تحقیق عملیات خان کشی و ویژگی های آن

پیشگفتار

خان کشی نوعی عملیات براده برداری تولیدی است که برای ایجاد سطوح تخت، شیارها، هزارخاری وسطوح فرم دار دیگر بر روی قطعات می باشد و در صورتی که قطعه ای به این عملیات نیاز داشته باشد می باید پس از تراشکاری و فرزکاری های لازم قطعه را باز و بر روی دستگاه خان کشی بست. خان کشی به عملیات براده برداری خاصی گفته می شود که به وسیله ابزارهای به نام تیغه ها یا سوزن های خان کشی که دارای دندانه های برنده متوالی و با اندازه های در حال افزایشند اجرا شوند و ابزار تراش اجبارا از مسیر معینی که برایش در نظر گرفته اند گذشته و با یک بار عبور قطعه کار ساخته شود. توسط خان کشی می توان هم بر سطوح داخلی و هم سطوح خارجی قطعات براده برداری کرد در خان کشی داخلی لازم است یک سوراخ در قطعه ایجاد شود تا ابزارخان کشی از درون آن عبور کند سه نوع عملیات خان کشی تعریف شده اند که در آها از ابزار خان کشی خاصی استفاده می شود.

در خان کشی داخلی، از ابزار خان کشی کششی استفاده می شود. در خان کشی خارجی، فرم ابزار خان کشی به صورت تخت است که بر روی یک وجه آن دندانه های براده برداری قرار دارد و ابزار در شیار یک فیکسچر پشت بند مهار شده و حرکت می کند.ابزار خان کشی خارجی ممکن است به صورت تکی یا  گروهی بکار گرفته شود. در خان کشی سریع ابزار خان کشی ثابت است و قطعات از درون آن(یا از مقابل آن) پشت سر هم حرکت می کنند.

خان کشی یک فرآیند منحصربه فرد با کارایی بسیار بالاست، که در آن تغذیه لبه های برنده به داخل قطعه کارکه عامل تعیین کننده ضخامت تراشه است، بستگی به ابزار تراش مربوطه بنام خان کش دارد . سطح حاصله عکس شکل مقطع خان کش است و در بیشتر موارد با یک بار عبور ابزار بر روی قطعه کار تولید می شود.

خان کش مجموعه ای از ابزارهای تک لبه است که بر روی یک میله صلب مرکزی قرار گرفته و هر لبه بیش از لبه قبلی از میله مرکزی فاصله دارد. این افزایش فاصله از محور پله نام دارد و عمق تراش هر دندانه ضخامت تراشه را معلوم می کند، و به این ترتیب نیازی به تغذیه ابزار خان کشی نیست. شکل لبه جلویی دندانه ها سطح ماشین شده را تعیین می کند. در نتیجه بخاطر شرایط ذاتی ابزار، نیازی به حرکت های نسبی پیچیده بین ابزار و قطعه کار وجود ندارد و معمولاً سطح مورد نظر با یک حرکت ساده خطی خان کش بر روی قطعه کار (یا قطعه کار بر روی خان کش ) ایجاد می شود.

اگر چه واضح است که به خاطراین مشخصه ها خان کشی یک روش سریع وساده ماشین کاری است، این نیز روشن است که رابطه نزدیکی بین شکل مورد نظر، مقدار ماده ای که باید برداشته شود وطرح خان کش وجود دارد. بعنوان مثال کل ضخامت ماده ای که می توان برداشت نمی­ تواند از کل پله ابزار تجاوز کند، و پله هر دندانه باید طوری باشد که ضخامت تراشه مناسب ماده تراشیدنی را به وجود آورد. در نتیجه یا باید برای هر کاری یک خان کش ویژه ساخت، یا اینکه قطعه را طوری طرح کرد که با خان کش های استاندارد قابل تولید باشد. بنا براین خان کشی روشی بسیار مناسب و مورد مصرف در کارهای انبوه سازی است که تعداد زیاد قطعات تولیدی مخارج تهیه ابزار گران قیمت را توجیه می کنند. این فرآیند همچنین روش مناسبی برای ایجاد برخی شکل های ساده و استاندارد نظیر جا خار است که می توان با انواع خان کش های موجود انجام داد با اینکه خان کشی در اصل برای ایجاد جا خارهای داخلی بوجود آمده و تکامل یافته است. امتیازات مشخص آن موجب تکامل بیشتر این فرآیند در جهت تهیه خان کش های مخصوص برای ایجاد انواع مختلف سطوح نظیر سطح های تخت، استوانه ای و نیم استوانه ای داخلی و خارجی و بسیاری سطح های نا منظم شده است. شکل لبه دندانه خان کش محدودیت زیادی ندارد و در نتیجه شکل سطح های قابل ایجاد به روش خان کشی عملا نا محدود است. تنها محدودیت های فیزیکی عدم وجود مانع در مسیر حرکت ابزار و وجود استحکام کافی در قطعه برای مقابله با نیروهای وارده است. در خان کشی داخلی باید سوراخی در قطعه وجود داشته باشد تا خان کش بتواند وارد ان شود. چنین سوراخی را می توان با مته کاری، سوراخ تراشی یا ماهیچه گذاری ایجاد کرد. غالبا دقت کار خان کشی بیشتر از فرزکاری و برقوکاری است. اگر چه غالبا حرکت نسبی بین ابزار و قطعه کار در خان کشی یک حرکت ساده خطی است. برای ایجاد شیارهای مارپیچ نظیر محورهای خارخور مارپیچ و خان داخل لوله تفنگ می توان حرکت چرخشی نیز به ابزار داد.

 اصول خان کشی

برای به کار انداختن ابزار خان کشی قدرت زیادی لازم است، برای انجام عملیات خان کشی یک یا چند ابزار خان کشی که گونه‌ای ابزار برنده شیب‌دار است از درون سوراخ به بیرون کشیده یا به درون آن هل داده می‌شود.

ساختمان خان کش

بیشتر خان کش های داخلی یکپارچه هستند، اما در بسیاری از موارد بصورت پوسته ای تهیه می شوند که روی یک میله قرار می گیرند. چنانچه خان کش یا قسمتی از آن به سرعت فرسوده شود، فقط یک پوسته جایگزین می گردد که مستلزم هزینه خیلی کمتر از تعویض یک خان کش یکپارچه کامل است.

خان کش های سطح کوچک غالبا یکپارچه هستند، ولی خان کش های بزرگتر از سرهم کردن قطعات کوچک درست می شوند ساختمان چند پارچه باعث می شود که هزینه تهیه و تیز کردن خان کش کمتر شود. علاوه براین در بیشتر موارد امکان جایگزینی قطعات وجود دارد.

 در تصویر زیر ساختمان خان کش را مشاهده می‌کنید.

شکل ابزار خان کشی

معمولی‌ترین شکلهای ابزارهای خان کشی عبارتند از:

1-گرد 2 – چهارگوش  3- جاخارزنی الف تک خاری ب دوخاری 4- هزار خاری 5- مارپیچ

 در تصویر زیر گروهی از شکل ابزارها را مشاهده می‌نمایید:

ابزار خان کشی ابزار راست گردی است با مجموعه‌ای از دندانه‌های برنده که اندازه آنها به تدریج بزرگ می‌شود. ابزار خان کشی برای براده‌برداری از قطعات فلزی به ویژه برای پرداختکاری سوراخهای مربع شکل، مستطیل شکل یا سوراخهای با شکل‌های نامنظم و نیز برای براده‌برداری جاخار در قرقره‌ها و توربین‌ها به کار می‌رود. در تصویر زیر نمای کوچک شده یک ابزار خان کشی نشان داده شده که برای خان کشی سطح دندانه دار داخل یک قطعه کار مورد استفاده قرار می گیرد. قسمت راهنمای ابزار، در سوراخی که قبلا در قطعه کار ایجاد شده قرار می گیرد تا ابزار به درستی به درون قطعه کار هدایت شود. اندازه دندانه های ابزار به تدریج بزرگتر می شود تا اندازه آن مساوی با ابعاد نهایی قطعه کار شود.

در هر ابزار خان کشی سه نوع دندانه وجود دارد:خشن کاری، پرداخت اولیه و پرداخت نهایی همانطور که در شکل مشاهده می کنید هر یک ازدندانه های  ابزار خان کشی، مقدار اندکی براده از قطعه کار بر می دارد.

عملیات خان کشی

1-   خان‌کشی کشش : ابزار خان کشی از داخل سوراخ کشیده می‌شود. 2- خان‌کشی حفاری : ابزار به داخل سوراخ رانده می‌شود. 3- خانکشی سطحی: ابزار خان کشی به دو سطح کشیده می‌شود.

سرعت خان کشی

سرعت خان کشی نسبتا پایین است و بندرت از 50 فوت در دقیقه تجاوز می کند. اما از آنجا که معمولا سطح با یک بار حرکت خان کش تراشیده می شود، فرآورش این فرآیند بالا است و غالبا یک دور کامل بین 5 تا 30 ثانیه طول می کشد. بخش عمده زمان دوره تولید صرف مسیر برگشت، جابجا کردن خان کش و باز کردن و بستن کار در ماشین می شود. این شرایط تراشکاری موجب تسهیل در امر سرد کردن و روغن کاری شده و نتیجه آن نرخ فرسایش بسیار پایین ابزار است. این امر یکی از امتیازات خان کشی بعنوان یک فرایند انبوه سازی است، زیرا از این راه نیاز به تیز کردن های متوالی ابزار کاهش یافته و عمر خان کش های گران قیمت بیشتر می شود.

برای یک ماده تراشیدنی و سرعت تراش مشخص، نیروی لازم برای کشیدن یا فشار دادن خان کش تابع پهنا، پله و تعداد دندانه های در حال تراش است. در نتیجه هنگام طراحی و انتخاب یک خان کش باید محدودیت های طول مسیر و توان ماشین در نظر گرفته شود.

جنس خان کش

جنس ابزارهای خان کشی را از بهترین فولادهای قابل ابکاری انتخاب می کنند و نیز امکان دارد برای این منظور از فولادهای تند بر و همچنین کربور های سخت یا الماسه مانند کربور تنگستن استفاده کنند.

معمولا پس از آن که تیغه های خان کشی را ساختند می بایستی با روش مناسب اقدام به ابکاری آنهاکنند به نحوی که تغییر شکل های نا مطلوبی در آن به وجود نیاید و برای افزایش دوامشان با قشر یا فیلم نازکی از فلز کرم که با عمل آب کاری آن را بر روی ابزار می نشانند به این خواسته می رسند. بعلت سرعت های تراش پایین، این مواد برای اغلب شرایط تراشکاری، حتی انبوه سازی مناسب هستند. در خطوط انبوه سازی پیوسته، خصوصا در خان کشی مسطح،می توان از ابزار با دندانه های از جنس کربورتنگستن استفاده کرد،زیرامی توان این خان کش ها را به مدت چندین ماه بدون نیاز به تیز کردن مجدد،مورد استفاده قرار داد.

تیز کردن خان کش

بیشتر خان کش ها را با سنگ زدن دندانه هایشان تیز می کنند. هنگام تیز کردن خان کش های داخلی، باریکه خان کش نباید سنگ زده شود، زیرا در این صورت اندازه آن تغییر می کند. گاهی اوقات باریکه خان کش های مسطح را سنگ می زنند، که البته برای حفظ رابطه بین دندانه ها باید همه آنهارا به یک اندازه سنگ زد.