در این برگه قصد داریم به معرفی یک دستگاه کاربردی بنام مرکز ماشینکاری عمودی (VMC) بپردازیم و موارد استفاده، اصول کار، مزایا و معایب آن را بررسی کنیم. پس با ما همراه باشید.
فهرست مطالب
1- مقدمه
2- مرکز ماشینکاری عمودی چیست؟
3- اصول کار مرکز ماشینکاری عمودی
4- اجزای مرکز ماشینکاری عمودی
5- موارد استفاده از مرکز ماشینکاری عمودی
6- مزایا و معایب مرکز ماشینکاری عمودی
1- مقدمه
مرکز ماشینکاری عمودی، تجهیزی است که برای مدتی طولانی وجود داشته‌است و بخش اساسی از نوآوری و توسعه CNC مدرن است. این ماشین‌ها همه کاره و موثر هستند و برای ماشینکاری قطعات مختلف صنعتی بکار می‌روند. آنها لایه هایی از مواد را از یک بستر حذف می‌کنند تا قطعه ایده آل با ویژگی‌های مختلف تولید شود.
2- مرکز ماشینکاری عمودی چیست؟
پیشرفت تکنولوژی ماشینکاری عمودی احتمالاً یکی از مفیدترین دستگاه‌ها در کارگاه ماشین سازی است. این تجهیز دارای ابزارها و گزینه‌های مختلفی است که بهره وری را بهبود می‌بخشد. کنترل‌های کامپیوتری یا الکترونیکی ماشینکاری عمودی امکان اتوماسیون، انتخاب/چرخش ابزارها، تکرارپذیری و کنترل کانتور را فراهم می‌کنند. این ماشین‌های CNC سطح بالا (پیشرفته) و امروزی، کارایی و بهره‌وری ماشین‌های فرز را تا حد قابل توجهی افزایش داده‌اند و مرکز فرز عمودی را به وجود آورده‌اند. این مراکز ماشینکاری بسته به محورها، عملکرد و انتخاب‌های مختلف قابل دسترس، متفاوت هستند.
این دستگاه‌ها می‌توانند قطعات را با دقت شگفت انگیز و زمان‌های تولید محدودتر تحویل دهند. به دلیل طراحی قوی اجزا، آنها می‌توانند گشتاور، اسب بخار و سرعت ماشینکاری عالی را ارائه دهند. درجه اتوماسیون مراکز فرز عمودی به طور مشابه به آنها اجازه می‌دهد تا مواد مختلف را برش داده و هزینه‌های کلی تولید را کاهش دهند.
3- اصول کار مرکز ماشینکاری عمودی
ماشین‌ابزارهای مختلف و پارامترهای مورد نیاز برای قطعات به کدهای اطلاعاتی تبدیل می‌شوند که توسط دستگاه کنترل عددی تجهیز قابل قبول و خواندن هستند. برنامه پردازش به مدیریت خودکار برنامه CNC قطعه کمک می‌کند. دیسک‌ها نوعی حامل اطلاعات هستند که کدهای دستورالعمل در آنها ذخیره می‌شوند و در نهایت حامل‌های مذکور به دستگاه ورودی ارسال می‌شوند. به طور مشابه، کاربر می‌تواند از رایانه و مرکز ماشینکاری برای ارسال مستقیم اطلاعات برای دستیابی به ورودی و خروجی برنامه استفاده کند.
مرکز ماشینکاری عمودی در بیشتر قسمت‌ها دارای سه مختصات حرکت خطی است. در این دستگاه، میز کار با یک میز چرخشی محور افقی متصل شده‌است که کمک می‌کند تا بدون هیچ مشکلی قطعات کار دایره‌ای ساخته شود.
4- اجزای مرکز ماشینکاری عمودی
مرکز ماشینکاری عمودی شامل بسیاری از اجزای مهم است. این اجزا عبارتند از:
1. دوک چرخان
برای نگه‌داشتن یک ابزار یا قطعه کار، از دوک دوار استفاده‌می‌شود که بصورت عمود بر میز کار است. این قطعه اساساً یک محور چرخان با یک واحد است. در بیشتر موارد، شفت دوک به عنوان یک محرک موقعیت‌یاب، چرخشی و تکیه‌گاه برای قطعات کار عمل می‌کند.
2. میز کار
میز کار یک میز مسطح است که قطعه کار بطور مستقیم یا بوسیله چند گیره روی آن قرار می گیرد. این میز دارای یک محور X است که شامل حرکت چپ و راست است، در حالی که محور Y دارای حرکت به سمت عقب و جلو می‌باشد. این محورها و محور Z به شما این امکان را می دهند که ویژگی‌های بی حد و حصری را به قطعات کار در سراسر سطوح حرکت اضافه کنید.
3. میزهای دوار
افزودن محورهای اضافی به ماشینکاری‌های عمودی می‌تواند با تغییر یک ماشین پردازش اصلی 3 محوره به یک ماشین 4 محوره یا 5 محوری مجهز به تولید اجزای پیچیده با سطوح مختلف مانند پره های توربین، کارایی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
4. نوار نقاله تراشه
نوار نقاله‌های تراشه می‌توانند به جابجایی تراشه‌ها از محیط کار کمک کنند تا بهره‌وری را تسهیل، و زمان خرابی ناشی از جمع آوری دستی تراشه‌های زائد را از بین ببرند.
5. محفظه / پوشش کامل
این پوشش‌ها به کاهش پاشش‌های ناشی از عملیات آسیاب کمک می‌کنند. علاوه بر این، مهندسین مکانیک، محیط زیست و اپراتورها را از عملیات ماشینکاری محافظت می‌کند.
6. سیستم خنک‌کننده
با استفاده از محاسبه مجدد سیستم‌های خنک‌کننده، اطمینان حاصل می‌شود که قطعات و ابزارهای برش به خوبی روغن کاری شده‌اند. این سیستم خنک‌کننده اغلب از آب و روغن محلول در میان سیالات مختلف استفاده‌می‌کند.
7. تغییر ابزار
تغییر ابزار، کارایی مرکز ماشینکاری عمودی را با اجازه دادن به انتخاب خودکار دستگاه ها برای کارهای مختلف از برش ناهموار گرفته تا سوراخ‌کردن‌های ریز افزایش می‌دهد.
8. لودرهای بارگذاری سریع
سیستم‌های بارگیری به افزایش بهره وری مراکز ماشینکاری عمودی کمک می‌کنند و در عین حال زمان خرابی را کاهش می‌دهند.
5- موارد استفاده از مرکز ماشینکاری عمودی
مراکز ماشینکاری عمودی دارای قطعات و محصولات اندکی برای صنایع و کاربردهای مختلف می‌باشند. هوانوردی، صنعت ساخت، توسعه دهندگان سخت افزار و غیره از جمله بخش‌هایی هستند که از مراکز ماشینکاری عمودی به دلیل دقت بالا و کاربردهای تولید حجم بالا استفاده می‌کنند.
1. قطعات با اشکال غیر معمول
برخی از سازه‌ها دارای اشکال نامنظم هستند. اکثر این قطعات ماشینکاری شده، تا حد زیادی نیاز به پردازش مخلوط چند نقطه ای دارند. از این رو، مراکز ماشین آلات عمودی با قابلیت ماشینکاری اتوماتیک برای ماشینکاری این قطعات پیچیده که اکثر اوقات ساخت آنها با استفاده از سیستم های مرسوم سخت است، مناسب هستند.
2. قطعات پیچیده با منحنی های فراوان
اگر در مورد هوانوردی و حمل و نقل صحبت کنیم، برخی از قطعات مانند پروانه و بادامک با منحنی‌های پیچیده، از اجزای استاندارد هستند. ماشین‌ابزارهای سنتی یا معمولی می‌توانند این قطعات را بسازند که ساخت آن با دقت ماشینکاری ایده‌آل چالش برانگیز است. درحالیکه، مراکز عمودی ماشین آلات چند محوره و هماهنگ با تکنولوژی ماشین CNC به تولید قطعات منحنی با دقت بالا به نحو موثری کمک می‌کنند و همچنین زمان استفاده از آن را به حداقل می‌رساند.
3. قطعات جعبه‌ای
قطعات جعبه ای در خودروها و هواپیماها بسیار رایج هستند. بلوک موتور، جعبه دوک، پوسته پمپ دنده، بلوک موتور دیزل از جمله این قطعات هستند. با توجه به اینکه مراکز ماشینکاری عمودی دارای دقت، مهارت، استحکام و تعویض خودکار ابزار هستند و توالی فرآیند در همه جا برنامه‌ریزی شده‌است، شما می‌توانید از تعمیرات و ابزار مناسب استفاده کنید، و به این ترتیب مشکلات دشوار ماشینکاری قطعات جعبه ای حل شود.
6- مزایا و معایب مرکز ماشینکاری عمودی
مزایا
الف) بهره وری
یکی از بزرگترین مزایای مراکز ماشینکاری عمودی این است که به طور قابل توجهی بهره وری بیشتری نسبت به مراکز ماشینکاری افقی دارند. این به این دلیل است که مراکز ماشینکاری عمودی می‌توانند همزمان عملیات مختلفی مانند فرز، حفاری و ضربه زدن را انجام دهند.
ب) استحکام
یکی دیگر از مزایای مراکز ماشینکاری عمودی این است که به طور قابل ملاحظه‌ای مستحکم‌تر از مراکز ماشینکاری افقی هستند. این به این دلیل است که مراکز ماشینکاری عمودی دارای پایه سنگین‌تر و ساختار قوی‌تر هستند. همچنین، مراکز ماشینکاری عمودی معمولاً دارای پارت‌های کاری بزرگتر در مقایسه با مراکز ماشینکاری افقی هستند و این استنباط می‌کند که می‌توانند قطعات بزرگ‌تری را در خود جای دهند.
ج) دقت
اگر در مورد مراکز ماشینکاری عمودی صحبت کنیم، به طور قابل توجهی دقیق‌تر از مراکز ماشینکاری افقی هستند که یکی از جنبه های مثبت آن در مقایسه با مراکز ماشینکاری افقی است. این به این دلیل است که مراکز ماشینکاری عمودی دارای یک دوک ثابت هستند و از این رو، ابزار برش در حین کار حرکت نمی‌کند. این امر لرزش را کاهش می دهد و باعث افزایش دقت می‌شود.
د) تخلیه بهتر تراشه
در مقایسه با مراکز ماشینکاری افقی، مراکز ماشینکاری عمودی تخلیه تراشه بهتری دارند. این به این دلیل است که تراشه‌های تولید‌شده توسط مراکز ماشینکاری عمودی مستقیماً در یک سینی تراشه قرار می‌گیرند، در حالی که تراشه‌های تولید‌شده توسط مراکز ماشینکاری افقی اغلب با قطعه کار یا روی میز ماشین درگیر نمی‌شوند.
معایب
الف) فضای محدود
مراکز ماشینکاری عمودی فضای بسیار زیادی را اشغال می‌کنند و برای تولیدکنندگان با فضای محدود می‌تواند مشکل بزرگی ایجاد کند.
ب) ظرفیت ابزار محدود
یکی دیگر از محدودیت‌های مرکز ماشینکاری عمودی این است که آنها معمولا ظرفیت ابزار کوچکتری دارند. این بدان معناست که تولیدکنندگانی که از فوکوس‌های ماشینکاری عمودی استفاده می‌کنند، ممکن است مجبور شوند هر چند وقت یک‌بار نسبت به افرادی که از فوکوس‌های ماشینکاری سطح استفاده می‌کنند، دستگاه خود را تغییر دهند. این می‌تواند باعث افزایش زمان و کاهش کارایی شود.
ج) اندازه قطعه کار محدود
یکی دیگر از محدودیت‌های مراکز ماشینکاری عمودی این است که معمولاً اندازه قطعه کاری که می‌توانند در خود جای دهند، محدود هستند. این به این دلیل است که مراکز ماشینکاری عمودی معمولاً دارای بسترهای کوچکتر هستند. برای تولیدکنندگانی که نیاز به ماشینکاری قطعات بزرگ دارند، این مسئله می‌تواند مشکل بزرگی ایجاد کند.
د) هزینه عملیاتی بالاتر
یکی دیگر از موانع مراکز ماشینکاری عمودی این است که معمولاً هزینه‌های عملیاتی بالاتری نسبت به مراکز ماشینکاری افقی دارند. این به این دلیل است که مراکز ماشینکاری عمودی نیاز به انرژی بیشتری برای استفاده دارند و اغلب به سیستم‌های خنک‌کننده منحصر به فرد برای جلوگیری از گرمای بیش از حد مجهز هستند.
ه) ارتعاش
یکی دیگر از مضرات مراکز ماشینکاری عمودی این است که معمولاً ارتعاش بیشتری خواهند داشت. این ارتعاش می‌تواند دقت را کاهش دهد و سایش ابزار و وسایل را افزایش دهد. همچنین، این لرزش می‌تواند برای سازندگانی که قطعات یا اجزای ظریف یا شکننده را ماشینکاری می کنند، مشکل ساز باشد.
نتیجه گیری
مراکز ماشینکاری عمودی مزایای بسیاری از جمله سرعت، دقت و انعطاف پذیری را در حین انجام عملیات‌های مختلف بر روی قطعات به تولیدکنندگان ارائه می‌دهند. بااین حال، چندین محدودیت مانند هزینه قابل توجه و اندازه محدود، که برای پروژه ها یا قطعات بزرگتر نامناسب است، در استفاده از این ماشین‌ها وجود دارد.
به این ترتیب، تولیدکنندگان باید با احتیاط نیازهای خود را قبل از سرمایه‌گذاری در VMC ارزیابی کنند تا اطمینان حاصل کنند که نیازهای آنها را برآورده کند. مدل‌های سطح بالا مراکز ماشینکاری عمودی ترکیب چندین عنصر با نوآوری مدرن هستند، که بیشترین محافظت‌های ایمنی را به ماشین‌ها اعطا می‌کنند.
برای مطالعه مطالب مرتبط، به لینک‌های زیر مراجعه نمایید.