فرز کاری چیست:

فرزکاری پردازش بر روی مواد به وسیله حمایت از یک قطعه کار و چرخش دندانه های ابزار فرزکاری آن می باشد . برخورد دندانه های زیاد اطراف تیغه فرز یک روش سریع ماشین کاری را فراهم می کند . سطح ماشین کاری شده می تواند بسیار صاف، زاویه دار ،انحنا دار و همچنین به صورت هر ترکیبی از اشکال مختلف باشد.

ماشینی که برای نگه داشتن قطعه کار – چرخش ابزار فرز و حمایت مورد استفاده قرار می گیرد به ماشین فرز (milling machine ) معروف است .

روشهای فرز کاری :

الف ) محیط تراشی( وجه تراشی یا غلطکی) : در محیط تراشی،سطح تراش کاری شده به وسیله دندانه های تعبیه شده بر روی محیط بدنه ابزار فرز تولید میشود. محور چرخش ابزار فرز ( تیغه فرز ) عموما موازی سطح قطعه کار در حال براده برداری می باشد.

ب) فرز کاری پیشانی : در این روش محور تیغه فرز عمود بر سطح کار بوده و عمل براده برداری فقط با لبه های برنده موجود در سطح جانبی آن صورت نگرفته بلکه لبه های برنده موجود در پیشانی تیغه فرز نیز عمل براده برداری را انجام میدهند. در این حالت سطح مقطع براده یکنواخت بوده و به همین دلیل توان براده برداری در این روش در حدود ۲۰ درصد بیشتر از روش محیطی خواهد بود .

ابزارهای فرزکاری

یک تیغه فرزکاری ابزاری است که در ماشین فرزکاری مورد استفاده قرار می گیرد . ابزارهای فرز گوناگون در انواع،شکلها، ضخامتها و پهناهای مخصوص و استاندارد در دسترس هستند.

دندانه ها ممکن است به صورت مستقیم ( موازی محور چرخش) و یا روی یک زاویه مارپیچ باشد . در واقع زاویه مارپیچ با تماس تدریجی ابزار به توزیع نیروها کمک می کند.

ابزار فرز ممکن است راستگرد ( گردش در جه عقربه های ساعت ) ویا چپ گرد( گردش درخلاف جهت عقربه های ساعت) باشند.

از انواع ابزار های فرز کاری به موارد زیر میتوان اشاره کرد;

۱-تيغه فرزهاي غلطكي:

اين تيغه فرزها فقط لبه برنده محيطي دارند و آنها را براي روتراشي و پرداختسطوح هموار در ماشينهاي فرز افقي به كار ميبرند.
از اين تيغه فرزها در فرزکاري سطوح تخت استفاده ميکنند.
دندانه ها ممکن است به صورت مستقيم، موازي محور چرخش و يا روي يکزاويه مارپيچ باشد. امروزه بيشتر تیغه فرزهاي غلطکي را با دنده هاي مارپيچ مي سازند. در واقع زاويه مارپيچ لبه برنده اين فرزها با تماس تدريجي در قطعه کار نفوذ میکنند و در نتيجه تيغه فرز آرامتر کار ميکند و سطح تراشيده شدهبه وسيله آن هموارتر و صاف تر ميشود. همچنین هدايت براده در اين تیغه فرزها بهتر انجام ميگيرد. زيرا خود دنده تیغه فرز نيز در کنار زدن براده کمک ميکند.
زاويه تمايل دنده هاي مارپيچي را براي تیغه فرزهاي دنده ريز در حدود ۲۰ تا ۵۲ و براي تیغه فرزهاي دنده درشت در حدود ۵۰ تا ۵۵ درجه انتخاب ميکنند. تيغه فرز غلطكي بر روي میله فرزگیر دو طرفه و در دستگاه فرز افقي نصب ميشود.
با بستن در تیغه فرز غلطکی شیار مارپیچ چپ و راست میتوان نیروی محوری را خنثی کرد

۲ -تيغه فرزهاي غلطكي پيشاني تراش:

اين تیغه فرز ها علاوه بر لبه هاي برنده محيطي، داراي لبه هاي برنده پيشاني نيزميباشند و از آنها براي فرزكاري سطوح هموار و پله ها استفاده مي‌كنند.
تيغه فرزهاي پيشاني تراش را در انواع معمولي و خشن تراش ميسازند. لازم به ذكر است كه فرزكاري سطوح با تيغه فرز پيشاني تراش سطح صافتري را نسبت به فرزكاري با تيغه فرزهاي غلطكي به ما ميدهد، زيرا تيغه فرزهاي پيشاني تراش لنگي محيطي را به سطح تراش منتقل نمي‌كنند. همچنين قدرت در براده برداري در اين روش حدود ۲۰ درصد بیشتر است. اين تيغه فرز عمدتا ماشين فرزهاي عمودي به كار گرفته ميشود.

۳-تيغه فرزهاي تيغچه دار:

اين تيغه فرزها داراي تيغچه قابل تعويض مي باشند که در صورت صدمه ديدن براي يکي از دندانه تيغچه ها ميتوان به سهولت آن را تعويض نمود.
در این نوع تیغه فرزها هنگام تعویض تیغچه ها تنظیم مجدد آنها به منظور مشارکت داشتن یکسان در فرایند فرز کاری حائز اهمیت میباشد.

۴-تيغه فرزهاي انگشتي:

ساختمان اين تيغه فرز مانند مته و يا برقو بوده و داراي دنباله استوانه اي و يا مخروطي ميباشد.
اين تيغه فرزها در اصل نوعي تيغه فرز پيشاني تراش با قطر كوچكتر ميباشند.
از اين تيغه فرزها براي تراشيدن شيارهاي باريک به اشکال مختلف استفاده ميشود. دنباله اين تيغه فرزها را به شکل استوانه و يا مخروطي ساخته و نوع استوانه اي آنها را به كمك فشنگي و نوع مخروطي را با كلاهك بر روي محور اصلي ماشين سوار مي‌كنند. شيارهاي تيغه فرزهاي انگشتي را به صورت مستقيم و مارپيچ توليد مي‌كنند. به دليل تنوع در نوع كار، تيغه فرزهاي انگشتي را درشکلهاي مختلفي ميسازند و از آنها براي ايجاد پله، شيار، جاي خار و همچنین فرزكاري سطوح باريك استفاده ميکنند. تيغه فرزهاي انگشتی داراي دو يا سه لبه برنده بوده و از آنها ديگري نيز وجود دارد كه معموالا براي فرزكاري شكافها و شيارهاي عميق و جاي خارها استفاده ميگردد. تيغه فرزهاي انگشتي ديگري نيز براي تراشيدن شيارهاي T شكل يافت ميشوند كه داراي لبه هاي برنده محيطي و پيشاني ميباشند.

۵-تيغه فرز پولكي:

براي بريدن، در آوردن شكافها، لبه ها، شيارهاي باريك اين تيغه فرزها معموالا مورد استفاده قرار ميگيرند. در تيغه فرزهاي پولكي لبه برنده در دو طرف، جلو و طرفين قرار گرفته است. به عبارتي سطح جانبي فرز عمل اصلي فرز کاري را انجام ميدهد و پيشانيهاي آن جدار شيار را صاف و پرداخت مينمايد.
تيغه فرزهاي پولكي داراي انواع زيادي ميباشند كه در زير به شرح چند نمونه ميپردازيم.

الف: تيغه فرزهاي اره اي: اين تيغه فرزها داراي لبه برنده محيطي بوده و از آنها براي بريدن و در آوردن شيارهاي باريك مانند شيار سرپيچ ها استفاده ميگردد. به وسيله اين تيغه فرزها ميتوان شکاف هايي به عرض ۱٫۰ تا ۶٫۰
ميليمتر در فلزات را ايجاد نمود. عموما این نوع تیغه فرزها جای خار ندارند.

ب: تيغه فرز پولکی( شيار تراش ): اين تيغه فرزها علاوه بر لبه برنده محيطي داراي لبه برنده پيشاني نيز ميباشند. از آنها براي فرزكاري شكاف و شيارهاي عميق و جاي خار استفاده ميگردد.
فرزهاي غلطکي و پولکي بزرگ را اغلب دو پارچه ميسازند يعني بدنه فرز را از فولاد معمولي و تيغه هاي آن را از فولاد هاي ابزار يا تندبر ساخته، به يکديگر متصل ميکنند.

۶-تيغه فرزهاي فرم تراشي:

اين تيغه فرزها داراي لبه برنده فرم داري بوده و زاويه براده در آن صفر ميباشد.
تيغه فرزهاي فرم را نيز در دو نوع انگشتي و غلطكي ميسازند، تيغه فرزهاي دنده تراش مدولي نيز جز اين دسته محسوب ميشوند.

۷ -هد بورينگ يا مته لنگ :

در مواردی که بخواهیم قطر سوراخ داخل یک قطعه را بزرگتر کنیم و اندازه آن بزرگ تر از مته های موجود است، از این ابزار تک لبه و چند لبه که به صورت خارج از مرکز میچرخد استفاده میکنیم. از دیگر کاربردهای این ابزار در کره تراشی میباشد.

۸-تيغه فرزهاي زاويه تراش:

لبه هاي برنده اين تيغه فرزها نسبت به محور تيغه فرز داراي زاويه بوده و از آنها براي ايجاد سطوح و شيارهاي زاويه دار استفاده ميگردد. در دو نوع انگشتي و غلطكي موجود ميباشند. براي تراشيدن شيارهاي دم چلچلهاي با تيغه فرزهاي زاويه تراش الزم است كه ابتدا شياري توسط تيغه فرز انگشتي ايجاد كرده و سپس به وسيله تيغه فرز زاويه تراش شکل آنها را تكميل نمود.

۹-تيغه فرزهاي مرکب:

فرزکاري شکلهاي مرکب را ، ميتوان به کمک کوپله کردن ( کنار هم چيدن) تيغه فرزهاي مختلف روي يک محور(درن) انجام داد. مسلما زمان و هزينه ساخت کاهش خواهد يافت و از به کار بردن تيغه فرزهاي فرم گران قيمت نيز ميتوان صرف نظر کرد.

تعداد دندانه و زاويه برنده در تيغه فرزها به جنس قطعه کار و قطر تيغه فرز بستگي دارد. به طور کلي تيغه فرزها را در سه تيپ H,N,W توليد مي کنند که تفاوت آنها در تعداد دندانه، زاويه مارپیچ و جنس قطعه کار مي باشد.

جنس تيغه فرزها:

تيغه فرزها از مواد مختلفي ساخته ميشوند كه به شرح چند نمونه از آنها ميپردازيم:

۱ –فولاد ابزار سازي:

تيغه هايي كه از فولاد ابزارسازي ساخته ميشوند، داراي قدرت براده برداري كم هستند . بدين سبب در مصارف محدود از آنها استفاده ميشود. اين فوالدها مقدار ۱ تا ۲/۱ درصد كربن دارند و تا دماي ۳۰۰ درجه سانتيگراد را ميتوانند تحمل كنند. با توجه به تكنولوژي امروزه استفاده از اين تيغه فرزها مقرون به صرفه نيست.

۲ –فولاد ابزار آلياژي تند بر:

متداولترين نوع تيغه فرزها از فولاد تندبر ساخته ميشوند. در جنس اين تيغه فرزها علاوه بر آهن و كربن عناصري نظير واناديم، موليبدن، تنگستن و كروم به ميزان زياد آلياژ شده، از اين رو قدرت تحمل و برش زيادي دارند و تا ۶۰۰ درجه سانتيگراد ويژگي هاي خود را حفظ مي كنند و آن را با علامت SS نشانميدهند.نوع ديگري از فولادآلياژي كه آلياژ فولاد و كربن و ولفرام و كبالت است به نام فولاد HSS بوده و تا حدود ۹۰۰ درجه سانتيگراد دما را تحمل ميکنند.

۳-كاربيد سمانته شده:

اين تيغه فرزها از موادي ساخته ميشوند كه فاقد آهن است و آنرا از كاربيدهاي پودر شده تنگستن و تيتانيوم ميسازند.كاربيدها مخلوطي از كربن با فلزات ديرگداز هستند و بهترين شرايط برش را دارا ميباشند و قابليت برش خود را تا حدود ۹۰۰ درجه سانتيگراد حفظ مي‌كنند. اين تيغه ها احتياجي به عمليات سخت كردن ندارند و از استحكام طبيعي برخوردار هستند.

كاربيدها انواع و اقسام گوناگوني دارند كه با حروفS1 و S2 وH1 و G1 و F1نشان ميدهند.

۴ سرامیك ها:

سراميك ها از مواد جديدي هستند که مزایای زيادي دارند. ازجمله آن ها ميتوان به قيمت مناسب آن ها اشاره کرد. اكسيد آلومينيوم Al2o3 نمونه ارزان قيمت و مناسبي است كه جايگزين خوبي براي كاربيدها است.