معرفی انواع قلم تراشکاری و کاربرد آن
همانطور که می‌دانید، عمل تراشکاری به شیار دادن یا براده‌برداری سطوح مختلف گفته می‌شود. ابزار مختلفی در تراشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند که در این میان می‌توان به قلم تراشکاری اشاره کرد. قلم تراشکاری یا رنده تراشکاری از جمله ابزاری است که برای جدا کردن براده از روی سطوح حین تراشکاری استفاده می‌شود. این قلم‌ها از نظر جنس، فرم و تیزی لبه انواع متفاوتی دارند. در ادامه به توضیحات بیشتری در مورد قلم یا رنده تراشکاری می‌پردازیم.
قلم‌های تراشکاری از چه جنسی هستند؟
برای ساخت قلم تراشکاری باید از متریال‌های سخت و مقاومی استفاده شود که در برابر سائیدگی و حرارت نیز دوام خوبی دارند. چرا که باید به راحتی داخل کار فرو رفته و در مقابل حرارت ناشی از اصطکاک تاب بیاورد. متریال‌های مورد استفاده در ساخت قلم تراشکاری عبارتند از:
فولاد ابزار غیر آلیاژی
این نوع فولاد برای ساخت ابزارهای برش در تراشکاری مناسب نیست و فقط برای ساخت رنده یا قلم تراشکاری به کار می‌رود. چرا که میزان کربن آن بین ۰.۵ تا ۱.۵ است و در دمای بالای ۲۵۰ درجه سانتیگراد مقاومت خود را از دست می‌دهد.
فولاد ابزار آلیاژی
به فولادی گفته می‌شود که در آن مقادیر متفاوتی از آلیاژهای متفاوت مانند کرم، ولفرام، مولبیدن و … است. برای مثال فولاد تندبر مقدار آلیاژ زیادی دارد و سختی خود را در درجه حرارت بالا حفظ می‌کند. از این نوع فولاد برای ساخت صفحه‌ای روی بدنه رنده یا قلم تراشکاری استفاده می‌شود.
چدن
به آهن با درصد کربن بین ۰.۶ تا ۶.۶۷ گفته می‌شود که برای ساخت قلم تراشکاری به کار می‌رود.
فلزات غیرآهنی سبک
آلومینیوم و آلیاژهای آن از جمله فلزات سبک به شمار می‌روند. این فلزات سبک بوده و استحکام بسیار بالایی دارند. به همین دلیل در ساخت ابزار تراشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
فلزات غیرآهنی سنگین
مس، برنز و برنج و روی از جمله فلزات غیرآهنی سنگین هستند که برای ساخت ابزار تراشکاری به کار می روند.
مواد مصنوعی
مواد مصنوعی که از نفت خام به دست می‌آیند، کاربرد بسیاری در صنایع مختلف دارند. در ساخت ابزار تراشکاری نیز از این مواد بسیار استفاده می‌شود.
فلزات سرامیکی
از ترکیب فلزات سخت مانند کروم با فلزات چسباننده مانند نیکل و کبالت به وجود می‌آیند. این نوع فلزات ۵ تا ۱۰ برابر فلزات سنگین در برابر ساییدگی مقاومت دارند. تا دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد نیز سختی خود را به خوبی حفظ می‌کنند. نقطه ضعف این فلزات سبک بودن آنها است. به این دلیل در برابر ضربه مقاومت کمتری دارند.
سطوح قلم تراشکاری
سطح مقطع قلم تراشکاری باید به شکل گوه‌ای باشد تا با حداقل نیرو به داخل قطعه مورد نظر نفوذ کند. سطح مقطع مربعی، نیروی زیادی را برای نفوذ به داخل سطوح می‌طلبد. برای ایجاد سطح گوه‌ای لازم است دو سطح بر روی قلم تراشکاری ایجاد شود که عبارتند از:
- سطح براده: که برای کمک به نفوذ بهتر قلم ایجاد می شود و براده‌ها را هنگام جدا شدن از روی قطعه به خوبی هدایت می‌کند.
- سطح آزاد: برای جلوگیری از ایجاد اصطکاک بین قلم و قطعه در حال گردش بر روی قلم ایجاد می‌شود.
زوایای قلم تراشکاری
برای بهبود نفوذ و براده‌برداری قلم‌های تراشکاری، با استفاده از سنگ سنباده به لبه‌های آن زاویه می‌دهند. برخی از رنده‌ها مانند رنده‌های سرامیکی یا از جنس فولاد سخت، از قبل این زوایا را دارند. زوایای قلم یا رنده تراشکاری به دو دسته زوایای اصلی و زوایای فرعی تقسیم می‌شوند که در ادامه به آنها می‌پردازیم.
زوایای اصلی
این نوع زوایا ۳ زاویه را در برمی‌گیرند که عبارتند از:
- زاویه براده: که با حرف گاما γ نشان داده می‌شود. به زاویه بین سطح براده و صفحه‌ی مرورداد شده بر نوک ابزار و مرکز، قطعه کار گفته می‌شود.
- زاویه آزاد: که با حرف آلفا α نشان داده می‌شود. به زاویه بین سطح آزاد بغل قلم و صفحه عمود بر صفحه قبل که از لبه‌ی اصلی قلم می‌گذرد، گفته می‌شود.
- زاویه گوه: با حرف بتا β نشان داده می‌شود. به زاویه بین سطح آزاد و سطح براده گفته می‌شود. این زاویه ثابت است و تغییر نمی‌کند. مقدار آن نیز با استحکام قلم رابطه مستقیم و با نفوذ آن رابطه عکس دارد. به این ترتیب که هرچه مقدار زاویه گوه افزایش یابد، استحکام قلم افزایش پیدا می‌کند اما در عوض مقدار نفوذ قلم کاهش می‌یابد.
زوایای فرعی
زوایای فرعی شامل سه زاویه می‌شود که عبارتند از:
- زاویه تنظیم: این زاویه را با حرف کاپا κ نشان می دهیم و بین لبه اصلی ابزار و سطح کار ایجاد می‌شود. انتخاب درست زاویه تنظیم، در راندمان براده‌برداری و فرم مقطع براده نقش مؤثری ایفا می‌کند. میزان این زاویه در خشن‌کاری باید کمتر از ۹۰ درجه باشد.
- زاویه رأس: این زاویه را با حرف ابسیلن ε نمایش می دهیم و بین لبه اصلی و فرعی قلم ایجاد می‌شود. معمولاً میزان این زاویه بین ۸۰ تا 110 است. برای افزایش مقاومت قلم تراشکاری و صاف شدن بهتر سطح، نوک رنده (محل برخورد لبه اصلی با لبه فرعی) باید کمی گرد شود.
- زاویه تمایل: این زاویه را با حرف لاندا λ نمایش می دهیم و به زاویه بین لبه اصلی و سطح افق می گوییم. در صورتی که لبه اصلی به سمت نوک آن بالا باشد، زاویه تمایل مثبت و در غیر این صورت زاویه تمایل منفی است. معمولاً این زاویه بین +۴ تا ـ۴ انتخاب می‌شود. زاویه تمایل در خشن کاری باید منفی باشد. در پرداختکاری، زاویه را مثبت در نظر می گیریم.
لبه‌های برنده قلم تراشکاری
لبه‌های برنده قلم تراشکاری به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- لبه اصلی: برای براده‌برداری از این لبه استفاده می شود.
- لبه فرعی: بین سطح براده و سطوح آزاد رنده است و کمتر از آن برای براده‌برداری استفاده می‌شود.
زاویه لبه برنده بسته به جنسی که از روی آن براده‌برداری می‌شود متفاوت در نظر گرفته خواهد شد. هر چه جسم سخت‌تر باشد، لبه برنده، زاویه گوه بزرگتری باید داشته باشد.
سطوح تراشکاری
- سطح کار: سطحی که براده‌برداری بر روی آن انجام می‌شود، سطح کار می نامیم.
- سطح برش: سطحی است که هنگام عملیات برش با لبه تیز قلم تراشکاری در تماس است.
- سطح کارشده: سطح کارشده سطحی است که عملیات براده‌برداری بر روی آن به اتمام می رسد.
انواع قلم تراشکاری
قلم‌های تراشکاری دارای انواع مختلفی مانند قلم چهار شیار و قلم پنج شیار می باشد که برای کارهای متفاوت مانند پرداختکاری، روتراشی، پیشانی‌تراشی، سوراخ‌کاری، پیچ‌تراشی و … از آنها استفاده می‌شود. در ادامه به معرفی برخی از انواع قلم تراشکاری پرداخته‌ایم.
قلم پرداختکاری
پرداختکاری به عملیات صافی روی سطوح می گوییم. بر این اساس سر رنده باید صاف بوده و لبه برنده آن کمی گرد باشد. پیش از استفاده از این نوع قلم، لازم است به وسیله سنگ دستی به خوبی باشد. در غیر این صورت سطح پرداخت به خوبی صاف نخواهد شد.
قلم روتراشی
برای روتراشی باید از قلم‌های قدرتمند استفاده شود. چرا که در کارهای روتراشی، در زمان کوتاه مقدار زیادی براده از سطح کار جدا می‌شود. فرم این قلم‌ها اغلب صاف یا خمیده است.
قلم بغل‌تراشی
از این نوع قلم برای پیشانی‌تراشی گوشه‌های تیز استفاده می کنیم. لبه برنده فرعی این قلم‌ها برای جدا کردن براده کاربرد خوبی ندارد. به همین دلیل موقع تراشکاری، باید آنها را از داخل به سمت خارج حرکت دهیم.
نحوه مراقبت از قلم‌های تراشکاری
تمام وسایل و ابزار صنعتی برای داشتن راندمان بالا، نیاز به بررسی و مراقبت مداوم دارند. حساس‌ترین بخش قلم‌های تراشکاری، لبه برنده‌ی آنها است. بنابراین باید تا حد امکان از آنها محافظت کنیم. کار کردن با قلم کند باعث آسیب دیدن لبه‌ها می‌شود.
هنگام تیز کردن لبه برنده نیز باید مواظب باشیم که بر اثر اصطکاک زیاد از بین نرود. به این ترتیب که ابتدا با سنگ خشن و زبر لبه را تیز می‌کنیم و سپس از سنگ نرم استفاده می‌کنیم. برای این کار اغلب از سنگ بشقابی استفاده می‌شود. هنگام استفاده از سنگ نرم باید مواظب باشیم که زوایای ایجادشده با سنگ سخت از بین نرود.
برای تیز کردن قلم‌های تراشکاری از جنس فلز سخت، باید از سنگی از جنس الکتروگروند استفاده کنیم. برای تیز کردن تیغچه‌ی آن نیز از سنگی از جنس کاربید استفاده می‌شود. نکاتی که هنگام تیز کردن قلم باید در نظر داشته باشید، عبارتند از:
- سنگ را در جهت خلاف رنده حرکت دهید.
- با فشار مناسب عملیات را انجام دهید.
- برای سنگ‌های خاص از مایع خنک‌کننده به میزان کافی استفاده کنید.
- زاویه برنده رنده را با شابلون مخصوص بررسی کنید.
- از خالی کردن سطح آزاد قلم پرهیز کنید.
- سنگ‌هایی که لبه‌ی آنها از بین می رود را با دستگاه صاف کنید.
نکات ایمنی استفاده از قلم تراشکاری
برای استفاده از قلم تراشکاری باید نکات ایمنی خاصی را در نظر داشته باشیم که عبارتند از:
- هنگام تیز کردن قلم، حتماً از عینک ایمنی استفاده کنید.
- تا حد امکان طول قسمت بیرون‌زده‌ی قلم از قلم‌گیر کوتاه باشد. چرا که در صورت بلند بودن این قسمت، قلم می شکند
- هنگام فیکس کردن پیچ‌ها دقت کنید که پیچ حتماً در وسط رنده باشد.
- در صورت خالی بودن زیر قسمتی از رنده، پیچ آن قسمت را محکم نکنید.
- رنده‌ها باید حداقل دو بار با پیچ محکم شوند.
- قلم باید به صورت کاملاً عمود و صاف بر روی قلم‌گیر قرار گیرد.
- پیچ وسط رنده‌بند باید در هر شرایطی محکم باشد.
- برای تمیز کردن رنده، ابتدا آن را از رنده‌گیر باز کنید.