สาเหตุที่ทำให้ประสิทธิภาพการคว้านลดลง!

เมื่อประสิทธิภาพการตัดเฉือนของรูคว้านลดลง สาเหตุอาจเกิดจากปัจจัยเฉพาะ หรืออาจเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันหลายปัจจัย ปัจจัยเหล่านี้ได้แก่ ความเสถียรของชิ้นงาน ขนาดเผื่อการตัดเฉือน ความแข็งแกร่งของระบบเครื่องมือ เกรดใบมีดและรูปทรง ความเร็วตัดและอัตราการป้อนที่สอดคล้องกับประสิทธิภาพของเครื่องมือ เมื่อเผชิญกับสถานการณ์ต่างๆ เช่น รอบเวลาการประมวลผลที่ยาวนาน อายุการใช้งานเครื่องมือสั้นลง หรือการเสื่อมสภาพของคุณภาพชิ้นส่วน ปัจจัยเหล่านี้ควรได้รับการวิเคราะห์และระบุ
ในกระบวนการคว้านที่เฉพาะเจาะจง อิทธิพลของปัจจัยบางอย่างอาจมีความสำคัญมากกว่าปัจจัยอื่นๆ แต่ปัจจัยเหล่านี้ก็อาจเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดเช่นกัน การเปลี่ยนปัจจัยหนึ่งอาจหมายความว่าเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ จำเป็นต้องเปลี่ยนปัจจัยอื่นไปพร้อมๆ กัน อย่างไรก็ตาม เมื่อทำการทดสอบการตัด อย่าเปลี่ยนปัจจัยตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปในคราวเดียว
1. ความมั่นคงของชิ้นงาน
แม้ว่าเครื่องแมชชีนเซ็นเตอร์และฟิกซ์เจอร์มักจะไม่ใช่ปัจจัยแรกที่โรงซ่อมเครื่องจักรอาจพิจารณา แต่หากสถานะของชิ้นงานไม่เสถียรในระหว่างการตัดเฉือน เครื่องมือกลและฟิกซ์เจอร์ก็อาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อประสิทธิภาพการตัดของเครื่องมือเช่นกัน
หากรับประกันความแข็งแกร่งในการจับยึดของชิ้นงาน ขนาดและกำลังของเครื่องมือกลจะส่งผลต่อพารามิเตอร์การตัดด้วย แม้ว่าเครื่องมือกลที่มีรูเทเปอร์ของสปินเดิล BT50, BT40 และ BT30 ทั้งหมดสามารถใช้หัวคว้านหยาบแบบเดียวกันได้ แต่ไม่ใช่ว่าทุกเครื่องมือกลจะสามารถทำกระบวนการคว้านแบบเดียวกันได้ เช่นเดียวกับความลึกของรูคว้าน สำหรับเครื่องมือกล BT50 สามารถเจาะรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 75 มม. และความลึก 250-300 มม. ได้ เครื่องมือกล BT40 ยังสามารถดำเนินการตัดเฉือนในช่วงขนาดนี้ได้โดยใช้ด้ามกลึงคว้านแบบขยาย อย่างไรก็ตาม เครื่องมือตัดเฉือนใดๆ ที่มีเทเปอร์น้อยกว่า 40 จะไม่รองรับการตัดเฉือนประเภทนี้
สปินเดิลของเครื่องจักรที่สึกหรอและอุปกรณ์จับยึดที่ไม่มั่นคงมักเป็นปัจจัยที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้แต่ต้องได้รับการแก้ไข บางครั้ง ปัจจัยเหล่านี้อาจทำให้งานตัดเฉือนล้มเหลวโดยสิ้นเชิง แต่โดยทั่วไปแล้ว การเปลี่ยนประเภทใบมีดหรือพารามิเตอร์การตัดจะช่วยแก้ปัญหาได้
2. ค่าเผื่อการดำเนินการ
เจ้าหน้าที่ในกระบวนการผลิตมักไม่มีความชัดเจนว่าควรจัดสรรระยะขอบไว้เท่าใดสำหรับการตัดเฉือนคว้าน ผู้ใช้อาจคุ้นเคยกับความเร็วตัด/อัตราป้อนและระยะเผื่อการตัดเฉือนที่จำเป็นในการกลึงมากกว่า แต่ประสบการณ์เหล่านี้ไม่สามารถใช้ได้กับการคว้านเสมอไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการคว้านหยาบโดยใช้หัวกัดคว้าน ไม่ใช่เรื่องแปลกที่เส้นผ่านศูนย์กลางของดอกสว่านจะอยู่ใกล้กับรูรับแสงสุดท้ายของชิ้นงานมาก (โดยมีค่าเผื่อการตัดเฉือนเหลือเพียง 0.5-0.75 มม.) การเผื่อวัสดุเล็กน้อยดังกล่าวไม่เพียงพอที่จะรองรับปลายใบมีดทั้งสองของเครื่องมือคว้าน ซึ่งจะทำให้เกิดการสะท้านและลดประสิทธิภาพการตัดของเครื่องมือ หากมีค่าเผื่อการตัดเฉือนไม่เพียงพอและพิกัดความเผื่อเส้นผ่านศูนย์กลางหลวม (บวกหรือลบหนึ่งพันส่วน) ควรใช้หัวกัดคว้าน (หรือหัวกัดคว้านที่ถอดแคลมป์ใบมีดอันใดอันหนึ่งออก) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์การตัดเฉือนที่ดีขึ้น
ในทางกลับกัน สำหรับชิ้นส่วนที่มีรูคอร์ หากตำแหน่งของรูคอร์ไม่ถูกต้อง อาจมีวัสดุชิ้นงานมากเกินไปที่ต้องตัดออก แม้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของรูแกนจะอยู่ภายในช่วงมาตรฐานค่าเผื่อการคว้านหยาบทั่วไป แต่การเบี่ยงเบนไปจากแกนอาจส่งผลให้เครื่องมือคว้านกินด้านหนึ่งของรูมากกว่าที่ใบมีดจะทนทานต่อการโหลดเศษได้
3. ความแข็งแกร่งของการประกอบเครื่องมือ
เมื่อเลือกเครื่องมือคว้านสำหรับงานตัดเฉือน โดยปกติจะขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางการคว้านและความลึกที่กำหนดที่ต้องการ โดยคำนึงถึงระยะกินลึกจริงและระยะยื่นเพิ่มเติมที่ต้องการเพียงเล็กน้อย (หากจำเป็น) ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการคว้านบางอย่าง ความลึกของรูเจาะจะอยู่ที่ 50 มม. เท่านั้น แต่เครื่องมืออาจต้องใช้ความยาวแขวน 200 มม. เพื่อเข้าถึงรูคว้านผ่านชิ้นงานและ/หรือฟิกซ์เจอร์ ซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากความลึกในการคว้านที่ต้องการที่ 250 มม.
เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของเครื่องมือและช่วงการใช้งานให้สูงสุด ระบบคว้านแบบโมดูลาร์จึงสามารถให้โมดูลผสมผสานกันได้ไม่จำกัดจำนวน ในกรณีที่ความยาวของเครื่องมือที่ต้องการยาวกว่านั้น สิ่งสำคัญคือต้องเลือกด้ามกลึงคว้านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางพื้นฐานให้ใหญ่ขึ้นก่อน จากนั้นจึงลดเส้นผ่านศูนย์กลางของด้ามกลึงคว้านตามต้องการ แทนที่จะใช้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเดียวกันตลอดความยาวทั้งหมดของ บาร์ที่น่าเบื่อ
สำหรับการคว้านยื่นยาวในพื้นที่จำกัด อาจพิจารณาใช้ก้านคว้านโลหะผสมแข็งในตัว (แทนที่จะใช้ก้านขยายหลายอัน) โครงสร้างนี้สามารถให้ความแข็งแกร่งที่สูงกว่าและการควบคุมที่ดีกว่า แต่โดยปกติแล้วจะจำกัดอยู่เพียงรูคว้านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า
สำหรับการคว้านที่มีระยะยื่นยาว เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการกำหนดค่าเครื่องมือที่พิจารณาเฉพาะความยาวรูและรูรับแสงคว้านที่ระบุเท่านั้น ระบบการคว้านแบบโมดูลาร์ที่ใช้ขนาดการเชื่อมต่อที่มีระยะยื่นใหญ่ขึ้น และลดเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือเมื่อจำเป็นเท่านั้นจะมีความแข็งแกร่งที่ดีกว่า
4. ตราใบมีดและรูปทรงเรขาคณิต
ใบมีดเป็นจุดสัมผัสหลักระหว่างชิ้นงานกับเครื่องมือตัด หากใบมีดไม่ตรงกับกระบวนการคว้าน แม้ว่าระบบคว้านจะมีความแข็งแกร่งเป็นเลิศและหัวคว้านมีความสมดุลอย่างแม่นยำ ก็ยังอาจเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุประสิทธิภาพการตัดเฉือนในอุดมคติ
หากรูปทรงเรขาคณิตของใบมีดไม่สามารถรับประกันความมั่นคงในการตัดได้ การใช้เกรดใบมีดที่ดีที่สุดก็ไม่มีประโยชน์ ใบมีดคว้านที่มีรูปทรงเรขาคณิตซ่อนตัวมักจะใช้โต๊ะหักเศษที่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม ซึ่งสามารถรักษาอายุการใช้งานได้นานขึ้นภายใต้สภาวะการประมวลผลที่มั่นคง แต่ความลึกของการตัดในแนวรัศมีควรอยู่ที่อย่างน้อยครึ่งหนึ่งของรัศมีส่วนโค้งของปลายเครื่องมือ ในกระบวนการคว้านที่รุนแรงบางกระบวนการ (เช่น การคว้านรูลึกหรือการคว้านยื่นยาว การคว้านวัสดุเศษยาว หรือการยึดจับชิ้นงานที่ไม่มั่นคงซึ่งเกิดจากเครื่องมือกลและ/หรือฟิกซ์เจอร์) การเจียรใบมีดคว้านรูปทรงเรขาคณิตสามารถตัดได้อย่างอิสระมากขึ้น
สำหรับกระบวนการคว้านเฉพาะ เกรดใบมีดและการเคลือบที่ใช้จะได้รับการอัพเกรดและเปลี่ยนใหม่อย่างต่อเนื่อง เมื่อคว้านชิ้นงานเหล็ก เกรดที่ใช้กันมากที่สุดคือเซรามิกโลหะและโลหะผสมแข็งเคลือบสามชั้น เกรดโลหะผสมแข็งที่เคลือบแล้วยังใช้สำหรับการคว้านเหล็กหล่อได้อีกด้วย หากสภาวะการประมวลผลมีเสถียรภาพ สามารถใช้ใบมีดเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์และเกรดคิวบิกโบรอนไนไตรด์ (CBN) บางประเภทสำหรับการคว้านเหล็กหล่อได้ คุณสามารถคว้านอะลูมิเนียมและวัสดุโลหะที่ไม่ใช่เหล็กอื่นๆ ได้โดยใช้ใบมีดโลหะผสมแข็งที่ไม่เคลือบผิว ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีเศษเจียรขนาดใหญ่ในมุมปกติ เพื่อป้องกันการเกิดเศษที่ยาว สำหรับการคว้านวัสดุเหล่านี้ด้วยความเร็วสูงอย่างแม่นยำ ใบมีดที่มีปลายหรือการเคลือบเพชรโพลีคริสตัลไลน์ (PCD) ก็อาจเป็นทางเลือกที่ดีเช่นกัน ต้องจำไว้ว่าความมั่นคงในการตัดเป็นข้อกำหนดแรกในการยืดอายุการใช้งานของใบมีด
5. ความเร็วตัดและอัตราการป้อน
หลังจากพิจารณาปัจจัยอื่นๆ ทั้งหมดแล้ว ยังจำเป็นต้องพิจารณาว่าความเร็วตัดและอัตราการป้อนมีความเหมาะสมหรือไม่ พารามิเตอร์การตัดเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการได้รับสภาวะการตัดอิสระที่เหมาะสมที่สุด สถานะการคว้านที่เหมาะสมที่สุดคือการใช้ความเร็วตัดสูงและอัตราป้อนปานกลาง แต่สิ่งนี้อาจถูกจำกัดด้วยเงื่อนไขต่างๆ ที่กล่าวไว้ข้างต้น
ข้อผิดพลาดทั่วไปในการคว้านหยาบโดยใช้หัวกัดคว้านคือเพียงคูณอัตราป้อนของการคว้านจุดเดียวด้วย 2 วิธีการคำนวณนี้มักจะไม่ถูกต้อง: สำหรับการคว้านโดยใช้รูรับแสงเท่ากัน อัตราป้อนของหัวกัดคว้านหยาบอาจสูงถึง 4 เท่าของหัวกัดคว้านละเอียด เนื่องจากหัวกัดคว้านหยาบสามารถใช้รัศมีส่วนโค้งของปลายเครื่องมือที่ใหญ่กว่าได้ ตัวอย่างเช่น หากรัศมีปลายของหัวกัดคว้านแม่นยำคือ 0.2 มม. หรือ 0.4 มม. ใบมีดคว้านหยาบสามารถใช้รัศมีปลาย 0.8 มม. ด้วยการเพิ่มรัศมีของส่วนโค้งของปลายเครื่องมือเป็นสองเท่าและใช้ใบมีดสองใบ อัตราการป้อนจึงสูงถึง 4 เท่าของเครื่องมือคว้านที่แม่นยำ
โดยทั่วไปแล้ว การคว้านหยาบไม่จำเป็นต้องมีผิวสำเร็จที่ละเอียดมากนัก ดังนั้นหัวกัดคว้านที่มีความแข็งกว่าจึงสามารถดำเนินการที่ความเร็วตัดที่สูงขึ้นได้ หากอัตราการป้อนของหัวกัดคว้านน้อยเกินไป จะทำให้เกิดการสะท้านเนื่องจากระยะเผื่อการตัดเฉือนที่ไม่เหมาะสม หัวกัดคว้านหยาบใช้สำหรับงานคว้านที่มีภาระงานสูง โดยต้องมีการขจัดวัสดุชิ้นงานจำนวนมากและใช้อัตราป้อนที่สูงขึ้น
เจ้าหน้าที่ในกระบวนการผลิตบางครั้งพบว่าเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดความเร็วตัดพื้นผิวที่เหมาะสมสำหรับการคว้านที่แม่นยำ การเพิ่มความเร็วตัดเป็นสิ่งสำคัญในการยืดอายุใบมีด หากทำการคว้านโหลดหนักด้วยความเร็วตัดที่สูงมาก จะทำให้เกิดความร้อนในการตัดจำนวนมาก และทำให้อายุการใช้งานของใบมีดสั้นลง การลดภาระของเศษสามารถลดอุณหภูมิการตัดลงได้ ช่วยให้ใบมีดคว้านประมวลผลที่อัตราการป้อนพื้นผิวที่สูงขึ้น