دستگاه فرز CNC یک دستگاه ماشینکاری است که از یک ابزار برش چرخان برای حذف مواد از یک قطعه کار استفاده می‌کند. بر خلاف فرزهای دستی، دستگاه فرز CNC به طور کامپیوتری کنترل می‌شود و این امکان را می‌دهد تا قطعات بسیار دقیق و پیچیده را با سرعت و راندمان بالا تولید کند.
اجزای اصلی دستگاه فرز CNC:
- ساختار بدنه (Frame): اسکلت محکم و پایدار دستگاه که تمام اجزا را پشتیبانی می‌کند. معمولاً از چدن یا فولاد ساخته می‌شود تا لرزش‌ها را به حداقل برساند.
- میز کار (Worktable): سطحی که قطعه کار روی آن قرار می‌گیرد. می‌تواند ثابت یا متحرک باشد و قابلیت تنظیم ارتفاع و چرخش را نیز داشته باشد.
- سیستم حرکت (Motion System): شامل موتورها (معمولاً سروو موتورها برای دقت بیشتر) و سیستم‌های انتقال حرکت (مانند پیچ‌های بال اسکرو یا ریل‌های خطی) است که حرکت ابزار برش در سه محور X، Y و Z را کنترل می‌کند. برخی از دستگاه های فرز CNC پیشرفته دارای محورهای چرخشی (A، B، C) نیز هستند.
- اسپیندل (Spindle): یک موتور با سرعت بالا که ابزار برش را می‌چرخاند. سرعت و گشتاور اسپیندل به نوع ماده و ابزار مورد استفاده بستگی دارد. سیستم خنک‌کاری اسپیندل نیز در بسیاری از دستگاه‌ها موجود است.
- ابزار برش (Cutting Tools): طیف وسیعی از ابزارهای برش مانند مته، فرز، کاتر و… بسته به نوع ماده و نوع کار مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ابزارها در یک مجله ابزار (Tool Magazine) قرار می‌گیرند که به طور خودکار ابزار مورد نیاز را در زمان مناسب تعویض می‌کند.
- سیستم کنترل (Control System): کامپیوتر و نرم‌افزار مرتبط که حرکات دستگاه را بر اساس برنامه‌های ماشینکاری (معمولاً کد G-code) کنترل می‌کنند. این سیستم، سرعت، مسیر حرکت ابزار و سایر پارامترهای ماشینکاری را تنظیم می‌کند.
- سیستم خنک‌کاری (Cooling System): برای خنک کردن ابزار برش و قطعه کار، به ویژه در حین ماشینکاری مواد سخت، ضروری است.
- سیستم جمع‌آوری براده‌ها (Chip Collection System): برای جمع‌آوری براده‌های فلزی یا سایر مواد زائد تولید شده در حین ماشینکاری و حفظ محیط کار تمیز و ایمن.
انواع دستگاه فرز CNC:
- فرزهای CNC عمودی (Vertical Milling Machines): ابزار برش به صورت عمودی نسبت به قطعه کار قرار می‌گیرد.
- فرزهای CNC افقی (Horizontal Milling Machines): ابزار برش به صورت افقی نسبت به قطعه کار قرار می‌گیرد.
- فرزهای CNC چند محوره (Multi-Axis Milling Machines): دارای بیش از سه محور حرکت برای ماشینکاری پیچیده‌تر.
- فرزهای CNC رومیزی (Desktop CNC Milling Machines): کوچک‌تر و مناسب برای کارهای کوچک‌تر و در خانه یا کارگاه‌های کوچک.
- فرزهای CNC صنعتی (Industrial CNC Milling Machines): بزرگ‌تر، قدرتمندتر و با دقت بالاتر، مناسب برای تولید انبوه.
کاربردهای دستگاه فرز :
- ساخت قطعات فلزی و غیرفلزی با دقت بالا.
- ساخت قالب‌ها و ابزارهای مختلف.
- ساخت قطعات دشوار با اشکال هندسی متنوع.
- حکاکی و تراش روی مواد مختلف.
- تولید قطعات صنعتی در مقیاس بزرگ یا کوچک.
- ساخت نمونه‌های اولیه (Prototypes).
- تولید قطعات در صنایع مختلف مانند هوافضا، خودرو، پزشکی و…
مزایای استفاده از دستگاه فرز CNC:
- دقت و تکرارپذیری بالا
- سرعت و راندمان بالا
- قابلیت تولید قطعات دشوار
- کاهش خطاهای انسانی
- افزایش بهره‌وری
- اتوماسیون فرآیند تولید
معایب استفاده از این دستگاه :
- هزینه اولیه بالا
- نیاز به اپراتور ماهر
- هزینه نگهداری و تعمیرات
در کل، دستگاه فرز CNC یک ابزار قدرتمند و پرکاربرد در صنایع مختلف است که قابلیت تولید قطعات دقیق و دشوار با سرعت و راندمان بالا را دارد. انتخاب نوع مناسب دستگاه به نوع ماده، اندازه پروژه، بودجه و نیازهای تولیدی بستگی دارد.