دستگاه تراش ابزاری است با چرخاندن قطعات و نفوذ ابزار به آن ها قطعاتی با شکل های مختلف را می سازد. دستگاه تراش قطعاتی همچون شفت , پیچ , قطعات مدور, بادامک ها و غیره را با دقت و سرعت بالایی می سازند. دستگاه تراش قادر به اجرای فرآیندهای مختفی مانند روتراشی , کف تراشی , شیار زنی و غیره است.

دستگاه های تراش در انواع مختلف طراحی و تولید می شوند اما به طور کلی عملکرد این دستگاه ها در تمام این انواع ها یکسان هستند. تجهیزات دستگاه های تراش به دو بخش سر دستگاه و بستر دستگاه تقسیم می شوند.

ما در این جا با این بخش های مختلف دستگاه تراش آشنا می شویم:

- سر دستگاه:

تابلو برق , محور چرخشی موتور (اسپیندل), کلیدهای خاموش و روشن , اهرم های تنظیم سرعت موتور, جعبه دنده پیشری و غیره روی بدنه چدنی و قسمت چپ سر دستگاه تراش مونتاژ می شوند. برای تشخیص چپ و راست دستگاه اپراتور روبه روی دستگاه قرار می گیرد به طوری که به همه اهرم ها و کلید های دستگاه دسترسی داشته باشد که در این حالت دست چپ اپراتور با قسمت چپ دستگاه هم جهت است. با تعدادی از این قطعات که روی سر دستگاه قرار می گیرند آشنا می شویم :

1- سه نظام یا چهارنام برای قرار گیری قطعه کار: در دستگاه های تراش برای این که بتوان قطعه ای را که می خواهند روی آن کار کرد را ثابت نگه داشت تا هنگام تراش تکان نخورد از سه یا چهار فک متحرک استفاده می شود که روی یک قطعه استوانه ای باز و بسته می شود. برای قطعاتی که دوار و متقارن هستند از سه نظام برای ثابت نگه داشتنشان استفاده می شود. در سه نظام از سه فک متحرک برای ثابت نگه نگه داشتن قطعه کار استفاده می شود برای این کار ابتدا این فک ها را باز می کنند و قطعه را بین آن ها قرار می دهند سپس فک ها را می بندند . در سه نظام سه فک را به طور همز مان می بندند تا هم قطعه در مرکز قرار بگیرد و هم گیره بندی با سرعت بیش تری انجام بگیرد.
برای قطعاتی که دوار نیستند و به شکل مربع و یا شش ضلعی هستند بهتر از چهار نظام برای ثابت کردنشان استفاده کرد. چهارنظام در دو نوع موجود است در نوع اول هر چهار فک به طور هم زمان باز و بسته می شود که این نوع برای قطعه های متقارن مناسب تر است . اما در نوع دوم هر فک را به تنهایی می توان باز و بسته کرد که این ویژگی برای گیره بندی قطعات نامتقارن بسیار مفید است.

2- محور چرخشی یا اسپیندل وجعبه دنده: در ابتدا اشاره کردیم که هنگام تراشکاری قطعه می چرخد و بعد توسط دستگاه تراش می خورد. برای این کار سه نظام و یا چهار نظام را روی محوری چرخان به نام اسپیندل قرار می دهند. اسپیندل به طور معمول سرعتی بین 22.5 تا 2000 دور بر دقیقه دارد. برای کم و زیاد کردن سرعت نیاز است که خروجی موتور را به دورهای های مختلف تبدیل کنند که برای این کار از گیربکس یا جعبه دنده استفاده می کنند.

3- تجهیزات الکترونیکی و دکمه های خاموش و روشن: برای روشن کردن دستگاه تراش کلید برقراری جریان برق را فعال می کنند و کلید روشن شدن دستگاه را می زنند.

4- تنظیم کننده ی جهت حرکت ابزار: برای تنظیم جهت حرکت ابزار یک اهرم تعبیه شده است که با حرکت دادن آن به چپ و راست جهت حرکت نیز به چپ و راست تغییر می کند.

- بستر دستگاه:

دومین بخش اصلی دستگاه تراش میزکار و یا بستر دستگاه است. مجموعه ای از سوپورت ها و مرغک با پیچ و مهره به روی این بستر متصل می شود. این مجموعه روی مسیری فلزی حرکت می کنند و این مسیر مانند ریل است و مجموعه روی آن جابه جا می شود. این مجموعه همان طور که گفتیم از بخش های مختلف تشکیل شده است که عبارت اند از :

- نگهدارنده سوپورت ها: این نگهدارنده ها جعبه دنده هایی دارند که موجب حرکت ابزارها در جهات مختلف میشود علاوه براین دارای ابزار گیر و سوپورت ها نیز است. ابزار گیر برای ثابت کردن قطعه ای که روی آن کار انجام می شود مورد استفاده قرار می گیرد. ابزار گیر در بالای سوپورت فوقانی قرار دارند. سوپورت های فوقانی توانایی حرکت ابزاردر راستای عمود بر خود به سمت جلو یا عقب را به کمک سنجه ی دقیق دارند. در سوپورت های فوقانی صفحه ای مدور در زیر آن قرار دارد که با باز کردن پیچ و مهره های آن می توان موقعیت ابزار را تغییر داد. سوپورت های عرضی هم نوعی دیگری از سوپورت های موجود در این مجموعه است که برای حرکت و جابه جایی عرضی ابزار و سوپورت فوقانی مورد استفاده قرار می گیرند. سوپورت های طولی نیز برای جابه جایی ابزار و سوپورت های عرضی و فوقانی در راستای طولی استفاده می شود. این سوپورت ها ممکن است که به صورت خودکار باشند و یا دستی باشند.

- دستگاه مرغک:

مرغک داخل یک محفظه قرار می گیرد و به کمک یک دستگیره به صورت محوری جابه جا می شود که به این مجموعه دستگاه مرغک می گویند. از این دستگاه معمولا برای قطعات بلند , سوراخکاری پیشنانی قطعات و لنگ تراشی استفاده می کنند.
به عواملی که در کیفیت قطعه تراشکاری تاثیر می گذارند پارامتر تراشکاری می گویند. تعدادی از این پارامترها عبارتند از :

1- نرخ پیشروی: به میزان جابه جایی ابزار در واحد طول یا میزان براده برداری در هر چرخش اسپیندل نرخ پیشروی می گویند. هر چقدر نرخ پیشروی کاهش پیدا کند سطح کار صاف تر می شود اما زمان بیشتری برای تراشکاری نیاز دارد. اما با افزایش نرخ پیشروی کیفیت سطح کاهش می یابد و روی عمر دستگاه نیز اثر منفی می گذارد.

2- جنس قطعه کار: جنس قطعه ای که روی آن تراشکاری انجام می شود در انتخاب میزان پیشروی , عمق و سرعت تراشکاری تاثیر می گذارند . تراشکاری قطعات سخت باعث می شود که عمر دستگاه کاهش پیدا کند.

3- جنس ابزار: هرچه ابزار از جنس سخت تری باشند راندمان تراشکاری افزایش پیدا می کند اما طول عمر و ضربه پذیری آن کاهش پیدا می کند. حرارتی که هنگام تراشکاری ایجاد می شود یکی از عوامل موثر در فرسایش ابزار است بنابراین در انتخاب ابزار باید جنسی را اتخاب کنیم که در برابر حرارت مقاومت بیش تری داشته باشد. نمونه هایی که براساس مقاومت حرارتی موجودند عبارتند از :

• ابزارهای سرامیکی
• ابزارهای کاربیدی
• ابزارهای ساخته شده از فولاد تندبر
• ابزارهای ساخته شده از فولاد کربنی

در میان این ابزارها بهترین کیفیت سطحی متعلق به ابزارهای الماسه و ابزارهای ساخته شده از فولاد تندبر است.

4- هندسه ی ابزار: روی ابزارهای تراش زوایای مختلفی وجود دارند که بروی عواملی همچون کیفیت سطح, نیروهای وارد بر ابزار, حرارت تراشکاری, شکل براده و غیره اثر می گذارند. هرچه این زاویه بیش تر می شود اصطکاک کاهش پیدا می کند و همچنیین کیفیت سطحی ,عمر ابزار و راندمان تراشکاری نیز افزایش پیدا می کنند. اما زاویه آزاد بین 6 تا 12 درجه است چون با افزایش زایه از 12 درجه زاویه گوه کم می شود این موضوع باعث می شود که عمر دستگاه و ابزار به شدت کاهش پیدا کند به همین دلیل زاویه را از 12 درجه بالاتر نمی برند. بهترین زاویه آزاد فرعی برای پرداخت 5 تا 10 درجه و برای خشن تراشی 10 تا 15 درجه است . زاویه کم تر از 5 درجه باعث می شود که اصطکاک به شدت افزایش پیدا می کند و باعث فرسایش شدید ابزار می شود. در ابزاهایی که دارای سختی بالا و چقرمگی پایین هستند زاویه براده نزدیک به صفر و یا منفی است. زمانی که شعاع نوک ابزار کاهش پیدا می کند کیفیت سطح و راندمان تراشکاری افزایش پیدا می کند اما به دلیل کاهش سطح تماس دمای نقطه ای افزایش پیدا می کند و عمر دستگاه را کاهش می دهد.

روان کاری در فرآیند تراشکاری

در فرآیند تراشکاری برای این که سطوح روی هم دیگر به راحتی حرکت کنند از محلول های شیمیایی استفاده می شود که اصطکاک و دما را کاهش می دهند. این کار باعث می شود که حرکت قطعه ها آسان تر شده و عمر دستگاه نیز افزایش پیدا کند. یکی از پرکاربردترین محلول های شیمیایی که به عنوان روان کننده در فرآیند تراشکاری مورد استفاده قرار می گیرد محلول های آب و صابون هستند. 90 درصد محلول های آب و صابون را آب و 5 درصد آن را روغن و مابقی آن را مواد شوینده , مواد ضد خوردگی , امولسیفایر( امکان ترکیب آب و روغن را فراهم می کند) و غیره تشکیل می دهند. علاوه بر محلول های آب و صابون از روغن های سینتیک, نیمه سینتیک و مستقیم نیز که قابلیت خنک کنندگی کم تری دارند هم استفاده می شود.

عمق برش

عمق برش به معنای میزان نفوذ ابزار به داخل قطعه است که هر قدر میزان و عمق برش افزایش پیدا می کند کیفیت سطحی کاهش می یابد و استهلاک و فرسایش ابزار افزایش پیدا می کند.

سرعت براده برداری

سرعت براده برداری به سرعت نسبی میان لبه برشی و سطح قطعه کار می گویند که با افزایش تعداد دور دستگاه سرعت براده برداری نیز افزایش پیدا می کند. با افزایش سرعت براده برداری نیروی اصطکاک بین سطح ابزار و قطعه کار کم می شود و کیفیت سطحی افزایش پیدا می کند.

توانایی های دستگاه تراشکاری

دستگاه های تراش توانایی های مختلفی در اجرای فرآیندهای تراشکاری دارند که با تعدادی از آن ها آشنا می شویم:

1- پیشانی تراشی و یا کف تراشی: به ابتدا و انتهای قطعه ای که تراشکاری می شود پیشانی می گویند و به تراشکاری ابتدا و انتها قطعه تراشکاری پیشانی یا کف تراشی می گویند. تراشکاری پیشانی و یا کف تراشی برای کوتاه کردن طول قطعه و یا عمود کردن سطح پیشانی انجام می شود. برای این کار ابزار را به صورت متمایل با زاویه 30 تا 35 درجه در قسمت پیشانی قطعه قرار می دهند به طوری که بدنه ابزار با قطعه کار تماس پیدا نکند.

2- روتراشی: یکی از پرکاربردترین فرآیندهایی که توسط دستگاه های تراش انجام می گیرد فرآیند روتراشی است. روتراشی به براده برداری از سطوح خارجی قطعات می گویند. این فرآیند به دو روش خشن کاری و پرداختکاری انجام می گیرد. در روش خشن کاری عمق برش و نرخ پیشروی زیاد و سرعت براده برداری کم است. در روش پرداخت کاری عمق برش و نرخ پیشروی کم و سرعت براده برداری زیاد است.

3- داخل تراشی: انجام کارهایی مانند براده برداری , پرداخت, ایجاد دندانه , افزایش قطر و غیره از داخل سوراخ ویا حفره ای که از قبل ایجاد شده است داخل تراشی می گویند. برای داخل تراشی نیاز به ابزارهای داخل تراش است. مته های سوراخ کاری قطر پیوسته ندارند به عنوان مثال برای ایجاد سوراخی به قطر 10.2 میلی متر ابتدا با مته 10 میلی متری سوراخ ایجاد می کنند و بعد با داخل تراشی سوراخ را به قطر 10.2 میلی متر می رسانند.

4- مخروط تراشی : مخروط تراشی به چهار روش اجرا می شود:

- روش اول ) انحراف سوپرت فوقانی: در این روش زاویه سوپرت فوقانی متناسب با راس مخروط تنظیم می کنند تا با پیشروی ابزار مخروط زنی انجام شود. در این روش به دلیل این که سوپرت ها خودکار نیستند کیفیت ماشین کاری کاهش پیدا می کنند و به دلیل این که طول کورس سوپرت ها کم است برای ایجاد مخروط هایی با طول زیاد مناسب نیست.

- روش دوم ) انحراف مرغک : در این روش مرغک و قطعه کار را نسبت به محور اصلی دستگاه به صورت زاویه دار قرار می دهند. ئر این روش محدودیت طول وجود ندارد و به دلیل این که سوپرت ها به صورت اتوماتیک حرکت می کنند کیفیت سطح بالاتر می رود البته از این روش برای زوایای زیاد نمی توان استفاده کرد.

- روش سوم ) استفاده از خط کش راهنما: از این روش برای تولید انبوه قطعات مخروطی با حداکثر زاویه 30 درجه استفاده می شود. برای این کار یک خط کش راهنما را روی بستره دستگاه نصب می کنند که محرک آن به پیچ سوپرت عرضی وصل می کنند که این کار موجب می شود با حرکت سوپرت طولی , سوپرت عرضی نیز حرکت کند تا تراش به صورت مخروطی انجام شود.

- روش چهارم) استفاده از تیغه های مخروط تراشی: از این روش برای مخروط تراشی در زاویای زیاد و طول کم استفاده می شود. در این روش تیغه های مخروط تراشی لبه ای با زاویه راس مخروط دارند.

5- پیچ تراشی یا رزوه زنی: بسیاری از قطعاتی که روی آن ها تراشکاری صورت می گیرد دارای سطوح خارجی و یا داخلی رزوه دار هستند. برای تولید انبوه به جای رزوه تراشی از شکل دهی رزوه استفاده می شود.

6- آج زنی: بخش هایی از قطعات که هنگام کار توسط دست گرفته می شوند برای این که به راحتی از دست رها نشوند و اصطکاک افزایش پیدا کند آج زنی می شوند. برای ایجاد این آج ها ابزار های آج زنی را عمود بر قطعه کار به سوپرت عرضی بسته می شوند بعد روی سطح موردنظر مماس می شوند و با استفاده از سوپرت های عرضی روی قطعه آج ایجاد می شود. انواع آج ها از نظر ظاهری عبارت اند از:

- آج های مستقیم: دندانه ها به موازات هم قرار دارند.
- آج های راست دندانه و چپ دندانه: دندانه ها نسبت به سطح افق به سمت راست و یا چپ تمایل دارند.
- آج مقعر: ابزار آج زنی در این حالت مقعر هستند و برای قطعاتی که محدب هستند مورداستفاده قرار می گیرند.
- آج محدب: ابزار آج زنی در این حالت محدب است و برای قطعات مقعر مورد استفاده قرار می گیرد.

7- سوراخ کاری: به کمک دستگاه مرغک در پیشانی قطعه کار سوراخ ایجاد می کنند به طوری که مته در دستگاه مرغک قرار می گیرد و حین چرخش قطعه کار توسط چرخ دستی باردهی می شود.

8- ایجاد سوراخ های کانتربور: دستگاه های تراش توانایی ایجاد سوراخ های کانتربور که برای قرارگیری کلگی پیچ در پوسته ی قطعات مورد استفاده اند را دارند.

9- لبه زنی: دستگاه تراش توانایی زاویه دار کردن لبه های تیز قطعات مدور را نیز دارند که به این کار لبه زنی می گویند.

10- شیارزنی: برای این کار از ابزارهای مخصوصی که عرض کمی دارند و برای موقعیت دهی در ابزارگیر نیاز به تجهیزات کمکی دارند استفاده می کنند.

11- برقوزنی: برای این کار از برقو به جای مرغک استفاده می شود و افزایش قطر یا صافی سطح سوراخ روی پیشانی قطعه کار انجام می گیرد.

12- برشکاری: برشکار قطعات در واقع همان شیار زنی با عمق زیاد است که توسط دستگاه تراش ایجاد می شود.

13- فرم دهی: در برخی موارد خاص از دستگاه های تراش می توان برای شکل دادن به قطعات استفاده کرد. در این موارد ابزار با کانتور دلخواه را روی قطعه کاری که در حال چرخیدن است فشرده می شود تا قطعه مطابق با کانتور تغییر شکل بدهد.