چگونه می توان تطابق بین ابزار و ماشین ابزار را درک کرد؟

وقتی صحبت از تطبیق ابزار و ماشین ابزار می شود، ممکن است ابتدا به تطابق شکل و اندازه فکر کنید.در واقع، مطابقت شکل و اندازه، مبنای نصب صحیح ابزار بر روی ماشین ابزار است.بدون این پایه، ابزار را نمی توان به درستی روی ماشین ابزار نصب کرد، بنابراین انجام هر کار پردازشی غیرممکن است.

با این حال، این به تنهایی کافی نیست.
پس از نصب ابزار بر روی ماشین ابزار، لازم است کارهای پردازشی خاصی انجام شود.در فرآیند تکمیل این کار ماشینکاری، لازم است از دقت ماشینکاری، تحمل و انتقال نیروی برش و گشتاور برش، تحمل، انتقال و صدور گرمای برش، در نظر گرفتن انتقال احتمالی ضایعات برش (تراشه ها و هدها) اطمینان حاصل شود. حتی قطعه کار، و همچنین انتقال دیجیتال پارامترهای ابزار مدرن.
اگرچه برخی از این وظایف رایج نیستند، اما وظایف احتمالی ابزار نیز هستند.اگر بتوانیم هنگام انتخاب ابزار، تطابق بین ابزار و ماشین ابزار را در نظر بگیریم، تفکر ما برای حل مشکلات پردازش افزایش می یابد.
برای اطمینان از دقت ماشینکاری، انتقال نیروی برش و گشتاور و ایجاد کانال برای سیال برش مشکلاتی است که اغلب پس از اطمینان از تطابق شکل و اندازه با آن مواجه می شویم.به عنوان مثال، در مراکز ماشینکاری، ما اغلب از استوانه (معمولاً ساقه مستقیم نامیده می شود) به عنوان روش بستن استفاده می کنیم.در مورد دسته ابزار استوانه ای، علاوه بر شکل کامل استوانه ای معمولی، تغییراتی نیز وجود دارد که برخی عناصر دیگر را به شکل استوانه ای اضافه می کند، مانند دسته صاف صاف (فرز برش به یک صفحه برش و دو برش تقسیم می شود. صفحه با توجه به قطر، و صفحه معمولی برش کامل مته می شود، که به آن نوع پرس جانبی می گویند)، دسته صاف شیبدار با شیب 2 درجه، و دسته مستقیم با دم صاف (معمولاً برای مته استفاده می شود)، ساقه مستقیم. با بدنه مربعی (معمولاً برای شیرآلات و ریمرها استفاده می شود) و غیره.

تا جایی که به حالت اتصال این دسته ابزار و ماشین ابزار مربوط می شود، به ندرت پیش نمی آید که فقط از قسمت استوانه ای آن برای موقعیت یابی و گیره استفاده شود.سیستم‌های آستین فنری با زوایای مختلف فشار، سیستم‌های کولت قدرتمند، سیستم‌های قفل هیدرولیک، سیستم‌های گیره انبساط حرارتی و سیستم‌های قفل تغییر شکل نیرو همگی برای قفل کردن دسته‌های ابزار استوانه‌ای استفاده می‌شوند.با این حال، هر روش بستن مزایا و معایب خود را دارد.رایج ترین سیستم آستین فنری را به عنوان مثال در نظر بگیرید.یک زاویه فشار بزرگ (در اینجا به عنوان زاویه بین فشار مثبت قفل سطح مخروط و محور سیلندر تعریف می شود)، یعنی یک زاویه مخروط بزرگ نشان دهنده یک ضربه قفل کوتاه است که منجر به قفل شدن و شل شدن سریع می شود.با این حال، فشار مثبتی که به سطح سیلندر تحت همان گشتاور قفلی تجزیه می‌شود، کوچک است، و در نتیجه یک فاصله اصطکاک کوچک و یک فاصله نیروی برشی کوچک ایجاد می‌شود که می‌توان در برابر آن مقاومت کرد، ابزار به راحتی در دسته ابزار لغزش می‌کند، که بر ثبات فرآیند ماشینکاری و کیفیت سطح ماشینکاری شده؛در عین حال، قطر دسته ابزار قابل بستن توسط این نوع چاک دارای طیف گسترده ای از تغییرات است که منجر به کاهش موجودی آستین فنری و بهینه سازی مدیریت می شود.زاویه فشار کوچک برعکس است.آستین فنری با زاویه فشار کوچک می تواند محدوده کوچکی از قطر دسته ابزار را ببندد و حرکت قفل در هنگام بستن طولانی است که برای بستن و شل شدن سریع مناسب نیست.با این حال، دقت بستن آن کمی بالاتر است، نیروی گیره بزرگ است و می تواند بار برش بیشتری را تحمل کند.

سیستم قفل هیدرولیک یک سیستم گیره جدید است که از تراکم ناپذیری روغن هیدرولیک با ویسکوزیته بالا استفاده می کند تا دیواره داخلی محفظه گیره ابزار تغییر شکل الاستیک ایجاد کند و در نتیجه ابزار قفل شود.سیستم قفل هیدرولیک دارای دقت بالایی است و بدون تجهیزات خاص قفل و آزاد می شود.گشتاور قفل معمولاً بهتر از سیستم آستین فنری است، اما دیواره داخلی آن فقط در محدوده تغییر شکل الاستیک کار می کند.هنگامی که از محدوده فراتر رفت، تغییر شکل پلاستیک غیرقابل برگشتی در دیواره داخلی رخ می دهد که باعث خرابی دائمی حفره گیره دسته ابزار می شود.بنابراین، دسته ابزار تخت، به ویژه دسته ابزار تخت تمام برش که معمولاً برای ابزارهای حفاری استفاده می شود، در سیستم قفل هیدرولیک قابل استفاده نیست.دلایل متداول آسیب و خرابی سیستم فشار وارده به حفره و قرار ندادن دسته ابزار در پایین محفظه است.
سیستم گیره انبساط حرارتی معمولاً به تجهیزات خاصی نیاز دارد که می تواند گرمایش و سرمایش را با توجه به حالت های از پیش تعیین شده چندگانه کنترل کند.ممکن است از تجهیزات گرمایشی غیرحرفه ای (حتی گرمایش با شعله) استفاده شود، اما منحنی دما و گرمایش را نمی توان به خوبی کنترل کرد، که بر سایر قسمت های دسته ابزار تأثیر می گذارد یا حتی ساختار متالوگرافی آن را تغییر می دهد، به طوری که سیستم به زودی از بین می رود.علاوه بر این، تنظیم طول ابزار سیستم گیره انبساط حرارتی دشوار است و ابزارهای کمکی خاصی مورد نیاز است، که در شرایطی که چندین ابزار نیاز به کار همزمان دارند، کمی دردسر می‌افزاید.

از سوی دیگر، حالت بستن ابزار ممکن است مقدار احتمالی راندمان تولید را نیز تعیین کند.
ساقه ابزار استوانه ای، فشار هیدرولیک و انبساط حرارتی همه طرح های متعادلی هستند که می توانند با سرعت بالا سازگار شوند، در حالی که گیره صاف یک طرح معمولی نامتعادل است که برای برش با سرعت بالا توسط سازندگان ابزار توصیه نمی شود.
تا جایی که به خود ساقه ابزار مربوط می شود، زمانی که بخشی از مواد آسیاب می شود (یا آسیاب می شود) تا یک سطح فشار ایجاد شود، مرکز ثقل ساقه ابزار با مرکز چرخش ابزار منطبق نیست.در فرآیند بستن ابزار، دسته صاف کننده توسط پیچ قفل کننده به سمتی که از مرکز منحرف شده است رانده می شود و مرکز ثقل ابزار بیشتر از مرکز چرخش ابزار بر روی ماشین ابزار منحرف می شود. عدم تعادل ابزار را افزایش می دهد.علاوه بر این، برخی از کاربران معمولاً پس از آسیب یا گم شدن پیچ قفل اصلی، به طول پیچ اهمیت نمی‌دهند، که همچنین عدم اطمینان را به عملکرد تعادل ابزار می‌افزاید.بنابراین، نوع تخت (از جمله نوع اریب) برای استفاده در سرعت بالا توصیه نمی شود.

با این حال، نوع مسطح یک دسته ابزار با خاصیت رانندگی اجباری است که قابل اعتمادتر از سیلندر خالص است که توسط نیروی اصطکاک در گشتاور بالا هدایت می شود.بنابراین، برای ماشینکاری خشن مناسب است (ماشینکاری خشن به طور کلی دارای گشتاور زیاد، اما سرعت کم) است.