اجزای ماشین افزار

سه‌نظام تراشکاری چیست؟ بررسی کامل انواع، کاربردها و نکات فنی

سه نظام تراشکاری‌؛ انواع و کاربرد آن | آرمان CNC
  • در ماشین افزار‌های صنعتی قطعه‌ای حیاتی وجود دارد که باعث بسته شدن دقیق قطعه کار روی دستگاه می‌شود‌ که به آن سه نظام می‌گویند‌. این قطعه در ماشین تراش‌ها بیشترین کاربرد و اهمیت را دارد‌. با آرمان CNC همراه باشید تا این قطعه حیاتی‌، وظیفه آن در عملیات تراشکاری و انواع آن را بشناسیم‌.

    سه نظام چیست؟

    سه‌ نظام (Three-Jaw Chuck) نوعی ابزار نگهدارنده است که دارای سه فک هم‌زمان متحرک است. این فک‌ها به صورت هم‌زمان و هم‌مرکز باز و بسته می‌شوند تا قطعه‌کار را دقیقاً در مرکز اسپیندل قرار دهند. سه‌نظام‌ها به طور ویژه برای قطعات دایره‌ای، استوانه‌ای، یا شش‌ضلعی کاربرد دارند و در دستگاه تراش CNC و تراش‌های منوال بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

    از منظر تئوری ماشین‌کاری، چاک (Chuck) به ابزاری گفته می‌شود که وظیفه‌ی نگهداری و فیکس‌کردن قطعه‌کار را بر عهده دارد. اما در صنعت ایران، به‌طور سنتی، این ابزار به نام «سه‌ نظام» شناخته می‌شود؛ چرا که در گذشته، اغلب چاک‌ها دارای سه فک متحرک بوده‌اند. چاک‌هایی که چهار فک داشته باشند نیز در ایران با عنوان چهار نظام شناخته می‌شوند. بنابراین واژه‌ی «سه نظام» به مرور زمان، کاربردی عام‌تر یافته و برای انواع مختلف چاک‌ها نیز به کار می‌رود.

    انواع سه نظام تراشکاری

    سه نظام‌ها یا چاک‌ها بر اساس طراحی فک‌ها، شیوه عملکرد و کاربرد، در انواع مختلفی تولید می‌شوند و هرکدام برای ماشین کاری قطعات خاصی استفاده می‌شوند‌ در ادامه انواع سه نظام‌ها را می‌شناسیم و می‌فهمیم هر نوع از این ابزار چه کاربردی دارد و مناسب چه نوع قطعه‌ای است‌.

     

    انواع سه نظام تراشکاری | آرمان CNC

    انواع سه نظام‌های تراشکاری و کاربرد هر کدام

    سه نظام هم رو  (Three-Jaw Universal Chuck)

    این مدل متداول‌ترین نوع سه نظام است و دارای سه فک است که به‌صورت همزمان و هم‌جهت حرکت می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود که قطعه به‌صورت خودمرکز روی محور ماشین قرار گیرد.

    • مناسب برای:  قطعات استوانه‌ای یا شش‌ضلعی
    • مزایا : سرعت بالا در نصب قطعه، کاربرد آسان
    • معایب:  دقت پایین‌تر نسبت به مدل‌های مستقل، سایش تدریجی فک‌ها در طول زمان

    چهار نظام تک رو  (Four-Jaw Independent Chuck)

    در این نوع، هر فک به‌صورت مستقل از سایرین تنظیم می‌شود. این ویژگی امکان نگه‌داشتن قطعات با اشکال نامتقارن یا غیرگرد را فراهم می‌کند.

    • مزایا: دقت بالا در تنظیم، مناسب برای قطعات خاص
    • معایب: نیازمند زمان بیشتر برای تنظیم و مهارت اپراتور

    چاک مغناطیسی (Magnetic Chuck)

    این نوع چاک با استفاده از میدان مغناطیسی قطعه را نگه می‌دارد. بیشتر برای قطعات فلزی نازک یا حساس استفاده می‌شود که فشار مکانیکی ممکن است به آن‌ها آسیب بزند.

    • مزایا: بدون تماس فیزیکی فک‌ها، مناسب برای قطعات نازک
    • معایب: محدود به مواد مغناطیسی، عدم کاربرد در قطعات غیرآهنی

    چاک کلت (Collet Chuck)

    در این مدل، قطعه کار توسط یک بوش شکاف‌دار که به شکل کلت طراحی شده، نگه داشته می‌شود. دقت بالا و قابلیت تکرارپذیری از مهم‌ترین ویژگی‌های این نوع سه نظام است.

    • مزایا: دقت بالا، مناسب برای تولیدات پرتکرار
    • معایب: نیاز به کلت‌های مختلف برای هر قطر

    چاک ترکیبی (Combination Chuck)

    این نوع، ترکیبی از سه نظام خودمرکز و مستقل است و می‌توان فک‌ها را به صورت همزمان یا جداگانه تنظیم کرد. مناسب برای کارگاه‌هایی که با قطعات متنوع از نظر شکل و اندازه کار می‌کنند‌.

    سه نظام پنوماتیک یا هیدرولیک

    این نوع سه نظام‌ها با استفاده از نیروی هوا (پنوماتیک) یا روغن تحت فشار (هیدرولیک) فک‌ها را باز و بسته می‌کنند. بیشتر در خطوط تولید انبوه و ماشین‌آلات اتوماتیک استفاده می‌شوند.

    • مزایا: سرعت بالا، قدرت نگه‌داری بیشتر
    • معایب: هزینه بیشتر، نیاز به سیستم جانبی

    اجزای سه نظام تراشکاری و نحوه عملکرد آن

    برای درک بهتر عملکرد سه نظام، آشنایی با اجزای اصلی آن ضروری است. در ساختار هر سه نظام تراشکاری، اجزای زیر وجود دارند:

    • بدنه اصلی (Chuck Body): بدنه فلزی اصلی که سایر اجزا روی آن سوار می‌شوند. این بخش معمولاً از فولاد سخت‌کاری‌شده ساخته شده است تا در برابر فشار و حرارت مقاوم باشد.
    • فک‌ها (Jaws): اجزایی که قطعه‌کار را نگه می‌دارند. بسته به نوع سه نظام، این فک‌ها می‌توانند هم‌زمان (در نوع خودمرکز) یا به‌صورت مستقل حرکت کنند.
    • صفحه حرکت دهنده محورها یا ملرپیچ (Scroll Plate):مکانیزمی که در سه نظام خودمرکز باعث باز و بسته شدن هم‌زمان فک‌ها می‌شود.
    • فلنج اتصال (Mounting Plate): رابط بین سه نظام و اسپیندل دستگاه که با استانداردهای مختلف (D، A، Camlock و …) تولید می‌شود.
    • آچار مخصوص (Chuck Key): ابزاری دستی برای باز و بسته کردن فک‌ها در سه نظام دستی.

    در سه نظام‌های دستی، اپراتور با چرخاندن آچار، فک‌ها را باز یا بسته می‌کند. اما در مدل‌های هیدرولیک یا پنوماتیک، این فرآیند به‌صورت اتوماتیک و از طریق کنترل CNC انجام می‌شود که سرعت و ایمنی بالاتری به همراه دارد.

    اجزای سه نظام تراشکاری | آرمان CNC

    اینفوگرافی از اجزای سه نظام تراشکاری

    تفاوت فک سخت و فک نرم در سه نظام‌ها

    فک‌های سه نظام از اصلی‌ترین قسمت‌ها و اجزای این ابزار هستند که در ۲ نوع فک نرم و فک سخت در بازار وجود دارد‌. حال به سراغ شناخت تفاوت این ۲ فک سه نظام می‌شویم‌.

    فک سخت (Hard Jaw)

    فک‌های سخت معمولاً از فولاد سخت‌کاری شده ساخته می‌شوند و بیشتر برای قطعاتی با قطر و شکل استاندارد مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فک‌ها روی سه‌نظام‌های اتوماتیک و سریع بسته می‌شوند و قابلیت فرم‌دهی مجدد ندارند.

    فک نرم (Soft Jaw)

    فک‌های نرم از جنس فولاد نرم یا آلومینیوم هستند که پس از نصب روی سه نظام، توسط خود اپراتور ماشین تراش، به فرم قطعه مورد نظر تراشیده می‌شوند. این نوع فک برای گرفتن قطعات حساس یا با دقت بالا در سه نظام‌های CNC به کار می‌رود.

    مقایسه سه نظام و چهار نظام در تراشکاری

    هرچند سه نظام تراشکاری بیشتر برای قطعات گرد یا استاندارد کاربرد دارد، در مقابل، چهار نظام‌ها (چهار فک مستقل) برای گرفتن قطعات نامتقارن یا چهارگوش مناسب‌ترند. سه نظام‌ها به دلیل هم‌مرکزبودن اتوماتیک فک‌ها سرعت بالاتری در تنظیم دارند ولی دقت چهار نظام، در صورت تنظیم با ساعت اندازه‌گیری، بالاتر خواهد بود.

    کاربرد سه نظام در تراشکاری | آرمان CNC

    تصویری از کارکرد دستگاه تراش با سه نظام

    جدول استاندارد سایز سه‌نظام‌ها (Lathe Chuck Sizes)

    در جدول زیر می‌توانید ابعاد متداول سه‌نظام‌ها را مشاهده کنید:

    قطر سه‌نظام (inch/mm) قطر گلویی (mm) نوع اتصال متداول حداکثر قطر قابل نصب در سه نظام  (mm)
    4″ / 100 mm ~20–50 پیچ مستقیم یا دنده‌ای تا 70
    6″ / 160 mm ~30–90 Camlock D1-4 / D1-5 تا 120
    8″ / 200 mm ~40–130 Camlock / A1-5 تا 160
    10″ / 250 mm ~50–180 A2-6 / D1-6 تا 220
    12″ / 315 mm ~60–230 A2-8 / D1-8 تا 300

    انتخاب نوع مناسب سه‌نظام نقش مهمی در افزایش دقت، ایمنی و سرعت عملیات ماشین‌کاری دارد. این موضوع در دستگاه‌هایی مانند تراش منوال که تنظیمات دستی دارند، از اهمیت بیشتری برخوردار است.

    جدول استاندارد سایز کولت‌ها ER (ER Collet Sizes)

    کولت‌ها، به‌ویژه نوع ER، در نگه‌داشتن ابزارهای فرز بسیار پرکاربردند. در جدول زیر، ابعاد رایج کولت‌های ER ارائه شده است:

    مشخصات / سایز ER8 ER11 ER16 ER20 ER25 ER32
    بازه نگهداری ابزار (mm) 0.5–5.0 1.0–7.0 1.0–10.0 1.0–13.0 1.0–16.0 2.0–20.0
    قطر بدنه (mm) 8 11 16 20 25 32
    قطر مهره (mm) 11 17 22 25 32 40

    جدول استاندارد سایز کولت

    سه نظام در دستگاه فرز CNC

    در دستگاه‌های فرز چهار محور، علاوه بر سه محور اصلی (X،Yو Z)، محور چهارمی به نام محور A یا B نیز وجود دارد که امکان چرخش قطعه کار را فراهم می‌کند. این چرخش موجب افزایش انعطاف‌پذیری در ماشین‌کاری سطوح پیچیده و قطعات با شکل‌های خاص می‌شود. در این ماشین‌ها، به‌ویژه زمانی که قطعه کار نیاز به چرخش و نگهداری محکم در حین عملیات ماشین‌کاری دارد، استفاده از سه‌نظام به‌عنوان ابزار نگهدارنده بسیار رایج است.

    نصب سه‌نظام روی صفحه روتاری (rotary table) یا محور چهارم باعث می‌شود که قطعه کار با دقت بالا ثابت شده و در عین حال قابلیت چرخش حول محور چهارم را نیز داشته باشد. این ترکیب، ماشین‌کاری دقیق قطعات استوانه‌ای، مارپیچ یا قطعاتی با ویژگی‌های چندوجهی را امکان‌پذیر می‌سازد.

    نصب سه نظام روی میز روتاری فرز | آرمان CNC

    نصب سه نظام روی دستگاه فرز

    هم‌محوری چهار نظام با ساعت اندازه‌گیری

    در مورد چهار نظام‌های مستقل، چون هر فک به‌صورت جداگانه حرکت می‌کند، برای قرارگیری دقیق قطعه کار در مرکز دوران نیاز به تنظیم دستی با ساعت اندازه‌گیری وجود دارد. این فرآیند شامل چرخاندن اسپیندل و بررسی میزان لنگی قطعه است. اپراتور با تنظیم مجدد فک‌ها، قطعه را در مرکز اسپیندل قرار می‌دهد.

    این عملیات به‌ویژه در تراشکاری سطحی یا دقیق اهمیت دارد و تضمین‌کننده‌ی کیفیت سطح و جلوگیری از آسیب به ابزار برش است.

    تنظیم چهار نظام به ساعت | آرمان CNC

    تنظیم هم‌محوری چهار نظام با ساعت اندیکاتور

    نقش برندهای تخصصی چاک در ماشین‌آلات CNC پیشرفته

    کیفیت سه‌نظام (چاک) تأثیر مستقیمی بر دقت، پایداری و سرعت عملیات دارد. به همین دلیل، برندهای مطرح جهانی در تولید ماشین‌آلات CNC، اغلب از سه‌نظام‌های ساخته‌شده توسط شرکت‌های تخصصی و معتبر استفاده می‌کنند.

    یکی از شناخته‌شده‌ترین برندها در این حوزه، شرکت آلمانی SMW AUTOBLOK است که سه‌نظام‌های پیشرفته خود را در بسیاری از ماشین‌آلات شرکت‌های بزرگی مانند DMG MORI و EMAG به کار می‌برد. از دیگر برندهای مطرح می‌توان به ROHM، Kitagawa ژاپن، و Forkardt اشاره کرد. شرکت Kitagawa، که یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان سه‌نظام در جهان است، همکاری گسترده‌ای با برندهایی مانند Mazak و Okuma دارد.

    این همکاری‌های صنعتی معمولاً به‌صورت نصب فابریک (OEM) سه‌نظام روی ماشین انجام می‌شود. در نتیجه، هنگام خرید یا انتخاب ماشین‌ابزار، آشنایی با برند سه‌نظام می‌تواند معیاری برای ارزیابی کیفیت کلی دستگاه نیز باشد. همچنین برندهای مانند Samchully  کره‌ای و Howa  ژاپنی، با ارائه راهکارهای اقتصادی و صنعتی، جایگاه قابل توجهی در ماشین‌آلات ساخت چین و تایوان نیز به دست آورده‌اند.

    برای آشنایی بیشتر با برندهای سازنده ماشین‌آلات CNC که از این چاک‌ها استفاده می‌کنند، می‌توانید به مقالات مرتبط در مورد برند doosan و برند مازاک یا معرفی بهترین تراش‌های CNC ژاپنی مراجعه کنید.

    سوالات متداول درباره سه نظام‌های تراشکاری

    سوال‌: کدام نوع از چاک‌ها (سه‌نظام‌ها) دقت بالاتری دارد؟

    پاسخ‌: سه نظام کلت و چهار نظام مستقل، دقت بالاتری نسبت به نوع خودمرکز دارند، مخصوصاً در قطعات دقیق یا حساس.

    سوال‌: چه سایز سه نظامی برای دستگاه من مناسب است؟

    پاسخ‌: بسته به حداکثر قطر قطعه‌کار و نوع اتصال اسپیندل (مثل Camlock یا A2) باید سایز چاک مناسب خود را انتخاب کنید. جدول سایز در مقاله آمده است.

    سوال‌: چرا قطعه‌کار از سه نظام لیز می‌خورد؟

    پاسخ‌: علت می‌تواند سایش فک‌ها، فشار ناکافی، تنظیم نادرست یا انتخاب اشتباه نوع سه نظام باشد.

    توصیه‌های نهایی برای انتخاب سه نظام تراشکاری

    در جمع‌بندی می‌توان گفت که سه نظام تراشکاری یکی از مهم‌ترین ابزارهای ماشین‌کاری است که نقش کلیدی در نگه‌داشتن دقیق و ایمن قطعه ایفا می‌کند. آشنایی با انواع سه نظام، تفاوت‌های عملکردی و کاربردی آن‌ها، به انتخاب هوشمندانه و افزایش بازدهی تولید کمک خواهد کرد.

    شرکت آرمان صنعت زنده‌رود اصفهان با سال‌ها تجربه در حوزه تأمین، مشاوره و فروش ماشین‌آلات صنعتی، آماده ارائه راهنمایی تخصصی برای انتخاب سه نظام مناسب بر اساس نیاز شما است. اگر در انتخاب سه نظام برای دستگاه تراش خود دچار تردید هستید، مشاوران ما آماده پاسخ‌گویی به شما هستند.

    میانگین امتیازات ۵ از ۵
    از مجموع ۱ رای

    دیدگاهتان را بنویسید

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *