در دنیای ماشین‌کاری، دستگاه تراش ابزاری حیاتی برای شکل‌دهی به قطعات با دقت بالا است. یکی از مهمترین اجزای دستگاه تراش، نظام (چاک) است که وظیفه نگهداری و مهار قطعه کار را در حین عملیات تراشکاری بر عهده دارد. دو نوع رایج نظام که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند، سه نظام و چهار نظام هستند. انتخاب صحیح بین این دو برای دستیابی به دقت، کارایی و ایمنی در فرآیند تراشکاری بسیار مهم است.
سه نظام تراشکاری
سه نظام که به آن چاک خودمحور یا چاک سه فک سنترکننده نیز گفته می‌شود، رایج‌ترین نوع نظام در دستگاه‌های تراش است. همانطور که از نامش پیداست، این نظام دارای سه فک است که به صورت همزمان و با چرخش یک پیچ، به سمت مرکز حرکت کرده یا از آن دور می‌شوند. این حرکت هماهنگ باعث می‌شود که قطعه کار به طور خودکار در مرکز چرخش قرار گیرد.
مزایا:
- سرعت و سهولت در راه‌اندازی: به دلیل حرکت همزمان فک‌ها، تنظیم و بستن قطعه کار در سه نظام بسیار سریع و آسان است. این ویژگی آن را برای تولیدات با تیراژ بالا که نیاز به تعویض مکرر قطعه کار دارند، ایده‌آل می‌سازد.
- خودمحور بودن: قابلیت سنتر خودکار قطعه کار، نیاز به تنظیمات دستی دقیق را از بین می‌برد و زمان آماده‌سازی را به شدت کاهش می‌دهد.
- مناسب برای قطعات گرد و شش‌گوش: سه نظام برای مهار قطعات با مقطع دایره‌ای یا شش‌ضلعی بسیار کارآمد است.
معایب:
- عدم قابلیت مهار قطعات نامنظم: سه نظام برای قطعاتی که شکل نامنظم یا غیرمتمرکز دارند (مانند قطعات ریخته‌گری که نیاز به ماشین‌کاری دقیق ندارند) مناسب نیست.
- نیروی گیرش محدود: به دلیل مکانیزم خودمحور، نیروی گیرش به طور مساوی بین فک‌ها تقسیم می‌شود. این ممکن است برای قطعاتی که نیاز به مهار بسیار قوی دارند (مانند عملیات‌های تراشکاری سنگین) کافی نباشد.
- احتمال تاب برداشتن قطعات نازک: در برخی موارد، فشار نامتوازن فک‌ها می‌تواند باعث تاب برداشتن یا دفرمه شدن قطعات کار نازک شود.
- عدم امکان تصحیح خارج از مرکز: در صورتیکه بخواهید قطعه‌ای را به صورت عمدی خارج از مرکز بگیرید (مثلاً برای عملیات‌های خاص)، سه نظام این قابلیت را ندارد.
کاربردها:
- تراشکاری عمومی قطعات گرد
- تولید قطعات با تیراژ بالا
- عملیات‌های تراشکاری سبک تا متوسط
- قطعات با مقطع دایره‌ای، لوله‌ها، شفت‌ها
چهار نظام تراشکاری
چهار نظام که به آن چاک مستقل نیز گفته می‌شود، دارای چهار فک است که هر یک از فک‌ها به صورت مستقل و با استفاده از پیچ مخصوص خود تنظیم می‌شوند. این ویژگی به اپراتور امکان می‌دهد تا هر فک را به صورت جداگانه حرکت داده و قطعه کار را به طور دقیق و دلخواه در مرکز قرار دهد یا حتی آن را به صورت خارج از مرکز (eccentric) مهار کند.
مزایا:
- قابلیت مهار قطعات نامنظم: مهمترین مزیت چهار نظام، توانایی آن در مهار و سنتر کردن قطعات با اشکال نامنظم و غیرگرد است.
- نیروی گیرش بالاتر و قوی‌تر: به دلیل استقلال فک‌ها و امکان اعمال فشار بیشتر توسط هر فک به صورت جداگانه، چهار نظام نیروی گیرش بسیار قوی‌تری را فراهم می‌کند که برای عملیات‌های سنگین تراشکاری ایده‌آل است.
- امکان تراشکاری خارج از مرکز: این قابلیت برای ساخت قطعات خاص که نیاز به تراشکاری خارج از مرکز دارند (مانانمیلنگ‌ها) ضروری است.
- دقت بالاتر در سنتر کردن: با وجود زمانبر بودن، چهار نظام امکان سنتر کردن قطعه کار با دقت بسیار بالا را فراهم می‌کند، زیرا می‌توان هر فک را به صورت جداگانه تنظیم کرد.
- مقاومت بیشتر در برابر لغزش: به دلیل نیروی گیرش قوی‌تر و مستقل فک‌ها، احتمال لغزش قطعه کار در حین عملیات‌های سنگین کمتر است.
معایب:
- زمانبر بودن تنظیم: تنظیم قطعه کار در چهار نظام نیازمند مهارت و زمان بیشتری است، زیرا هر فک باید به صورت جداگانه و با دقت تنظیم شود. این ویژگی آن را برای تولیدات با تیراژ بالا نامناسب می‌سازد.
- نیاز به مهارت اپراتور: برای استفاده بهینه از چهار نظام و سنتر کردن دقیق قطعه، اپراتور باید مهارت و تجربه کافی داشته باشد.
- هزینه بالاتر: چهار نظام معمولاً گران‌تر از سه نظام است.
کاربردها:
- تراشکاری قطعات با اشکال نامنظم (مربع، مستطیل، بیضوی، و غیره)
- عملیات‌های سنگین تراشکاری که نیاز به نیروی گیرش بالا دارند
- تراشکاری خارج از مرکز (eccentric turning)
- کارهای دقیق که نیاز به سنتر کردن با تلرانس‌های بسیار کم دارند
- تراشکاری قطعات ریخته‌گری یا آهنگری شده که سطح آنها نامنظم است.
مقایسه اجمالی سه نظام و چهار نظام
نتیجه‌گیری
انتخاب بین سه نظام و چهار نظام به طور مستقیم به نوع قطعه کار، دقت مورد نیاز، حجم تولید و نوع عملیات تراشکاری بستگی دارد. سه نظام برای کارهای عمومی، قطعات گرد و تولیدات با تیراژ بالا که سرعت اهمیت دارد، بهترین گزینه است. در مقابل، چهار نظام برای مهار قطعات با اشکال نامنظم، عملیات‌های سنگین، و زمانی که نیاز به دقت فوق‌العاده یا تراشکاری خارج از مرکز داریم، ضروری است.