หันหน้าไปทางเครื่องกลึง CNC – จะจัดการกับวัสดุแข็งได้อย่างไร?

2025-11-26 09:14:07

-

หันหน้าไปทางเครื่องกลึงซีเอ็นซี – วิธีจัดการกับวัสดุแข็ง

การแนะนำ

เครื่องกลึง CNC เป็นเครื่องจักรอเนกประสงค์สูงที่ใช้ในการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำเพื่อสร้างชิ้นส่วนทรงกระบอก หนึ่งในการทำงานที่พบบ่อยที่สุดที่ทำกับเครื่องกลึง CNC คือการหันหน้าเข้าหากัน โดยที่ชิ้นงานจะถูกตัดในแนวตั้งฉากกับแกนหมุนเพื่อสร้างพื้นผิวเรียบ อย่างไรก็ตาม การตัดเฉือนวัสดุแข็ง เช่น เหล็กชุบแข็ง ไทเทเนียม อินโคเนล และโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงอื่นๆ นำเสนอความท้าทายที่ไม่เหมือนใคร เนื่องจากมีความแข็ง การเสียดสี และทนความร้อนสูง

คู่มือนี้จะสำรวจแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการกลึงปาดวัสดุแข็งบนเครื่องกลึง CNC ซึ่งครอบคลุมถึงการเลือกเครื่องมือ พารามิเตอร์การตัด การตั้งค่าเครื่องจักร และเทคนิคการแก้ไขปัญหาเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

-

ความท้าทายของการตัดเฉือนวัสดุแข็ง

วัสดุแข็งก่อให้เกิดปัญหาหลายประการในการกลึง CNC ได้แก่:

1. แรงตัดสูง – วัสดุแข็งต้องใช้กำลังในการตัดมากขึ้น เพิ่มการสึกหรอของเครื่องมือและความเค้นของเครื่องจักร

2. การเกิดความร้อนที่มากเกินไป – อุณหภูมิสูงอาจทำให้เครื่องมือเสื่อมสภาพและเสียรูปของชิ้นงานได้

3. การสึกหรอของเครื่องมือและการกะเทาะ – วัสดุแข็งจะเกิดการเสียดสี ทำให้เครื่องมือสึกหรอเร็วขึ้นและทำให้เกิดการบิ่นของคมตัด

4. ผิวสำเร็จไม่ดี – พารามิเตอร์การตัดเฉือนที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลให้พื้นผิวหยาบหรือมีรอยสะท้านได้

5. การชุบแข็งงาน – โลหะผสมบางชนิด (เช่น เหล็กสเตนเลส อินโคเนล) จะแข็งตัวในระหว่างการตัดเฉือน ส่งผลให้การตัดครั้งต่อไปยากขึ้น

เพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ ช่างเครื่องจะต้องปรับเครื่องมือ พารามิเตอร์การตัด และกลยุทธ์การตัดเฉือนให้เหมาะสม

-

การเลือกเครื่องมือสำหรับการหันหน้าไปทางวัสดุแข็ง

การเลือกเครื่องมือตัดที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการประสบความสำเร็จในการกลึงปาดวัสดุแข็ง ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ ได้แก่ :

1. วัสดุเครื่องมือ

- เม็ดมีดคาร์ไบด์ – ตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดเนื่องจากมีความแข็งและทนความร้อน เกรดที่เคลือบ TiAlN (ไทเทเนียม อลูมิเนียม ไนไตรด์) หรือ AlTiN (อลูมิเนียม ไทเทเนียม ไนไตรด์) ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ

- เม็ดมีดเซอร์เม็ท – เหมาะสำหรับการเก็บผิวละเอียดบนเหล็กชุบแข็ง ซึ่งมีความทนทานต่อการสึกหรอได้ดี

- เม็ดมีดเซรามิก – เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดเฉือนซูเปอร์อัลลอยด้วยความเร็วสูง (เช่น อินโคเนล, ฮาสเตลลอย) แต่เปราะภายใต้การตัดกระแทก

- เม็ดมีด CBN (คิวบิกโบรอนไนไตรด์) – เหมาะที่สุดสำหรับการตัดเฉือนเหล็กกล้าชุบแข็ง (HRC 45+) เนื่องจากมีความแข็งสูงและมีเสถียรภาพทางความร้อน

- เม็ดมีด PCD (เพชรโพลีคริสตัลไลน์) – ใช้สำหรับวัสดุแข็งที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น ทังสเตนคาร์ไบด์

2. เรขาคณิตของเครื่องมือ

- มุมคายเชิงบวก – ลดแรงตัดและปรับปรุงการคายเศษ

- คมตัดที่คมชัด – ลดคมที่สะสม (BUE) ให้เหลือน้อยที่สุด และปรับปรุงคุณภาพผิวสำเร็จ

- รูปทรงเม็ดมีดที่แข็งแกร่ง – เม็ดมีดหนาขึ้นพร้อมขอบเสริมความแข็งแรง ต้านทานการบิ่นในวัสดุแข็ง

- ร่องคายเศษ – ช่วยควบคุมการเกิดเศษและป้องกันการอุดตันของเครื่องมือ

3. ที่จับเครื่องมือและความแข็งแกร่ง

- ตัวจับยึดเครื่องมือแบบแข็ง – ลดการสั่นสะเทือนและการโก่งตัวให้เหลือน้อยที่สุด (เช่น Capto, HSK หรือด้ามกลึงคว้านสำหรับงานหนัก)

- ระยะยื่นสั้น – ลดการโก่งตัวของเครื่องมือเพื่อความแม่นยำที่ดีขึ้น

- ตัวจับยึดเครื่องมือแบบหมาด – ช่วยดูดซับแรงสั่นสะเทือนในการกลึงแข็ง

-

พารามิเตอร์การตัดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับวัสดุแข็ง

การเลือกความเร็วตัด อัตราป้อน และระยะกินลึกที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตัดเฉือนที่มีประสิทธิภาพ

1. ความเร็วตัด (SFM หรือ ม./นาที)

- เหล็กชุบแข็ง (HRC 45-65) – 50-150 SFM (15-45 ม./นาที) พร้อมเม็ดมีด CBN

- โลหะผสมไทเทเนียม – 100-250 SFM (30-75 ม./นาที) พร้อมเม็ดมีดคาร์ไบด์หรือเซรามิก

- อินโคเนลและซูเปอร์อัลลอย – 50-150 SFM (15-45 ม./นาที) พร้อมเม็ดมีดเซรามิกหรือคาร์ไบด์

- สแตนเลส – 150-300 SFM (45-90 ม./นาที) เคลือบคาร์ไบด์

หมายเหตุ: ความเร็วที่ต่ำกว่าจะลดความร้อน แต่อาจเพิ่มแรงดันเครื่องมือ ความเร็วที่สูงขึ้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตแต่อาจเสี่ยงต่อความเสียหายจากความร้อน

2. อัตราป้อน (IPR หรือ มม./รอบ)

- การกัดหยาบ – 0.005-0.015 IPR (0.1-0.4 มม./รอบ)

- งานเก็บผิวละเอียด – 0.002-0.008 IPR (0.05-0.2 มม./รอบ)

อัตราป้อนสูงเกินไปจะทำให้เครื่องมือสึกหรอมากขึ้น หากต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดการเสียดสีและคุณภาพผิวงานที่ไม่ดี

3. ระยะกินลึก (DOC)

- การกัดหยาบ – 0.020-0.100" (0.5-2.5 มม.)

- งานเก็บผิวละเอียด – 0.005-0.020" (0.1-0.5 มม.)

การตัดลึกจะช่วยลดเวลาการตัดเฉือน แต่ต้องมีการตั้งค่าที่เข้มงวดมากขึ้น

-

กลยุทธ์การตัดเฉือนสำหรับวัสดุแข็ง

1. ลดการสะสมความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด

- ใช้สารหล่อเย็นหรือระเบิดลม – ป้องกันการแตกร้าวจากความร้อนและยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ

- น้ำหล่อเย็นแรงดันสูง (HPC) – ปรับปรุงการคายเศษและการระบายความร้อน

- Peck Facing – การตัดเป็นระยะๆ ช่วยลดการสะสมความร้อน

2. ลดการสั่นสะเทือนและการพูดคุย

- เพิ่มความแข็งแกร่ง – ใช้การวางที่มั่นคงหรือการรองรับส่วนท้ายสำหรับชิ้นงานที่ยาว

- หลีกเลี่ยงสิ่งที่ยื่นออกมา – เก็บเครื่องมือไว้ใกล้กับป้อมปืนมากที่สุด

- เทคนิคการลดแรงสั่นสะท้าน – ตัวจับยึดเครื่องมือป้องกันการสั่นสะเทือนหรือด้ามกลึงคว้านแบบปรับจูน

3. เพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมเศษ

- การเลือกร่องคายเศษที่เหมาะสม – ป้องกันเศษที่ยาวและเป็นเส้นซึ่งอาจทำให้ชิ้นงานเสียหายได้

- ปรับอัตราการป้อน – อัตราป้อนที่สูงขึ้นสามารถช่วยหักเศษในวัสดุแข็งได้

4. การเตรียมชิ้นงาน

- การกลึงล่วงหน้า (Soft State Machining) – กลึงใกล้รูปร่างสุทธิก่อนที่จะแข็งตัวเพื่อลดการขจัดเศษวัสดุในขั้นตอนสุดท้าย

- การบรรเทาความเครียด – การอบอ่อนหรือบรรเทาความเครียดก่อนการตัดเฉือนจะลดการบิดเบือนให้เหลือน้อยที่สุด

-

การแก้ไขปัญหาทั่วไป

- ปัญหา | สาเหตุที่เป็นไปได้ | โซลูชั่น |

-

- การสึกหรอของเครื่องมือมากเกินไป | ความเร็วตัดสูง การเคลือบไม่เหมาะสม | ลดความเร็ว ใช้เกรดเม็ดมีดที่มีความแกร่งมากขึ้น |

- การบิ่นหรือการแตกหัก | DOC สูงเกินไป รูปทรงเม็ดมีดไม่แข็งแรง | ใช้เม็ดมีดที่แข็งแรงขึ้น ลด DOC |

- พื้นผิวไม่ดี | อัตราป้อนต่ำ แรงสั่นสะเทือน | เพิ่มฟีด ปรับปรุงความแข็งแกร่ง |

- งานชุบแข็ง | อัตราป้อนต่ำ ถูแทนการตัด | เพิ่มอัตราการป้อนใช้เครื่องมือมีคม |

- เครื่องหมายพูดคุย | ขาดความเข้มงวด ความเร็วไม่ถูกต้อง | ปรับการตั้งค่าให้เสถียร ปรับ RPM |

-

บทสรุป

การกลึงปาดหน้าวัสดุแข็งบนเครื่องกลึง CNC จำเป็นต้องมีการวางแผนอย่างรอบคอบในการเลือกเครื่องมือ พารามิเตอร์การตัด และกลยุทธ์การตัดเฉือน การใช้เม็ดมีดคาร์ไบด์ CBN หรือเซรามิกที่เหมาะสม การปรับความเร็วและอัตราป้อนให้เหมาะสม และรับประกันการตั้งค่าที่เข้มงวด ช่างเครื่องสามารถได้ผิวสำเร็จคุณภาพสูงพร้อมทั้งยืดอายุการใช้งานเครื่องมือ นอกจากนี้ การใช้น้ำหล่อเย็นที่เหมาะสมและการควบคุมการสั่นสะเทือนยังช่วยลดความท้าทายทั่วไป เช่น การสะสมความร้อนและการสะท้าน

ด้วยการปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดเหล่านี้ ผู้ปฏิบัติงาน CNC สามารถตัดเฉือนวัสดุแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะเดียวกันก็รักษาความแม่นยำและความสามารถในการผลิตไว้ได้ การตรวจสอบและการปรับอย่างต่อเนื่องตามการสึกหรอของเครื่องมือและคุณภาพพื้นผิวจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือนให้ดียิ่งขึ้น

-

คู่มือนี้ให้แนวทางที่ครอบคลุมในการกลึงตัดวัสดุแข็งบนเครื่องกลึง CNC เพื่อให้มั่นใจว่าการตัดเฉือนจะประสบความสำเร็จแม้จะใช้โลหะผสมที่แข็งที่สุดก็ตาม