتر بر روی برش‌دهنده‌های اینسرت جداگانه و تشکیل براده بهبود یافته در طول برش‌های عمیق‌تر است. همچنین از مدیریت بهتر نیرو هنگام ماشینکاری مواد سخت‌تر مانند فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای سخت شده پشتیبانی می‌کند.

از آنجا که عمق برش می‌تواند به طور قابل توجهی بیشتر از سایر عملیات باشد، به یک دستگاه سفت و محکم و اسپیندل قدرتمند برای مدیریت نیروهای درگیر نیاز خواهید داشت. همچنین مهم است که براده‌ها را در حال حرکت نگه دارید. در این شرایط گرما به سرعت افزایش می‌یابد، بنابراین جریان مناسب خنک‌کننده و تخلیه براده ضروری است.

غلتاندن در محل برش، به جای فرو بردن مستقیم، به جلوگیری از بارهای ضربه‌ای روی اینسرت‌ها کمک می‌کند، به خصوص هنگام برخورد با سطوح ریخته‌گری شده یا قطعات دارای پوسته.

کف تراشی با تغذیه بالا (High Feed Milling)

کف تراشی با تغذیه بالا یک عملیات کف تراشی است که برای حذف مواد با سرعت بسیار بالا و در عین حال حفظ عمق برش نسبتاً کم طراحی شده است. اگر هدف شما بهره‌وری است، به خصوص در تنظیمات تولید با حجم بالا، این روش می‌تواند زمان چرخه را به شدت کاهش دهد. معمولاً در مراحل خشن‌کاری استفاده می‌شود که تمرکز اصلی بر حذف مواد به جای کیفیت سطح است.

این روش از تیغه‌های فرز با زاویه ورود کم، اغلب حدود ۱۰ درجه، استفاده می‌کند. این زاویه‌ها یک اثر نازک شدن براده ایجاد می‌کنند که به شما امکان می‌دهد نرخ پیشروی را به میزان قابل توجهی افزایش دهید - گاهی اوقات به ۳ تا ۴ میلی‌متر در هر دندانه می‌رسد - بدون اینکه ابزار برش بیش از حد تحت فشار قرار گیرد. اغلب این چیدمان را با اینسرت‌های گرد یا ابزارهای قابل تنظیم که برای مدیریت نیروهای ضربه‌ای ایجاد شده در چنین سرعت‌های تهاجمی طراحی شده‌اند، مشاهده خواهید کرد.

کف تراشی با تغذیه بالا نیاز به چیدمان‌های سفت و سخت دارد. برای جلوگیری از لرزش، به ابزارهای ماشینی پایدار و فیکسچرهای محکم نیاز دارید، به خصوص که سرعت برش اغلب از ۱۰۰۰ متر در دقیقه فراتر می‌رود.

هندسه مناسب اینسرت و پوشش‌های بادوام در این سطح ضروری می‌شوند، زیرا هرگونه سایش ابزار می‌تواند به سرعت سطح نهایی و عمر ابزار را کاهش دهد.

کف تراشی ظریف یا پرداخت نهایی سطح (Finishing Face Milling)

پس از برداشتن مواد حجیم از روی سطح، کف تراشی نهایی سطح به شما کمک می‌کند تا به نتیجه‌ای صاف و صیقلی دست یابید. این عملیات از ابزارهای تراش دقیق و عمق برش کم، معمولاً بین 0.5 تا 1 میلی‌متر، برای بهبود کیفیت سطح و کنترل ابعادی استفاده می‌کند.

این روش زمانی ایده‌آل است که روی قطعاتی کار می‌کنید که نیاز به ماشینکاری با دقت بالا دارند، مانند قطعات مورد استفاده در هوافضا یا کاربردهای پزشکی.

در این فرآیند معمولاً از اینسرت با زاویه گوشه زیاد (Wiper insert) استفاده می‌شود. این اینسرت ها، کمی پایین‌تر از بقیه اینسرت ها در بدنه برش قرار می‌گیرند و مانند خراشنده عمل می‌کنند تا قله‌های به جا مانده از اینسرت های استاندارد را صاف کنند. در نتیجه، می‌توانید بدون از دست دادن کیفیت سطح، در هر دور، سرعت پیشروی بیشتری داشته باشید.

نتیجه، سطحی صاف‌تر و تمیزتر با مقادیر زبری کاهش یافته است.

ترازبندی دستگاه در این عملیات بسیار مهم است. حتی ناهماهنگی جزئی در میزان انحراف اسپیندل یا محور ابزار می‌تواند رد قابل مشاهده‌ای از ابزار ایجاد کند. سرعت بالای اسپیندل همراه با جریان کافی مایع خنک‌کننده به جلوگیری از تجمع گرما، حفظ تیزی قطعه کار و ایجاد نتایج یکنواخت کمک می‌کند.

تراشکاری صعودی در مقابل تراشکاری معمولی

جهتی که ابزار برش شما نسبت به چرخش آن در قطعه کار حرکت می‌کند، تأثیر قابل توجهی بر نتیجه دارد. در کف تراشی، می‌توانید بین فرزکاری صعودی و فرزکاری معمولی یکی را انتخاب کنید و هر کدام نقاط قوت و محدودیت‌های خاص خود را دارند.

در فرزکاری صعودی، ابزار در همان جهت پیشروی می‌چرخد. این امر به لبه برش اجازه می‌دهد تا در ضخیم‌ترین نقطه، تراشه با ماده درگیر شود و در نازک‌ترین نقطه خارج شود.

در نتیجه، تخلیه براده بهتر، کاهش اصطکاک و سطح نهایی تمیزتری خواهید داشت.

با این حال، این روش می‌تواند قطعه کار را به سمت ابزار برش بکشد، بنابراین به یک چیدمان سفت و سخت با فیکسچرینگ ایمن نیاز دارد.

تراشکاری معمولی، ابزار را در خلاف جهت پیشروی می‌چرخاند و در صورت محدود بودن سفتی دستگاه، پایداری بیشتری را ارائه می‌دهد. عیب آن افزایش گرما و سایش ابزار است، زیرا ابزار قبل از شروع برش روی سطح می‌لغزد. در عمل، بسیاری از ماشین‌کاران بسته به نوع ماده، هندسه قطعه و شرایط خاص ماشینکاری، بین این دو تکنیک به طور متناوب استفاده می‌کنند.

کف تراشی زاویه‌ای (پخ زنی) (Angular Face Milling)

هنگامی که طراحی قطعه شما نیاز به پخ، لبه‌های مورب یا سطوح زاویه‌دار دارد، کف تراشی زاویه ای، به شما دقت لازم برای تولید قابل اعتماد این پروفیل‌ها را می‌دهد.

برخلاف کف تراشی افقی سنتی که در آن محور ابزار ثابت و عمود بر قطعه کار باقی می‌ماند، کف تراشی زاویه‌ای شامل یک ابزار برش کج یا یک ابزار ثابت برای تغییر رویکرد تراشکاری است.

این روش معمولاً پس از ایجاد یک سطح مرجع صاف توسط کف تراشی عمومی سطح استفاده می‌شود. با تنظیم زاویه ابزار یا نصب قطعه کار به صورت کج، می‌توانید بدون نیاز به تنظیمات اضافی، به خطوط یا پرداخت‌های لبه دقیقی دست یابید.

این روش به ویژه هنگام ماشینکاری قطعاتی که نیاز به پخ‌های کاربردی یا زیبایی‌شناختی در امتداد سطوح خاص دارند، مفید است.

برای اطمینان از نتایج دقیق، هندسه لبه برش باید با زاویه ورود مورد نظر سازگار باشد. اگر از هندسه اینسرت اشتباه استفاده شود، خطر تشکیل پلیسه یا سایش زودرس در گوشه‌های ابزار وجود دارد.

چه در حال ماشینکاری براکت‌های صنعت هواپیما سازی، اجزای قالب یا قاب‌های سازه‌ای باشید، این عملیات به شما امکان می‌دهد کف تراشی استاندارد و پخ‌زنی را در یک پاس واحد ترکیب کنید و در عین حال کیفیت پرداخت و یکپارچگی ابعادی را کاهش دهید.

چه زمان از فرآیند کف تراشی برای پروژه تراشکاری استفاده نماییم؟

اگر روی قطعه‌ای کار می‌کنید که نیاز به برداشت حجم زیادی از مواد دارد، کف تراشی سنگین یا کف تراشی با تغذیه بالا احتمالاً بهترین گزینه شماست.

این روش‌ها برای برداشت سریع مقادیر زیادی از مواد بهینه شده‌اند و برای عملیات خشن‌کاری قبل از تراشکاری نهایی ایده‌آل هستند.

از سوی دیگر، اگر در حال اصلاح سطوح هستید یا روی قطعاتی با تلرانس کم کار می‌کنید، باید مسیرهای پرداخت سبک را در نظر بگیرید.

استفاده از یک ابزار فرزکاری مجهز به اینسرت های گوشه (Wiper Insert)  می‌تواند به شما در دستیابی به پرداخت‌های آینه‌ای با حداقل فشار ابزار کمک کند. این ابزارها به ویژه در سطوح ظریف که نیروی بیش از حد ممکن است باعث انحراف یا لرزش شود، مؤثر هستند.

برای تصمیم‌گیری درست، قدرت اسب بخار دستگاه، هندسه قطعه، پرداخت سطح مطلوب و انواع ابزارهای موجود را در نظر بگیرید.

مراکز ماشینکاری CNC پیشرفته اغلب به شما امکان می‌دهند استراتژی‌ها را در یک عملیات واحد ترکیب کنید، با استفاده از خشن‌کاری با تغذیه بالا برای برداشت سریع مواد، و به دنبال آن یک مسیر ابزار پرداخت دقیق.

چه موادی را می توان توسط این روش، تراشکاری نمود؟

فلزاتی مانند آلومینیوم، فولاد، استیل ، چدن، تیتانیوم و فولاد ابزار معمولاً برای کف تراشی استفاده می‌شوند. مواد نرم‌تر مانند آلومینیوم سرعت برش بالاتر و سایش کمتر قطعات را فراهم می‌کنند و ماشینکاری آنها را با استفاده از فرزهای سطحی کاربایدی استاندارد آسان‌تر می‌کنند.

برای فلزات غیرآهنی، اغلب می‌توانید نرخ پیشروی را بدون کاهش کیفیت سطح افزایش دهید.

در مقابل، آلیاژهای سخت‌تر مانند تیتانیوم و فولادهای سخت‌کاری شده برای حفظ عمر ابزار به تنظیمات سفت‌تر، سرعت برش پایین‌تر و قطعات سرامیکی یا CBN نیاز دارند.

چدن چالش متفاوتی را ارائه می‌دهد. ماهیت ساینده آن می‌تواند لبه‌های برش را به سرعت ساییده کند، به خصوص هنگامی که سطح حاوی پوسته یا ناخالصی باشد.

در این موارد، یک ابزار برش قوی با گوشه‌های تقویت شده توصیه می‌شود. همچنین باید پوشش‌های تخصصی یا مواد قطعه‌کاری را در نظر بگیرید که بتوانند در برابر تنش حرارتی و ضربه براده مقاومت کنند.

پلاستیک‌ها و کامپوزیت‌ها، اگرچه برش آسان‌تری دارند، اما پیچیدگی‌های خاص خود را دارند. کامپوزیت‌ها در صورت بهینه نبودن نرخ پیشروی و مسیر ابزار، می‌توانند لایه لایه شوند.

پلاستیک‌ها ممکن است در اثر حرارت بالا ذوب شوند یا تغییر شکل دهند. برای این مواد، ابزارهای تراشکاری را انتخاب کنید که اصطکاک را کاهش دهند، تجمع گرما را محدود کنند و از برش بیش از حد فرو رونده جلوگیری کنند.

ابزارها و انواع تیغه‌ها برای کف تراشی چیست؟

عملیات کف تراشی را باید با انتخاب ابزار تراش مناسب انجام داد، در نتیجه انواع مختلف تیغه‌ها برای پروژه ها، مواد قطعه کار و تنظیمات مختلف دستگاه، بهینه شده‌اند. رایج‌ترین گزینه‌ها، شامل فرزهای پوسته‌ای  (Shell Mills)، فرزهای انگشتی، تیغه فرز تک تیغ (Fly Cutter) و کف تراشی توسط اینسرت، هستند. هر کدام ویژگی‌های ساختاری و عملکردی منحصر به فردی دارند.

1. فرزهای پوسته‌ای روی یک محور نصب می‌شوند و از چندین اینسرت قابل تعویض در امتداد لبه استفاده می‌کنند، که آنها را به گزینه‌ای مناسب برای پوشش سریع سطوح بزرگ تبدیل می‌کند.
2. فرزهای انگشتی، اگرچه منحصر به کف تراشی نیستند، اما بسیار متنوع هستند - برای فضاهای تنگ، جزئیات ظریف‌تر یا عملیات با سطوح کوچک ایده‌آل هستند.
3. تیغه فرزهای تک تیغ، از یک نقطه برش واحد استفاده می‌کنند و زمانی که پرداخت ظریف مهم‌تر از سرعت براده‌برداری مواد باشد، عالی هستند.آنها در تنظیمات کم‌مصرف یا هنگام ماشینکاری مواد نرم‌تر می‌درخشند.
4. برای تعویض سریع اینسرت و انعطاف‌پذیری مواد، کف تراش های قابل تنظیم، یک راه‌حل مدولار می باشند که با ایجاد تغییرات بر روی هندسه و  نوع اینسرت، پوشش‌ها و زوایای دسترسی قابل تنظیم (مانند ۴۵ درجه، ۶۰ درجه یا ۹۰ درجه) راه حل های گوناگونی را ارائه می‌دهند که مستقیماً بر عمر ابزار، تخلیه براده و کیفیت پرداخت سطح تأثیر می‌گذارد.

فرزهای پوسته‌ای (Shell Mills)

فرزهای پوسته‌ای برای کارایی در سطوح پهن و مسطح ساخته شده‌اند. این فرزها  با یک سوراخ مرکزی طراحی شده‌اند و از طریق یک اتصال کلیددار یا پیچی به طور ایمن به اسپیندل متصل می‌شوند.

در اطراف محیط، چندین اینسرت تراشکاری وجود دارد که می‌توانند در صورت ساییدگی تعویض شوند یا برای مطابقت با مواد مختلف تغییر کنند.

فرزهای پوسته‌ای که در ماشینکاری سنگین رایج هستند، زمانی استفاده می‌شوند که قطرهای بزرگتر - اغلب 100 میلی‌متر و بالاتر - برای خالی کردن سریع مواد در تعداد پاس‌های کمتر مورد نیاز است.

طرح متعادل اینسرت آنها، نیروهای تراشکاری را به طور مساوی پخش می‌کند و به حفظ کیفیت سطح ثابت در کل قطعه کار کمک می‌کند. این امر آنها را به ویژه در کاربردهای خشن‌کاری یا نیمه‌پرداخت، به ویژه در مواردی که ماشین‌ها می‌توانند اسب بخار بالا و برش‌های عمیق‌تر را تحمل کنند، مفید می‌کند.

فرزهای پوسته‌ای با هندسه و درجه مناسب اینسرت، می‌توانند به عنوان پرداخت‌کار نیز عمل کنند - از حذف مواد تهاجمی به پاس‌های سبک‌تر و دقیق‌تر تغییر حالت دهند.

آنها در عملیاتی که نیاز به بهره‌وری بالا و سازگاری در فلزات و آلیاژهای مختلف دارند، یک جزء اصلی هستند.

فرزهای انگشتی

فرزهای انگشتی به دلیل دقت و انعطاف‌پذیری‌شان متمایز هستند. برخلاف فرزهای پوسته‌ای، آن‌ها به جای نصب روی یک محور، توسط بدنه خود نگه داشته می‌شوند و همین امر آن‌ها را فشرده‌تر و برای کارهای جزئی یا سطوح کوچک‌تر مناسب‌تر می‌کند.

در حالی که صرفاً برای کف تراشی طراحی نشده‌اند، می‌توانند در مناطق محدود و ظریف به طور مؤثر از عهده آن برآیند.

قدرت آن‌ها در تطبیق‌پذیری نهفته است - فرزهای انگشتی می‌توانند شکاف، کانتور، حفره و حتی پخ ایجاد کنند.

در قطرهایی به کوچکی چند میلی‌متر موجود هستند، اما انتخاب برتر برای پرداخت گوشه‌های تنگ یا ایجاد هندسه‌های پیچیده هستند.

اگرچه برای برداشتن مواد سنگین ایده‌آل نیستند، اما در کاربردهایی با قدرت محدود دستگاه یا جایی که دقت بر سرعت اولویت دارد، می‌درخشند.

برای کف تراشی قطعات کوچک، آن‌ها یک راه‌حل مقرون به صرفه و سازگار ارائه می‌دهند.

چه برای خشن‌کاری یک حفره یا صیقل دادن یک سطح کوچک نیاز به تراشکاری داشته باشید، فرزهای انگشتی، کنترل دقیق و نتایج تمیزتری را ارائه می‌دهند - به خصوص زمانی که مسیرهای ابزار بهینه شده و استحکام حفظ شود. ، این ابزار از ملزومات جعبه ابزار هر ماشین‌کاری است زیرا ایده‌آل برای پرداخت‌کاری، برش‌های متوسط و ویژگی‌های خاص می باشند

تیغه فرزهای تک تیغ

برخلاف فرزهای سطحی پیچیده‌تر، تیغه فرزهای تک تیغ، با لبه برش تک نقطه‌ای کار می‌کنند، چه به صورت لحیم‌کاری شده، چه به صورت گیره‌ای یا قرار گرفته در یک میله چرخان. این سادگی به این معنی است که آنها در هر بار عبور، مواد کمتری را برمی‌دارند، اما در تولید سطوح تمیز و صاف، به خصوص روی مواد نرم‌تر مانند آلومینیوم، برنج یا برخی پلاستیک‌ها، عالی هستند.

به دلیل طراحی اولیه‌شان، تیغه فرزهای تک تیغ، برای ماشین‌های فرز کم‌قدرت یا تنظیمات دستی که در آنها می‌خواهید بدون سرمایه‌گذاری روی ابزارهای بزرگتر، پرداخت یکنواختی داشته باشید، ایده‌آل هستند. سرعت برش پایین‌تر و عمق برش کمتر آنها، سایش ابزار را کاهش می‌دهد و آنها را به ویژه برای عملیات کف تراشی در مقیاس کوچک یا پرداخت دقیق قطعات مناسب می‌کند.

برای جلوگیری از رد چرخش یا مسیرهای ابزار، باید سرعت تغذیه ثابتی را حفظ کنید و از محکم و فیکس بودن دستگاه خود اطمینان حاصل کنید. با وجود برداشتن آهسته‌تر مواد، تیغه فرزهای تک تیغ، می‌توانند کیفیت سطح عالی را با حداقل سایش ابزار ارائه دهند که برای کارهایی که پرداخت سطح عامل تعیین‌کننده است، عالی است.

کف تراش های اینسرت خور

کف تراش های اینسرت خور، زمانی که به عملکرد و مقرون به صرفه بودن نیاز دارید، یک راه حل همه کاره هستند. این ابزارها در اطراف یک هولدر با قابلیت استفاده مجدد، ساخته شده‌اند که در آن برش‌های اینسرتی با گیره یا پیچ بسته می‌شوند. ارزش واقعی در اینسرت ‌هایی نهفته است که از موادی مانند کارباید (الماس)، CBN یا سرامیک ساخته شده‌اند و می‌توانند در صورت ساییدگی، بدون دور انداختن کل ابزار، جایگزین شوند.

از آنجا که هر اینسرت معمولاً دارای چندین لبه برش است، می‌توانید آنها را در صورت کند شدن یک لبه بچرخانید و عمر کل ابزار را به میزان قابل توجهی افزایش دهید. این امر کف تراش های اینسرت خور، را به انتخابی محبوب در محیط‌های ماشینکاری و تولید CNC با حجم بالا تبدیل می‌کند که در آنها زمان آماده به کار، کنترل هزینه و ثبات غیرقابل مذاکره هستند.

بسته به ماده‌ای که با آن کار می‌کنید، فولاد، استیل، چدن یا آلیاژهای عجیب و غریب، می‌توانید اینسرتی با روکش یا هندسه‌های خاص را برای بهینه‌سازی عمر ابزار، تشکیل براده و پرداخت سطح انتخاب کنید.

هنگامی که مرتباً بین قطعات یا تنظیمات تغییر می‌کنید، توانایی تطبیق تراشکاری خود با حداقل زمان از کار افتادن یا به اصطلاح عامیانه خوابیدن دستگاه CNC، یک مزیت عمده است.

مواد و روکش های ابزار

برای فرزکاری سطح با کارایی بالا، ابزارهای کاربایدی (الماس) به دلیل توانایی‌شان در حفظ سختی در دماهای بالا، بر این حوزه تسلط دارند. کارباید برای نرخ‌های تغذیه سریع و سرعت‌های برش بالا مناسب است و آن را برای خشن‌کاری و پرداخت ایده‌آل می‌کند.

در مقابل، ابزارهای فولادی پرسرعت (HSS) مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند و چقرمگی مناسبی ارائه می‌دهند، اما در زیر حرارت سریع‌تر فرسوده می‌شوند و برای کارهای با سرعت پایین‌تر یا هنگام برش مواد با سایندگی کمتر بهتر هستند.

اینسرت‌های سرامیکی و نیترید بور مکعبی (CBN) هنگام ماشینکاری مواد بسیار سخت، مانند فولادهای ابزار سخت‌شده یا چدن، استفاده می‌شوند. با این حال، این مواد شکننده هستند و برای جلوگیری از لب‌پریدگی به تنظیمات پایدار نیاز دارند.

روکش های مدرن، مانند نیترید تیتانیوم (TiN)، نیترید تیتانیوم آلومینیوم (AlTiN) و کربونیترید تیتانیوم (TiCN)، نقش مهمی در کاهش اصطکاک، افزایش تخلیه براده و افزایش عمر ابزار دارند. این روکش ها به شما امکان می‌دهند سرعت اسپیندل و نرخ تغذیه خود را بالاتر ببرید و در عین حال کنترل دما و سایش را حفظ کنید.

چگونه ابزار مناسب را انتخاب کنیم؟

با جنس قطعه کار شروع کنید. برای مواد سخت مانند فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم، از فرزهای پوسته‌ای یا فرزهای صفحه‌ای قابل تنظیم با اینسرت های کاربایدی استفاده کنید.

این ابزارها دوام و حفظ لبه برش مورد نیاز برای مقابله با گرما و تنش را ارائه می‌دهند. برای فلزات یا پلاستیک‌های نرم‌تر، تیغه فرز های تک تیغ یا فرزهای انگشتی می‌توانند با سرعت اسپیندل پایین‌تر، پرداخت‌های ظریف‌تری ارائه دهند.

در مرحله بعد، به پرداخت سطح و عمق برش مورد نظر خود فکر کنید. زاویه‌های کم پیشروی، حدود 10 درجه، به شما امکان می‌دهد سریع‌تر پیشروی کنید اما عمق برش را محدود کنید.

اگر سرعت را به دقت ترجیح می‌دهید، فرزهای با تغذیه بالا یا برش‌های با قطر بزرگ به حذف سریع مقادیر زیادی از مواد کمک می‌کنند، مشروط بر اینکه دستگاه فرز شما قدرت اسب بخار کافی داشته باشد.

همچنین، هندسه و روکش اینسرت را در نظر بگیرید. انتخاب اینسرت مناسب برای قطعه و فرآیند فرزکاری شما، سایش ابزار را کاهش داده و بهره‌وری کلی را افزایش می‌دهد. در نهایت، هزینه ابزار را با اهداف تولید خود متعادل کنید.

پارامترهای کلیدی در کف تراشی چه چیزهایی هستند؟

برای به حداکثر رساندن بهره‌گیری از فرآیند کف تراشی، باید چندین پارامتر اصلی را درک و بهینه کنید: عمق برش، نرخ پیشروی، سرعت اسپیندل، گام به جلو، زاویه پیشروی و جریان خنک‌کننده.

هر یک از این موارد مستقیماً بر سطح پرداخت، عمر ابزار و نرخ کلی براده‌برداری شما تأثیر می‌گذارد. برای خشن‌کاری، تراشکاری های عمیق‌تر و نرخ پیشروی بالاتر می‌تواند به شما کمک کند تا مقادیر زیادی از مواد را به سرعت بردارید.

اما این امر، همچنین باعث افزایش تشکیل براده و سایش ابزار می‌شود، به خصوص اگر قدرت یا استحکام دستگاه شما محدود باشد. در طول پرداخت، برش‌های کم‌عمق‌تر و پیشروی‌های آهسته‌تر، کیفیت سطح را بهبود بخشیده و لرزش را کاهش می‌دهند.

سرعت اسپیندل باید با قطر برش و نوع ماده قطعه کار مطابقت داشته باشد تا تخلیه مناسب براده تضمین شود و از تجمع گرما جلوگیری شود.

زاویه پیشروی، اغلب ۴۵ درجه یا ۶۰ درجه، بر نحوه اعمال نیروهای برشی بر قطعه کار تأثیر می‌گذارد، در حالی که جریان مناسب خنک‌کننده از لبه برش محافظت می‌کند و براده‌ها را از سطح پاک می‌کند.

حداکثر عمق تراشکاری در روش کف تراشی

عمق تراشکاری ایده‌آل در کف تراشی بسته به ابزار، جنس و تنظیمات دستگاه شما می تواند متفاوت باشد.

برای دستگاه های CNC با کارایی بالا، با اسپیندل‌های صلب و اسب بخار بالا، عمق‌های فراتر از 10 میلی‌متر در طول عملیات فرزکاری سنگین قابل دستیابی هستند. این امر به ویژه در هنگام استفاده از فرزهای پوسته‌ای یا اینسرت های تراشکاری ساخته شده برای خشن‌کاری صادق است.

با این حال، برش‌های عمیق‌تر نیز با خطراتی همراه هستند. احتمال لرزش، شکستگی اینسرت یا انحراف فرز را افزایش می‌دهید. به همین دلیل است که ایجاد تعادل بین عمق برش و نرخ پیشروی و پایداری مسیر ابزار بسیار مهم است.

مسیرهای پرداخت، که در آن‌ها هدف شما پرداخت سطح ظریف و دقت ابعادی است، معمولاً از عمق‌های فقط 0.1 تا 2 میلی‌متر استفاده می‌کنند.

همچنین هندسه اینسرت و زاویه لبه برش را در نظر بگیرید. برخی از ابزارها مانند فرزهای با تغذیه بالا، برش‌های کم‌عمق اما با نرخ پیشروی بالا را ترجیح می‌دهند، در حالی که برخی دیگر فرورفتگی‌های عمیق‌تر را بهتر تحمل می‌کنند.

مزایای کف تراشی چیست؟

مزایای کف تراشی شامل حذف سریع مواد، پرداخت سطحی عالی و انعطاف‌پذیری ابزار است که آن را به یکی از کارآمدترین و سازگارترین عملیات ماشینکاری در تولید تبدیل می‌کند. در زیر مزایای کلیدی و نحوه‌ی بهره‌مندی از آنها از در فرآیند تراشکاری، ارائه شده است:

1. نرخ بالای براده‌برداری: کف تراشی از چندین لبه برش به طور همزمان استفاده می‌کند و امکان براده‌برداری سریع مواد را در سطوح بزرگ فراهم می‌کند. این امر زمان چرخه را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد و آن را برای کارهای خشن‌کاری و نیمه‌پرداخت ایده‌آل می‌کند.
2. پرداخت سطح عالی: با استفاده از اینسرت‌ها و زوایای مناسب، کف تراشیپرداخت‌های مسطح و یکنواختی را ارائه می‌دهد. تنظیمات CNC پرسرعت همراه با اینسرت‌ها حتی می‌توانند سطوح آینه‌ای و صیقلی را در تعداد پاس‌های کمتر تولید کنند.

3. تنوع در انتخاب: می‌توانید زوایای نزدیک شدن (10 درجه، 45 درجه، 60 درجه و غیره) را تنظیم کنید یا بر اساس ظرفیت دستگاه، اندازه قطعه و الزامات پرداخت، بین فرزهای پوسته‌ای، فرزهای انتهایی و تیغه فرز های تک تیغ تغییرات انجام دهید. این تنوع، کف تراشی را برای طیف وسیعی از مواد و هندسه‌ها مناسب می‌کند.

4. کاهش زمان از کارافتادگی دستگاه CNC با اینسرت‌های قابل تعویض: اکثر کف تراش ها، دارای اینسرت‌های قابل تعویض هستند. به جای برداشتن کل ابزار برای تیز کردن، به سادگی اینسرت‌های فرسوده را تعویض می‌کنید - زمان راه‌اندازی و هزینه‌های نگهداری را به حداقل می‌رسانید.

5. کنترل و دقت فرآیند: چه در حال خشن‌کاری باشید و چه در حال پرداخت، کف تراشی امکان تنظیم عمق برش و نرخ پیشروی کنترل‌شده را فراهم می‌کند. این امر به اپراتورها این امکان را می‌دهد که ضمن حفظ راندمان تولید، به تلرانس‌های دقیق مورد نیاز، دست یابند.

معایب کف تراشی چیست؟

در حالی که کف تراشی بسیار کارآمد است، محدودیت‌های خاصی از جمله هزینه ابزار، پیچیدگی راه‌اندازی و چالش‌های خاص کاربرد دارد. در زیر چهار محدودیت کلیدی برای بررسی وجود دارد:

1. هزینه‌های بالای ابزار: هولدرهای پیشرفته کف تراش و اینسرت‌های درجه یک (مانند کارباید روکش‌دار یا CBN) می‌توانند گران باشند، به خصوص هنگام ماشینکاری استیل یا فولاد آلیاژی. سرمایه‌گذاری بر روی این نوع ابزار، ممکن است برای کاربردهای با کارایی بالا یا دقت بالا قابل توجیه باشد.

2. نیازمندی‌ به راه‌اندازی پیچیده: دستیابی به عملکرد بهینه نیاز به تنظیم دقیق سرعت اسپیندل، نرخ پیشروی و مسیر ابزار دارد. راه‌اندازی نامناسب می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند لرزش، پرداخت سطح ضعیف یا سایش سریع ابزار شود - به ویژه در ماشین‌های با سختی و قدرت کمتر یا مواد قطعه کار دشوار.

3. برای همه هندسه‌های قطعه کار، ایده‌آل نیست: کف تراشی برای سطوح صاف و باز مناسب‌تر است. برای حفره‌های عمیق، دیواره‌های نازک یا ویژگی‌های سه‌بعدی پیچیده، که در آن‌ها مته های فرز انگشتی، کنترل و دسترسی بهتری را ارائه می‌دهد، کمتر موثر است.

4. چالش‌های تراشکاری های منقطع: هنگام فرزکاری در سراسر شکاف‌ها، سوراخ‌ها یا سطوح منقطع، ابزار می‌تواند بارهای براده ناهموار و افزایش تنش روی اینسرت‌ها را تجربه کند. این امر در صورت عدم مدیریت دقیق تنظیمات پیشروی، خطر لب‌پریدگی، پرداخت ضعیف یا لرزش را افزایش می‌دهد.

کاربردهای کف تراشی چیست؟

کف تراشی یک فرآیند ماشینکاری CNC بنیادی است که برای ایجاد سطوح صاف و دقیق به طور موثر استفاده می‌شود - و این روش را در هر دو مرحله خشن‌کاری و پرداخت در صنایع مختلف ضروری می‌کند. در اینجا رایج‌ترین کاربردها و مزایای آنها آورده شده است:

1. آماده‌سازی و رفرنسینگ قطعه کار: کف تراشی اغلب اولین مرحله ماشینکاری برای قطعات بزرگ مانند صفحات فولادی یا بلوک‌های چدنی است. این فرآیند یک سطح مرجع تمیز و صاف ایجاد می‌کند که برای ترازبندی دقیق درعملیات بعدی مانند سوراخکاری، تراشکاری با مته فرز انگشتی یا پروفیل‌بندی بسیار مهم است.

2. ماشینکاری قطعات خودرو: در صنعت خودرو، کف تراشی، صافی و تراز مورد نیاز برای سرسیلندرها، پوشش سوپاپ‌ها و بلوک‌های موتور را تضمین می‌کند - جایی که تلرانس‌های دقیق مستقیماً بر آب‌بندی و عملکرد تأثیر می‌گذارند.

3. پرداخت سطوح قطعات صنعت هوافضا: قطعات هوافضا به پرداخت‌های سطحی یکنواخت و ثبات ابعادی نیاز دارند. کف تراشی برای دستیابی به صفحات موازی و کیفیت پرداخت مورد نیاز برای اجزای ساختاری و آیرودینامیکی استفاده می‌شود.

4. ساخت ابزار و قالب: سازندگان قالب برای ایجاد سطوح صاف و یکنواخت قبل از شروع برش حفره یا شکل‌دهی کانتور، به کف تراشی متکی هستند. این کار زمینه را برای کار دقیق در استیل و فولاد آلیاژی فراهم می‌کند.

5. پخ‌زنی و فرزکاری زاویه‌ای: با تنظیم زاویه نزدیک شدن ابزار تراش، کف تراشی همچنین می‌تواند لبه‌های پخ‌دار ایجاد کند - که برای بهبود زیبایی‌ ظاهری، ایمنی یا مونتاژ قطعات مفید است.

6.  ساخت و تولید عمومی: از قطعات اولیه ماشین‌آلات گرفته تا مجموعه‌ قطعات مورد نیاز به جوشکاری، کف تراشی در ساخت عمومی برای تراز کردن سطوح و بهبود تطابق بین قطعات استفاده می‌شود و یکپارچگی ساختاری و ظاهر نهایی را بهبود می‌بخشد.

مشکلات رایج در کف تراشی چیست و چگونه آنها را برطرف کنیم؟

کف تراشی راندمان بالایی دارد، اما چالش‌های رایجی مانند لرزش، ساییدگی ابزار و سطح ضعیف را نیز به همراه دارد. درک این مشکلات - و نحوه اصلاح آنها - می‌تواند به بهبود نتایج و افزایش عمر ابزار کمک کند.

1. لرزش (لرزش در حین برش): لرزش باعث ایجاد رد قابل مشاهده ابزار، سر و صدا و کاهش عمر ابزار می‌شود. این امر معمولاً به دلیل عدم استحکام دستگاه، فرسودگی یاتاقان‌های اسپیندل یا نرخ تغذیه نادرست ایجاد می‌شود. نرخ تغذیه را کاهش دهید، از پایداری دستگاه و فیکسچر اطمینان حاصل کنید و سایش مکانیکی در اسپیندل یا نگهدارنده ابزار را بررسی کنید.

2. سایش سریع ابزار: سایش سریع ابزار می‌تواند ناشی از سرعت برش بیش از حد، تخلیه ضعیف براده یا جنس نادرست ابزار باشد. از ابزارآلات روکش‌دار یا با کارایی بالا استفاده کنید، سرعت اسپیندل را کاهش دهید، عمق برش را بهینه کنید و از خنک‌کننده یا دمش هوای مناسب برای خارج کردن براده‌ها اطمینان حاصل کنید.

3. گرم شدن بیش از حد و رد سوختگی: دمای بالا در حین عملیات با تغذیه بالا می‌تواند باعث آسیب حرارتی، تغییر رنگ قطعه کار یا سخت شدن مواد شود. مایع خنک‌کننده یا هوای فشرده را مستقیماً در ناحیه برش اعمال کنید و از پارامترهای تهاجمی بدون کنترل کافی گرما خودداری کنید.
4. پرداخت سطح ناهماهنگ یا تشکیل براده: برش ناهموار، تخلیه ضعیف براده یا هندسه نامتناسب ابزار می‌تواند منجر به پرداخت‌های ناهموار یا براده‌های نامنظم شود. هندسه ابزار و نوع ابزار را با کار مطابقت دهید، برای پرداخت‌های صاف‌تر از ابزار پاک‌کن استفاده کنید و پیشروی را تنظیم کنید تا از درگیری ناهموار جلوگیری شود.

5. برش در سراسر سوراخ‌ها یا حفره‌ها: برش‌های منقطع می‌توانند به ابزار آسیب بزنند و به دلیل تغییرات ناگهانی نیرو، کیفیت سطح را کاهش دهند. در صورت امکان، از مسیرهای ابزار که مستقیماً از روی سوراخ‌ها یا شکاف‌ها عبور می‌کنند، خودداری کنید. در صورت اجتناب‌ناپذیر بودن، از ابزار محکم استفاده کنید و پیشروی را در حین درگیری کاهش دهید.

نکات عملی و بهترین شیوه‌ها برای بهینه‌سازی کف تراشی چیست؟

برای دستیابی به نتایج ثابت و با کیفیت بالا در کف تراشی، توجه دقیق به تنظیمات، ابزار و تکنیک ضروری است. در اینجا موثرترین نکات برای بهینه‌سازی فرآیند شما آورده شده است:

1. از تنظیم صحیح ابزار اطمینان حاصل کنید: ابزار را طوری تراز کنید که به طور تمیز وارد و خارج شود. یک ابزار با تراز مناسب، عیوب سطحی را کاهش می‌دهد، سایش ابزار را کاهش می‌دهد و ثبات پرداخت را بهبود می‌بخشد. ابزار را عمود بر سطح نگه دارید: همیشه جهت ۹۰ درجه را نسبت به قطعه کار حفظ کنید. این کار از بارگذاری ناهموار روی اینسرت‌ها جلوگیری می‌کند و به جلوگیری از لرزش یا پرداخت ناهموار کمک می‌کند.
2. نصب محکم و ایمن فیکسچر: هرگونه حرکتی در دستگاه می‌تواند باعث ایجاد لرزش و بی‌ثباتی شود. از گیره‌های محکم استفاده کنید و قبل از شروع برش، هرگونه لقی در فیکسچر را بررسی کنید.
3. از پارامترهای برش توصیه شده استفاده کنید: سرعت اسپیندل و نرخ پیشروی را با نوع و جنس ابزار خود مطابقت دهید. تنظیمات اشتباه می‌تواند باعث ایجاد لبه‌های انباشته، گرمای بیش از حد و آسیب به ابزار شود.
4. بهینه‌سازی تخلیه براده: با استفاده از مایع خنک‌کننده با فشار بالا یا دمش هوای متمرکز - به ویژه در تراشکاری های عمیق یا عملیات خشن‌کاری - از برش مجدد براده جلوگیری کنید.
5. به حداقل رساندن برآمدگی ابزار: ابزار را تا حد امکان نزدیک به هولدر نگه دارید. برآمدگی بیش از حد، خطر لرزش را افزایش می‌دهد و پایداری کلی برش را کاهش می‌دهد.
6. وضعیت ابزار و هندسه لبه را کنترل کنید: ابزار فرسوده یا کند را به سرعت تعویض کنید. لبه‌های برش تیز، کشش را کاهش می‌دهند، سطح نهایی را بهبود می‌بخشند و عمر ابزار را افزایش می‌دهند.
7. مسیرهای ابزار متعادل و ثابت را برنامه‌ریزی کنید: نیروهای تراشکاری را به طور مساوی توزیع کنید و از تغییرات ناگهانی در جهت خودداری کنید. برای عملیات چند پاس، ابزار را به طور پیوسته درگیر نگه دارید تا برش صافی داشته باشید.

بهینه‌سازی پارامترهای تراشکاری

هنگام تنظیم پارامترهای تراشکاری در کف تراشی، آن را به عنوان یک عمل متعادل‌کننده بین بهره‌وری و عمر ابزار در نظر بگیرید. افزایش سرعت پیشروی ممکن است کارآمد به نظر برسد، اما فراتر رفتن از ضخامت بهینه براده، منجر به افزایش نیروهای برشی و سایش سریع‌تر ابزار می‌شود. از سوی دیگر، پیشروی خیلی آهسته می‌تواند باعث شود که ابزار به جای برش، ساییده شود و گرما و لبه‌های انباشته ایجاد کند.

با مراجعه به راهنمای سازنده برای سرعت‌های اسپیندل توصیه‌شده، بر اساس قطر ابزار، جنس ابزار و سختی قطعه کار، شروع کنید.

به عنوان یک قاعده کلی، مواد سخت‌تر مانند استیل یا تیتانیوم برای کاهش سایش ابزار به سرعت اسپیندل آهسته‌تر و نرخ پیشروی پایین‌تری نیاز دارند.

شما باید تشکیل براده را در حین تراشکاری، زیر نظر داشته باشید. براده‌هایی که به رنگ نقره‌ای-آبی هستند و خم می‌شوند، به خوبی نشان‌دهنده تعادل خوب سرعت/پیشروی هستند. اگر براده یا دود شبیه گرد و غبار مشاهده کردید، سرعت برش را کاهش دهید یا پیشروی را کمی افزایش دهید.

هدف، براده با ضخامت ثابت است، این به اتلاف گرما کمک می‌کند و عمر ابزار را افزایش می‌دهد، به خصوص در تراشکاری با پیشروی بالا یا هنگام استفاده از اینسرت های تراشکاری در مسیرهای خشن‌کاری.

استفاده موثر از خنک‌کننده   (آب صابون)

در طول عملیات فرزکاری با سرعت بالا یا سنگین، اصطکاک بین تیغه فرز و قطعه کار می‌تواند گرمای کافی برای آسیب رساندن به هندسه ابزار یا تخریب سطح نهایی ایجاد کند. اینجاست که خنک‌کننده وارد عمل می‌شود.

برای مواد سخت‌تر مانند فولاد یا آلیاژهای نیکل، خنک‌کننده با فشار بالا که دقیقاً به لبه برش هدایت می‌شود، به حذف گرما و شستشوی براده‌ها از ناحیه برش کمک می‌کند. این امر نه تنها از برش مجدد جلوگیری می‌کند، بلکه خطر شوک حرارتی به ابزارهای برشی شما را نیز کاهش می‌دهد.

برای مواد نرم‌تر مانند آلومینیوم، یک سیستم مه‌پاش ممکن است کافی باشد و به شما کمک می‌کند از کثیفی یا آلودگی مرتبط با خنک‌کننده‌های مایع جلوگیری کنید.

اگر چدن یا کامپوزیت‌ها را برش می‌دهید، می‌توانید فرزکاری خشک را در نظر بگیرید. خنک‌کننده در این موارد می‌تواند با گرد و غبار ساینده یا ذرات رزین مخلوط شود و باعث تجمع روی ابزار یا تأثیر بر کیفیت نهایی شود.

صرف نظر از جنس، مطمئن شوید که جریان خنک‌کننده نقطه تشکیل براده را هدف قرار می‌دهد. باید مسیر ابزار را دنبال کند و با سرعت تغذیه شما مطابقت داشته باشد تا از خنک شدن و شستشوی مداوم اطمینان حاصل شود.

اطمینان از بیرون زدگی مناسب ابزار

هرچه تیغه کف تراش شما از نگهدارنده ابزار، دورتر باشد، اثر اهرمی اعمال شده بر اسپیندل و مجموعه ابزار بیشتر می‌شود. این نیروی فزاینده، ارتعاشات را تقویت می‌کند، انحراف ابزار را افزایش می‌دهد و بر سطح نهایی و دقت ابعادی شما تأثیر منفی می‌گذارد.

برای کاهش لرزش و حفظ پایداری، بیرون زدگی ابزار را تا حد امکان کوتاه نگه دارید. در اکثر محیط‌های ماشینکاری دقیق، حداقل بیرون زدگی، به شما کمک می‌کند تا حالت عمودی ابزار بر قطعه کار را حفظ کنید و خطر آسیب لبه برش را کاهش دهید.

اگر با حفره‌های عمیق یا نواحی صعب‌العبور کار می‌کنید و باید از ابزارهای بلندتر استفاده کنید، کاهش سرعت پیشروی و عمق برش برای جبران کاهش استحکام ضروری است.

برای سناریوهای دسترسی طولانی، ابزارهای کف تراش مخصوص طراحی شده با ساقه‌های تقویت شده یا ویژگی‌های ضد لرزش را انتخاب کنید. این ابزارها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند فشارهای کف تراش و درگیری محیطی را بدون کاهش کیفیت سطح یا عمر اینسرت تحمل کنند.

کنترل و حذف براده

کنترل صحیح براده فقط به تمیز نگه داشتن فضای کاری شما مربوط نمی‌شود، بلکه برای عملکرد کل فرآیند کف تراشی حیاتی است.

براده‌های کنترل نشده می‌توانند توسط فرز دوباره بریده شوند و باعث کیفیت پایین سطح، سایش ابزار و نیروهای برشی غیرقابل پیش‌بینی شوند. اگر براده‌ها بین قطعه کار و اینسرت گیر کنند، شما همچنین در معرض خطر جدی خراش، لرزش یا حتی شکستگی ابزار هستید.

برای جلوگیری از این امر، از مایع خنک‌کننده با فشار بالا یا دمش‌های هوای هدفمند برای تخلیه کارآمد براده‌ها، به ویژه در فرزکاری با تغذیه بالا یا هنگام برداشتن مقادیر زیادی از مواد، استفاده کنید.

تشکیل براده همچنین به هندسه براده بستگی دارد. اینسرت های دارای براده‌شکن داخلی به پیچ خوردن و شکستن براده‌ها به اندازه‌های قابل کنترل کمک می‌کنند و برداشتن آنها را آسان‌تر و ایمن‌تر می‌کنند.

شما باید مرتباً در حین عملیات کف تراشی سنگین، کار را متوقف کنید تا براده‌های انباشته شده را بررسی و حذف کنید. جریان مداوم براده نه تنها از براده‌های شما محافظت می‌کند، بلکه به حفظ سرعت تغذیه بهینه و پرداخت سطح نیز کمک می‌کند.

کالیبراسیون و نگهداری دستگاه

حتی بهترین دستگاه کف تراشی نیز نمی‌تواند نقص یک دستگاه کالیبره نشده، را جبران کند. دستگاه  CNC شما برای ارائه نتایج ماشینکاری دقیق باید در بهترین شرایط باشد.

محورهای ناهم‌تراز، یاتاقان‌های اسپیندل فرسوده و گیره‌های شل فیکسچر، باعث ایجاد لرزش، عمق برش نامنظم می‌شوند و می‌توانند به شدت به سطح نهایی قطعه کار شما آسیب برسانند. بازرسی روتین دستگاه CNC غیرقابل مذاکره است.

میزان انحراف اسپیندل را مرتباً بررسی کنید و مطمئن شوید که مسیر ابزار شما درست و ثابت می‌ماند.

صاف بودن و تراز بودن میز باید تأیید شود تا ابزار عمود بر قطعه کار باشد و هرگز نباید از روغن‌کاری مسیر راهنما صرف نظر کرد.

برای عملیات فرزکاری که به سرعت بالای اسپیندل و نرخ تغذیه سریع متکی هستند، حتی یک مشکل کالیبراسیون جزئی می‌تواند منجر به لرزش تشدید شده یا ایجاد فشار بیش از حد بر روی ابزار شود.

تنظیمات اختصاصی کف تراشی

وقتی می‌خواهید نتایج ثابتی در چندین قطعه کار داشته باشید، یک تنظیمات اختصاصی کف تراشی می‌تواند تفاوت زیادی ایجاد کند. به جای کالیبراسیون مجدد برای هر کار، فیکسچرهای تخصصی به شما امکان می‌دهند عملیات خود را استاندارد کنید - به خصوص در محیط‌های با حجم بالا مفید است.

اگر روی قطعات تکرارپذیر مانند بدنه شیرها، فلنج‌ها یا محفظه‌های ریخته‌گری کار می‌کنید، استفاده از سنگ های مدولار یا فیکسچرهای تعویض سریع می‌تواند زمان از کار افتادگی بین قطعات کار را به شدت کاهش دهد.

یک چیدمان سفت و تکرارپذیر کلید حفظ سطوح صاف و دقت ابعادی قابل اعتماد است.

فیکسچرهای اختصاصی از ناهم‌ترازی قطعه جلوگیری می‌کنند و به عمود نگه داشتن کامل تیغه فرز بر قطعه کار کمک می‌کنند. این امر انحراف ابزار را به حداقل می‌رساند، به خصوص در حین عملیات فرزکاری سنگین سطح با تیغه‌های قطر بزرگ یا پاس‌های عمیق.

با کاهش تعداد تنظیماتی که بین چرخه‌ها انجام می‌دهید، عمر ابزار را نیز حفظ کرده و از خطاهای ماشینکاری جلوگیری می‌کنید.

چه با آلومینیوم کار کنید و چه با فولادهای سخت شده، چیدمان‌های کف تراشی ساخته شده به صورت اختصاصی، فرآیند فرزکاری سطح پایدار را از ابتدا تا انتها تضمین می‌کنند - در زمان و هزینه‌های ضایعات صرفه‌جویی می‌کنند.

چگونه باید قطعات کار بزرگ یا نازک را برای کف تراشی محکم کنم؟

قطعات نازک یا بزرگ به دلیل تمایل به خم شدن تحت فشار برش، به ویژه آسیب‌پذیر هستند. برای مواد شکننده یا پهن، مانند ورق آلومینیومی یا صفحات فولادی بلند، حتی حرکت جزئی می‌تواند به سطح نهایی و دقت آن آسیب برساند.

صفحات وکیوم (Vacuum Plate)،  فشار گیره یکنواختی را بدون تغییر شکل قطعه کار ارائه می‌دهند.

این صفحات برای سطوح صاف که گیره سنتی ممکن است باعث تاب برداشتن قطعه شود، ایده‌آل هستند. اگر با ورق‌های فلزی نازک کار می‌کنید، سعی کنید آنها را بین صفحات اضافی (Sacrificing Plates) قرار دهید. این کار باعث تقویت ماده شده و به جلوگیری از خم شدن در حین برش کمک می‌کند.

همچنین، قبل از هر چرخه، فشار یکنواخت گیره را بررسی کنید تا مطمئن شوید که نیروهای ماشینکاری، قطعه را خم نمی‌کنند، به خصوص با سرعت‌های بالای تغذیه یا تنظیمات عمق برش تهاجمی.

چگونه کیفیت را پس از کف تراشی بررسی و تأیید کنیم؟

پس از کف تراشی، بازرسی کامل برای اطمینان از برآورده شدن الزامات سطح، صافی و دقت ابعادی قطعه - به ویژه در صنایع با دقت بالا - بسیار مهم است. در اینجا روش‌ها و بهترین شیوه‌های کلیدی برای تأیید کیفیت آورده شده است:

1. از دستگاه تست زبری سطح (پروفیلومتر) استفاده کنید: فقط به بازرسی بصری تکیه نکنید. یک پروفیلومتر مقادیر Ra یا Rz را برای تعیین کمیت بافت سطح اندازه‌گیری می‌کند. برای تشخیص ناهماهنگی‌ها در سطح فرزکاری شده، در چندین مکان قرائت انجام دهید.

2. صاف بون سطح را با یک نشانگر عقربه‌ای یا ارتفاع‌سنج بررسی کنید: برای قطعات کوچک تا متوسط، قطعه کار را روی یک صفحه سطح گرانیتی قرار دهید و یک نشانگر عقربه‌ای یا ارتفاع‌سنج را روی سطح بکشید. این کار هرگونه نقطه بالا یا پایین را که می‌تواند بر مونتاژ یا آب‌بندی تأثیر بگذارد، نشان می‌دهد.

3. قطعات بزرگ را با CMM یا اسکنر لیزری بررسی کنید: برای قطعات بزرگتر مانند ریخته‌گری یا پایه‌های ماشین، از یک دستگاه اندازه‌گیری مختصات قابل حمل (CMM) یا اسکنر لیزری سه‌بعدی استفاده کنید. این ابزارها بررسی‌های سریع و دقیقی از صافی و خطوط کانتور در مناطق بزرگ ارائه می‌دهند.

4. ارزیابی علائم ابزار یا پرداخت ناهماهنگ: اگر علائم قابل مشاهده یا تغییر بافت ظاهر می‌شوند، ابزار برش را از نظر کندی بررسی کنید، استراتژی مسیر ابزار خود را تأیید کنید و بررسی کنید که براده‌ها به طور موثر پاک می‌شوند. بررسی میزان انحراف اسپیندل و هندسه ماشین: نتایج ضعیف سطح می‌تواند ناشی از عدم هم‌ترازی باشد. از یک نشانگر تست برای بررسی انحراف اسپیندل استفاده کنید و مربع بودن محور را برای از بین بردن خطاهای ناشی از ماشین تأیید کنید.

ملاحظات ایمنی

کف تراشی، فرآیندی است که در آن نیروهای تراشکاری بالایی به قطعات کار وترد می شود و در نتیجه ایمنی هرگز نباید به عنوان یک امر فرعی در نظر گرفته شود، به خصوص هنگامی که با مقادیر زیادی قطعه کار با کار پر حجم، سرعت بالای اسپیندل و لبه‌های برش تیز کار می‌کنید.

چه در حال ماشینکاری استیل، آلومینیوم یا کامپوزیت باشید، یک چیز ثابت است: ایمنی در مرحله اول کار شما باید قرار گیرد.

همیشه از عینک ایمنی دارای رتبه ANSI استفاده کنید تا از چشمان خود در برابر براده‌های سریع و اسپری مایع خنک‌کننده محافظت کنید.

در حالی که دستکش هنگام کار با ابزارهای تراشکاری تیز یا تعویض ابزارهای کف تراشی مفید است، هرگز آنها را در اطراف اسپیندل‌های در حال چرخش نپوشید - گیر کردن دستان یک خطر واقعی است.

قبل از شروع عملیات کف تراشی، مطمئن شوید که محفظه دستگاه بسته است.

خروج براده‌ها یا مایع خنک‌کننده می‌تواند باعث لغزش یا سوختگی شود.

هرگز قطعه کار یا فیکسچر را در حالی که اسپیندل در حال حرکت است تنظیم نکنید، حتی اگر به نظر یک تنظیم سریع باشد. و مطمئن شوید که دکمه توقف اضطراری شما در حین ماشینکاری CNC به راحتی قابل دسترسی است.

قبل از جابجایی، تیغه فرز را از نظر وجود پلیسه یا لبه‌های تیز بررسی کنید و ابزارهای استفاده شده را در سینی‌های دارای برچسب نگهداری کنید.

ملاحظات صرفه جویی و زیست‌محیطی در کف تراشی چیست؟

در ماشینکاری CNC مدرن، صرفه جویی در انرژی دیگر اختیاری نیست، بلکه یک مسئولیت است. و اگر مرتباً عملیات کف تراشی را انجام می‌دهید، روش‌های مختلفی وجود دارد که می‌توانید بدون به خطر انداختن عملکرد یا کیفیت، تأثیر معناداری ایجاد کنید.

یکی از مؤثرترین استراتژی‌ها، استفاده از مسیرهای ابزار بهینه است. الگوهای فرزکاری با راندمان بالا، زمان چرخه را کاهش می‌دهند، مصرف انرژی را پایین می‌آورند و حذف مواد اضافی را به حداقل می‌رسانند.

هنگامی که با مقادیر زیادی مواد سر و کار دارید، حتی یک بهبود کوچک در برنامه‌ریزی مسیر منجر به کاهش قابل اندازه‌گیری در مصرف برق و تولید ضایعات می‌شود.

انتخاب خنک‌کننده نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. خنک‌کننده‌های محلول در آب یا جایگزین‌های زیست‌تخریب‌پذیر، آلودگی محیط زیست را محدود می‌کنند، به خصوص هنگامی که با سیستم‌های فیلتراسیون و تخلیه براده مناسب جفت و جور شوند.

برای فرآیندهای کف تراشی شامل آلومینیوم، فولاد یا کامپوزیت‌ها، خنک‌کننده‌های مصنوعی یا نیمه مصنوعی ممکن است کنترل حرارت بهتری با ضایعات کمتر ارائه دهند.

استفاده مجدد یا روکش مجدد اینسرت های تراشکاری، عمر آنها را افزایش می‌دهد و تقاضای مواد اولیه را کاهش می‌دهد. ابزارهای بازسازی‌شده همچنین به کاهش هزینه و ضایعات دفن زباله کمک می‌کنند، به‌ویژه در عملیات کف تراشی با حجم بالا با استفاده از فرزهای پوسته‌ای یا اینسرتها.

تفاوت بین کف تراشی و سایر فرآیندهای تراشکاری چیست؟

در کف تراشی، سطح ابزار تراشکاری تماس اصلی با قطعه کار است، به این معنی که محور ابزار برشی عمود بر سطح است.

این همان چیزی است که کف تراشی را برای ماشینکاری سطوح صاف با دقت بالا و سطح صاف ایده‌آل می‌کند.

در مقابل، تراشکاری محیطی، که گاهی اوقات تراشکاری ساده نامیده می‌شود، ابزار تراشکاری را موازی با سطح قرار می‌دهد. این پیکربندی به لبه برشی در امتداد کنار ابزار متکی است و آن را برای ماشینکاری شیارها، پروفیل‌ها یا دیواره‌های عمودی مناسب‌تر می‌کند.

در همین حال، مته فرز انگشتی از نوک و محیط ابزار برای ویژگی‌های دقیق مانند حفره‌ها و شکاف ها استفاده می‌کند و انعطاف‌پذیری بیشتری برای مسیرهای ابزار پیچیده به شما می‌دهد.

نتیجه‌گیری

اگر به دنبال سطوح صاف و مسطح و دقت تا ±0.01 میلی‌متر هستید، کف تراشی فرآیند مورد نظر شماست. این روش نه تنها برای تراشکاری فلزات موثر تر نمی باشد، بلکه منجر به تراشکاری هوشمندانه‌تر، تمیزتر و کارآمدتر آن می شود. چه روی یک نمونه اولیه کار کنید و چه هزاران قطعه را تولید کنید، موفقیت در کف تراشی به استفاده از ابزارهای مناسب، تنظیم سرعت‌های صحیح و حفظ ثبات و هماهنگی، بستگی دارد.