تراشکاری (به انگلیسی: Turning) نوعی ماشین کاری میباشد که در آن از طریق براده برداری دورانی فلزات آنها را به شکل مورد نظر میرسانیم.تراشکاری صنعتی نیاز به ماشین تراش ، قطعه کار ، فیکسچر و ابزار تراش دارد. قطعه کار توسط فیکسچر نگهداشته میشود همچنین فکسچر به دستگاه تراش وصل میباشد که میتواند از این طریق با سرعت بالا بچرخد. الت تراش معمولا یک ابزار تراش تک نقطه ای میباشد که روی دستگاه تراش نگه داشته میشود اگر چه بعضی از فرآیند های تراشکاری از تراش های چند نقطه ای استفاده میکنند. ابزار تراش ، قطعه کار را که روی دستگاه تراش با سرعت دوران میکند و میچرخد ، تراش میدهد و براده هایی از جنس ماده اولیه قطعه جدا میکند تا شکل مورد نظر را پیدا کند.
تراشکاری در ساخت دورانی قطعات ، معمولا با تقارن محوری استفاده میشود.قطعات تراشکاری دارای خصوصیاتی از جمله سوراخ ها ، شیارها ، رزوه ، نوارها ، سطوح آج خورده و … میباشند. قطعاتی که به طور کامل از طریق فرآیند تراشکاری ساخته می شوند ، اغلب شامل قطعاتی هستند که در مقادیر محدودی مورد استفاده قرار می گیرند ، شاید برای نمونه های اولیه مانند شفت ها و بست های طراحی شده سفارشی.با توجه به تلرانس و ویژگی تراش سطحی که فرآیند های تراشکاری ارائه میدهند میتوانند برای تکمیل طراحی قطعات و اضافه کردن ویژگی های ظاهری دقیق ایده آل باشند.
مجموعه صنعتی ایران صنعت ارائه دهنده بهترین و برترین خدمات تراشکاری و سری تراشی آماده عقد قرار داد ساخت قطعات شما میباشد. این مجموعه با بهره گیری از متخصصان کار آزموده و مجرب همچنین دستگاه های تراش پیشرفته و بروز فرآیند تراشکاری را برای طیف گسترده ای از صنایع انجام میدهد همچنین این مجموعه افتخار دارد که یک شرکت دارای گواهینامه ISO9001:2015 میباشد و تمامی فرآیند های تولید خود را مدیریت کیفیت میکند.شما میتوانید برای سفارش قطعات و استعلام با ما در تماس باشید.
کل زمان فرآیند تراشکاری یک قطعه شامل دو بخش میباشد.
1- زمان تنظیم دستگاه تراش – زمان لازم برای تنظیم دستگاه تراش ، تنظیم ابزار آلات تراش (چه به صورت دستی و یا ماشینی) و نصب فیکسچر روی ماشین تراش را شامل میشود.
2- زمان چرخه فرآیند – که میتواند به 4 مرحله زیر تقسیم شود.
1-2 – زمان بارگیری و باراندازی – مدت زمان لازم برای بارگیری قطعه کار در ماشین تراش و نگهداری آن توسط فیکسچر و همچنین زمان باراندازی قطعه کار توسط فیسکچر را شامل میشود. زمان بارگیری می تواند به اندازه ، وزن و پیچیدگی قطعه کار و همچنین نوع فیکسچر بستگی داشته باشد.
2-2 – زمان تراش – شامل کل زمانی که ابزار تراش تمام فرآیند های تراش لازم را روی قطعه کار انجام میدهد ، میشود.
3-2 – زمان غیر فعال – شامل زمانی که قطعه کار درگیر با ابزار تراش نمیباشد و تراشی هم صورت نمیگرد میشود. درنتیجه زمان نزدیک شدن ابزار تراش و دور شدن آن نسبت به قطعه کار ، حرکت ابزار ها و تغییر ابزار های یک فرآیند میباشد.
4-2 – زمان تعویض ابزار – زمان مورد نیاز برای جایگزینی ابزاری که طول عمر آن تمام شده است بنابراین برای تراش موثر نیز فرسوده می باشد. این زمان به طور معمول در هر فرآیند انجام نمی شود ، بلکه فقط پس از پایان عمر ابزار اتفاق می افتد. در تعیین زمان چرخه فرآیند تراش ، زمان تعویض ابزار برای تولید یک قطعه واحد با ضرب فرکانس تعویض ابزار تنظیم می شود ، یعنی زمان تراش تقسیم بر طول عمر ابزار.
معمولا پس از فرآیند تراشکاری عملیات دیگری باقی نمیماند با این وجود ، در صورت لزوم ، ممکن است از فرآیندهای ثانویه برای بهبود سطح آن استفاده شود. پلیسه هایی فلزی ممکن است روی قطعه کار وجود داشته باشد که با ابزار تراش و یا به صورت دستی حذف میشوند.
در تراشکاری ، سرعت و حرکت ابزار تراش از طریق چندین پارامتر مشخص می شود. این پارامترها برای هر عملیات بر اساس جنس قطعه کار ، جنس ابزار ، اندازه ابزار و موارد دیگر انتخاب می شوند.
نرخ پیشروی یا Cutting feed – به مقدار جا به جایی طولی که ابزار تراش در هر دوران اسپیندل(اسپیندل در دستگاه تراش قطعه کار را با سرعت بالا و مشخص دوران میدهد) طی میکند نرخ پیشروی میگویند و واحد آن طول در هر دوران میباشد. در بعضی از فرآیند ها ابزار به قطعه کار نزدیک میشود و در برخی دیگر قطعه کار به ابزار تغذیه می شود.
سرعت اسپیندل یا Spindle speed – سرعت چرخش اسپیندل که توسط فیسکچر قطعه کار را دوران میدهد نسبت به زمان . واحد این پارامتر دوارن در دقیقه محاسبه میباشد و نرخ دوران قطعه کار را نشان میدهد.
سرعت براده برداری یا Feed Rate – به تفاوت سرعت لبه ابزار تراش به قطعه کار سرعت براده برداری میگویند. واحد سرعت براده برداری اینچ در هر دقیقه میباشد و حاصل از دو پارامتر دیگر یعنی سرعت اسپیندل و نرخ پیشروی میباشد.
عمق برش محوری – به عمقی که ابزار تراش در طول محوری قطعه کار پیشروی میکند عمق برش محوری میگویند. زمانی که عمق برش محوری زیاد است باید سعی کنیم تا سرعت براده برداری را تا جاییکه امکان دارد کاهش دهیم تا فشار کمتری به ابزار تراش وارد شود و طول عمر آن حفظ شود.
عمق برش شعاعی – به عمقی که ابزار تراش در شعاع قطعه کار پیشروی میکند عمق برش شعاعی میگویند.در هنگام این نوع تراش نیز اگر عمق برش شعاعی زیاد است باید سرعت براده برداری را کاهش دهیم تا به ابزار تراش فشار زیادی وارد نشود.
در طی فرآیند تراشکاری قطعه ممکن است انواع عملیات ها روی قطعه کار انجام شود تا شکل مورد نظر را بدست بیاورد. این عملیات ها میتوانند به صورت خارجی یا داخلی طبقه بندی شوند. عملیات خارجی قطر بیرونی قطعه کار را اصلاح می کند ، در حالی که عملیات داخلی قطر داخلی را تغییر می دهد. عملیات های زیر هر کدام با توجه به نوع ابزار تراش مورد استفاده و مسیر آن برای تراش قطعه کار تعریف شده اند.
روتراشی یا Turning – یک ابزار تراش تک نقطه ای با حرکت در طول محور قطعه کار ، در سطوح جانبی قطعه کار ، تراش انجام میدهد و سطع قطعه کار را به شکل مورد نظر میرساند.این عملیات معمولا برای ایجاد گام ها ، نازک کاری و نقش نگاری و غیره استفاده میشود.
پیشانی تراشی یا Facing – یک ابزار تراش تک نقطه ای با حرکت در شعاع قطعه کار ، در پیشانی قطعه کار ، تراش میدهد تا سطح بیرونی آنرا صاف کند. عمق پیشانی تراشی معمولا کم میباشد و با یک گام تراش ابزار به پایان میرسد.پیشانی قطعه به قسمت ابتدایی و یا انتهایی آن میگویند.
شیار تراشی یا Grooving – یک ابزار تراش تک نقطه ای با حرکت در شعاع قطعه کار ، در سطوح جانبی قطعه کار ، شیاری هم اندازه با عرض ابزار تراش ایجاد میکند. برای ایجاد شیارهایی بزرگتر از عرض ابزار ، می توان تراش های چندگانه ایجاد کرد همچنین از ابزارهای مخصوص فرم برای ایجاد شیارهای هندسی مختلف استفاده کرد.
برش تراشی(جدا کردن) یا Cut off – همانند شیار تراشی یک ابزار تراش تک نقطه ای با حرکت در شعاع قطعه کار شیاری تا مرکز قطعه کار و یا قطر مشخصی از آن ایجاد میکند . زمانی که ابزار تراش به مرکز برسد قطعه کار جدا میشود و عملیات تراش تمام میشود.
رزوه تراشی (پیچ تراشی) یا Thread cutting – یک ابزار تراش تک نقطه ای معمولا دارای دماغه ای به زاویه 60 درجه با حرکت در محور قطعه کار در سطح جانبی قطعه کار شیار ها و رزوه هایی ایجاد میکند.
سوراخ کاری یا Drilling – یک مته در راستای محور قطعه کار از انتهای قطعه کار وارد میشود و سوراخی برابر با قطر ابزار تراش ایجاد میکند.
عملیات بورینگ (داخل تراشی) – (به معنای افزایش قطر یک سوراخ از پیش ایجاد شده) یک ابزار بورینگ به صورت محوری وارد قطعه کار می شود و در طول محور سوراخ ایجاد شده ; تراش میدهد.ابزار تراش بورینگ تک نقطه ای میباشد و میتوان با استفاده از سر قابل تنظیم ابزار تراش ، قطر سوراخ ایجاد شده را تغییر داد.بورینگ معمولا پس از سوراخ زنی به منظور بزرگ کردن بخشی از سوراخ و یا رسیدن به ابعاد دقیق تر استفاده میشود.
بُرقو کاری یا Reaming – یک برقو به صورت محوری از انتهای قطعه کار وارد میشود و سوراخ موجود را با توجه به قطر ابزار تراش بزرگ میکند.برقو کاری حجم کمی از قطعه کار را تراش میدهد و معمولا پس از سوراخ زنی برای ایجاد سوارخی با ابعاد دقیق و سطح خارجی نرم تر استفاده میشود.
قلاویز زنی یا Tapping – یک قلاویز از انتها به صورت محوری وارد قطعه کار میشود و رزوه هایی داخل سوارخ موجود ، تراش میدهد.قلاویز مورد نیاز به طور معمول با مته ای که سوراخ را ایجاد کرده هم قطر میباشد.
ماشینهای تراش ، در اندازه ها و طرح های مختلفی یافت می شود. در حالی که بیشتر ماشینهای تراش ماشینهای تراش افقی هستند ، ماشین های تراشی عمودی نیز برای قطعات با قطر بزرگ نیز استفاده میشوند. ماشین های تراش را میتوان با توجه به کاربری که ارائه میدهند طبقه بندی کرد. ماشین های تراش دستی به اپراتور نیاز دارد تا حین فرآیند های تراش ، حرکت ابزار تراش را کنترل کنند. ماشین های تراش همچنین میتوانند کنترل کامپیوتری داشته باشند که به آنها دستگاه تراش CNC میگویند.
دستگاه های تراشCNC قطعه کار را دوران میدهند و ابزار تراش را با توجه به دستورات و برنامه ریزی هایی که از قبل روی سیستم پیدا شده حرکت میدهند به همین دلیل دقت بسیار بالایی در عملیات ها تراشکاری دارند. در این نوع ماشین های تراش دستگاهی که قطعه کار را دوران میدهد و ابزار تراش را به حرکت در می آورد یکسان است.
یک نمونه دستگاه تراش به شرح زیر میباشد.
اجزا کلی دستگاه تراش شامل موارد زیر میباشد :
تخت ماشین تراش یک پایه بزرگ است که روی زمین یا میز قرار میگیرد و نگهدارنده بقیه اجزا ماشین میباشد.
سر دستگاه در بخش جلویی دستگاه میباشد.اپراتور دستگاه زمانی که روبروی دستگاه قرار میگیرد سر یا Head دستگاه در سمت چپ آن قرار دارد.سر دستگاه محل قرار گیری جعبه پیشرانه سرعت و دکمه های روشن و خاموش همچنین اهرم های گیر بکس برای تنظیم سرعت دوران میباشند.
مرغک هم مانند سر دستگاه روی بستر دستگاه سوار میشود و در سمت راست اپراتور قرار دارد .کارایی مرغک بیشتر برای قطعه های بلند میباشد چرا که با افزایش طول قطعه قاصله تکیه گاه و یا نگهدارنده قطعه کار با انتهای آن زیاد میشود و باعث ایجاد ارتعاش و تنش و دور شدن از محور دوران میشود به همین دلیل قطعه کار را در انتها با مرغک نگه میدارند.
مجموعه سوپرت محل قرار گیری ابزار برای تراش قطعه کار میباشد که توسط حامل خود یا کریر روی ریل حرکت میکنند.کریر محل قرار گیری ابزار گیر و سوپرت های فوقانی عرضی و طولی میباشند. همچنین برای جابجایی سوپرت ها از جعبه دنده مخصوص استفاده میشود.
دستگاه مورد استفاده برای ایمن سازی قطعه کار در دستگاه میباشد. نوع فیکسچر انتخاب شده به اندازه و شکل قطعه کار و همچنین عملکردهایی که باید انجام شود بستگی دارد. بعضی اوقات ، برای قرار دادن قطعه کار باید یک لوازم جانبی سفارشی طراحی و ساخته شود. معمول ترین فیکسچر ها برای دستگاه های تراش سه نظام ، چهارنظام یا صفحه نظام میباشند. سه نظام شامل سه فک اصلی است که از مکانیزم دندانه ی ارشمیدس استفاده کرده است.
ابزاری که برای تراشکاری استفاده میشود به طور معمول یک ابزار تراش تک نقطه ای تیز است.ابزار های تراشکاری یا به صورت یک تکه فلز و یا به صورت یک قطعه مستطیلی بلند که در انتهای آن نوکی قرار داده شده است ، میباشند. نوک های ابزار می توانند از نظر اندازه و شکل متفاوت باشند ، اما به طور معمول یک قطعه مربع ، مثلث یا الماس هستند.
ابزار های تراشکاری در نگهدارنده های ابزار جا گذاشته میشوند و قطعه کار را که در حال دوران میباشد تراش میدهند. این ابزارهای تراش تک نقطه ای در اشکال مختلفی وجود دارند که امکان شکل گیری ویژگی های مختلف را فراهم می آورد. برخی از انواع متداول ابزار به شرح زیر است:
ابزارهای فوق اغلب به عنوان دست راست یا چپ مشخص می شوند و این نشان می دهد که در حین انجام تراش ، از چه جهت حرکت می کنند.
همچنین میتوان از ابزار های چند نقطعه ای استوانه ای نیز استفاده کرد مانند برقو و مته و … . این ابزار ها معمولا دارای دندانه هایی هستند که با فاصله از هم قرار دارند تا مواد جدا شده و براده ها قطعه کار بتوانند خارج شوند. امکان دارد دندانه ها به صورت محوری و صاف در امتداد ابزار تراش باشند اما در اکثر موارد به صورت مارپیچ هستند. زاویه مارپیچ با توزیع نیرو باعث کاهش بار روی دندانه ها و ابزار تراش می شود. همچنین تعداد دندانه ها متفاوت میباشد . هرچه تعداد دندانه ها بیشتر باشد سطح خارجی تراش داده شده بهتر و نرم تر میشود. دندانه های ابزار فقط بخشی از ابزار هستند مابقی ابزار در نگهدارنه ابزار میباشد.
ابزار ها از جنس های مختلفی از مواد ساخته میشوند. جنس ابزار را معمولا جنس قطعه کار و نوع عملیات تراشکاری مشخص میکند. در انتخاب نوع جنس ابزار باید خصوصیاتی مانند سختی و چکش خواری و مقاومت در سایش را مد نظر قرار داد.
متداول ترین جنس ابزار مورد استفاده شامل موارد زیر است:
فولاد تند بُر (HSS) – کاربید – فولاد کربن – فولاد کبالت تند بُر
جنس ابزار بر اساس چندین عامل ، از جمله جنس قطعه کار ، هزینه و عمر ابزار انتخاب می شود. عمر ابزار یک ویژگی مهم است که در هنگام انتخاب یک ابزار در نظر گرفته می شود ، زیرا تأثیر زیادی بر هزینه های تولید می گذارد. یک ابزار با عمر کوتاه نه تنها نیاز به هزینه مجدد برای خرید دارد بلکه زمان زیادی از تولید را برای جایگزینی ابزار میگیرد.
در تراشکاری فرم خام و بدون تراش قطعه یک قسمت از میله (یا ورق) میباشد که هنوز تراش داده نشده است. این میله ها میتوانند در شکل های مختلفی مانند میله های توخالی ، استوانه ای ، مربعی ، یا چند ضلعی و یا میتوانند اکسترود های سفارشی باشند.
تراشکاری روی انواع مختلفی از مواد مانند بیشتر فلزات و پلاستیک ها قابل انجام است. مواد متداول که در تراشکاری مورد استفاده قرار می گیرند شامل موارد زیر است:
آلومینیوم – برنج – آهن – منیزیم – نیکل – فولاد – پلاستیک ترموست(رزین) – تیتانیوم – فلز روی
هنگام انتخاب یک ماده ، باید چندین عامل در نظر گرفته شود از جمله هزینه ، سختی ، مقاومت در برابر سایش و قابلیت ماشین کاری. اندازه گیری قابلیت ماشین کاری یک ماده دشوار است ، اما می توان گفت که ماده ای دارای خواص ماشین کاری خوبی است که ویژگی های زیر را داشته باشد:
بیشتر خطاها در تراشکاری منشا از عدم دقت به ویژگی زبری سطح است. چندین دلیل احتمالی برای این خطا وجود دارد ، از جمله موارد زیر:
اگر پارامترهای تراش مانند سرعت براده برداری ، سرعت اسپیندل یا عمق برش خیلی زیاد باشد ، سطح قطعه کار ناهموار تر از حد مورد نظر خواهد بود و ممکن است حاوی علائم خراش یا حتی علائم سوختگی باشد. همچنین ، عمق زیاد برش ممکن است منجر به لرزش ابزار شود و باعث عدم دقت در تراش شود.
زمانی که ابزار تراش میدهد نوک تیز آن به مرور کند شده و ابزار دیگر قادر به ایجاد تراش های دقیق نیست.
اگر قطعه کار در فیکسچر به صورت کامل امن نشده باشد و لغزش داشته باشد از محور دوران خارج شده و پارامتر های تراش را دچار اشتباه میکند.
هزینه مواد اولیه قطعات تراشکاری با توجه به جنس ماده خام آن تعیین میشود. مقدار ماده خام مورد نیاز با توجه به اندازه قطعه کار ، اندازه میله یا ورق خام ، روش تراش میله و مقدار تولید تعیین می شود همچنین قیمت واحد ماده خام اولیه با توجه به جنس و شکل آن تعیین میشود.
هزینه تولید قطعات تراشکاری با توجه به کل زمان تولید و نرخ تولید هر ساعت تعیین میشود. زمان تولید شامل زمان تنظیم دستگاه ، زمان بارگیری دستگاه ، زمان تراش ، زمان غیر فعال و زمان تعویض ابزار میباشد. کاهش هر یک از این مؤلفه های زمان باعث کاهش هزینه می شود.زمان تنظیم و زمان بارگیری دستگاه به مهارت اپراتور بستگی دارد.زمان تراش نیز به عوامل زیادی بستگی دارد با این حال بیشتر به عواملی که در طول تراش و سرعت براده برداری تأثیر می گذارند ، بستگی دارد.طول تراش را میتوان با بهینه سازی عملیات های تراش مورد نیاز و کم کردن اندازه ابزارآلات کاهش داد.سرعت براده برداری تحت تأثیر نوع عملیات تراشکاری ، جنس قطعه کار ، جنس ابزار ، اندازه ابزار و پارامترهای مختلف تراش مانند عمق شعاعی برش قرار می گیرد.در آخر هم زمان جایگزینی ابزار میباشد که در قسمت هزینه های ابزارآلات بحث میشود.
هزینه ابزار برای تراشکاری با تعداد کل ابزار تراش مورد نیاز و قیمت واحد برای هر ابزار تعیین می شود. کمیت ابزار به تعداد ابزارهای منحصر به فرد مورد نیاز توسط عملیات های مختلفی که باید انجام شود و میزان ساییدگی هر یک از این ابزارها بستگی دارد.اگر ابزاری کند و ساییده شود باید جایگزین بشود. طول عمر یک ابزار به جنس ابزار ، پارامترهای تراش مانند سرعت براده برداری و زمان کل تراش بستگی دارد.