کتاب و کارورزی دستگاه تراش و فرز و اجزای آن

دسته بندي : فنی و مهندسی » مکانیک

دستگاه تراش (به انگلیسی: lathe) ماشین ابزاری است که برای تراشیدن و شکل دهی به قطعات چوبی و فلزی معمولاً دوار به کار می‌رود. به دلیل تولید اقتصادی با دقت بالا و کیفیت دستگاه تراش را در فرمها و شکلهای مختلفی میسازند اکثر قطعات ماشین الات دارای مقاطع دایره‌ای بوده و قابل تولید با ماشین تراش می‌باشند و از طرفی به منظور ارزان بودن و سرعت بالای تراشکاری نسبت به سایر روش‌ها استفاده از ماشین تراش یک روش معمول و پر استفاده در صنعت می‌باشد.

تاريخچه :
ماشین‌های تراش که ابتدایی‌ترین نوع ماشینهای افزار بشمار می‌روند، تاریخچه آن بین قرن ۱۷ و ۱۸ شروع شده که در ابتدا معمولی‌ترین و یا قدیمی‌ترین روش تراش، تراشیدن چوب بوسیله درخت بوده‌است. بدین معنی که دو سر چوب را بین دو درخت قرار داده و یک طناب به شاخه درخت بسته و آنرا حول چوب مورد نظر پیچیده و طرف دیگر طناب را شخص دیگری گرفته و با دست طناب را به حرکت در می‌آورد شخص دومی که در طرف مقابل قرار گرفته با رنده چوب را می‌تراشید این قدیمی‌ترین روش تراش چوب بوده‌است.
اولین ماشین تراش در سال ۱۷۴۰ در فرانسه ساخته شد. در این ماشین وسیله چرخش محور اصلی بوسیله دست بود، یک دست گرداننده محور آن (محور کار) مستقیما روی دستگاه که به محور اصلی متصل است توسط دو چرخ دنده ساده به میله پیچ بری متصل می‌باشد قرار گرفته‌است. در این نوع ماشین برای تعویض چرخ دنده‌های متفاوت جهت پیچ تراشی پیچ‌های متفاوتی پیش بینی شده بود. در سال ۱۷۹۶ یک انگلیسی به نام فیدمن برای اولین مرتبه ماشین تراشی ساخت که دارای میله پیچ بری بود، که با عوض کردن چرخ دنده‌های روی محور اصلی و محور پیچ بری می‌توانست پیچهای مختلفی را بسازد.
در سالهای ۱۸۰۰ و ۱۸۳۰ در ایالات متحده آمریکا ماشینهای تراشی ساخته شد که با بدنه چوبی و پایه آهنی مجهز بود. در سال ۱۸۳۶ شخصی به نام پانتون در ماساچوست آمریکا ماشین تراشی با میله پیچ بری ساخت. در سال ۱۸۵۳ شخصی به نام فریلند در نیویورک ماشین تراشی با ریلهایی بطول ۲۰ فوت که کارهایی به قطر ۱۰ اینچ را می‌توانست بتراشد ساخت بدنه آهنی و درشت آن جایگاه چرخ دنده‌های تعویضی بود.
بعد از مدتی ماشینهای بهتری از نظر قدرت و دورهای بیشتری ساخته شد که بنام ماشینهای تراش جعبه دنده‌ای معروف است. این ماشینها دارای جعبه دنده دور و نیز جعبه بار می‌باشد. که به آسانی می‌توان ماشین را خودکار نمود و کارهای مختلف را تراشید.

قسمتهای مهم کنترل و تنظیم کننده :

ماشین تراش چرخ دستی حامل سوپرت طول این چرخ دستی در قسمت جلو قوطی دستگاه حامل سوپرت طولی قرار دارد که می‌توان بوسیله آن دستگاه حامل سوپرت طولی را در طول بین دستگاه مرغک و دستگاه حرکت داد. وظیفه اصلی این چرخ دستی تنظیم و قرار دادن ابزار برش در هر قسمت دلخواه است، قبل از اینکه به کار بار خود کار داده شود. چرخ دستی دستگاه مرغک بوسیله چرخ دستی دستگاه مرغک می‌توان محور آنرا تغییر مکان داد. چرخش آن معمولاً با دست صورت می‌گیرد. با چرخاندن چرخ دستی، مرغک ثابت محور می‌تواند داخل جا مرغک که در پیشانی سمت راست قطعه کار قرار دارد جابگیرد. بعلاوه چرخش چرخ دستی موافق عقربه ساعت نیز سبب می‌گردد که محور (مرغک در داخل محور محکم شود.) بسمت قطعه کار جلو برود. از طرف دیگر در صورت سوار کردن مته در داخل محور دستگاه مرغک ضمن چرخاندن دسته آن می‌توان، در پیشانی کار سوراخ و یا مته مرغک زد

 اجزاء ماشین تراش
ماشین تراش از چهار قسمت متمایز تشکیل می‌گردد: 1- نگهدار مرغک ثابت (1) که همیشه در سمت چپ کارگر قرار دارد و شامل محور ماشین است.
2- نگهدار مرغک متحرک (2) که سمت راست کارگر بوده و می‌تواند روی میز تراش تغییر مکان دهد. هر کدام مرغکی دارد که به نام مرغک ثابت (3) و مرغک متحرک (4) نامیده می‌شوند.

3-نگهدار رنده (1) که به وسیلهٔ آن رنده می‌تواند حرکت طولی و عرضی و دورانی یا مورب بنماید.
4-میز تراش (2) که قطعات گفته شده در بالا روی آن سوار گردیده‌است. انتهای مخروط ناقص مرغک ثابت که با فشار، روی مقر خود در انتها ی سمت راست محور، تکیه دارد.
نگهدار مرغک ثابت با هارنه در محور d ماشین فلکه سه طبقه قرار دارند (I) که ارتباطی با محور نداشته گردش خود را به وسیله تسمه از موتور یا میل ترانیمیسیون در یافت می‌دارد.
و چرخ دنده (n) روی بدنه فلکه سوار می‌باشد. وچرخ دنده (m) با خارش به محور مربوط است و روی محور خارج از مرکز که به موازات محور قرار داردو دنده (U) و (t) می‌توانند با دنده‌های (n) و (m) مربوط به محور را می‌توان به توسط انگشتی (O) به فلکه مربوط کرد.
با این مکانیسم شش سرعت دورانی به محور منتقل می‌شود. محور D مجوف و به شکل لوله‌است، این محور روی دو تکیه گاه بدنه مرغک ثابت (A) تکیه دارد و بدنه به طور ثابت روی میز تراش نصب گردیده‌است.
سوپرت فوقانی
سوپرت فوقانی که روی سوپرت عرضی قرار دارد بوسیله دست قابل کنترل و بار دادن است از طرفی در زیر آن صفحه صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفر تا ۱۸۰ درجه مدرج شده‌است. با باز کردن پیچهای آن می‌شود سوپرت دستی را حول محور خود ۳۶۰ درجه چرخاند. با این دستگاه می‌توان مخروطهای کوتاه داخلی و خارجی و مخروطهای کامل را نیز تراشید، و در ضمن جهت روتراشی هم از آن استفاده کرد روی پیچ این دستگاه حلقه مردجی وجود دارد که برای تنظیم بار دقیق مورد استفاه قرار می‌گیرد. با این طریق در صورتیکه بار بسیار کمی برای پرداخت کاری مورد نیاز باشد قابل تنظیم است. البته در پیچ تراشی، خشن تراشی و برداشتن بار زیاد نیز از آن استفاده می‌شود.

صفحه مخروطی تغییر محور اصلی
صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته‌است، که با چرخاندن آن بوسیله دست هریک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می‌توان بدست آورد. سرعت ماشین برحسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع دنده تراشی که بکار برده می‌شود تعیین می‌گردد. بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه قطعه کار و دنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین برحسب دور در دقیقه منظور می‌گردد

جدول مقدار پیشروی رنده
برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده‌ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته‌است که شامل جفت چرخ دنده‌هایی با نسبتهای معینی می‌باشد استفاده می‌گردد مقدار پیشروی (بار) ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۱۳۰ اینچ (۰٫۵ تا ۳٫۳ میلیمتر) در نظر گرفته شده مقدار بار لازم بوسیله دسته روی پوسته با جابجایی آن مشخص می‌شود.

بررسی عوامل موثر در انتخاب سرعت برش:
در انتخاب سرعت برش عواملی چند تاثیری بسزا داشته و توجه به آن موجب بهبود کار و دوام ابزار خواهد شد: الف) جنس قطعه کار: با توجه به جنس قطعه کار، سرعت برش انتخاب می‌شود و هر چه جنس کار سخت تر می‌گردد، براده برداری مشکل تر شده و حرارت؛یعنی هر چه جنس کار سخت تر باشد به همان نسبت سرعت برش کمتر انتخاب می‌گردد. ب) جنس ابزار :هرچه جنس ابزار سخت تر باشد و بتواند در حرارتهای بالا مقاومت خود را حفظ کرده، تحمل بیشتری در مقابل سایش داشته باشد، می‌توان سرعت بیشتری را انتخاب نمود.جنس ابزار با سرعت برش رابطه مستقیم دارد. ج) دوام ابزار: منظور از دوام ابزار، زمانی است که با رنده تیز شده بتوان براده برداری کرد و در صورت ثابت بودن سایر عوامل تعیین کننده، هر چه سرعت برش بیشتر انتخاب گردد، دوام ابزار کمتر خواهد بود. د) سطح مقطع براده: با افزایش سطح مقطع براده، نیروی برش زیاد تر شده و حرارت بیشتری در روی لبه برنده ایجاد می‌گردد.به همین دلیل سرعت برش در خشن کاری کمتر و در پرداخت کاری بیشتر خواهد شد.
ه) انتخاب زاویه صحیح رنده: صفحه تراشی با یک رنده کند و زاویه غلط، موجب افزایش سریع درجه حرارت و باعث از بین رفتن سختی ابزار و رنده می‌گردد و برای تیز کردن مجدد آن موجب اتلاف وقت می‌شود از این رو توصیه می‌شود که رنده‌ها صحیح و به موقع تیز شوند.

وظیفه اصلی ماشین تراش
وظیفه اصلی ماشین تراش تغییر در اندازه قطعات، فرم آنها، پرداخت کاری قطعات با یک یا چند عمل برش با تنظیم رنده تراش است. با سوار کردن وسائل و دستگاه‌های یدکی روی ماشینهای تراش دامنه فعالیت آن بسیار گسترش پیدا کرده بطوریکه می‌توان بوسیله آنها عملیات مختلفی انجام داد مثلا با قرار دادن ابزارهایی مانند برقو، قلاویز و مته عملیاتی چون برقوکاری، قلاویززنی و سوراخکاری روی ماشین تراش بسادگی انجام پذیر می‌باشد.

اساس ماشینهای تراش
بطور کلی اصول اساسی ماشینهای تراش بر مبنای عمل فلز تراش پایه گذاری شده‌است و نیز عمل فلز تراشی با ماشینهای تراش سبب برداشت براده توسط لبه برش دنده و حرکت براده‌ها در طول سطح براده رنده می‌باشد. در تمام عملیات فلز تراشی مانند تراشکاری، سوراخکاری، فرزکاری و یا اره کاری براده تولید خواهد شد. در این حالت نیرویی برابر بیست تن بر اینچ مربع وارد می‌شود، که این مقدار نیروی زیاد باعث کشش و تغییر فرم فلز و میز ایجاد حرارت می‌شود و حرکت براده در طول سطح برش سبب اصطکاک شده و این مقدار اصطکاک در لبه برش رنده تولید حرارت می‌کند، که این خود یک عامل مهم در هنگام براده برداری است.
نیروهائیکه بر ابزار برش اثر می‌گذارند
در موقع تراش سه نیروی مختلف بر لبه برش ابزار برش اثر خواهد گذاشت این سه نیرو بطور ساده بصورت زیر بیان می‌شود.

۱.نیروی محوری ۲.نیروی شعاعی ۳.نیروی عمودی (مماسی)
عوامل سرعت برش مناسب برای هر ماشین

۱.نوع رنده
۱.نوع کاریکه تراشیده می‌شود (از نظر نرمی)
۲.مقدار عمق براده
۳.نوع تراشیکه داده می‌شود(خشن یا پرداختکاری)
۴.سن و وضعیت ماشین
۵.مواد خنک کننده (محلول آب و روغن)
اصولا مسئله برش در ماشینهای افزار بخاطر پیدا کردن سرعت مناسبی برای هر نوع ماشین می‌باشد. زیرا وقتیکه سرعت برش بیش از حد لازم باشد باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار می‌گردد. سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی کار و در نتیجه عدم تولید محصول بطور سریع خواهد بود.
فرمول مقدار سرعت برش
سرعت برش برحسب متر در دقیقه: قطر بر حسب میلی متر در عدد پی در تعداد دور تقسیم بر ۱۰۰۰ سرعت برش برحسب فوت در دقیقه قطر بر حسب اینج در عدد پی تقسیم بر ۱۲ که در رابطه (۱) D مقدار قطر کار برحسب متر و n تعداد دور در دقیقه و سرعت برش برحسب متر در دقیقه می‌باشد. در رابطه (۲)D قطر کار برحسب اینچ و برحسب فوت در دقیقه خواهد بود

تعیین دور ماشین توسط دیاگرام
برای اینکه در وقت صرفه جوئی شده و از محاسبه جلوگیری گردد. در اکثر کارخانجات عدد دور ماشین را از روی دیاگرام تعیین می‌کنند معمولاً تابلوهایی روی بیشتر ماشینهای تراش نصب شده‌است که بسادگی تعداد دور ماشین را برای قطرهای مختلف کار نشان می‌دهد.
انواع ماشین‌های تراش و ساختمان آنها
۱.ماشین تراش کوچک مرغک دار ۲.ماشین تراش ابزارسازی ۳.ماشین تراش معمولی نرم شده ۴.ماشین تراش پیشانی تراش ۵.ماشین تراش عمودی
ماشین تراش کوچک مرغک دار

این نوع ماشین تراش برای آموزش و تراش کارهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد و چون اغلب کارها را بین دو مرغک می‌تراشند بهمین جهت آنرا ماشین تراش مرغک دار می‌گویند. بعلاوه چون از این ماشین برای آموزش و کارهای کوچک استفاده می‌شود اغلب دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه‌ای ساخته می‌شوند. از نظر اندازه، به دو شکل تقسیم می‌شوند؛ ماشین تراش کوچک رومیزی و ماشین تراش کوچک پایه دار.

ماشین‌های تراش ابزار سازی
اختلاف این نوع ماشینها با سایرین در این است که ماشینهای ابزار سازی دارای دقت بیشتری نسبت به سایر ماشین‌ها داشته و نیز بعضی از آنها با دستگاههای مخصوص جهت تراشیدن کارهای دقیقتر مجهز می‌باشند. وظیفه اصلی این ماشینها تهیه ابزار و شابلن برای کارخانجات تولیدی و ماشینهای تراش تولیدی است. و چون از آنها برای کارهای کوچک و بزرگ استفاده می‌شود معمولاً آنها را به دو صورت رومیزی و پایه دار در دسترس قرار می‌دهند. از نوع رومیزی آن برای تراش قطعات کوچک و کوتاه که دارای قطر کم هستند استفاده می‌شود. ماشین تراش پایه دار بصورت یک ماشین تراش دقیق و نسبتا بزرگ که دارای سرعتهای مختلف است ساخته شده‌اند بعلاوه با دستگاه ترمز دقیق برای قطع و کنترل کردن سرعت مجهز می‌باشد. این ماشین بوسائل دیگری جهت تهیه سایر ابزارها و کارهاییکه احیانا مورد نیاز کارگاه می‌باشد خواهد بود.

ماشینهای تراش معمولی نرم شده
از این ماشینها اغلب در کارهای تولیدی استفاده می‌گردد زیرا که قدرت تولیدی آنها زیاد بوده و نیز قدری سنگین تر ساخته می شوند. از طرفی چون برای انجام کارهای مختلف مورد استفاده قرار می‌ گیرند بدینجهت دارای مراحل سرعت بیشتر و نیز با بیشتر می‌باشد که برای انجام کارهای بزرگ بسیار مناسب است، و از نظر استحکام بر سایر ماشینها نیز برتری داشته و می‌توان برای تولیدهای کم مورد استفاده قرار داد.

ماشین‌های تراش با قطر کارگیر و طول زیاد
این نوع ماشینها برای تراش کارهایی که قطر آنها بزرگ و نیز دارای طول زیاد هستند مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا که میز آنها بزرگ و ارتفاع محور اصلی ماشین تا روی ریل نسبتا زیاد است. در بعضی از ماشینهای تراش که دارای طول زیاد می‌باشند برای اینکه بتوان از حداکثر قطر کارگیر استفاده شود، نزدیک محور اصلی در قسمت ریل یک قطعه جاگذاری شده‌است هنگامیکه لازم باشد می‌توان قطعه را از روی ریل جدا کرده و سپس قطعات با قطر زیاد را تراشید و نیز برای تراش کارهای مخصوص مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً این نوع ماشینها را با دورهای بسیار زیاد طراحی نمی‌کنند و از طرفی استحکام و قدرت برش آنها بسیار زیاد است، بدینجهت می‌توان با آنها حجم براده بیشتری را در ی