Milling
Milling is basic machining process in which the surface is generated by the progressive formation and removal of chips of material from the workpiece as it is fed to a rotating cutter in a direction perpendicular to the axis of the cutter. In some cases the workpiece is stationary and the cutter is fed to the work. In most instances a multiple- tooth cutter is used to that the metal removal rate is high, and frequently the desired surface is obtained in a single pass of the work.
The tool used in milling is known as a milling cutter. It usually consists of a cylindrical body which rotates on its axis and contains equally spaced peripheral teeth that intermittently engage and cut the workpiece (see Figure 22-4). In some cases the teeth extent part way across one or both ends of the cylinder.
Because the milling principle provides rapid metal removal and can produce good surface finish, it is particularly well- suited foe mass- production work, and excellent milling machines have been developed for this purpose. However, very accurate and versatile milling machines of a general- purpose nature also have been developed that are widely used in job- shop and tool and die work. A shop that is equipped with a milling machine and an engine lathe machine almost any type of product of suitable size.
Types of milling operation. Milling operations can be classified into two broad categories, each of which has several variations:
In peripheral milling a surface is generated by teeth located in the periphery of the cutter body; the surface is parallel with the axis of rotation of the cutter. Both flat and formed surface can be produced by this method. The cross section of the resulting surface corresponds to the axial contour of the cutter. This procedure often is called slab milling.
In face milling the generated flat surface is at right angles to the cutter axis and is the combined result of the actions of the portions of the teeth located on both the periphery and the face of the cutter. The major portion of the cutting is done by the peripheral portions of the teeth with the face portions providing a finishing action.
The basic concepts of peripheral and face milling are illustrated in Figure 22-1. Peripheral milling operations usually are performed on machines having horizontal spindles, whereas face milling is done on both horizontal-and vertical- spindle machines
فرزکاری
فرزکاری یک فرآیند اساسی ماشین کاری است که طی آن با تشکیل و برداشتن تدریجی تراشه از قطعه کاری که در جهت عمود بر محور چرخش به سمت ابزار تراش چرخان تغذیه می شود، سطح جدیدی ایجاد می گردد. در پاره ای موارد قطعه کار ثابت است و ابزار تراش به سمت آن تغذیه می شود. در بیشتر موارد از ابزار تراش چند دندانه استفاده می شود تا نرخ تراشه برداری بالاتر می شود. در موارد بسیاری سطح مورد نظر با یک بار عبور ایجاد می شود.
ابزار مورد استفاده در فرزکاری تیقچه فرز نام دارد. معمولاً این ابزار یک قطعه استوانه ای است که حول محورش می چرخد و دارای دندانه های متساوی الفاصله محیطی است که به نوبت با کار درگیر شده و آنرا می ترشند، شکل (4-22) . در برخی موارد دندانه ها قسمتی از یکی یا هر دو انتهای استوانه را می پوشانند.
از آنجا که اساس فرزکاری موجب برداشتن سریع فلز شده و می تواند پرداخت خوبی در سطح ایجاد کند، این فرآیند برای انبوه سازی بسیار مناسب است، و ماشینهای فرز فوق العاده خوبی برای همین منظور ساخته شده اند. البته ماشین های فرز بسیار دقیق و انعطاف پذیر عمومی نیز ساخته شده اند که برای کارهای کارگاهی و قالب سازی مورد استفاده قرار می گیرند. کارگاهی که به یک ماشین فرز و یک ماشین گرد تراش موتوردار مجهز باشد، تقریباً قادر به تولید هر نوع فرآورده به اندازه متناسب است.
انواع عملیات فرزکاری
عملیات فرزکاری را می توان در دو طبقه وسیع قرار داد که هریک دارای چندین گونه مختلف هستند:
در فرزکاری محیطی سطح مورد نظر بوسیله دندانه های محیط ابزار تراش ایجاد می شود و این سطح به موازات محور چرخش ابزار است. با این روش می توان سطوح تخت و یا فرم دار ایجاد کرد. مقطع سطح ایجاد شده نظیر مقطع طولی ابزار تراش است. این روش معمولاً فرزکاری غلتشی خوانده می شود.
در فرزکاری پیشانی تراشی سطح تخت ایجاد شده بر محور ابزار تراش عمود است. این سطح در ترکیب اثرات تراش آن قسمت از دندانه های ابزار تراش حاصل می شود که در سطح انتهائی و محیط آن قرار دارند. بیشتر عمل تراش بوسیله قسمت محیطی دندانه انجام می شود و قسمت سطح انتهائی موجب پرداخت کاری می شود.
اصول فرزکاری محیطی و پیشانی تراشی در شکل (1-22) نمایش داده شده اند. فرزکاری محیطی معمولاً بوسیله ماشین های فرزی صورت می گیرد که محور چرخنده افقی داشته باشند در حالی که پیشانی تراشی بوسیله ماشین های فرز با محور چرخنده قائم و افقی، هر دو، انجام می شود.
ایجاد سطح در فرزکاری
ایجاد سطح در فرزکاری به دور روش کاملاً متمایز که در شکل (2-22) مشاهده می شود، میسر است. نکته قابل توجه اینکه در فرزکاری همراه جهت چرخش ابزار تراش با جهت تغذیه یکسان و در فرزکاری معکوس این دو جهت مخالف یکدیگر هستند. همانطور که در شکل های (2-22) و (3-22) مشاهده می شود، روش ایجاد تراشه در این دو حالت کاملاً با یکدیگر تفاوت دارند. در فرزکاری
معکوس در شروع درگیری دندانه ابزار، تراشه بسیار نازک است و رفته رفته کلفت تر می شود تا اینکه در خاتمه درگیری دندانه ضخامت تراشه به حداکثر میرسد. ابزار تراش می خواهد قطعه کار را در طول میز فشار داده و آن را روی میز بلند کند. این عمل موجب خنثی شدن اثرلقی پیچ تغذیه و مهره میز کار شده و حاصل کار سطح تراشکاری شده صاف است. البته این عمل باعث شل شدن قطعه کار درگیره می شود و در نتیجه باید قطعه را با نیروی بیشتری در گیره سفت کرد. علاوه بر این صافی سطح ماشین شده شدیداً تیزی لبه های تراش است.
شکل (3-22) : تشکیل تراشه در فرزکاری همراه و معکوس
در فرزکاری همراه بیشترین ضخامت تراشه در نزدیکی نقطه آغاز تماس دندانه با کار است. نظر به اینکه حرکت نسبی بین ابزار تراش و قطعه کار تمایل به کشیدن کار به طرف ابزار دارد، هرگونه امکان لقی پیچ تغذیه میز باید از بین برود. هرگز نباید ماشین هائی را که برای این منظور طراحی نشده اند با این روش بکار گرفت. از آنجا که در انتهای درگیری دندانه، ماده بصورت مماسی تسلیم می شود، آثار دندانه های ابزار بر روی سطح ماشین شده خیلی کمتر از حالت فرزکاری معکوس است. امتیاز قابل توجه دیگر فرزکاری همراه، این است که نیروی تراش تمایل به چسبانیدن کار به سطح میز دارد و لذا می توان از نیروهای کمتر برای بستن کار استفاده کرد. این امر مخصوصاً هنگام فرزکاری قطعات نازک یا تراشه برداری ضخیم اهمیت پیدا می کند.
گاهی اوقات یکی از معایب فرزکاری همراه، این است که دندانه های تیغچه در شروع هر تراشه بصورت ضربه ای با سطح کار برخورد می کنند. در مواردی که سطح کار سخت باشد، (مانند قطعات ریختنی) این امر موجب کند شدن سریع دندانه ها می شود.