کولت و فشنگی
کولت چیست؟
فرض کنید که شما در حال کار با دستگاه فرز هستید و میخواهید یک مته یا ابزار خاص را در دستگاه قرار دهید. برای این کار، شما از کولت استفاده میکنید. کولت به صورت یک حلقه با یک سیستم فشاری طراحی شده که میتواند به دقت ابزار را در محل خود نگهدارد. به عنوان مثال، اگر شما یک مته با قطر 10 میلیمتر دارید، میتوانید از یک کولت مخصوص با اندازه مناسب برای نگهداشتن این مته استفاده کنید. کولتها به دلیل طراحی خاصشان برای ابزارهای با قطرهای مختلف قابل تنظیم هستند و دقت بالایی را در نگهداشتن ابزار فراهم میکنند.
در کل، کولت برای نگهداشتن ابزارها (مثل متهها) در دستگاههای ماشینکاری استفاده میشود.
فشنگی
حالا فرض کنید شما در حال کار با یک دستگاه تراش هستید و میخواهید یک قطعه فلزی با قطر بزرگ را در دستگاه قرار دهید تا تراشیده شود. برای این کار، شما از فشنگی استفاده میکنید. فشنگیها معمولاً دارای چندین فک هستند که میتوانند با چرخاندن یا فشار دادن، قطعه کار را محکم کنند. برای مثال، اگر شما یک قطعه با قطر 50 میلیمتر دارید، فشنگی با فکهای قابل تنظیم میتواند این قطعه را در محل خود نگهدارد. فشنگیها میتوانند برای قطعات با اندازههای مختلف قابل تنظیم باشند و به شما اجازه میدهند تا قطعات بزرگ و کوچک را در دستگاههای تراش و ماشینکاری محکم کنید.
فشنگی برای نگهداشتن قطعات کار (مثل قطعات فلزی) در دستگاههای تراش و متهکاری استفاده میشود.
اجزای تشکیل دهنده کولت
مجموعه کولت در ابزارهای برشکاری شامل سه بخش اصلی است: بدنه یا غلاف کولت، فشنگی کولت، و مهره کولت. هر یک از این بخشها نقش خاصی داشته و با دقت ماشینکاری میشوند.
غلاف کولت
غلاف کولت بخش توخالی از محور و شفت دستگاه است که فشنگی کولت درون آن قرار میگیرد. این بخش به طور خاص برای نگهداری فشنگی طراحی شده است.
مهره کولت
پس از قرار دادن فشنگی کولت در داخل غلاف، مهره کولت بهوسیله دست، آچار یا مکانیزم سفتکننده دستگاه، بهطور دستی یا خودکار بسته و محکم میشود تا از هر گونه لرزش جلوگیری شود. مهرهها به سه دسته M، A و UM تقسیم میشوند که بر اساس نوع و اندازه فشنگی کولت هستند. معمولاً بر روی غلاف و مهره کولت شیارهایی وجود دارد که برای استفاده از آچارهای مخصوص باز و بست کولت طراحی شدهاند. در برخی دستگاهها، مانند فرزهای مینیاتوری و انگشتی، دکمه قفل شفت وجود دارد که با نگهداشتن آن، محور کاملاً ثابت شده و کاربر میتواند بهراحتی مهره کولت را با آچار باز کند.
فشنگی کولت
فشنگی کولت بخش اصلی ابزارگیر دستگاه است و بهطور استاندارد به عنوان “کولت” شناخته میشود. این قطعه استوانهای معمولاً از فولاد آلیاژی ساخته میشود و وظیفه نگهداری ابزارکها و تیغههای برش را در حین کار بر عهده دارد.
فشنگی فنری یکی از اجزای حیاتی برای نگهداری ابزار در کولت است که با دقت بالایی ماشینکاری شده و هیچ گونه خطا یا انحرافی از مرکز ندارد. ابعاد و نام فشنگی فنری بر اساس قطر ابزارگیر و مدل کولتها تعیین میشود.
گاهی اوقات در زبان غیررسمی، به فشنگی فنری، کولت اشاره میشود، که اصطلاح دقیقی نیست. فشنگی فنری، دارای خاصیت ارتجاعی کمی است و با اعمال فشار کم، در داخل مهره کولت قرار میگیرد. پس از نصب، این فشنگی فنری برای نگهداری ابزار در کولت مورد استفاده قرار میگیرد.
انواع کولت بر اساس دستگاه
در ادامه به معرفی انواع کولت بر اساس نوع دستگاه مورد استفاده، می پردازیم.
کولت اورفرز
کولت اورفرز نجاری، یکی از رایجترین ابزارها با سیستم کولت، به دو دسته اصلی تقسیم میشود:
- فرز نجاری با دستههای بزرگ
- اورفرز لبه زن (مشتی)
این کولتها معمولاً از نوع بزرگ و در استانداردهای ER یا R8 ساخته میشوند و دارای اندازههای 6، 8، 12 و 13 میلیمتر هستند. به دلیل سایز بزرگ کولت، برای باز و بسته کردن آن باید از آچارهای مخصوص استفاده کرد و امکان انجام این کار بهصورت دستی وجود ندارد.
کولت فرز انگشتی
کولت فرز انگشتی، مشابه کولت اورفرز از نظر فنی، اما با سایز کوچکتر و ظرفیت ابزارگیر بیشتر از 6 میلیمتر یا 8 میلیمتر ساخته میشود. این کولتها با مهره بسته میشوند و توصیه میشود که سفت کردن آن با استفاده از آچار انجام شود.
کولت فرز مینیاتوری
فرز مینیاتوری، که برای برشهای دقیق و ظریف روی اجناس حساس استفاده میشود، نیاز به کولت با کیفیت بسیار بالا دارد. سایز معمول کولت فرز مینیاتوری تا 3 میلیمتر است، اما برای عملکرد بهتر، داشتن کولتهای 1 تا 2 میلیمتر نیز توصیه میشود.
کولت اسپیندل و کولت CNC
کولتهای صنعتی که در ایران به نام کولت اسپیندل و کولت CNC شناخته میشوند، مخصوص پروژههای تراشکاری و دستگاههای CNC طراحی شدهاند. این کولتها با شفت و دنباله (پایه یا غلاف کولت) جداگانه عرضه میشوند و برای نصب روی محور دستگاه فرز و تراش استفاده میشوند. کولتهای CNC و اسپیندل معمولاً سایزهای بزرگتری نسبت به کولتهای معمولی دارند و از نظر شکل و ساختار کاملاً متفاوت هستند.
انواع کولت بر اساس طراحی و ساخت
بر اساس نوع شفت و قدرت ابزار، طراحی و ساخت کولتها میتواند بسیار متنوع باشد. در سطح جهانی و بر اساس استانداردهای آسیا، اروپا و آمریکا، مدلهای مختلف کولت شناخته شده و مورد استفاده قرار میگیرند.
کولت ER
کولت ER یکی از پرطرفدارترین و معتبرترین کولتها در دنیا است. این مدل به دلیل تنوع در سایزها و توانایی پوشش گستردهای از ابزارکها برای دستگاههای مختلفی از جمله اورفرزها، ماشینهای فرز، تراش، قلاویزها، سنگ انگشتی و دریلهای عمومی و صنعتی، بسیار مورد استفاده قرار میگیرد. کولتهای ER در سایزهایی چون ER8، ER11، ER16، ER20، ER25 و ER32 موجود هستند. طراحی خاص بدنه فشنگی این کولتها با شیارهای متعدد به بهبود خنک شدن ابزارک و تیغهها حین برش و ساب کمک میکند و دامنه باز و بسته شدن فکهای آنها به گونهای است که میتوان تیغهها با دنبالههای مختلف را نصب کرد.
کولت R8
مدل R8 نیز یکی از کولتهای پرکاربرد است که برای دستگاههای برشکاری دقیق و سبک طراحی شده است. بدنه باریک کولت R8 به آن امکان میدهد تا عمق زیادی در محور و غلاف دستگاه قرار گیرد، که باعث میشود ابزارکهای کوچک و باریک به راحتی در آن جای گیرند. طراحی شیار نوک کارگیر و مهرههای مخصوص این کولتها به گونهای است که نیاز به آچار برای بستن و سفت کردن مهرهها ندارند و میتوان آنها را با دست محکم کرد. کولت R8 با سایز محدود خود، بیشترین سرعت تعویض ابزارکها را در بین انواع کولتها دارد.
کولت TG
کولت TG ظاهری مشابه کولت ER دارد، با این تفاوت که سر آن به شکل صاف و غیرمخروطی طراحی شده است. این کولت به دلیل محدودیت در سایز و کم بودن دامنه جمع شدن شکاف و نوک کارگیر، به اندازه کولت ER در دستگاههای عمومی محبوب نیست و بیشتر در دستگاههای صنعتی تراش، فرز و CNC استفاده میشود. کولت TG در برشکاری و پرداخت مواد فلزی سخت و ضخیم نظیر فولاد، مقاومت و قدرت بیشتری نسبت به کولت ER دارد.
کولت 5C
کولتهای سری C، به ویژه مدل 5C، از جمله کولتهای صنعتی مخصوص دستگاههای تراش و برش دقیق هستند. یکی از ویژگیهای برجسته کولت 5C، رزوه پیچ در انتهای آن است که بر روی شفت دستگاه بسته میشود و مانع از حرکت و جابجایی حین کار میگردد. این ویژگی دقت بالای تراش و برش را در صنایع مختلف تضمین میکند.
کولت DA
کولتهای دو زاویه یا Double Angle (DA)، دارای بدنهای با چهار شیار در جلو و چهار شیار در عقب هستند. این کولتها به دلیل مشکلاتی که در حین کار ایجاد میکنند، کمتر مورد استفاده قرار میگیرند. هنگام بستن ابزارک روی کولت DA، دو شیار بسته شده و دو شیار دیگر باز میشود که میتواند باعث پرتی و لغزش در برخی کارها شود، به ویژه هنگام برش و تراش جانبی که ممکن است به کولت، دستگاه و قطعه کار فشار وارد کند و دقت و عمر مفید ابزار را کاهش دهد.
انتخاب سایز کولت
سایز کولتها معمولاً بر اساس ظرفیت کارگیر آنها، که به قطر سوراخ داخلی کولت اشاره دارد، تعیین میشود. به عبارت دیگر، هر کولت دارای یک حفره داخلی است که برای باز و بست ابزارکها و تیغههای برش با دنباله و شنک مشخص طراحی شده است.
در ایران، سایزهای استاندارد و پرطرفدار کولت شامل سایزهای 3، 6، 10، 12 و 13 میلیمتر هستند. این کولتها قادر به نگهداری ابزارکهایی با دنباله و شنک به قطرهای مربوطه هستند. اما باید توجه داشت که شیارها و فکهای هر کولت تنها قادر به باز و بسته شدن در یک محدوده و تلرانس محدود (معمولاً حدود 1 میلیمتر) هستند. برای مثال، سوراخ داخلی کولت سایز 6 میلیمتر در حالت بسته، حدود 5 میلیمتر است و در حالت باز، حداکثر به 7 میلیمتر میرسد. بنابراین، ابزارکهایی با دنبالهای خارج از این بازه (5 تا 7 میلیمتر) نمیتوانند در این کولتها جای گیرند.
علاوه بر ظرفیت و قطر سوراخ داخلی، در صنعت ساخت و طراحی کولتها، ویژگیهای فنی دیگر مانند طول کولت و قطر بیرونی آنها نیز بسیار مهم است. این ابعاد باید با مهره کولت و شفت دستگاهها هماهنگ باشد. در ادامه، یک نمونه از چارت سایزبندی کولتها را مشاهده خواهید کرد.
تفاوت سه نظام و کولت
اگرچه سه نظام و کولت هر دو برای نگهداری ابزارها و متهها کاربرد دارند و از بسیاری جهات مشابه به نظر میرسند، تفاوتهای اساسی میان این دو وجود دارد:
- کولتها با دقت بسیار بالا طراحی و ساخته میشوند. فکها و ساختار فلزی یکپارچه آنها به گونهای است که ابزارک را به طور دقیق در بر میگیرند و از لرزشهای ناخواسته جلوگیری میکنند. در مقابل، سه نظام معمولاً دقت کمتری دارد و ممکن است در نگهداری ابزار با ثبات کمتری عمل کند.
- سه نظام عمدتاً برای نصب بر روی دریل و برخی ابزارهای محدود طراحی شده است. در حالی که کولتها برای استفاده در طیف وسیعی از دستگاههای عمومی و صنعتی مناسب هستند و در کاربردهای متنوعی استفاده میشوند.
- کولتها دارای قطر کارگیر محدودی هستند و برای تغییر سایز کارگیر باید کولت را تعویض کرد. در عوض، سه نظام میتواند در یک بازه وسیعتر قطرها را به آسانی باز و بسته کند و امکان استفاده از ابزارهای با قطرهای مختلف را فراهم میآورد.
- سه نظام معمولاً برای نصب متهها، بیتهای پیچگوشتی و تعداد محدودی ابزار دیگر کاربرد دارد. در مقابل، کولتها قادر به نگهداری انواع تیغههای برش، لوازم ساب و تراش، و ابزارهای CNC هستند و تنوع بیشتری در کاربردهای صنعتی و عمومی دارند.
- سه نظام معمولاً وزن بیشتری نسبت به کولت دارد که این وزن میتواند بر روی دستگاه تأثیرگذار باشد. همچنین تعویض سه نظام روی دریل میتواند نسبتاً دشوار باشد. در مقایسه، کولتها بسیار سبکتر بوده و تعویض آنها بسیار آسان است.
