ค้นหา

นวัตกรรมของเครื่องมือตัดสำหรับ CNC

 CNC Tool ในที่นี้จะหมายถึงเครื่องมือตัด หรือ Cutting Tool, ในงานขึ้นรูปด้วยเครื่อง CNC นั้น Cutting Tool นับว่าเป็นเครื่องมือตัดมีความสำคัญเป็นอย่างมาก เพราะจะส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของงาน ระยะเวลาในการตัดในแต่ละรอบ (Cycle Time)  อายุการใช้งาน (Tool Life) ของ Cutting Tool จะเป็นตัวกำหนดต้นทุนในการตัด (Machining Cost) ด้วยเช่นกัน.

ที่ผ่านมาได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีของ Cutting Tool ที่ใช้ในเครื่อง CNC  เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการให้สามารถทนทานและทำงานภายใต้สภาวะ เงื่อนไขต่างๆ ที่เร็วขึ้น เช่น เมื่อเราต้องการเพิ่มความเร็วในการผลิตโดยต้องการลด Cycle Time ลง  จึงได้มีการปรับความเร็วรอบ (Spindle Speed), ความเร็วตัด (Cutting Speed)  ให้เร็วขึ้น ทำให้เกิดแรงในการตัดเพิ่มขึ้น ความร้อน การเสียดสีระหว่างชิ้นงานกับเครื่องมือตัดก็เพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย ดังนั้น Cuttiing Tool ต้องสามารถรองรับสภาวะนี้ได้เช่นกัน ไม่เช่นนั้น ก็จะไม่มีความหมายอะไร ถ้าเราเพิ่มความเร็วของเครื่องจักรแล้ว แต่ Cutting Tool เกิดการแตกหัก เสียหาย.

ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาวัสดุของเครื่องมือตัดเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานดังนี้

1.High Carbon Steel : วัสดุประเภทนี้มีการนำมาใช้ทำ Cutting Tool ตั้งแต่สมัยเริ่มแรกในการจักรกล สามารถทนความร้อนได้ถึงอุณหภูมิ 220 องศาเซลเซียส และมีความเร็วในการตัดไม่เกิน 0.15 m/s ในสภาวะที่ต้องมีการใช้การหล่อเย็นในขณะตัดเฉือนชิ้นงาน ซึ่งโดยรวมแล้วประสิทธิภาพในการตัดค่อนข้างต่ำมาก เหมาะสำหรับการทำงานในเครื่องจักรแบบ Manual ที่ไม่ต้องการความเร็วและคุณภาพมากนัก.

2.High Speed Steel (HSS) :  วัสดุสำหรับทำ Cutting Tool ประเภทนี้มีส่วนผสมของคาร์บอนประมา 7%, โครเมี่ยม 4% และนอกจากนี้ก็จะมีทังสเตน, วานาเดียม, โมลิปดีนัม และโคบลอลต์เข้าไปเพื่อเพิ่มคุณสมบัติต่างในงานตัดให้ดีขึ้น.

วัสดุประเภทนี้ทนความร้อนได้สูงถึงประมาณ 600 องศาเซลเซียส แต่จะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เหมาะสำหรับการตัดเหล็กเหนียวในอัตราของความเร็วตัดในช่วงระหหว่าง 0.8 m/s ถึง 1.8 m/s.

3. Cast Alloy : วัสดุ Cutting Tool ประเภทนี้ทำจากโลหะ Nonferous โดยมีส่วนผสมของโคบอลต์เป็นหลัก มันสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 760 องศาเซลเซียส และสามารถเพิ่มความเร็วตัดได้มากกว่า Cutting Tool ที่ทำจาก Hi Speed Steel ถึง 60%

4. Cemented Carbides : วัสดุประเภทนี้โดยส่วนมากจะมีส่วนผสมของทังสเตนคาร์ไบด์, ไททาเนียม, โคบอล, นิเกิล, วัสดุปะเภทนี้มีราคาค่อนข้างแพง  มีคุณสมบัติแข็ง แต่จะเปราะและแตกหักง่าย โดยปกติแล้วจะถูกนำมาใช้ทำเป็นส่วนปลาย (Tip) ของเครื่องมือตัดเท่านั้น โดยทำการเชื่อมเข้ากับด้ามด้วยทองเหลือง.

 5 .Coat Carbide : มีการเพิ่มชั้นของวัสดุไททาเนียมเข้าไปเพื่อเพิ่มคุณสมบัติของการต้านทานการสึกหรอทำให้สามารถทนต่อความเร็วตัดที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับคาร์ไบด์ธรรมดา

6.Ceramic : เซรามิคทำจากผงโลหะอลูมิเนียมออกไซด์โดยมีการเพิ่มไททาเนียมออกไซต์เข้าไปเพื่อปรับปรุงคุณสบัติของโลหะ. วัสดุประเภทนี้สามารถทนต่อความร้อนได้สูงและต้านทานการสึกหรอที่ความเร็วตัดที่สูง. อย่างไรก็ตามมันก็มีความเปราะ จึงมีการนำมาใช้ทำเฉพาะในส่วนของปลาย Cutting Tool เท่านั้น และมีการตัดความเร็วสูงบนเครื่องจักรที่มีการสั่นสะเทือนน้อยเท่านั้น ไม่งั้นมันจะแตกหักได้ง่าย

7 .Diamond : มีการนำวัสดุประเภทนี้มาทำ Cutting Tool ในงานเฉพาะหรือที่จำเป็นจริงๆ เท่านั้น เครื่องจากวัสดุมีราคาสูง. มันจะถูกใช้ในงานตัดวัสดุที่มีความแข็งมากและต้องการผิวที่ละเอียดมาก และมีความเร็วตัดต่ำหรือเป็นงานตัดเบาอันเนื่องจากว่า Diamond มีความเปราะบางค่อนข้างมาก แตกหักง่าย จึงเหมาะสำหรับงานที่มีการส่ันสะเทือนน้อยหรือไม่มีเลย, วัสดุประเภทนี้มีอายุการใช้งานมากกว่าวัสดุคาร์ไบด์ธรรมดา 10 ถึง 400 เท่า.