دستگاه فرز

دستگاه فرز یکی از ماشین‌های ابزار است و در ماشین‌کاری بکار می‌رود.
این دستگاه ظاهری شبیه دریل‌های میزی دارد با این تفاوت که داری حداقل سه محور حرکتی میز می‌باشد.
(x y z)
ابزار برنده این دستگاه را تیغ فرز نامند. برخی کارهایی را که می‌توان روی این دستگاه انجام داد
صفحه تراشی
شیار در آوردن
برش
کنار تراشی
چرخدنده تراشی
چرخ دنده مارپیچ تراشی
کارهای کپی به‌وسیله ماشین فرز کپی
فرم تراشی به‌وسیله تیغ فرز فرم.
ماشینهای فرز را به‌طور کلی می‌توان به دو دسته تقسم کرد:
ماشینهای فرز عمومی
ماشینهای فرز مخصوص
ماشینهای فرز عمومی خود به ماشنهای فرز افقی و عمودی تقسم می‌شود:
ماشین فرز افقی
محور این نوع ماشینهای فرز افقی و میز انها در سه جهت عمود بر هم -طولی و عرضی و قائم حرکت می‌کند. ماشینهای فرز افقی ممکن است ساده یا اونیورسال باشند. میز ماشینهای فرز افقی اونیورسال علاوه بر حرکات مذکور دور محور قائم می‌چرخد و در نتیجه نه تنها در جهت موازی یا عمود بر محور ماشین بلکه در امتداد هر زاویه‌ای نسبت به آن در صفحه افقی حرکت می‌کند. ماشینهای فرز افقی بیشتر برای تراشیدن سطوح و شیارهای مستقیم و مارپیچ و فرم تراشی و رنده تراشی به کار می‌رود.
قسمت‌ها اصلی ماشین فرز افقی ساده:
۱- ستون ۲- محور مکانیزم جعبه دنده ۳-جعبه دنده سرعت ۴- میز ۵- بازوی فوقانی ۶- گلویی ۷- صفحه رنده بند ۸- زانوی ماشین
ستون ماشین از آهن ریختگی و به شکل قوطی ساخته شده و در داخل آن الکتروموتور مکانیزمهای محرک، جعبه دنده سرعت، مکانیزم بار و گلویی ماشین سوار شده‌اند.
زانوی ماشین تکیه گاه محکمی برای میز ماشین است و در قسمت فوقانی ان راهگاههایی جهت حرکت میز تعبیه شده‌است. برای اینکه بتوان قطعه کار را به‌طور عمودی بار داد زانوی ماشین را طوری می‌سازند که بتواند در روی ستون قائم حرکت کند.
گلویی ماشین محوری است فولادی و مجوف که در ان تیغه‌های فرز ثابت می‌شوند. جعبه دنده سرعت برای تغییر دادن سرعت دورانی گلویی (محور) در نظر گرفته شده‌است. جعبه دنده بار برای حرکت میز در سه جهت به کار می‌رود.
ماشین فرز عمودی
ساختمان ماشین فرز عمودی همانطور که از عکس پیداست شبیه ماشین فرز افقی ست با این تفاوت که محور آن قائم است و میز آن در سه جهت عمود به یکدیگر حرکت می‌کند. از ماشینهای فرز قائم بیشتر برای تراشیدن سطوح به وسیله فرزهایی که لبه برنده‌شان روی پیشانی آن‌ها قرار دارد استفاده می‌کنند.
انواع تیغه‌های فرز
ابزار برش در این دستگاه عبارت‌اند از تیغه انگشتی، پولکی، غلتکی، مدولی، چلچله‌ای
عملیات مختلفی که به وسیله تیغه‌های فرز انجام می‌گیرد موجب تنوع شکل و اندازه این ابزارها شده‌است. چنانچه از این لحاظ بر تمام ابزارهای دیگر که در ماشین‌سازی مورد استفاده واقع می‌شوند رجحان دارد. با این حال انتخاب تیغه فرز در اغلب موارد به هیچ وجه دشوار نیست زیرا شکل و اندازه سطحی که باید فرز کاری شود و کیفیت عمل فرز کاری (زبر تراشی یا پرداختکاری) شکل و اندازه فرز را مشخص می‌کند.
شکل هندسی تیغه فرز به شکل هندسی رنده برنده است و علاوه بر لبه برنده اصلی یک یا دو لبه فرعی دارد.
تیغه‌های فرز را می‌توان از لحاظ زیر تقسیم بندی کرد:
الف) وضع دنده‌ها نسبت به محور تیغه فرز: فرزهای غلطکی و مخروطی و زاویه‌ای و پیشانی تراشی.
ب) شکل دنده‌ها: فرزهای دنده راست و دنده مارپیچ و دنده کج.
ج) ساختمان داخلی: فرزهای یکپارچه ساده و مرکب و چندپارچه.
د) طریقه بستن تیغه فرز: فرزهای سوراخدار و انگشتی.
ه) طرز انجام کار: فرزهای غلطکی و پولکی و زاویه‌ای و پیشانی تراش و فرم تراش و دنده تراش و پیچ تراش و غیره.
تیغه‌های فرز را بر حسب شکل و نوع کاری که انجام می‌دهند به شرح زیر تقسیم بندی می‌کنند :
۱- فرزهای غلطکی: فرزهای غلطکی با دنده‌های راست یا مارپیچ که بر سطح جانبی استوانه‌ای قرار گرفته‌است برای تراشیدن سطوح همواره به کار می‌رود.
امروزه بیشتر فرزهای غلطکی را با دنده‌های مارپیچ می‌سازند.
لبه برنده این فرزها تدریجا در کار فرو می‌رود و در نتیجه تیغه فرز آرامتر کار می‌کند و سطح تراشیده شده به وسیله آن هموارتر و صاف‌تر می‌شود. به‌علاوه هدایت براده در این فرزها بهتر انجام می‌گیرد زیرا خود دنده فرز نیز در کنار زدن براده کمک می‌کند.
چون شماره دنده‌های فرز مارپیچی که در ان واحد با هم کار می‌کند زیادتر از فرزهای دنده راست است می‌توان از شماره دنده‌های آن کاست و در نتیجه دنده‌های آن‌ها را درشت‌تر از دنده‌های فرز دنده راست هم قطر آن‌ها ساخت و به این ترتیب هم بر استحکام دنده‌های فرز افزود و هم فاصله بین دنده‌ها را برای هدایت براده زیادتر کرد.
امروزه از فرزهای دنده راست فقط برای تراشیدن سطوح به عرض ۳۵ میلی‌متر استفاده می‌کنند. زاویه تمایل دنده‌های مارپیچی را برای فرزهای دنده ریز در حدود ۲۰ تا ۲۵ و برای فرزهای دنده درشت در حدود ۵۰ تا ۵۵ درجه انتخاب می‌کنند. نقص فرزهای دنده مارپیچ این است که هنگام فرز کاری با آن‌ها فشار محوری ایجاد می‌شود. مقدار این فشار به زاویه تمایل دنده‌ها بستگی دارد. به این دلیل گاهی دو تیغه فرز دنده مارپیچ را که جهت تمایل دنده‌های آن‌ها مخالف یکدیگر (یکی راست و دیگری چپ است) ولی زاویه تمایل آن‌ها مساوی است روی ماشین فرز می‌بندند تا فشار محوری آن‌ها روی آربور و محور ماشین خنثی شود.
۲- فرزهای پولکی: این فرزها را برای در آوردن شیارهای مختلف و بریدن فلزات و کارهای دیگر به کار می‌برند. دنده‌های فرز شیارتراشی هم از جلو و هم از طرفین کار را می‌تراشند یعنی سطح جانبی فرز عمل اصلی فرز کاری را انجام می‌دهد و پیشانی‌های آن جدار شیار را صاف و پرداخت می‌نماید.
فرزهای پولکی برای در آوردن شکافهای باریک (شیار سرپیچها و غیره) و بریدن فلزات به کار می‌روند و گاهی فرزهای اره‌ای نیز نامیده می‌شوند. به وسیله این تیغه فرزها می‌توان شکاف‌هایی به عرض ۳/۰ تا ۴ میلی‌متر در فلزات ایجاد نمود. فرزهای غلطکی و پولکی بزرگ را اغلب دو پارچه می‌سازند یعنی بدنه فرز را از فولاد معمولی و تیغه‌های آن را از فولادهای ابزار یا تندبر ساخته به یکدیگر متصل می‌کنند.
3- فرزهای انگشتی: این فرزها دارای ساق مخروطی یا استوانه‌ای هستند که به وسیله کلاهک یا فشنگهای مخصوص در سوراخ محور ماشین فرز محکم می‌شوند. از این فرزها برای تراشیدن شیارهای باریک به اشکال مختلف استفاده می‌شود.
تیغه‌های فرز:
این تیغه‌ها نگاتیو دنده‌ها هستند و با براده برداری از دیسک شکل دنده را ایجاد می‌کنند.
مشکلات تیغه‌های فرز
1)دقت پایین
2)انعطاف‌پذیری کم برای تولید چرخ دنده‌های مختلف
3)ایجاد ساییدگی و لغزش بین دنده‌ها
4)تشدید خستگی سطحی و پدیده Pitting
5)احتمال شکستن تیغه در سرعت‌های بالا و ایجاد آسیب‌های جدی (حتی مرگ)
فرزکاری
دستگاه تراش