บทความ / งานกลึงและงานกัด

ชนิดของดอกต๊าปและการเลือกใช้งาน — ร่องคายเศษ ต๊าปตัดกับต๊าปรีด รูเจาะนำ และข้อควรระวังหน้างาน

เปรียบเทียบดอกต๊าปปลายเฉียง ร่องเกลียว ร่องตรง ดอกต๊าปรีดเกลียว และดอกต๊าปมือเป็นชุด การเลือกดอกต๊าปตามรูทะลุ รูตัน และชนิดของเศษ ความยาวช่วงมุมนำ การคำนวณรูเจาะนำและความลึกรูตัน การจับยึดและค่าตัดเริ่มต้นบนเครื่อง CNC และวิธีแก้ปัญหาดอกต๊าปหักหรือเกลียวไม่ได้ขนาด

การต๊าปเกลียวมักเป็นขั้นตอนสุดท้ายของชิ้นงาน และเป็นขั้นตอนที่เสี่ยงที่สุดขั้นตอนหนึ่ง เพราะดอกต๊าปมีแกนกลางเล็ก ต้องรับแรงบิดสูงในพื้นที่จำกัด และมีพื้นที่ระบายเศษน้อยมาก ถ้าเลือกชนิดของดอกต๊าปผิดกับลักษณะรูหรือวัสดุ เช่น นำดอกต๊าปสำหรับรูทะลุไปต๊าปรูตัน หรือเจาะรูนำขนาดต๊าปตัดแล้วใช้ดอกต๊าปรีด ดอกต๊าปจะอัดเศษหรือบิดขาดคาอยู่ในรูทันที บทความนี้อธิบายหลักการทำงานของดอกต๊าปแต่ละชนิด วิธีเลือกให้ตรงกับรูทะลุ รูตัน และวัสดุชิ้นงาน ความยาวช่วงมุมนำ การคำนวณขนาดและความลึกของรูเจาะนำ การตั้งค่าบนเครื่อง CNC และการแก้ปัญหาหน้างาน ตัวอย่างตลอดบทความใช้รูเกลียว M10×1.5 ชั้นพิกัดความเผื่อ 6H ในเหล็กกล้าคาร์บอน S45C

ดอกต๊าปต่างกันที่วิธีจัดการเศษ

เมื่อดอกต๊าปหมุนตัดลงไปในรู เศษโลหะที่ถูกเฉือนออกต้องมีทางไป ถ้าเศษค้างอยู่ในร่องและอัดแน่นระหว่างคมตัดกับผนังรู แรงบิดจะพุ่งสูงขึ้นจนดอกต๊าปหัก ดอกต๊าปเครื่อง (Machine tap) จึงไม่ได้แบ่งตามรูปร่างภายนอก แต่แบ่งตาม ทิศทางที่ดอกต๊าปพาเศษออก และ วิธีสร้างฟันเกลียว เป็นสี่กลุ่มหลัก

1. Spiral point (Gun tap)ดอกต๊าปปลายเฉียง · รูทะลุ (ดันเศษพุ่งลงล่าง)มุมนำ4.2Pภาพตัดขวางดอกต๊าปแกนกลางใหญ่ (ร่องตื้น)(วงประ = แกนกลางรับแรงบิด)เศษพุ่งทะลุออกด้านล่าง2. Spiral flute tapดอกต๊าปร่องเกลียว · รูตัน (ดึงเศษขึ้นปากรู)มุมนำ2.5Pภาพตัดขวางดอกต๊าปแกนกลางเล็ก (ร่องลึก)(วงประ = แกนกลางรับแรงบิด)เศษม้วนไหลออกปากรู3. Straight flute tapดอกต๊าปร่องตรง · เหล็กหล่อ (เศษสั้นพักในร่อง)มุมนำ3.5Pภาพตัดขวางดอกต๊าปร่องตรง มุมคายเล็ก(วงประ = แกนกลางรับแรงบิด)เศษผงสั้นพักอยู่ในร่อง4. Forming / Roll tapดอกต๊าปรีดเกลียว · รีดเนื้อโลหะ ไร้เศษตัดมุมนำ2Pภาพตัดขวางดอกต๊าปหน้าตัดเหลี่ยมมน (ตัน)(วงประ = แกนกลางรับแรงบิด)ไม่มีเศษตัด (มีร่องน้ำมัน)
เปรียบเทียบรูปร่างจริง ภาพตัดขวาง และการคายเศษของดอกต๊าปสี่ชนิด 1. ดอกต๊าปปลายเฉียง (Gun tap) มีร่องตรงตื้นและปาดมุมเฉียงที่ปลายช่วงมุมนำเพื่อบังคับให้เศษพุ่งลงด้านหน้า แกนกลางจึงใหญ่และแข็งแรงที่สุด เหมาะกับรูทะลุ 2. ดอกต๊าปร่องเกลียว มีร่องบิดเป็นเกลียวลึกเพื่อดึงเศษย้อนขึ้นมาออกทางปากรู แกนกลางจึงเล็กกว่า เหมาะกับรูตัน 3. ดอกต๊าปร่องตรง มีร่องตรงและมุมคายเล็ก เศษที่ร่วนสั้นของเหล็กหล่อหรือทองเหลืองจะพักอยู่ในร่อง 4. ดอกต๊าปรีดเกลียว ไม่มีร่องคายเศษและไม่มีคมตัด หน้าตัดเป็นเหลี่ยมมน (Lobes) กดเนื้อโลหะให้ไหลขึ้นเป็นเกลียวโดยไร้เศษตัด
เปรียบเทียบดอกต๊าปสี่ชนิดหลักตามการจัดการเศษ
ชนิดของดอกต๊าป การจัดการเศษ ลักษณะรูที่เหมาะ วัสดุชิ้นงานที่เหมาะ
ดอกต๊าปปลายเฉียง (Spiral point tap หรือ Gun tap) ปาดร่องเฉียงที่ช่วงมุมนำเพื่อ ดันเศษพุ่งไปข้างหน้า ลงสู่ด้านล่างของรู รูทะลุเท่านั้น หรือรูตันที่เจาะลึกเผื่อก้นรูไว้มากพอให้เศษกองรวมกันได้ เหล็กกล้า สเตนเลส ทองแดง อะลูมิเนียม และวัสดุที่เศษยาวหรือม้วนเป็นขด
ดอกต๊าปร่องเกลียว (Spiral flute tap) ร่องบิดเป็นเกลียวเหมือนดอกสว่านเพื่อ ดึงเศษย้อนขึ้นมาทางปากรู รูตัน เป็นหลัก (ใช้กับรูทะลุได้แต่ไม่ทนเท่าดอกต๊าปปลายเฉียง) เหล็กกล้า สเตนเลส อะลูมิเนียม และวัสดุที่เศษเหนียวยาว
ดอกต๊าปร่องตรง (Straight flute tap) ไม่ดันและไม่ดึงเศษ เศษพักอยู่ในร่องตรง ตลอดการต๊าป ทั้งรูทะลุและรูตัน (ถ้ารูไม่ลึกเกินไป) เหล็กหล่อเทา ทองเหลืองฟรีแมชชีนนิ่ง และวัสดุที่เศษป่นเป็นผงหรือหักสั้นมาก
ดอกต๊าปรีดเกลียว (Forming tap หรือ Roll tap) ไม่มีเศษตัด กดเนื้อวัสดุให้ไหลขึ้นเป็นฟันเกลียว ทั้งรูทะลุและรูตัน (เหมาะกับรูตันมากเพราะไม่มีเศษอัดก้นรู) วัสดุเหนียว เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ สเตนเลสออสเทนนิติก อะลูมิเนียม ทองแดง

ดอกต๊าปตัดแต่ละแบบ

1. ดอกต๊าปปลายเฉียง (Spiral point tap) — ตัวเลือกแรกสำหรับรูทะลุ

ดอกต๊าปปลายเฉียงมีร่องตรงตามลำตัว แต่ที่ปลายช่วงมุมนำจะเจียระไนปาดเป็นมุมเฉียงกับแกน เมื่อดอกต๊าปหมุนตัด มุมปาดนี้จะบังคับให้เศษม้วนและพุ่งออกไปด้านหน้าของปลายดอกต๊าป เหมือนปืนยิงเศษออกไป จึงมักเรียกว่า Gun tap

  • แกนกลาง (Core diameter) ใหญ่และแข็งแรงที่สุดในกลุ่มต๊าปตัด เพราะเศษถูกส่งออกไปข้างหน้าทั้งหมด ร่องตามลำตัวจึงตื้นได้ มีหน้าที่เพียงให้น้ำหล่อเย็นไหลผ่าน ดอกต๊าปชนิดนี้จึงรับแรงบิดและต๊าปด้วยความเร็วตัดสูงได้ดีที่สุด
  • ห้ามใช้กับรูตันทั่วไป เพราะเศษที่ถูกดันลงไปจะอัดแน่นอยู่ที่ก้นรู จนปลายดอกต๊าปชนกองเศษและหักก่อนถึงความลึกที่โปรแกรมสั่ง ใช้กับรูตันได้เฉพาะกรณีที่รูเจาะนำลึกกว่าความลึกต๊าปมากพอที่จะรับกองเศษทั้งหมดได้

2. ดอกต๊าปร่องเกลียว (Spiral flute tap) — ตัวเลือกหลักสำหรับรูตัน

ดอกต๊าปร่องเกลียวมีร่องคายเศษบิดเป็นเกลียวเวียนขวา (สำหรับเกลียวขวา) เมื่อหมุนตามเข็มนาฬิกาลงรู ร่องเกลียวจะเกี่ยวและลำเลียงเศษสวนทางขึ้นมาออกที่ปากรู ก้นรูตันจึงสะอาดตลอดเวลา

  • ร่องลึกกว่า แกนกลางจึงเล็กกว่า เพื่อเปิดพื้นที่ให้เศษไหลผ่านขึ้นมาได้ ความแข็งแรงต้านแรงบิดจึงน้อยกว่าดอกต๊าปปลายเฉียง และต้องใช้ความเร็วตัดต่ำกว่าเล็กน้อย
  • มุมบิดของร่องเกลียว (Helix angle) มีให้เลือกตามความเหนียวของวัสดุและความลึกรู:
    • มุมบิดต่ำ (ประมาณ 15°–25°) แกนกลางแข็งแรง เหมาะกับรูตันตื้น (ไม่เกิน 1.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง) หรือวัสดุที่ค่อนข้างแข็งและเศษไม่ยาวนัก เช่น เหล็กกล้าชุบแข็งและอบคืนตัว หรือเหล็กหล่อเหนียว
    • มุมบิดปานกลางถึงสูง (ประมาณ 35°–45°) เป็นแบบที่ใช้ทั่วไปในโรงงาน ดึงเศษขึ้นจากรูตันลึกปานกลาง (ถึงประมาณ 2–2.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง) ในเหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าผสม และสเตนเลสได้ดี
    • มุมบิดสูงมาก (ประมาณ 45°–50°) คมตัดเฉือนนุ่มและดึงเศษขึ้นเร็วที่สุด เหมาะกับวัสดุที่เหนียวและติดคมตัดง่าย เช่น อะลูมิเนียม ทองแดง และเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำในรูลึก
  • ระวังตอนถอยกลับในรูที่มีร่องขวาง ถ้ารูเกลียวมีรูอื่นหรือร่องลิ่มตัดขวาง คมตัดด้านหลังของร่องเกลียวอาจเกี่ยวกับขอบรูขณะหมุนถอยออกจนคมบิ่น

3. ดอกต๊าปร่องตรง (Straight flute tap)

ดอกต๊าปร่องตรงมีร่องขนานกับแกน ไม่มีแรงช่วยผลักเศษขึ้นหรือลง เศษทั้งหมดจึงต้องแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ และกองอยู่ในร่องระหว่างต๊าป

  • บนเครื่อง CNC นิยมใช้ดอกต๊าปร่องตรง (มักทำจากคาร์ไบด์หรือ HSS-E เคลือบผิว) กับ เหล็กหล่อเทา (FC) และทองเหลืองที่เศษแตกเป็นผงร่วน เพราะคมตัดของร่องตรงมีมุมคาย (Rake angle) เล็กหรือเป็นศูนย์ จึงแข็งแรงและไม่บิ่นง่ายเมื่อตัดวัสดุเปราะ ถ้านำไปต๊าปเหล็กเหนียว เศษยาวจะม้วนอัดเต็มร่องภายในไม่กี่เกลียว
  • ในงานต๊าปด้วยมือ (Hand tapping) ดอกต๊าปมือเกือบทั้งหมดเป็นแบบร่องตรง และจัดเป็นชุด 3 ตัว (Taper, Plug, Bottoming) ตามความยาวช่วงมุมนำเพื่อแบ่งภาระการตัดและช่วยตั้งศูนย์ ดูรายละเอียดในหัวข้อ ช่วงมุมนำ: Taper, Plug และ Bottoming tap ด้านล่าง

ดอกต๊าปรีดเกลียว (Forming tap)

ดอกต๊าปรีดเกลียวไม่มีคมตัดและไม่มีร่องคายเศษ รอบลำตัวมีลักษณะเป็นเหลี่ยมมน (Lobes) เมื่อหมุนลงในรู ยอดเหลี่ยมจะกดผนังรูด้วยแรงที่สูงกว่าความเค้นครากของวัสดุ เนื้อวัสดุจึง เปลี่ยนรูปถาวร (Plastic deformation) และไหลขึ้นไปเติมช่องว่างของฟันดอกต๊าป กลายเป็นยอดเกลียวใน หลักการเดียวกับการขัดอัดผิวรู (Burnishing)

ต๊าปตัด (Cutting tap) — M10×1.5รูเจาะนำ Ø8.5 มม. · เฉือนเนื้อออกเป็นเศษรูเจาะ Ø8.5โคน Ø10.0เนื้อที่ถูกเฉือนออกเป็นเศษแนวเกรนโลหะถูกตัดขาดที่ผิวเกลียวต๊าปรีดเกลียว (Forming tap) — M10×1.5รูเจาะนำ Ø9.25–9.3 มม. · กดเนื้อให้ไหลขึ้นเป็นยอดรูเจาะ Ø9.3ยอดเกลียวโคน Ø10.0ร่องยุบเล็กน้อยที่ยอดเกลียว (ปกติ)แนวเกรนต่อเนื่องและอัดแน่น รับแรงดึงสูงกว่า
เปรียบเทียบหน้าตัดฟันเกลียวและขนาดรูเจาะนำของ M10×1.5 (ไม่ตามมาตราส่วน) ซ้าย ดอกต๊าปตัดเริ่มจากรูเจาะนำ Ø8.5 มม. ที่ระดับยอดเกลียวใน แล้วเฉือนเนื้อวัสดุออกเป็นเศษจนถึงโคนเกลียว แนวเกรนโลหะจึงถูกตัดขาด ขวา ดอกต๊าปรีดเริ่มจากรูเจาะนำ Ø9.25 ถึง 9.3 มม. ซึ่งอยู่กึ่งกลางความสูงฟันเกลียว ลอนของดอกต๊าปกดเนื้อครึ่งล่างให้ไหลขึ้นไปเป็นยอดเกลียวครึ่งบน แนวเกรนจึงต่อเนื่องและอัดแน่น โดยยอดเกลียวจะมีร่องยุบเล็กน้อยตรงกลาง ถ้าเจาะรูนำเล็กเท่าต๊าปตัด เนื้อจะล้นและดอกต๊าปรีดจะหักทันที

ข้อดีและข้อจำกัดของดอกต๊าปรีดเทียบกับดอกต๊าปตัด

  • ไม่มีเศษตัดกวนใจ ตัดปัญหาเศษอัดก้นรูตัน เศษพันตัวจับ หรือเศษตกค้างในชิ้นงานที่ล้างออกยาก จึงเหมาะอย่างยิ่งกับรูตันลึกและสายการผลิตอัตโนมัติ
  • ดอกต๊าปแข็งแรงมาก เพราะไม่ต้องเซาะร่องคายเศษ แกนกลางจึงตันและหนา มีเพียงร่องน้ำมัน (Oil groove) เล็ก ๆ ตามยาวหรือรูน้ำหล่อเย็นทะลุกลาง โอกาสหักในรูจึงน้อยกว่าดอกต๊าปตัดมาก โดยเฉพาะในเกลียวขนาดเล็กอย่าง M2 ถึง M6
  • เกลียวแข็งแรงกว่าและผิวเรียบเงา แนวเกรนของโลหะไม่ถูกตัดขาดแต่ไหลอัดแน่นไปตามรูปร่างฟันเกลียว พร้อมเกิดการแข็งตัวจากการขึ้นรูปเย็น เกลียวที่ได้จึงรับแรงดึงและทนความล้าได้สูงกว่าเกลียวตัด
  • ใช้ได้เฉพาะวัสดุที่เหนียวพอ ความยืดตัว (Elongation) ไม่ต่ำกว่าประมาณ 10% และความแข็งไม่เกินประมาณ 35 HRC เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำถึงปานกลาง สเตนเลส 304/316 อะลูมิเนียมรีด ทองแดง และทองเหลืองเหนียว ห้ามใช้กับเหล็กหล่อเทา อะลูมิเนียมหล่อที่มีซิลิคอนสูงแต่เปราะ หรือเหล็กชุบแข็ง เพราะเนื้อจะแตกร่อนแทนที่จะไหล
  • ยอดเกลียวมีร่องยุบตรงกลาง (Split crest) เนื่องจากเนื้อโลหะถูกเบียดขึ้นมาจากสองข้างของฟัน ยอดเกลียวในจึงมีรอยบุ๋มเป็นรูปถ้วยตื้น ๆ ซึ่งเป็นลักษณะปกติตามธรรมชาติของเกลียวรีดและผ่านมาตรฐานการใช้งาน (แต่ในงานการบินหรืออาหารบางประเภทที่ห้ามมีร่องเก็บคราบอาจไม่อนุญาต)
  • ต้องการการหล่อลื่นสูงมากและรูเจาะนำที่แม่นยำ แรงเสียดทานและแรงบิดในการรีดสูงกว่าการตัด 2–3 เท่า ต้องใช้น้ำมันตัดกลึงหรือน้ำหล่อเย็นที่มีสารรับแรงกดสูง (EP additive) ความเข้มข้นไม่ต่ำกว่าประมาณ 8%–12%

ช่วงมุมนำ (Chamfer): Taper, Plug และ Bottoming tap

ที่ปลายด้านหน้าของดอกต๊าปทุกชนิด ยอดฟันจะถูกเจียระไนปาดเรียวลงเป็น ช่วงมุมนำ (Lead-in หรือ Chamfer) เพื่อให้ฟันค่อย ๆ กินเนื้อจากเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะนำขยายออกจนถึงความลึกเกลียวเต็มขนาด ฟันเกลียวในรูจะสมบูรณ์ได้ก็ต่อเมื่อส่วนที่พ้นช่วงมุมนำไปแล้วเคลื่อนผ่าน

การเรียกชื่อตามความยาวของช่วงมุมนำแบ่งออกเป็น 3 แบบหลัก ซึ่งใช้ทั้งใน ดอกต๊าปมือเป็นชุด 3 ตัว (Hand tap set) และเป็นรหัสรูปแบบช่วงมุมนำตามมาตรฐาน DIN (Form A ถึง E) ของดอกต๊าปเครื่อง:

1. Taper tapตัวที่ 1 (ดอกเรียว)มุมนำ 8–10 เกลียว (~4°)1 ขีดเกลียวเต็มมุมนำ8Pปากรู Z08–10 ฟันแบ่งตัด · ตั้งศูนย์ตรงง่ายเริ่มนำร่องตัวแรก หรือต๊าปรูทะลุ(DIN Form A)2. Plug tapตัวที่ 2 (ดอกกลาง)มุมนำ 3.5–5 เกลียว (~9°)2 ขีดเกลียวเต็มมุมนำ4Pปากรู Z04–5 ฟันช่วยตัด · แรงบิดปานกลางต๊าปต่อจากตัวแรก หรือรูทะลุตัวเดียวจบ(DIN Form B / D)3. Bottoming tapตัวที่ 3 (ดอกตาม)มุมนำ 1–2 เกลียว (~20°–30°)ไม่มีขีดเกลียวเต็มมุมนำ 1.5Pปากรู Z01–2 ฟันรับภาระหนัก · ห้ามใช้เป็นตัวแรกเก็บเกลียวก้นรูตันต่อจากตัวที่ 2(DIN Form C / E)
เปรียบเทียบความยาวช่วงมุมนำของดอกต๊าปทั้งสามแบบเมื่อลงไปถึงก้นรูตันที่ความลึกเท่ากัน เส้นประสีส้มคือแนวเรียวที่ปาดยอดฟันในช่วงมุมนำ ซ้าย (Taper tap / ตัวแรก) ช่วงมุมนำยาว 8–10 เกลียว ปลายดอกต๊าปเรียวเล็กกว่ารูเจาะนำจึงตั้งศูนย์เข้ารูได้ตรงและใช้แรงบิดต่ำเพราะมีหลายฟันช่วยกันตัด แต่ถ้าใช้ในรูตันจะเหลือช่วงเกลียวไม่สมบูรณ์ยาวมาก กลาง (Plug tap / ตัวที่สอง) ช่วงมุมนำ 3.5–5 เกลียว ใช้ต๊าปต่อจากตัวแรกหรือต๊าปรูทะลุตัวเดียวจบ ขวา (Bottoming tap / ตัวที่สาม) ช่วงมุมนำสั้นเพียง 1–2 เกลียว ทำเกลียวเต็มขนาดได้เกือบถึงก้นรูตัน แต่ฟันแรกรับภาระหนักมาก จึงต้องใช้ตามหลังตัวที่ 1 และ 2 เท่านั้น
เปรียบเทียบ Taper tap, Plug tap และ Bottoming tap ตามความยาวช่วงมุมนำ
ชื่อเรียก / ลำดับในชุดต๊าปมือ รหัส DIN เทียบเท่า ความยาวช่วงมุมนำ (จำนวนเกลียว) มุมเรียวต่อข้างโดยประมาณ ขีดบอกลำดับบนก้าน (ISO) ลักษณะการตัดและการใช้งาน
1. Taper tap (ตัวแรก / ดอกเรียว) Form A (5–8P) 7 ถึง 10 เกลียว (ต๊าปมือ), 5 ถึง 8P (Form A) ~4° – 5° 1 ขีด ปลายเรียวเล็กกว่ารูเจาะนำ จึงสวมเข้ารูและตั้งศูนย์ให้ตรงแนวแกนได้ง่ายที่สุด แบ่งภาระการตัดให้ 7–10 ฟันช่วยกันกินเนื้อทีละน้อย แรงบิดต่ำ ใช้เป็นตัวเริ่มนำร่องในงานต๊าปมือ หรือต๊าปรูทะลุในวัสดุแข็ง
2. Plug tap หรือ Second tap (ตัวที่สอง / ดอกกลาง) Form B (3.5–5P), Form D (3.5–5P) 3.5 ถึง 5 เกลียว ~8° – 10° 2 ขีด ช่วงมุมนำปานกลาง ในงานต๊าปมือใช้เดินตามหลังตัวแรกในรูตัน หรือใช้ต๊าปตัวเดียวจบในรูทะลุและวัสดุทั่วไป ส่วนในดอกต๊าปเครื่องปลายเฉียง (Gun tap) จะใช้ความยาวช่วงมุมนำระดับนี้เป็นมาตรฐาน
3. Bottoming tap (ตัวที่สาม / ดอกตาม) Form C (2–3P), Form E (1.5–2P) 1 ถึง 2 เกลียว (ต๊าปมือ), 1.5 ถึง 3P (ต๊าปเครื่อง) ~15° – 25° ไม่มีขีด (หรือ 3 ขีดบางยี่ห้อ) ช่วงมุมนำสั้นมากเพื่อทำเกลียวให้เต็มขนาดจนเกือบถึงก้นรูตัน ในงานต๊าปมือ ห้ามใช้ตัวที่ 3 เริ่มต๊าปนำร่องเป็นตัวแรก เพราะฟันแรกต้องกินเนื้อเกือบเต็มความลึกเกลียวทันที จะตั้งศูนย์เอียง ปีนเกลียว หรือหักง่าย ต้องใช้เก็บเกลียวก้นรูตันหลังจากเดินตัวที่ 1 และ 2 แล้วเท่านั้น

รูปแบบช่วงมุมนำตามมาตรฐาน DIN 2197 (Form A ถึง E)

สำหรับดอกต๊าปเครื่อง (Machine tap) แค็ตตาล็อกเครื่องมือและมาตรฐาน DIN 2197 (สำหรับต๊าปตัด) และ DIN 2175 (สำหรับต๊าปรีด) จะระบุรูปแบบช่วงมุมนำด้วยตัวอักษร Form A ถึง Form E ซึ่งมีความหมายและลักษณะการใช้งานต่างกันดังนี้:

รหัส DIN ความยาวช่วงมุมนำ มุมเรียวต่อข้าง ลักษณะคมตัดและร่องคายเศษ ลักษณะรูที่เหมาะสม วัตถุประสงค์และการใช้งาน
Form A 5 – 8 เกลียว (ยาว) ~5° ร่องตรง ไม่มีปลายเฉียง รูทะลุสั้น เหมาะกับงานต๊าปมือตัวแรก หรือรูทะลุในวัสดุแข็งเพื่อลดแรงบิดตัด
Form B 3.5 – 5 เกลียว (ปานกลาง) ~8° – 10° ร่องตรง มีปลายเฉียง (Spiral point / Gun nose) รูทะลุ (Through hole) มาตรฐานหลักของรูทะลุ ปลายเฉียงช่วยผลักเศษพุ่งไปข้างหน้าไม่ให้พันร่อง
Form C 2 – 3 เกลียว (สั้น) ~15° ร่องตรง หรือ ร่องเลื้อยขวา (Spiral flute) รูตัน (Blind hole) และรูทะลุ รูปแบบอเนกประสงค์ที่สุด ร่องเลื้อยดึงเศษขึ้นปากรู ป้องกันเศษอัดก้นรูตัน
Form D 3.5 – 5 เกลียว (ปานกลาง) ~8° – 10° ร่องตรง หรือร่องเลื้อยซ้าย ไม่มีปลายเฉียง รูทะลุ หรือรูตันลึกที่มีระยะเผื่อก้นรูมาก ดอกต๊าปมือตัวที่สอง (Plug) หรือต๊าปเครื่องในวัสดุที่เศษเปราะแตกตัวง่าย
Form E 1.5 – 2 เกลียว (สั้นพิเศษ) ~23° ร่องเลื้อยขวา หรือร่องตรง รูตันที่ก้นรูตื้นมาก (Bottoming) ทำเกลียวเต็มขนาดได้ชิดก้นรูที่สุด แต่ฟันแรกรับแรงบิดสูงและสึกเร็วกว่า Form C

ข้อควรจำหน้างานเกี่ยวกับ Taper, Plug และ Bottoming tap:

  • วิธีดูลำดับของดอกต๊าปมือในชุด นอกจากเทียบความยาวส่วนเรียวที่ปลายด้วยตาเปล่าแล้ว ดอกต๊าปตามมาตรฐาน ISO/DIN จะมี วงแหวนขีดรอบก้าน (Ring mark) อยู่ใกล้คอมีด คือ 1 ขีด = ตัวแรก (Taper), 2 ขีด = ตัวที่สอง (Plug/Second) และ ไม่มีขีด = ตัวที่สาม (Bottoming) (ส่วนชุดต๊าปมาตรฐาน JIS ของญี่ปุ่นบางยี่ห้อแบ่งภาระด้วยการทำขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์ของตัวที่ 1 และ 2 ให้เล็กกว่าขนาดจริง แล้วให้ตัวที่ 3 ตัดเก็บผิวเต็มขนาดครบ 100%)
  • บนเครื่อง CNC ไม่ต้องต๊าปไล่ 3 ตัวเหมือนต๊าปมือ เพราะสปินเดิลของเครื่องจักรตั้งฉากกับรูและป้อนตามระยะพิตช์แม่นยำอยู่แล้ว ดอกต๊าปเครื่องจึงต๊าปจบในตัวเดียว โดยเลือกความยาวช่วงมุมนำให้เหมาะกับรู:
    • รูทะลุ ใช้ดอกต๊าปปลายเฉียงที่มีช่วงมุมนำระดับ Plug (Form B: 3.5–5 เกลียว) เพื่อให้หลายฟันช่วยกันตัด อายุการใช้งานของดอกต๊าปจะยาวที่สุด
    • รูตันทั่วไป ใช้ดอกต๊าปร่องเกลียวหรือดอกต๊าปรีดที่มีช่วงมุมนำระดับ กึ่ง Bottoming (Form C: 2–3 เกลียว)
    • รูตันที่ก้นรูตื้นมาก ใช้ช่วงมุมนำสั้นพิเศษ Bottoming (Form E: 1.5–2 เกลียว) เฉพาะเมื่อแบบงานบังคับให้เกลียวสมบูรณ์ลงไปชิดก้นรู เพราะฟันสองเกลียวแรกต้องรับภาระหนักทั้งหมด ดอกต๊าป Form E จึงสึกเร็วกว่า Form C

ในตัวอย่างเกลียว M10×1.5 ระยะพิตช์ P=1.5P = 1.5 มม.:

  • Taper tap (8 เกลียว) มีช่วงมุมนำยาว 8×1.5=12.08 \times 1.5 = 12.0 มม.
  • Plug tap / Form B (4 เกลียว) มีช่วงมุมนำยาว 4×1.5=6.04 \times 1.5 = 6.0 มม.
  • Bottoming / Form C (2.5 เกลียว) มีช่วงมุมนำยาว 2.5×1.5=3.752.5 \times 1.5 = 3.75 มม.
  • Bottoming สั้นพิเศษ / Form E (1.5 เกลียว) มีช่วงมุมนำยาว 1.5×1.5=2.251.5 \times 1.5 = 2.25 มม.

หากนำดอกต๊าปแบบ Plug (Form B) ไปต๊าปรูตัน ช่วงท้ายของรูกว่า 6–7 มม. จะได้เกลียวไม่เต็มขนาด สกรูจะขันลงไปติดก่อนถึงความลึกที่ต้องการ

เตรียมรูก่อนต๊าป

1. ขนาดรูเจาะนำ: ต๊าปตัดและต๊าปรีดใช้คนละขนาด

ความผิดพลาดหน้างานที่ทำให้ดอกต๊าปหักบ่อยที่สุดคือ ใช้ขนาดรูเจาะนำของต๊าปตัดกับดอกต๊าปรีด

  • สำหรับดอกต๊าปตัด (Cutting tap) รูเจาะนำคือเส้นผ่านศูนย์กลางยอดเกลียวใน คำนวณอย่างเร็วสำหรับเกลียวเมตริก 6H ได้จาก Ddrill, cut≈D−PD_{\text{drill, cut}} \approx D - P สำหรับ M10×1.5 ได้ 10−1.5=8.5 มม.10 - 1.5 = \mathbf{8.5\text{ มม.}} (คิดเป็นความสูงฟันเกลียวประมาณ 90% ตามฐาน JIS B 1004 หรือประมาณ 77% ของความสูงเกลียวใช้งาน H1H_1) ในวัสดุที่เหนียวและแข็งมาก เช่น สเตนเลสหรือไทเทเนียม อาจขยับดอกสว่านขึ้นเป็น Ø8.6 มม. เพื่อลดแรงบิด โดยขนาดรูยังอยู่ในเกณฑ์พิกัดความเผื่อ 6H (8.376 ถึง 8.676 มม.)
  • สำหรับดอกต๊าปรีด (Forming tap) รูเจาะนำต้องอยู่ประมาณกึ่งกลางความสูงฟันเกลียว เพื่อให้ปริมาตรเนื้อที่ถูกกดลงพอดีกับปริมาตรยอดเกลียวที่ดันขึ้น คำนวณโดยประมาณได้จาก Ddrill, form≈D−0.45 PD_{\text{drill, form}} \approx D - 0.45 \, P สำหรับ M10×1.5 ได้ 10−(0.45×1.5)=9.32510 - (0.45 \times 1.5) = 9.325 มม. ในทางปฏิบัติใช้ดอกสว่านคาร์ไบด์ Ø9.25 หรือ Ø9.3 มม. ตามตารางของผู้ผลิตดอกต๊าป
เปรียบเทียบข้อกำหนดรูเจาะนำระหว่างดอกต๊าปตัดและดอกต๊าปรีดสำหรับ M10×1.5
รายการเปรียบเทียบ (ตัวอย่าง M10×1.5 6H) ดอกต๊าปตัด (Cutting tap) ดอกต๊าปรีด (Forming tap)
ขนาดรูเจาะนำมาตรฐาน Ø8.5 มม. Ø9.25 – 9.3 มม.
พิกัดความเผื่อของรูเจาะนำ กว้างได้พอสมควร (คุมตามเกณฑ์ยอดเกลียวใน 6H) ต้องแคบ (ประมาณ ±0.02 ถึง ±0.03 มม.) แนะนำให้ใช้ดอกสว่านคาร์ไบด์หรือรีมก่อน
ถ้ารูเจาะนำเล็กเกินไป แรงบิดสูงขึ้น ยอดเกลียวแหลมคม เนื้อวัสดุไม่มีที่ไป ล้นอัดดอกต๊าปจนบิดขาดทันที
ถ้ารูเจาะนำใหญ่เกินไป ฟันเกลียวตื้น รับแรงดึงได้น้อยลง รูในอาจโตเกินพิกัด (เกจด้าน No-go สวมผ่าน) ยอดเกลียวไหลขึ้นไม่เต็ม เกิดร่องยุบที่ยอดเกลียวลึกเกินกำหนด

ดูตารางขนาดรูเจาะนำของเกลียวขนาดอื่นได้ที่ ตารางเกลียวเมตริกหยาบ ตารางเกลียวเมตริกละเอียด และคำนวณตามเปอร์เซ็นต์ความสูงเกลียวได้ที่ เครื่องคำนวณขนาดรูเจาะนำก่อนต๊าป

2. การคำนวณความลึกสำหรับรูเกลียวตัน

ในรูตัน แบบงานจะกำหนด ความลึกของเกลียวสมบูรณ์ เช่น M10×1.5 ลึก 20 ผู้เขียนโปรแกรมต้องบวกความยาวช่วงมุมนำของดอกต๊าป และเผื่อระยะปลอดภัยที่ก้นรูเจาะนำเสมอ

Z0 (ปากรู)เกลียวสมบูรณ์ 20 มม.มุมนำ 3.75 มม.ปลายต๊าป Z−24.0เผื่อ 2 มม.รูเจาะนำ Ø8.5 ลึกเต็มขนาด 26 มม.+ ระยะปลายสว่าน 2.55 (118°)ปลายสุด Z−28.55
การเผื่อความลึกในรูเกลียวตัน M10×1.5 ที่แบบกำหนดเกลียวสมบูรณ์ลึก 20 มม. ดอกต๊าปร่องเกลียวมีช่วงมุมนำ 2.5 เกลียว (3.75 มม.) ปลายดอกต๊าปจึงต้องลงไปที่ Z−24.0 มม. รูเจาะนำ Ø8.5 มม. ต้องลึกกว่าปลายดอกต๊าปอย่างน้อย 2 มม. คือลึก 26 มม. และเมื่อบวกระยะปลายสว่าน 118° อีก 2.55 มม. คำสั่งเจาะต้องลงไปถึง Z−28.55 มม.

ลำดับการคิดเลขสำหรับ M10×1.5 เกลียวสมบูรณ์ลึก 20 มม. เมื่อใช้ดอกต๊าปร่องเกลียว Form C (ช่วงมุมนำ 2.5 เกลียว) และดอกสว่าน Ø8.5 มม. มุมปลาย 118°:

  1. ความลึกที่ปลายดอกต๊าปต้องลงไป (ZtapZ_{\text{tap}}) ความลึกเกลียวสมบูรณ์+ช่วงมุมนำ=20+(2.5×1.5)=23.75 มม.→ใช้ Z−24.0\text{ความลึกเกลียวสมบูรณ์} + \text{ช่วงมุมนำ} = 20 + (2.5 \times 1.5) = 23.75\text{ มม.} \rightarrow \text{ใช้ } \mathbf{Z-24.0}
  2. ความลึกรูเจาะนำส่วนที่เต็มขนาด (Ldrill, fullL_{\text{drill, full}}) ต้องลึกกว่าปลายดอกต๊าปอย่างน้อยประมาณ 1.5 ถึง 2 เกลียว (2 ถึง 3 มม.) เพื่อกันปลายดอกต๊าปชนบ่าก้นรู และเผื่อความคลาดเคลื่อนของความลึก 24.0+2.0=26.0 มม.24.0 + 2.0 = \mathbf{26.0\text{ มม.}}
  3. ความลึกปลายดอกสว่านในโปรแกรม (ZdrillZ_{\text{drill}}) บวกระยะปลายสว่าน 118° (Drill point length) ซึ่งเท่ากับประมาณ 0.3×D=0.3×8.5=2.550.3 \times D = 0.3 \times 8.5 = 2.55 มม. 26.0+2.55=28.55 มม.→เขียนในโปรแกรม Z−28.626.0 + 2.55 = \mathbf{28.55\text{ มม.}} \rightarrow \text{เขียนในโปรแกรม } \mathbf{Z-28.6}

สำหรับ รูทะลุ ในแผ่นงานหนา 20 มม. ที่ใช้ดอกต๊าปปลายเฉียง Form B (ช่วงมุมนำ 4.5 เกลียว = 6.75 มม.) ปลายดอกต๊าปต้องทะลุพ้นผิวล่างของชิ้นงานออกไปอย่างน้อยเท่ากับช่วงมุมนำ บวกเผื่ออีก 1–2 เกลียว คือ 20+6.75+2.25=29.0 มม.20 + 6.75 + 2.25 = \mathbf{29.0\text{ มม.}} (Z−29.0\mathbf{Z-29.0})

3. ลบมุมปากรูก่อนต๊าป

ควรผายปากหรือลบมุมปากรู (Chamfer) ด้วยดอกนำศูนย์ 90° ให้ได้เส้นผ่านศูนย์กลางโตกว่าขนาดระบุของเกลียวเล็กน้อย เช่น M10 ลบมุมให้ได้ Ø10.5 ถึง Ø11.0 มม. ก่อนต๊าปเสมอ การลบมุมช่วยให้ดอกต๊าปตั้งศูนย์เข้ารูได้ตรงและป้องกันไม่ให้ฟันเกลียวแรกถูกดันปลิ้นขึ้นมาเป็นครีบเหนือผิวหน้างาน โดยเฉพาะดอกต๊าปรีดที่เบียดเนื้อออกด้านข้างมาก

การอ่านชั้นพิกัดความเผื่อบนตัวดอกต๊าป

แม้จะต๊าปเกลียวใน 6H เหมือนกัน แต่ผู้ผลิตดอกต๊าปมีชั้นขนาดของดอกต๊าปให้เลือกตามมาตรฐานที่โรงงานใช้อ้างอิง ซึ่งพิมพ์อยู่บนก้านดอกต๊าป:

รหัสชั้นพิกัดความเผื่อบนก้านดอกต๊าปตามมาตรฐานต่าง ๆ
มาตรฐาน รหัสบนก้านดอกต๊าปที่พบบ่อย ความหมายและการเลือกใช้
ISO / DIN ISO2 (6H) สำหรับรูเกลียวทั่วไป 6H เป็นขนาดที่ใช้มากที่สุด
ISO3 (6G) หรือ 6H+0.1 โตกว่าปกติ สำหรับวัสดุที่หดตัวหลังต๊าป หรือชิ้นงานที่ต้องนำไปชุบผิวหรือชุบสังกะสีหลังต๊าป
ISO1 (4H) สำหรับงานสวมเกลียวละเอียดที่ต้องการช่องว่างน้อย
JIS (ญี่ปุ่น) OH2, OH3, OH4 (Over H limit) แต่ละขั้นกว้าง 0.02 มม. จากเส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์พื้นฐาน สำหรับ M10×1.5 6H มักใช้ OH3 หรือ OH4 โดยดอกต๊าปรีดมักใช้ค่า OH สูงกว่าดอกต๊าปตัด 1 ขั้นเพื่อชดเชยการคืนตัวของเนื้อวัสดุ
ANSI (อเมริกัน) GH1, GH2, GH3… (หรือ D3, D4, D5) แต่ละขั้นกว้าง 0.0005 นิ้ว (0.0127 มม.) เลือกตามตารางแปลงเป็น 6H หรือ 2B ในแคตตาล็อก

หากต๊าปในวัสดุที่ยืดหยุ่นและดีดตัวกลับมาก เช่น ไทเทเนียม สเตนเลส หรือพลาสติกวิศวกรรม แล้วตรวจด้วยปลั๊กเกจเกลียวด้านเข้า (Go) พบว่าคับ ให้เปลี่ยนไปใช้ดอกต๊าปที่มีเลข OH หรือ GH สูงขึ้นหนึ่งขั้น (หรือรุ่น Oversize)

การจับยึดและค่าตัดเริ่มต้นบนเครื่อง CNC

ตัวจับดอกต๊าปและโหมดการต๊าป

บนเครื่อง Machining center และ Turning center ที่ใช้คำสั่ง G84 (ดูรายละเอียดในบทที่ 15 ของบทเรียนการเขียนโปรแกรม CNC) อัตราป้อนต้องสัมพันธ์กับความเร็วรอบอย่างแม่นยำตามสูตร

F (มม./นาที)=S (รอบ/นาที)×P (มม.)F\text{ (มม./นาที)} = S\text{ (รอบ/นาที)} \times P\text{ (มม.)}

สำหรับตัวอย่าง M10×1.5 ที่ความเร็วรอบ S=400S = 400 รอบ/นาที จะต้องใช้ F=400×1.5=600 มม./นาทีF = 400 \times 1.5 = \mathbf{600\text{ มม./นาที}}

  • การต๊าปแบบซิงโครไนซ์ (Rigid tapping) เครื่องควบคุมมุมหมุนของสปินเดิลกับแกน Z ให้ตรงกันทุกขณะ แต่ในจังหวะที่สปินเดิลเบรกและกลับทิศที่ก้นรู จะยังมีคลาดเคลื่อนระดับไมโครเมตรเกิดขึ้นเสมอ
    • หากจับด้วย คอลเล็ตธรรมดา (ER collet) ที่แข็งทื่อ แรงดึง-อัดตามแนวแกนตอนกลับทิศจะตกอยู่ที่ฟันดอกต๊าปทั้งหมด ทำให้ฟันสึกเร็วหรือบิ่น
    • แนะนำให้ใช้ ด้ามจับต๊าปสำหรับ Rigid tapping โดยเฉพาะ (Synchro tap holder หรือ Micro-compensation holder) ซึ่งมียางอีลาสโตเมอร์หรือสปริงแข็งที่ให้ตัวตามแนวแกนได้เล็กน้อย (ประมาณ ±0.5 มม.) เพื่อซับแรงกระแทกที่ก้นรู ทำให้อายุของดอกต๊าปยาวขึ้น 2–3 เท่า
  • ตัวจับต๊าปที่มีคลัตช์ตัดแรงบิด (Torque-limiting chuck) มีประโยชน์มากเมื่อต๊าปรูตันขนาดเล็กหรือวัสดุเหนียว เมื่อเศษติดหรือปลายต๊าปชนก้นรู คลัตช์จะฟรีทันทีก่อนที่ดอกต๊าปจะหักคาชิ้นงาน
  • ระดับ R เหนือผิวงาน ให้ตั้งระดับ R สูงกว่างานเจาะ คือประมาณ 3 ถึง 4 เท่าของระยะพิตช์ (เช่น R5. ถึง R8. สำหรับ M10×1.5) เพื่อให้แกน Z เร่งความเร็วได้เต็มที่และซิงโครไนซ์กับสปินเดิลนิ่งสนิทก่อนที่ปลายดอกต๊าปจะแตะปากรู

ขนาดก้านและหางสี่เหลี่ยมตามมาตรฐาน

ปลอกรัดต๊าปต้องตรงกับทั้งก้านกลมและหางสี่เหลี่ยมของดอกต๊าป ดอกต๊าปขนาดเกลียวเดียวกันแต่คนละมาตรฐานจึงใช้ปลอกแทนกันไม่ได้เสมอไป ค่าเขียนเป็น เส้นผ่านศูนย์กลางก้าน × ขนาดหางสี่เหลี่ยม หน่วยมิลลิเมตร คอลัมน์ ISO 529 คือแบบก้านเล็กกว่าเกลียว (Relieved shank) ซึ่งมาตรฐานนี้ยังมีแบบก้านเต็มขนาดถึง M10 ด้วย เช่น M6 ก้าน 6.3 × 5

ขนาดก้านและหางสี่เหลี่ยมของดอกต๊าป ISO 529:2017, JIS B 4430:1998 ภาคผนวก Type J และ DIN 376:1998 ส่วน DIN 371 มาจากตารางปลอกรัดของผู้ผลิต
ขนาดเกลียว ISO 529 JIS B 4430 Type J DIN 376 DIN 371 (ก้านโต)
M3 2.24 × 1.8 4 × 3.2 2.2 (ไม่มีหางเหลี่ยม) 3.5 × 2.7
M4 3.15 × 2.5 5 × 4 2.8 × 2.1 4.5 × 3.4
M5 4 × 3.15 5.5 × 4.5 3.5 × 2.7 6 × 4.9
M6 4.5 × 3.55 6 × 4.5 4.5 × 3.4 6 × 4.9
M8 6.3 × 5 6.2 × 5 6 × 4.9 8 × 6.2
M10 8 × 6.3 7 × 5.5 7 × 5.5 10 × 8
M12 9 × 7.1 8.5 × 6.5 9 × 7 –
M14 11.2 × 9 10.5 × 8 11 × 9 –
M16 12.5 × 10 12.5 × 10 12 × 9 –
M18 14 × 11.2 14 × 11 14 × 11 –
M20 14 × 11.2 15 × 12 16 × 12 –
M22 16 × 12.5 17 × 13 18 × 14.5 –
M24 18 × 14 19 × 15 18 × 14.5 –

JIS B 4430 ตัวหลักใช้ขนาดเดียวกับ ISO 529 ส่วนขนาดที่โรงงานญี่ปุ่นและไทยคุ้นเคยคือ Type J ในภาคผนวก ถ้าสั่งดอกต๊าปตาม JIS จึงควรตรวจว่าเป็นแบบใด

ช่วงความเร็วตัดเริ่มต้นโดยประมาณ

ตารางด้านล่างเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับดอกต๊าปเหล็กรอบสูงผสมโคบอลต์ (HSS-E / HSS-PM) ที่มีผิวเคลือบ ให้ตรวจสอบกับแคตตาล็อกของดอกต๊าปรุ่นที่ใช้เสมอ

ช่วงความเร็วตัดเริ่มต้นโดยประมาณของดอกต๊าป HSS-E
วัสดุชิ้นงาน ดอกต๊าปตัด HSS-E (ม./นาที) ดอกต๊าปรีด HSS-E (ม./นาที) สารหล่อลื่นและน้ำหล่อเย็นที่แนะนำ
เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและปานกลาง (เช่น S45C) 15 – 25 20 – 35 น้ำหล่อเย็นผสมน้ำความเข้มข้น 8%–10% หรือน้ำมันตัดกลึง
เหล็กกล้าผสม / ชุบแข็งและอบคืนตัว (≤ 35 HRC) 8 – 15 10 – 20 น้ำมันตัดกลึง หรือน้ำหล่อเย็นที่มีสาร EP เข้มข้น ≥ 10%
สเตนเลสออสเทนนิติก (304, 316) 6 – 12 10 – 18 น้ำมันต๊าปเกลียว หรือน้ำหล่อเย็นเข้มข้นสูง ห้ามต๊าปแห้ง
เหล็กหล่อเทา (FC) 15 – 30 (ร่องตรง) ห้ามใช้ น้ำหล่อเย็นผสมน้ำเพื่อชะล้างเศษผง
อะลูมิเนียมผสม 20 – 40 25 – 50 น้ำหล่อเย็นเข้มข้นสูงเพื่อป้องกันเนื้อพอกติดคมตัด

ในตัวอย่าง M10×1.5 ในเหล็ก S45C:

  • เลือกความเร็วตัดเริ่มต้น Vc=15V_c = 15 ม./นาที
  • ความเร็วรอบ S=1000×15π×10≈480 รอบ/นาทีS = \dfrac{1000 \times 15}{\pi \times 10} \approx \mathbf{480\text{ รอบ/นาที}}
  • อัตราป้อน F=480×1.5=720 มม./นาทีF = 480 \times 1.5 = \mathbf{720\text{ มม./นาที}}

การตรวจสอบรูเกลียว

การตรวจสอบรูเกลียวในงานผลิตตามมาตรฐานสากล (เช่น ISO 1502 หรือ JIS B 0251) ต้องใช้เกจแบบเข้า-ไม่เข้า (Go/No-go) 2 ชนิดควบคู่กันเสมอ ทั้งในงานต๊าปตัดและต๊าปรีด เนื่องจากเกจแต่ละชนิดทำหน้าที่ตรวจสอบขนาดคนละส่วนกัน:

1. ปลั๊กเกจเกลียว (Thread plug gauge)

ใช้ตรวจสอบ เส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์ (D2D_2) มุมเกลียว และระยะพิตช์ ตามชั้นพิกัดความเผื่อ เช่น M10×1.5 − 6H:

  • ด้านเข้า (Go): ตัวเกจมีความยาวเกลียวเต็มระยะ เพื่อตรวจสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (Maximum Material Limit) ตามมาตรฐาน ISO 1502 ข้อ 7.1.1 ได้แก่:
    1. เส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์เสมือน (Virtual pitch diameter): ตรวจขนาดพิตช์ (D2D_2) ควบคู่กับความถูกต้องของระยะพิตช์และมุมเอียงฟัน 60°
    2. ขีดจำกัดต่ำสุดของเส้นผ่านศูนย์กลางโตนอก (Dmin⁡D_{\min} / Major diameter): ตรวจว่าโคนเกลียวในไม่ตื้นเกินไป (หากดอกต๊าปสึกที่ยอดฟันจนตัดโคนเกลียวไม่ถึงเกณฑ์ เกจด้านเข้าจะขันติด) แต่ไม่ได้ตรวจขีดจำกัดสูงสุด (Dmax⁡D_{\max})
    3. ความลึกของเกลียวสมบูรณ์: ต้องหมุนเข้าด้วยมือได้คล่องตลอดความลึกที่แบบงานกำหนดโดยไม่ต้องออกแรงฝืน (หมายเหตุ: โคนฟันของปลั๊กเกจเกลียวด้านเข้าถูกเจียระไนปาดหลบไว้ จึงไม่สัมผัสและไม่ตรวจขนาดรูใน D1D_1)
  • ด้านไม่เข้า (No-go หรือ NOT GO): ตัวเกจมีความยาวเกลียวสั้น (มาตรฐาน ISO 1502 กำหนดให้มีความยาวเกลียวอย่างน้อย 3 รอบเกลียว) ปาดหลบยอดและโคนฟันเพื่อตรวจเฉพาะขนาดพิตช์สูงสุด เกณฑ์ตัดสินตาม ISO 1502 คือ เมื่อขันด้วยมือต้องหมุนเข้าได้ไม่เกิน 2 รอบเกลียว (หากอิงมาตรฐาน ASME B1.2 ของฝั่งอเมริกา ยอมให้เข้าได้ไม่เกิน 3 รอบ) หากหมุนเข้าได้ลึกกว่านั้น แสดงว่าเส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์หลวมเกินพิกัดความเผื่อ 6H

2. ปลั๊กเกจทรงกระบอก หรือพินเกจ (Plain plug gauge / Pin gauge)

ใช้ตรวจสอบ เส้นผ่านศูนย์กลางยอดเกลียวใน หรือขนาดรูใน (D1D_1 / Minor diameter)

หลายคนเข้าใจผิดว่าตรวจปลั๊กเกจเกลียวผ่านแล้วถือว่าเกลียวได้มาตรฐานครบถ้วน แต่ในความจริง ปลั๊กเกจเกลียวถูกปาดหลบที่ยอดฟันและโคนฟัน จึงไม่สามารถตรวจขนาดรูใน (D1D_1) ได้เลย หากไม่ใช้ปลั๊กเกจทรงกระบอกหรือพินเกจตรวจควบคู่กัน อาจปล่อยให้ชิ้นงานหลุดสเปกโดยไม่รู้ตัว:

  • สำหรับดอกต๊าปตัด (Cutting tap): หากดอกสว่านเจาะนำแกว่ง สว่านสึก หรือเลือกขนาดดอกสว่านผิด รูในอาจโตเกินพิกัด (D1D_1 โตเกิน) ทำให้ยอดเกลียวในเตี้ยและเกลียวตื้น รับแรงดึงได้น้อยกว่าที่วิศวกรคำนวณไว้ แม้ปลั๊กเกจเกลียวจะขันเข้าได้ปกติก็ตาม หรือหากมีเศษครีบพอกคมตัด รูในอาจเล็กเกินพิกัด
  • สำหรับดอกต๊าปรีด (Forming tap): รูในเกิดจากการรีดดันเนื้อโลหะให้ไหลขึ้นมา หากรูเจาะนำใหญ่เกินไป ยอดเกลียวจะขึ้นไม่เต็มและรูในจะโตเกินพิกัด หรือหากรูเจาะนำเล็กเกินไป ยอดเกลียวจะเบียดล้นทำให้รูในคับเกินไปและดอกต๊าปรับแรงอัดสูง

ตัวอย่างเกณฑ์ตรวจสอบขนาดรูใน M10×1.5 6H:

  • ขนาดรูในที่กำหนดตามมาตรฐาน ISO 965: 8.376 ถึง 8.676 มม.
  • ด้านเข้า (Go: Ø8.376 มม.): ต้องสวมผ่านตลอดความลึกของรูเกลียว ยืนยันว่ารูในไม่คับเกินไป
  • ด้านไม่เข้า (No-go: Ø8.676 มม.): ต้องไม่สามารถสวมเข้ารูได้ (หรือเข้าได้เฉพาะช่วงลบมุมปากรู) ยืนยันว่าเกลียวไม่ตื้นเกินเกณฑ์พิกัด 6H

ปัญหาที่พบบ่อยและวิธีแก้

ปัญหาที่พบบ่อยในการต๊าปเกลียว สาเหตุ และวิธีแก้
อาการที่พบหน้าเครื่อง สาเหตุที่เป็นไปได้ วิธีแก้
ดอกต๊าปหักคาในรูตันขณะเดินลง ใช้ดอกต๊าปปลายเฉียงกับรูตันจนเศษอัดก้นรู, รูเจาะนำตื้นเกินไปทำให้ปลายต๊าปชนก้นรู, หรือใช้ขนาดรูเจาะนำของต๊าปตัดกับดอกต๊าปรีด เปลี่ยนเป็นดอกต๊าปร่องเกลียวหรือต๊าปรีด, ตรวจความลึกของรูเจาะนำให้ลึกกว่าปลายต๊าปอย่างน้อย 2 มม., และตรวจขนาดดอกสว่านให้ตรงกับชนิดดอกต๊าป
ดอกต๊าปบิ่นหรือหักจังหวะหมุนถอยออก เศษยาวติดค้างระหว่างฟันด้านหลังของดอกต๊าปกับผนังเกลียว หรือสปินเดิลกับแกน Z ไม่ซิงโครไนซ์กันตอนกลับทิศ เปลี่ยนมุมบิดร่องเกลียวให้เหมาะกับวัสดุ, เพิ่มความเข้มข้นของน้ำหล่อเย็น, และใช้ด้ามจับแบบ Synchro ที่ซับแรงตามแนวแกนได้
ปลั๊กเกจเกลียวด้านไม่เข้า (No-go) ขันเข้าได้ (เกลียวหลวม) ดอกต๊าปแกว่งหนีศูนย์ (Runout), น้ำหล่อเย็นหล่อลื่นไม่พอจนเกิดเนื้อพอกติดคมตัด (BUE) ทำให้ตัดโตเกิน, หรือเลือกชั้น OH/ISO ของดอกต๊าปใหญ่เกินไป ตรวจการแกว่งของคอลเล็ต, เพิ่มความเข้มข้นน้ำหล่อเย็นเพื่อลดเนื้อพอกคมตัด, หรือเปลี่ยนดอกต๊าปเป็นชั้น ISO2 / OH ที่เล็กลง
ปลั๊กเกจเกลียวด้านเข้า (Go) ขันไม่เข้า (เกลียวคับ) คมตัดของดอกต๊าปสึก, วัสดุชิ้นงานยืดหยุ่นดีดตัวหดกลับหลังต๊าป, หรือตั้งอัตราป้อนไม่ตรงกับระยะพิตช์ เปลี่ยนดอกต๊าปตัวใหม่ หรือเปลี่ยนไปใช้ดอกต๊าปที่มีค่า OH / ชั้นพิกัดความเผื่อโตขึ้น (เช่น 6G หรือ Oversize)
ปลั๊กเกจเกลียวด้านเข้าขันได้แต่ติดก่อนถึงความลึกตามแบบ ลืมบวกความยาวช่วงมุมนำของดอกต๊าปในค่า Z ของโปรแกรม หรือเศษตกค้างอยู่ที่ก้นรู เพิ่มความลึกต๊าปเท่ากับความยาวช่วงมุมนำ (ตรวจสอบว่ารูเจาะนำลึกพอรับระยะที่เพิ่มด้วย) และเป่าล้างเศษก้นรู
ผิวเกลียวฉีกขาด เป็นขุย หรือเนื้อติดฟันต๊าป (Galling) การหล่อลื่นไม่เพียงพอ (พบบ่อยมากในสเตนเลส อะลูมิเนียม และดอกต๊าปรีด) หรือความเร็วตัดไม่เหมาะสม เพิ่มความเข้มข้นของน้ำหล่อเย็นเป็น 8%–12% หรือทาจาระบี/น้ำมันต๊าปโดยตรง และเลือกดอกต๊าปที่มีผิวเคลือบลดแรงเสียดทาน (เช่น TiCN, TiN หรือ CrN สำหรับอะลูมิเนียม)
ปากรูมีครีบเกลียวปลิ้นนูนขึ้นมาเหนือผิวหน้างาน ไม่ได้ลบมุมปากรูก่อนต๊าป (โดยเฉพาะเมื่อใช้ดอกต๊าปรีด) ลบมุมปากรูด้วยดอกนำศูนย์ 90° ให้โตกว่าขนาดระบุของเกลียวประมาณ 0.5–1.0 มม. ก่อนต๊าป

สรุป

  • เลือกดอกต๊าปตามลักษณะรูและชนิดของเศษเป็นอันดับแรก: รูทะลุ ใช้ดอกต๊าปปลายเฉียง (Spiral point) ที่ดันเศษไปข้างหน้าและมีแกนกลางแข็งแรงที่สุด รูตัน ใช้ดอกต๊าปร่องเกลียว (Spiral flute) ที่ดึงเศษย้อนขึ้นปากรู ส่วน วัสดุเศษร่วนสั้นอย่างเหล็กหล่อ ใช้ดอกต๊าปร่องตรง (Straight flute)
  • ดอกต๊าปรีดเกลียว (Forming tap) สร้างเกลียวด้วยการกดเนื้อให้ไหลขึ้นโดยไม่มีเศษตัด ดอกต๊าปจึงแข็งแรงและเกลียวรับแรงได้สูงกว่า แต่ใช้ได้เฉพาะวัสดุที่เหนียวพอ ต้องหล่อลื่นอย่างดี และ ต้องใช้รูเจาะนำที่ใหญ่กว่าต๊าปตัด (เช่น M10×1.5 ใช้ Ø9.25–9.3 มม. แทน Ø8.5 มม.)
  • ปลายดอกต๊าปมี ช่วงมุมนำ ที่ยังทำเกลียวไม่เต็มขนาด (ตั้งแต่ 1.5 ถึง 5 เกลียวแล้วแต่ Form) ในรูตันจึงต้องสั่งปลายดอกต๊าปให้ลงลึกกว่าความลึกเกลียวสมบูรณ์ตามแบบเท่ากับช่วงมุมนำ และต้องเจาะรูนำให้ลึกกว่าปลายดอกต๊าปอีกอย่างน้อย 1.5–2 เกลียวเสมอ
  • ลบมุมปากรูให้โตกว่าขนาดเกลียวเล็กน้อยก่อนต๊าป ใช้ด้ามจับแบบ Synchro ที่ให้ตัวตามแนวแกนได้เล็กน้อยเมื่อต๊าปแบบซิงโครไนซ์ ตั้งระดับ R เหนือผิวงานอย่างน้อย 3–4 เท่าของระยะพิตช์ และตรวจเกลียวด้วย ปลั๊กเกจเกลียว (ตรวจ Pitch diameter) ควบคู่กับ ปลั๊กเกจทรงกระบอกหรือพินเกจ (ตรวจ Minor diameter) เสมอทั้งงานต๊าปตัดและต๊าปรีด

พบข้อผิดพลาดหรือมีข้อเสนอแนะ? ส่งอีเมลแจ้งเรา