فرز CNC چهار محور

دستگاه فرز CNC چهار محور چیست؟

دستگاه فرز CNC چهار محور یکی از پیشرفته‌ترین ابزارهای ماشینکاری است که توانایی برش‌کاری پیچیده و دقیق را نسبت به دستگاه‌های دو یا سه محور دارد. اگر قصد دارید کسب‌وکاری صنعتی راه‌اندازی کنید یا تولید قطعات پیچیده را در برنامه دارید، این مقاله راهنمای کامل شما برای آشنایی با فرز CNC چهار محور است.

تعریف دستگاه فرز CNC چهار محور

این دستگاه علاوه بر محورهای استاندارد X، Y و Z، دارای یک محور چرخشی (محور A) نیز هست که به ابزار یا قطعه کار امکان چرخش می‌دهد. این قابلیت، امکان ماشین‌کاری بر روی سطوح استوانه‌ای، منحنی و پیچیده را فراهم می‌کند. کنترل تمامی این حرکات از طریق نرم‌افزار CNC انجام می‌شود.

تفاوت با دستگاه‌های سه محور

در دستگاه سه محور، حرکت ابزار فقط در سه جهت خطی امکان‌پذیر است. اما با افزودن محور A در مدل چهار محور، عملیات‌هایی مانند حکاکی روی استوانه یا برش زاویه‌دار با دقت بالاتر انجام می‌شود.

دلایل محبوبیت دستگاه فرز CNC چهار محور

۱. بهره‌وری بیشتر

برنامه‌ریزی دقیق و اتوماسیون کامل باعث کاهش نیاز به اپراتور و افزایش تولید می‌شود.

۲. دقت بالا در ماشین‌کاری

تمامی حرکات بر اساس کدهای G-code اجرا می‌شوند که دقت نهایی را تا حد زیادی افزایش می‌دهند.

۳. عملیات ماشین‌کاری پیچیده

فرزکاری سطوح منحنی، قطعات استوانه‌ای، و اجزای چندوجهی با دقت بالا انجام می‌شود.

۴. راه‌اندازی آسان‌تر نسبت به ۵ محور

در مقایسه با دستگاه‌های ۵ محور، مدل‌های چهار محور ساده‌تر راه‌اندازی و کنترل می‌شوند.

قیمت دستگاه فرز CNC چهار محور

قیمت این دستگاه‌ها بسته به برند (مثل Mazak یا Haas)، سال ساخت، نوع کنترلر و شرایط فنی متغیر است. اما به‌طور کلی:

گران‌تر از دستگاه‌های سه محور
ارزان‌تر از دستگاه‌های ۵ و ۶ محور
نمونه‌های کارکرده آن در بازار با قیمت مناسب‌تر موجود است

کاربرد دستگاه CNC چهار محور در صنعت

به دلیل توانایی بالا در برش قطعات پیچیده، از این دستگاه‌ها در صنایع زیر استفاده می‌شود:

خودروسازی (قطعات سیلندر، شفت و گیربکس)
الکترونیک و ابزار دقیق
پزشکی (تولید پروتز، ایمپلنت و قطعات سفارشی)
نظامی و هوافضا

البته مدل‌های چهار محور معمولاً برای کارگاه‌های خانگی گزینه به‌صرفه‌ای نیستند، مگر در مدل‌های کوچک و رومیزی.

فرز cnc ؟

دستگاه فرزکاری CNC یک دستگاه هوشمند کامپیوتری می‌باشد که بدون دخالت دست انسان می‌تواند در سریعترین زمان انواع قطعات و برش‌‎های مختلف ساده تا پیچیده را روی انواع سطوح مختلف فلزی تا پلاستیکی و چوبی انجام دهد.

به توجه به دقت و ریزه کاری دستگاه و نوع برش تمیز آن تمام قطعات برش و فرز شده بدون نیاز به مراحل مونتاژ کاری می‌تواند آماده ارسال به بازار شود. هر چند در صنایع مختلف قطعه سازی نوع کاربرد آن متفاوت می‌باشد.

عملکرد دستگاه فرز بر اساس مبنا و عدد است. اپراتور بر اساس طرح از پیش آماده شده با نرم افزار های سه بعدی ساز طرح حجم دار را به دستگاه معرفی می‌کند و دستگاه مطابق معیار و مقیاس داده شده شروع به برش و تراش قطعه در سه محور X,Y,Z می‌کند.

در دستگاه فرز قدیمی و دستی تنها اپراتور می‌توانست روی یک محور عمل برش و فرز را انجام دهد و عملا امکان چرخش و ایجاد پله وجود نداشت. اما در دستگاه فریز سی ان سی، به دلیل انواع متعلقات متحرک، می‌توان عملیات فرزکاری برای شیار تراشی، رزوه تراشی و پله تراشی را به سادگی روی قطعه مورد نظر انجام داد.

تیم قالبسازی نعمتی با تحلیل دقیق بر روی مراحل قالب و ارائه‌ی Operation Sheet این امکان را فراهم می نماید، تا مشتری پیش از ساخت قالب با مشاهده‌ی مراحل تولید، کلیه ی الزامات ماشین آلاتی که قالب بر روی آنها نصب می گردد، نظیر موقعیت روبند ها، پرت ریز پرس و … را در طراحی قالب لحاظ نماید.

اصول کار با دستگاه فرزکار cnc

عموما مدل سازی سه بعدی اولیه طرح توسط مهندس طراح، روی یک فرمت CAD تحویل داده می‌شود. مهندس قطعه ساز بر اساس نوع اندازه زوایا، قطر یا طرح بدنه یا هر نوع شیار و پیچ و سایر مشخصات برای ماشین فرز سی ان سی آماده می‌کند.

سپس با تبدیل فرمت سه بعدی CAD به فرمت زبان کار دستگاه CNC آماده کار و برش آن با دستگاه فرز CNC می باشد. اجرای عملیات فرز کاری بسته به نوع طراحی و مدل و تراشی که انجام می‌شود متغیر می‌باشد.

در دستگاه تراش مدل های دستی دو محور X و Z وجود دارد که در محور Z ریل دستگاه برش برای حرکت به چپ یا راست و در محور X دستگاه تراش سه نظام عمل اسپیندل یا همان براده برداری را انجام می‌داد. اما محور Y که قابلیت حرکت به جلو و عقب را فراهم کند، وجود نداشت تا یک مدل سه بعدی را طراحی و تراش کند.

معیار حرکت دستگاه فرزکاری cnc

بر خلاف دستگاه های قدیمی دستی محور Z که همان ریل است ثابت می‌باشد و امکان حرکت آن وجود ندارد. لذا دستگاه فرز سی ان سی بر اساس حرکت در دو محور X و Z عمل برش را انجام می‌دهد. این عمل روش کامل در برش و براده برداری قطعه را فراهم می‌کند.

به صفر رسیدن درصد خطا

با توجه به اینکه در روش دستی برش و تراش قطعه نیاز به مهارت اپراتور داشت در روش CNC عملا به دلیل اینکه بر اساس برنامه کامپیوتری با دقت بالا عمل تراش و برش انجام می‌شود خطا به صفر می‌رسد. مگر اینکه در برخی از شرایط نادر مشکلی در دستگاه به وجود آید که این مشکل قابل اجتناب نمی‌باشد.

در برش منحنی و قوس‌های بدنه قطعه تراش شده این کار به عهده محور X و Z است. با حرکت همزمان قادر هستند با براده برداری غیر خطی هر نوع قوس و انحنا را روی قطعه انجام دهند.

انواع دستگاه فرزکاری cnc

از آنجایی که نوع قطعه و تراش قطعه مورد نظر در هر صنعت و قطعه سازی متفاوت است، پس دستگاه‌های فرز سی ان سی هم در مدل‌های مختلف با متعلقات جانبی مختلف برای انجام چندین عمل تراش و فریز طراحی و تولید می‌شود. انواع دستگاه فرز سی ان سی شامل مدل زیر می‌باشد :

دستگاه فرزکاری کف تراش

اصلاح آن دستگاه (Face milling) می‌باشد که به حالتی گفته می‌شود که محور چرخش ابزار برش بصورت عمود روی قطعه مورد نظر کار می‌کند. این روش برای ایجاد برش روی سطوح صاف و تخت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دستگاه فرزکاری ساده

اصلاح آن (Plain milling) می‌باشد که به آن فرزکاری تخت یا سطح هم نام برده می‌شود. در این روش دستگاه برش کاملا موازی با سطح قطعه عمل تراش را انجام می‌دهد. با توجه به نوع برش و زمینه کاربردی فلز مورد کار می‌توان عمق برش و اندازه قطعه را دقیق فرز کرد. این روش امکان استفاده برای برش های باریک و پهن را به وجود می‌آورد.

دستگاه فرزکاری زاویه‌ای

اصلاح آن (Angular Milling) می‌باشد. برای ایجاد و تراش قطعاتی که دارای زاویه و قوس است مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این دستگاه برای ایجاد تراش چرخ دنده، برش شیار برای طراحی و تولید قطعاتی مانند چاقو یا تیغ‌های جراحی انجام داد. برش‌های این دستگاه با زوایای ۴۵ تا ۶۰ درجه انجام می‌شود.

دستگاه فرز کاری فرم

اصلاح آن (Form milling) می‌باشد. این دستگاه قادر است تمام سطوح نامنظم، خط دار و شیار دار را حتی با بدنه منحنی و صاف را فرز و تراش دهد. دستگاه فرز فرم کار قادر است انواع برش و تراش قطعات محدب، مقعر، گرد و غلتکی و نیز دایره ای را انجام دهد.

دستگاه‌های مختلف سی ان سی در صنعت کنونی جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده‌اند و در واقع می‌توان گفت هر صنعتی نیاز به چنین دستگاه‌هایی دارد. یکی از انواع این دستگاه‌ها، دستگاه فرز سی ان سی است که به دلایل مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌توان در صنایع مهم آن را به کار برد. در این مطلب نگاهی به این دستگاه و انواع و کاربردهای آن می‌اندازیم.

دستگاه فرز سی ان سی چیست؟

اساس دستگاه فرز cnc به این شکل است که قطعه داخل آن ثابت قرار می‌گیرد و با چرخش ابزار عمل براده برداری انجام می شود. این چرخش ابزار توسط نرم افزارهای کامپیوتری صورت می‌گیرد و به همین دلیل این دستگاه دقت بسیار بالایی دارد. این ماشین را جزو دقیق‌ترین ابزارهای شکل‌دهی قطعات مختلف هم به حساب می‌آورند.

کاربردهای فرز cnc

بسیاری از صنایع برای ساخت قطعات خود نیاز به دقت بالایی دارند؛ مانند صنایع هوافضا، پتروشیمی، پزشکی و مواردی از این قبیل. بنابراین این دستگاه در صنایع بسیار گسترده‌ای کاربرد پیدا کرده است و محدود به صنعت خاصی نیست. به عنوان مثال در صنعت پزشکی، لوازم و قطعاتی مثل استخوان‌های مصنوعی و انواع ایمپلنت‌ها با چنین دستگاهی شکل‌دهی می‌شوند. همچنین صنعت خودرو نیز نیاز به تولید قطعات پیچیده و حساس دارد که این دستگاه می‌تواند به خوبی از پس تولید چنین قطعاتی هم بر بیاید. در هوافضا نیز این دستگاه در فرزکاری کاربرد دارد.

انواع ماشین فرز سی ان سی

این دستگاه در انواع مختلفی برای کاربردهای گوناگون تولید می‌شود. می‌توان دستگاه‌های فرز را که یکی از انواع دستگاه های سی ان سی است را در چند دسته‌ بندی جداگانه بررسی کرد که ما در این مطلب این ماشین را از لحاظ تعداد محور و همچنین از لحاظ نوع فرزکاری تقسیم‌بندی می‌کنیم.

انواع دستگاه‌های فرز بر اساس تعداد محورها

این دستگاه بر اساس تعداد محورها، نوع حرکت و آزادی حرکت به دسته 3 محور، 4 محور و 5 محور تقسیم می‌شود که در ادامه به معرفی جزئی هر کدام می‌پردازیم.

فرز سی ان سی 3 محور: در چنین دستگاه‌هایی، ابزار برشکاری در امتداد 3 محور در دور قطعه ثابت شده در دستگاه حرکت می‌کنند. با چنین دستگاهی می‌توان انواع عملیات‌های فرزکاری و تشکیل شیار و سوراخ کاری را انجام داد.
فرز سی ان سی 4 محور: این دستگاه نسبت به دستگاه قبلی، یک محور اضافه دارد. در حقیقت این مدل از دستگاه فرز سی ان سی می‌تواند حول محور X گردش کند.
فرز سی ان سی 5 محور: این نوع دستگاه CNC مخصوص قطعات حساس و پیچیده صنایع مهمی است. با داشتن دو محور اضافی X و Y در این دستگاه، ابزار برش آزادی حرکت بیشتری برای براده‌برداری دارد.

انواع دستگاه فرز سی ان سی بر اساس نوع فرزکاری

همانطور که گفته شد ماشین فرز سی ان سی بر اساس نوع فرزکار خود هم به دو مدل عمودی و افقی تقسیم‌بندی می‌شود که در ادامه هر یک را به طور جزئی و مختصر مورد بررسی قرار می‌دهیم.

عمودی: این دستگاه با توجه به نام خود، ابزار را در در حالت عمود روی قطعه و میز کار قرار می‌دهد. به همین علت و با وجود قرارگیری ابزار برش در حالت عمودی نسبت به قطعه، می‌توان برش‌های در جهت عمود، تشکیل حفرات، شیار و سوراخ‌کاری را با این ماشین انجام داد. از مزایای این دستگاه می‌توان به داشتن دید بهتر نسبت به قطعه اشاره کرد.
افقی: در این فرز سی ان سی، ابزار برش کاملا موازی میز قرار گرفته است. پس نمی‌توان قابلیت‌های نوع عمودی را در این نوع انتظار داشت. کاربرد اصلی این نوع دستگاه فرز، ایجاد برش‌هایی روی سطح قطعه یا تشکیل شیارهای مختلف است. شیارها و برش‌های سطحی در این دستگاه دقت و کیفیت خوبی دارند.

مزایای ماشین فرز CNC

علی رغم هزینه بالاتر این دستگاه نسبت به دیگر دستگاه‌های مشابه، مزایایی که این ماشین به صنایع و شرکت‌های مختلف ارائه می‌کند می‌تواند دلایل خوبی برای استفاده از آن باشد. سرعتی که این دستگاه برای آماده شدن قطعات دارد، قابل مقایسه با دیگر ابزارهای مشابه نیست. همچنین دقت بالای ان باعث می‌شود که احتمال آسیب قطعه به کمترین میزان خود برسد. با استفاده از این دستگاه می‌توان بسیاری از مواد را با هر جنس مختلف شکل‌دهی و تولید کرد.

همچنین به دلیل استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری، هم قطعه تولیدی کاملا مطابق با نقشه اولیه است و هم از هرگونه خطای انسانی در حین کار با دستگاه جلوگیری می‌شود. به همین دلایل بسیاری از شرکت‌ها از چنین ماشین‌هایی برای پیشبرد روند خود استفاده می‌کنند.

قیمت دستگاه و عوامل موثر بر آن

همانطور که گفته شد این دستگاه در انواع مختلفی تولید می‌شود و هر یک با توجه به کارایی و حتی اندازه، قیمت متفاوتی دارد. همواره برای مراکزی که به دنبال تهیه چنین دستگاه‌هایی هستند، قیمت عاملی مهم است. بنابراین مهم است که شما در ابتدا هدف خود را شناسایی کنید و با توجه به نیاز و محیط خود اقدام به خرید نوع مناسب این دستگاه کنید. یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر قیمت این دستگاه، برند تولید‌کننده آن است.