ส่วนหน้าของหัวจับเครื่องมือกัดและปลอกรัด — ER, SK, OZ, powRgrip, พาวเวอร์มิลลิ่ง, สวมร้อน, ไฮดรอลิก และ Weldon

หัวจับเครื่องมือบนเครื่องกัด CNC มีสองด้านที่ทำหน้าที่คนละอย่าง ด้านท้ายเป็นก้านเทเปอร์ที่สวมเข้ากับสปินเดิล เช่น BT40 หรือ HSK-A63 ซึ่งอธิบายไว้ในบทความหัวจับเครื่องมือบน Machining center ส่วนด้านหน้าคือ ส่วนหน้าของหัวจับ (Tool holder front end หรือ Tool clamping system) ซึ่งทำหน้าที่รัดก้านดอกเอ็นมิลล์ ดอกสว่าน รีมเมอร์ หรือหัวปาดให้หมุนไปพร้อมกับสปินเดิล โรงงานสองแห่งที่ใช้เครื่อง BT40 และดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์ยี่ห้อเดียวกัน อาจได้อายุมีดและผิวงานต่างกันสามเท่า เพียงเพราะแห่งหนึ่งจับมีดด้วยหัวจับที่ส่ายหนีศูนย์ 20 µm หรือปล่อยให้ก้านมีดยื่นยาวเกินจำเป็น

บทความนี้อธิบายผลของการส่ายหนีศูนย์และแรงจับบิด กลไกของส่วนหน้าหัวจับทั้งหกแบบ การเลือกก้านมีดให้ตรงกับหัวจับ กลไกและตระกูลของปลอกรัด (Collet) ทั้ง ER, E/ESX, SK, NBC, OZ, TG, powRgrip, R8 และ Schaublin ปลอกรัด ER เฉพาะงาน บูชลดขนาด ฝาเกลียว วิธีประกอบปลอกรัด ER ไม่ให้ปลอกเอียง ผลของระยะยื่นต่อการโก่งตัว เกณฑ์ปลดระวางปลอกรัด และการแก้ปัญหาที่พบบ่อยหน้าเครื่อง ตัวอย่างตลอดบทความคือการจับ ดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์ 4 ฟัน ก้านตรง Ø12 h6 ยื่นพ้นปลายหัวจับ 36 มม. ($3\times D$) บนก้าน BT40

สองตัวเลขที่ตัดสินผลหน้าเครื่อง: การส่ายหนีศูนย์และแรงจับบิด

ก่อนเลือกชนิดของหัวจับ ต้องเข้าใจตัวเลขสองตัวที่กำหนดว่ามีดจะตัดได้ดีเพียงใดและจะหลุดระหว่างกัดหรือไม่

การส่ายหนีศูนย์กับภาระที่ฟันแต่ละฟันรับ

การส่ายหนีศูนย์ (Runout หรือ Total Indicator Reading — TIR) คือผลต่างระหว่างค่าสูงสุดกับต่ำสุดที่เข็มนาฬิกาวัดอ่านได้เมื่อหมุนมีดครบหนึ่งรอบ โดยมักวัดที่คมตัดหรือที่ระยะยื่น $3\times D$ จากปลายหัวจับ

การส่ายเพียงสิบกว่าไมครอนดูเหมือนน้อย แต่เมื่อเทียบกับ อัตราป้อนต่อฟัน (Feed per tooth, $f_z$) ของดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์แล้วถือว่าใหญ่มาก ตัวอย่างเช่น ดอกเอ็นมิลล์ Ø12 มี 4 ฟัน กัดเหล็กด้วยอัตราป้อน $f_z = 0.05$ มม./ฟัน (50 µm/ฟัน) ถ้ามีดหมุนตรงศูนย์พอดี ฟันทั้งสี่จะแบ่งกันกินเนื้อฟันละ 50 µm เท่ากัน แต่ถ้าชุดหัวจับและปลอกรัดทำให้ปลายมีดส่ายอยู่ 15 µm (0.015 มม.)

• ฟันที่ยื่นออกไปทางด้านส่ายสูงสุดต้องกินเนื้อลึกขึ้นเป็น $0.050 + 0.015 = 0.065$ มม. หรือ รับภาระเพิ่มขึ้น 30%
• ฟันฝั่งตรงข้ามจะกินเนื้อเหลือเพียง $0.050 - 0.015 = 0.035$ มม.
• ถ้าเดินเก็บผิวละเอียดโดยลดอัตราป้อนลงเหลือ $f_z = 0.015$ มม./ฟัน ฟันที่ยื่นสุดจะกินเนื้อ 0.030 มม. อยู่ฟันเดียว ส่วนฟันตรงข้ามมีระยะกินเป็น $0.015 - 0.015 = 0$ มม. คือไม่ตัดเลย ได้แต่ไถถูไปบนผิวชิ้นงานจนเกิดความร้อนสะสมและคมทื่อก่อนเวลา

นอกจากคมตัดจะสึกไม่พร้อมกันแล้ว ฟันเดียวที่ยื่นออกมายังทิ้งรอยควักซ้ำทุกหนึ่งรอบของสปินเดิล ทำให้ผิวข้างชิ้นงานเป็นริ้วคลื่นที่มีระยะห่างเท่ากับอัตราป้อนต่อรอบ ($f_n = f_z \times z$) แทนที่จะเป็นระยะห่างต่อฟัน กฎใช้งานทั่วไปคือ การส่ายหนีศูนย์รวมที่คมตัดไม่ควรเกิน 10% ของอัตราป้อนต่อฟัน สำหรับงานที่ป้อน $f_z = 0.05$ มม./ฟัน การส่ายรวมที่ปลายมีดจึงไม่ควรเกิน 5 µm

แรงต้านการหมุนฟรีและอาการมีดไถลออกจากหัวจับ

เมื่อดอกเอ็นมิลล์กัดเนื้อโลหะ หัวจับไม่ได้รับเฉพาะแรงบิดที่ต้านการหมุนและแรงงัดด้านข้างเท่านั้น แต่ยังรับ แรงดึงตามแนวแกน (Axial pull-out force) ด้วย ดอกเอ็นมิลล์กัดเหล็กและอะลูมิเนียมมีร่องเลื้อยเป็นเกลียว (Helix angle) ประมาณ 30° ถึง 45° เพื่อช่วยคายเศษขึ้นด้านบน เมื่อคมตัดที่เป็นเกลียวเลื้อยเกี่ยวเนื้อชิ้นงานขณะกัดหยาบหรือกัดเต็มร่อง เกลียวของคมตัดจะทำตัวเหมือนสกรูที่พยายามขันตัวเองจมลงไปในชิ้นงาน และเกิดแรงดึงย้อนทางพยายาม ดึงให้ดอกเอ็นมิลล์ไถลรูดออกจากหัวจับ (Tool pull-out)

ถ้าส่วนหน้าของหัวจับสร้างแรงเสียดทานที่ผิวก้านได้ไม่พอ หรือมีคราบน้ำมันหล่อลื่นติดอยู่ในรูจับ ดอกเอ็นมิลล์จะค่อยๆ ขยับยื่นยาวออกมาทีละ 0.1 ถึง 0.5 มม. ระหว่างกัด พื้นหลุมหรือบ่าชิ้นงานจะลึกเกินแบบไปเรื่อยๆ และถ้าระยะยื่นเพิ่มขึ้นจนแรงงัดเกินขีดจำกัด ดอกก็จะหลุดออกจากหัวจับลงมากระแทกชิ้นงานหักคา

ส่วนหน้าของหัวจับเครื่องมือกัดหกแบบ

1. หัวจับคอลเล็ต ER

หัวจับคอลเล็ต ER (ER collet chuck) ตามมาตรฐาน DIN 6499 (ISO 15488) เป็นหัวจับที่พบมากที่สุดในโรงกลึงและโรงงานแม่พิมพ์ พัฒนาขึ้นโดยบริษัท Rego-Fix ในปี 1973 จากการปรับปรุงปลอกรัดรุ่น E เดิมให้มีร่องคอดสำหรับถอดปลอก จึงเติมตัว R (จากชื่อบริษัท Rego-Fix) ต่อท้ายเป็น ER

ภายในตัวหัวจับเป็นรูกรวยที่มีมุมเอียงข้างละ 8° (รวมสองข้าง 16°) ส่วนตัว ปลอกรัด (Collet) เป็นปลอกเหล็กสปริงที่ผ่าร่องสลับหัวท้ายเพื่อให้ยุบตัวได้ ผิวนอกด้านท้ายของปลอกมีมุมเอียง 8° รับกับตัวหัวจับ และด้านหน้ามีมุมเอียง 30° รับกับ ฝาเกลียว (Clamping nut) เมื่อขันฝาเกลียวเข้าไป ฝาจะดันปลอกรัดให้ถอยเข้าไปในกรวย 8° พร้อมกับบีบหน้า 30° เข้าหาแกนกลาง ปลอกจึงยุบตัวลงมารัดก้านมีด

ตัวเลขหลังคำว่า ER บอกเส้นผ่านศูนย์กลางนอกที่ปากกรวยของปลอกรัดเป็นมิลลิเมตรโดยประมาณ ขนาดที่ใช้มากที่สุดบนเครื่อง BT40 คือ ER32 ส่วน ER11 และ ER16 ใช้กับดอกขนาดเล็กที่ต้องการปลายหัวจับเรียว ขนาดของปลอกทุกเบอร์ ช่วงก้านที่จับได้ เกลียวฝาน็อต และค่าการส่ายตาม ISO 15488 อยู่ในตารางคอลเล็ต ER

• ข้อดี อเนกประสงค์และคุ้มค่าที่สุด ปลอกรัดมาตรฐานหนึ่งตัวมี ช่วงยุบตัว (Collapse range) ประมาณ 1 มม. เช่น ปลอก ER32 ขนาด 12–11 มม. จับก้านได้ตั้งแต่ Ø11.0 ถึง Ø12.0 มม. จึงจับก้านดอกสว่านซึ่งมีขนาดเป็นทศนิยมได้ทุกขนาดโดยไม่ต้องซื้อหัวจับแยกเฉพาะขนาด
• ข้อจำกัด เพราะมีปลอกรัดที่ผ่าร่องคั่นอยู่ระหว่างตัวหัวจับกับก้านมีด ความแม่นยำและความแข็งเกร็งจึงด้อยกว่าหัวจับที่เป็นชิ้นเดียว ปลอกมาตรฐาน DIN 6499 ชั้นปกติให้การส่ายรวมของระบบที่ระยะ $3\times D$ ประมาณ 10 ถึง 15 µm (ถ้าใช้ปลอกความแม่นยำสูงเกรด UP หรือ HP ซึ่งยอมให้ยุบตัวได้แคบลง และใส่ก้านตรงขนาดระบุพอดี จะลดการส่ายลงเหลือประมาณ 3 ถึง 5 µm) นอกจากนี้ แรงบิดที่ปลอก ER รับได้มาจากแรงเสียดทานของกลีบปลอกเท่านั้น เมื่อใช้ดอกเอ็นมิลล์ Ø12 กัดหยาบหนักในเหล็ก ดอกมีโอกาสหมุนไถลหรือถูกดึงออกได้ง่ายกว่าหัวจับพาวเวอร์มิลลิ่งหรือสวมร้อน

นอกจากปลอก ER มาตรฐานแล้ว ระบบหัวจับคอลเล็ตยังแบ่งย่อยออกตามรูปทรงเทเปอร์และลักษณะงานเฉพาะ ได้แก่ คอลเล็ตเรียวเดี่ยวความแม่นยำสูงปลายเรียว (เช่น SK และ NBC) ซึ่งใช้เทเปอร์เดี่ยวมุมเล็กกว่า ER และฝาเกลียวที่ลดแรงเสียดทานเพื่อให้ปลายหัวจับเรียวและการส่ายต่ำระดับ $\le 3\ \mu\text{m}$, คอลเล็ตงานหนักเทเปอร์ตื้น (เช่น OZ ตาม DIN 6388 และ TG) ซึ่งสร้างแรงบีบรัดสูงกว่า ER สำหรับงานกัดหยาบ, ระบบคอลเล็ตอัดแรงดันไร้ฝาเกลียว (powRgrip / PG) ซึ่งใช้เครื่องไฮดรอลิกอัดปลอกเทเปอร์ตื้นเข้าตัวหัวจับโดยตรง รวมถึงปลอกรัดเฉพาะงาน เช่น ปลอกรัดซีลจ่ายน้ำทะลุก้าน ปลอกรัดต๊าปร่องสี่เหลี่ยม / คอลเล็ตต๊าปสวมเร็ว และ ปลอกรัดกันมีดหลุด ซึ่งอธิบายไว้ในหัวข้อตระกูลปลอกรัดเทเปอร์หลักบน Machining center และปลอกรัด ER เฉพาะงาน

2. หัวจับพาวเวอร์มิลลิ่ง

หัวจับพาวเวอร์มิลลิ่ง (Milling chuck หรือ Power chuck) ออกแบบมาเพื่อแก้จุดอ่อนเรื่องแรงบิดและความแข็งเกร็งของหัวจับคอลเล็ต ER สำหรับงานกัดหนักโดยเฉพาะ

แทนที่จะใช้ปลอกผ่าร่อง หัวจับพาวเวอร์มิลลิ่งมีผนังรูในที่เป็นเนื้อเหล็กตันต่อเนื่องกัน รอบผนังรูในเป็นช่องว่างเรียวเล็กน้อยที่บรรจุ ลูกปืนเข็ม (Needle rollers) เรียงตัวเป็นกรงรอบก้าน เมื่อใช้ประแจเขี้ยว (C-spanner) ขันปลอกนอกให้หมุนตามเกลียว ปลอกนอกจะเคลื่อนที่ไปบนกรงลูกปืนเข็มและอัดผนังรูในให้ยุบตัวลงมารัดก้านมีดอย่างสม่ำเสมอตลอดความยาว เนื่องจากการหมุนของปลอกนอกส่งแรงผ่านการกลิ้งของลูกปืนเข็มแทนการไถลของหน้าเกลียวเหมือนฝา ER แรงขันจากมือจึงถูกแปลงเป็นแรงบีบรัดในแนวรัศมีที่สูงมาก

หัวจับพาวเวอร์มิลลิ่งมักทำรูหลักไว้สองขนาด คือ Ø20 มม. และ Ø32 มม. (เช่น รหัส C20 และ C32) หากต้องการจับก้าน Ø12 มม. ตามตัวอย่าง จะสวม บูชลดขนาด (Reduction sleeve หรือ Straight collet) ขนาดนอก Ø20 รูใน Ø12 คั่นกลางเข้าไป

• ข้อดี แรงบีบรัดสูงกว่าหัวจับคอลเล็ต ER หลายเท่า ต้านการหมุนฟรีและอาการมีดไถลรูดออกได้ดีเยี่ยม ตัวหัวจับมีผนังหนาและมวลมาก จึงรับแรงกระแทกจากการกัดหยาบหนักและซับแรงสั่นสะเทือนได้ดี การส่ายหนีศูนย์ที่ $3\times D$ อยู่ในช่วงประมาณ 5 ถึง 10 µm
• ข้อจำกัด เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของปลายหัวจับใหญ่และมีน้ำหนักมาก (รุ่น C32 โตประมาณ 65 ถึง 70 มม.) เข้าไปกัดในหลุมแคบหรือใกล้ผนังสูงไม่ได้ และไม่เหมาะกับงานความเร็วรอบสูงจัดเกิน 12,000 รอบ/นาที

3. หัวจับล็อกข้าง (Weldon)

หัวจับล็อกข้าง (Side-lock holder หรือ Weldon) ตามมาตรฐาน DIN 1835 Form B เป็นระบบจับยึดแบบดั้งเดิมที่เรียบง่ายที่สุด ตัวหัวจับเจาะรูทรงกระบอกตรงสวมกับก้านมีดที่มี บ่าปาดแบนด้านข้าง (Weldon flat — DIN 6535 Form HB) แล้วขันสกรูตัวหนอนจากด้านข้างเข้าไปกดลงบนบ่าปาดแบนโดยตรง (ก้านขนาด Ø12 มม. ใช้สกรูตัวเดียว ส่วนก้านตั้งแต่ Ø25 มม. ขึ้นไปมักใช้สองตัว)

• ข้อดี เป็นการล็อกด้วยรูปร่างโดยตรง ตราบใดที่สกรูตัวหนอนไม่คลายและก้านมีดไม่แตก มีดจะไม่สามารถหมุนฟรีและไม่สามารถถูกดึงหลุดออกจากหัวจับได้ หัวจับมีราคาถูก แข็งแรง และถอดเปลี่ยนมีดได้รวดเร็วด้วยประแจหกเหลี่ยมตัวเดียว
• ข้อจำกัด รูของหัวจับต้องทำเผื่อให้โตกว่าก้านมีดเล็กน้อย (พิกัด H5 หรือ H6) เพื่อให้สอดก้านเข้าได้ เมื่อขันสกรูตัวหนอนอัดจากข้างเดียว สกรูจะดันก้านมีดให้ขยับไปชิดผนังรูฝั่งตรงข้าม แกนกลางของดอกเอ็นมิลล์จึงเยื้องออกจากแกนหมุนของสปินเดิลทันที การส่ายหนีศูนย์ที่ $3\times D$ จึงสูงถึง 15 ถึง 30 µm หรือมากกว่า นอกจากนี้ ก้านมีดแตะผนังรูเพียงแนวเส้นด้านเดียวและมีโพรงสกรูอยู่ข้างเดียว ทำให้ทั้งเสียสมดุลที่รอบสูงและมีแนวโน้มเกิดการสะท้านได้ง่าย จึงควรใช้เฉพาะงานกัดหยาบที่รอบต่ำถึงปานกลางและไม่ต้องการความละเอียดของผิว

อีกรูปแบบที่คล้ายกันคือระบบ Whistle Notch (DIN 1835 Form E / DIN 6535 Form HE) ซึ่งปาดบ่าบนก้านมีดให้เอียงทำมุม 2° และเจาะรูสกรูที่ตัวหัวจับให้เอียง 2° รับกัน เมื่อขันสกรู สกรูจะดันก้านมีดถอยหลังเข้าไปชนสกรูตั้งระยะท้ายรู ช่วยให้ระยะความยาวมีดซ้ำที่เดิมและลดอาการขยับตามแนวแกน แต่ยังคงดันก้านมีดไปชิดผนังฝั่งตรงข้ามเหมือน Weldon

4. หัวจับแบบสวมร้อน

หัวจับแบบสวมร้อน (Shrink-fit holder) ตามมาตรฐาน DIN 69882-8 อาศัยการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อนของโลหะโดยไม่มีชิ้นส่วนกลไกใดๆ คั่นกลาง

ตัวหัวจับทำจากเหล็กกล้าทนความร้อนเกรดพิเศษ เจียระไนรูในให้มีขนาด เล็กกว่าก้านมีดพิกัด h6 อยู่เล็กน้อย สำหรับก้าน Ø12 h6 (ขนาดจริง 11.989 ถึง 12.000 มม.) รูในของหัวจับขณะเย็นจะอยู่ที่ประมาณ 11.975 ถึง 11.980 มม. คือมีระยะอัดราว 10 ถึง 25 µm เมื่อนำปลายหัวจับเข้าเครื่องให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า (Induction heater) จนมีอุณหภูมิประมาณ 300 ถึง 325 °C (สูงกว่าอุณหภูมิห้อง $\Delta T \approx 300\ ^\circ\text{C}$) รูเหล็กซึ่งมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น $\alpha \approx 12 \times 10^{-6}\text{ ต่อ }^\circ\text{C}$ จะขยายตัวออก

$$\Delta D = \alpha \, D \, \Delta T = 12 \times 10^{-6} \times 12 \times 300 \approx 0.043\text{ มม.}$$

รูในจึงขยายขึ้น 43 µm จาก 11.978 มม. เป็นประมาณ 12.021 มม. ซึ่งใหญ่กว่าก้านมีดพอให้หย่อนก้านคาร์ไบด์ลงไปได้ด้วยมือ เมื่อเป่าลมหรือหล่อเย็นให้หัวจับกลับสู่อุณหภูมิห้องภายในไม่กี่สิบวินาที รูหัวจับจะหดตัวกลับมารัดก้านคาร์ไบด์รอบทิศทาง 360° ด้วยแรงอัดสูงเสมือนเป็นเหล็กชิ้นเดียวกัน ส่วนตอนถอดมีด อาศัยความต่างของสัมประสิทธิ์การขยายตัวระหว่างเหล็กทำหัวจับ ($\alpha \approx 12 \times 10^{-6}\text{ ต่อ }^\circ\text{C}$) ซึ่งขยายตัวเร็วกว่าทังสเตนคาร์ไบด์ ($\alpha \approx 5 \times 10^{-6}\text{ ต่อ }^\circ\text{C}$) กว่าสองเท่า เมื่อขดลวดเหนี่ยวนำให้ความร้อนเฉพาะปลายหัวจับอย่างรวดเร็วภายใน 3 ถึง 5 วินาที เนื้อเหล็กด้านนอกจะขยายตัวเปิดช่องว่างออกก่อนที่ความร้อนจะทันไหลเข้าสู่ก้านคาร์ไบด์ จึงดึงมีดออกได้

• ข้อดี การส่ายหนีศูนย์ต่ำที่สุดและคงที่ที่สุด คือ ไม่เกิน 3 µm ที่ระยะ $3\times D$ ส่งแรงบิดและต้านแรงงัดได้สูงมาก ไม่มีฝาเกลียวหรือสกรูด้านข้าง จึงทำปลายหัวจับให้เรียวบางได้ถึงมุมเอียง 4.5° หรือ 3° ล้วงเข้ากัดโพรงแม่พิมพ์ลึกๆ โดยใช้ดอกสั้นได้ และสมมาตรรอบแกนหมุน เหมาะกับงานกัดความเร็วสูง 20,000 ถึง 40,000 รอบ/นาที
• ข้อจำกัด ต้องลงทุนซื้อเครื่องให้ความร้อนเหนี่ยวนำและชุดทำความเย็น หัวจับหนึ่งตัวจับก้านได้ขนาดเดียวและต้องใช้ก้านมีดพิกัด h6 เท่านั้น ไม่เหมาะกับมีดก้านเหล็กไฮสปีด (HSS) ในเครื่องรุ่นธรรมดา เพราะเหล็กไฮสปีดมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวใกล้เคียงกับตัวหัวจับ ทำให้ถอดออกยาก และเนื่องจากเป็นเหล็กชิ้นเดียวจึงซับแรงสั่นสะเทือนได้น้อยกว่าหัวจับไฮดรอลิก

5. หัวจับไฮดรอลิก

หัวจับไฮดรอลิก (Hydraulic expansion chuck) ตามมาตรฐาน DIN 69882-7 ให้ความแม่นยำระดับเดียวกับหัวจับสวมร้อน แต่เปลี่ยนมีดได้ด้วยประแจหกเหลี่ยมตัวเดียว

ภายในตัวหัวจับมี ปลอกขยายตัว (Expansion sleeve) ผนังบางที่เชื่อมปิดผนึกเป็นชิ้นเดียวกับตัวหัวจับ ล้อมรอบด้วยโพรงแคบๆ ที่บรรจุน้ำมันไฮดรอลิกไว้เต็มระบบ ที่โคนหัวจับมีสกรูอัดแรงดัน (Clamping screw) ซึ่งทำหน้าที่กดลูกสูบเล็กๆ เมื่อสอดก้านมีด Ø12 h6 เข้าไปในรูแล้วใช้ประแจหกเหลี่ยมขันสกรูอัดแรงดันเข้าไปจนสุดบ่า ลูกสูบจะอัดน้ำมันให้มีแรงดันสูงหลายร้อยบาร์ แรงดันของของไหลจะกดลงบนปลอกผนังบางเท่ากันทุกจุดรอบวง ดันให้ปลอกยุบตัวเข้ามารัดก้านมีดเข้าหาศูนย์กลางอย่างแม่นยำ

• ข้อดี การส่ายหนีศูนย์ต่ำมาก ไม่เกิน 3 µm ที่ระยะ $3\times D$ ถอดเปลี่ยนมีดบนเครื่องหรือนอกเครื่องได้ในไม่กี่วินาทีโดยไม่ต้องรอให้ร้อนหรือเย็น และจุดเด่นที่หัวจับสวมร้อนไม่มีคือ ชั้นน้ำมันไฮดรอลิกที่ล้อมรอบก้านมีดทำหน้าที่เป็นตัวซับแรงสั่นสะเทือน (Vibration damping) ช่วยลดการสะท้านความถี่สูง ทำให้ผิวชิ้นงานในงานเก็บละเอียดเรียบเงาและลดการบิ่นระดับไมโครของคมคาร์ไบด์
• ข้อจำกัด ปลอกผนังบางที่ยุบตัวด้วยน้ำมันมีความแข็งเกร็งต้านแรงงัดด้านข้างและแรงบิดสูงสุดต่ำกว่าหัวจับพาวเวอร์มิลลิ่งและหัวจับสวมร้อน (เว้นแต่จะเป็นรุ่นผนังหนาสำหรับงานกัดหนักโดยเฉพาะ) จึงเหมาะกับงานกัดเก็บผิวละเอียด งานกัดกึ่งละเอียด งานเจาะ และงานรีม มากกว่าการกัดหยาบกินลึกหนัก นอกจากนี้ ห้ามขันสกรูอัดแรงดันเมื่อไม่มีก้านมีดอยู่ในรู เพราะปลอกผนังบางจะยุบตัวเข้าหาอากาศจนเสียรูปถาวรหรือฉีกขาดทำให้น้ำมันรั่ว และต้องไม่ใช้งานในสภาพที่ตัวหัวจับร้อนจัดเกิน 50 ถึง 80 °C ตามที่ผู้ผลิตกำหนด เพราะน้ำมันที่ขยายตัวจากความร้อนจะดันปลอกจนบวมเสีย

6. ก้านจับหัวปาด

ก้านจับหัวปาด (Shell mill arbor หรือ Face mill holder) ตามมาตรฐาน DIN 6357 ใช้สำหรับยึดหัวกัดปาดหน้า (Face mill) หรือหัวกัดบ่าขนาดตั้งแต่ Ø40 มม. ขึ้นไปที่มีรูสวมตรงกลาง

ส่วนหน้าของก้านจับมี แกนสวมนำศูนย์ (Pilot spigot) ขนาดมาตรฐาน เช่น Ø16, Ø22, Ø27, Ø32 หรือ Ø40 มม. สำหรับประคองรูกลางของหัวปาด มี สกรูยึดปลายแกน (Lock screw) สำหรับดึงหลังหัวปาดให้แนบสนิทกับบ่ารับของก้านจับ และมี ลิ่มขับสองข้าง (Drive keys) ที่ขบเข้ากับร่องขวางด้านหลังหัวปาด แรงบิดมหาศาลขณะปาดหน้าเหล็กส่งผ่านลิ่มขับทั้งสองตัวนี้และแรงเสียดทานที่บ่ารับ ไม่ได้ส่งผ่านสกรูยึดตรงกลาง

นอกเหนือจากหกแบบ: หัวจับดอกต๊าป

ต่างจากงานกัดและงานเจาะที่ต้องการให้หัวจับแข็งเกร็งในแนวแกนที่สุด งานต๊าปเกลียว (G84) มีความคลาดเคลื่อนระดับเศษส่วนมิลลิเมตรระหว่างการเบรกกลับทิศของสปินเดิลกับการเคลื่อนที่ของแกน Z ที่ก้นรูเสมอ หากจับดอกต๊าปในหัวจับที่แข็งทื่อตามแนวแกน ฟันดอกต๊าปจะถูกกดงัดกับผนังเกลียวจนคมตัดด้านหลังบิ่นหรือเกลียวหลวม

หัวจับดอกต๊าปโดยเฉพาะ (Tap holder) จึงออกแบบให้มีร่องสี่เหลี่ยมล็อกหางต๊าปกันหมุนฟรี ควบคู่กับกลไกชดเชยระยะตามแนวแกน ได้แก่ หัวจับต๊าปซิงโครไนซ์ (Synchro tap holder) ที่ใช้วงแหวนอีลาสโตเมอร์ให้ตัวได้ $\pm 0.5\text{ มม.}$ สำหรับโหมด Rigid Tapping, หัวจับต๊าปแบบยืด-หดยาว (Tension-compression holder) ที่ให้ตัวได้ $\pm 5\text{ ถึง }15\text{ มม.}$ และ หัวจับต๊าปสวมเร็วพร้อมคลัตช์ตัดแรงบิด (ระบบ Bilz) ซึ่งตัดแรงบิดทันทีเมื่อต๊าปชนก้นรูตัน

ตารางเปรียบเทียบส่วนหน้าของหัวจับทั้งหกแบบ

ค่าในตารางเป็นค่าทั่วไปเมื่อจับก้านมีด Ø12 มม. ที่สภาพหัวจับดี ให้ใช้เป็นจุดเริ่มต้นและตรวจกับแค็ตตาล็อกของผู้ผลิตหัวจับแต่ละรุ่น

ชนิดของหัวจับ	การส่ายที่ $3\times D$ (µm)	แรงจับบิดและการกันมีดรูดออก	การซับแรงสั่นสะเทือน	ความเรียวของปลายหัวจับ	ก้านมีดที่ใช้ได้	งานที่เหมาะที่สุด
คอลเล็ต ER (มาตรฐาน)	10 ถึง 15 (เกรด UP: 3 ถึง 5)	ปานกลาง	ปานกลาง	ปานกลาง (ติดฝาเกลียว)	ก้านตรงทุกขนาดในช่วงยุบตัวของปลอก	เจาะ ต๊าป รีม และกัดทั่วไปขนาดเล็กถึงกลาง
พาวเวอร์มิลลิ่ง	5 ถึง 10	สูงมาก	ดีมาก	ใหญ่มากและหนัก	ก้านตรงขนาดตรงรู หรือใช้บูชลดขนาด	กัดหยาบหนักในเหล็กและเหล็กหล่อ
ล็อกข้าง (Weldon)	15 ถึง 30+	ล็อกตายตัว ไม่มีวันหมุนฟรีหรือหลุด	ต่ำ	ปานกลาง (ไม่สมมาตร)	ก้านมีบ่าปาดแบน DIN 6535 HB เท่านั้น	กัดหยาบหนักที่รอบต่ำถึงกลาง ซึ่งไม่เน้นผิวและขนาดละเอียด
สวมร้อน (Shrink-fit)	$\le 3$	สูงมาก	ต่ำ (เหล็กชิ้นเดียว)	เรียวบางที่สุด	ก้านตรงคาร์ไบด์พิกัด h6 ขนาดตรงรูเท่านั้น	งานแม่พิมพ์หลุมลึก งานความเร็วรอบสูง และกัดเก็บผิว
ไฮดรอลิก	$\le 3$	ปานกลางถึงสูง	ดีเยี่ยมที่สุด	เรียวถึงปานกลาง	ก้านตรงพิกัด h6 (หรือใช้บูชลดขนาดแบบปิด)	กัดเก็บผิวละเอียด เจาะคาร์ไบด์ และรีมรูพิกัดแคบ
ก้านจับหัวปาด	5 ถึง 10 (ที่แกนสวม)	สูงมาก (ส่งผ่านลิ่มขับ)	ดี (บ่ารับกว้าง)	สั้นและกว้างตามขนาดหัวปาด	หัวปาดที่มีรูสวมและร่องลิ่มมาตรฐาน	ปาดผิวหน้าและกัดบ่าด้วยหัวปาดเม็ดมีด

การเลือกก้านมีดให้ตรงกับชนิดหัวจับ

ด้ามของดอกเอ็นมิลล์และดอกสว่านคาร์ไบด์ตามมาตรฐาน DIN 6535 (ISO 3338) มีสามรูปแบบหลัก ซึ่งไม่ได้ใช้แทนกันได้ในหัวจับทุกแบบ

• ก้านตรงเกลี้ยง (Plain cylindrical shank — Form HA) ผิวก้านเป็นทรงกระบอกเรียบตลอดและเจียระไนในชั้นพิกัดความเผื่อ h6 (สำหรับก้าน Ø12 คือ 11.989 ถึง 12.000 มม. กว้าง 11 µm) เป็นก้านที่สมดุลและร่วมศูนย์ดีที่สุด ต้องใช้ก้าน Form HA กับหัวจับสวมร้อนและหัวจับไฮดรอลิกเมื่อจับโดยตรง และใช้ได้กับหัวจับคอลเล็ต ER และพาวเวอร์มิลลิ่งทุกขนาด
• ก้านปาดแบน (Weldon shank — Form HB) มีร่องปาดแบนด้านข้างสำหรับรับสกรูตัวหนอนของหัวจับล็อกข้าง
• ก้านปาดเอียง (Whistle Notch — Form HE) มีร่องปาดแบนที่เอียงทำมุม 2° สำหรับหัวจับ Whistle Notch

ข้อห้ามสำคัญคือไม่ควรนำมีดก้านปาดแบน (Weldon) หรือ Whistle Notch ไปใส่ในหัวจับสวมร้อนหรือหัวจับไฮดรอลิกโดยตรง ด้วยเหตุผลสองข้อ

1. ในหัวจับแบบสวมร้อน ร่องที่ถูกปาดออกไปทำให้หน้าตัดของก้านมีดไม่สมมาตร เมื่อหัวจับหดตัวรัดก้านหลังเย็นตัว แรงบีบรอบวงจะไม่เท่ากัน ดันให้ก้านมีดโก่งตัวและปลายมีดส่ายหนีศูนย์ นอกจากนี้ ขอบของร่องปาดยังทำให้การกระจายความร้อนขณะสวมและถอดไม่สม่ำเสมอ จนมีดอาจติดตายในรูหัวจับ
2. ในหัวจับไฮดรอลิก แรงดันน้ำมันหลายร้อยบาร์จะดันปลอกขยายตัวผนังบางให้ยุบตัวลงไปในช่องว่างของร่องปาดแบน ขอบคมของร่องปาดจะกดทับปลอกผนังบางจนเป็นรอยบุ๋มถาวรหรือฉีกขาด หากจำเป็นต้องใช้มีดก้านปาดแบนกับหัวจับไฮดรอลิก ต้องสวมผ่าน บูชลดขนาดแบบไม่ผ่าทะลุ (Intermediate sleeve) เพื่อกระจายแรงกดให้เต็มรอบวงก่อนเสมอ

กลไกของปลอกรัดเทเปอร์: มุมเรียว ร่องผ่าสลับ และการดึงมีดถอยหลัง

ปลอกรัดเครื่องมือกัดทำงานด้วย หลักการลิ่มของผิวกรวย (Taper wedge action) เมื่อขันฝาเกลียวอัดปลอกรัดให้ถอยเข้าไปในรูกรวยของตัวหัวจับด้วยแรงตามแนวแกน $F_a$ ผิวกรวยที่เอียงทำมุมครึ่งเทเปอร์ $\theta$ (และมีสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน $\mu$) จะแปลงแรงขันตามแนวแกนให้เป็นแรงบีบรัดก้านมีดในแนวรัศมี $F_r$

$$F_r \approx \frac{F_a}{\tan\theta + \mu}$$

สมการนี้อธิบายพฤติกรรมสำคัญสามข้อของปลอกรัดทุกตระกูล

1. ยิ่งมุมกรวยตื้น แรงบีบรัดแนวรัศมียิ่งสูง กรวยที่ทำมุมตื้น เช่น เทเปอร์ $1:10$ ($\theta \approx 2^\circ 52'$) ของคอลเล็ต OZ หรือเทเปอร์ $4^\circ$ ของคอลเล็ต SK และ TG จะขยายแรงกดแนวรัศมีได้สูงกว่ากรวย $8^\circ$ ของคอลเล็ต ER เมื่อออกแรงขันฝาเท่ากัน แต่เนื่องจากมุมกรวยที่ตื้นกว่ามุมเสียดทาน ($\arctan\mu \approx 6^\circ\text{ ถึง }8^\circ$) จะเกิดอาการ ล็อกตัวเอง (Self-locking taper) ปลอกรัดส่วนใหญ่ในกลุ่มนี้จึงมีร่องคอดที่หัวปลอกเพื่อให้ฝาเกลียวเกี่ยว ดึงปลอกถอยออกจากกรวย ตอนคลายฝา
2. ร่องผ่าสลับหัวท้าย (Alternating slots) ช่วยให้รูของปลอกยุบตัวขนานกับก้านมีด ต่างจากคอลเล็ต R8 หรือ 5C บนเครื่องแมนนวลที่ผ่าเพียง 3 ร่องจากด้านหน้าด้านเดียว (ทำให้ปลอกบานพับยุบตัวเฉพาะปากหน้า) ปลอกรัด ER แบบช่วงยุบตัวกว้าง (Form B ตาม ISO 15488) จะผ่าร่องสลับจากด้านหน้าและด้านหลังรวม 12 ถึง 16 ร่อง เพื่อให้ทั้งช่วงหน้าและช่วงท้ายของรูในปลอกยุบตัวเข้าหาก้านมีดพร้อมกันเป็นทรงกระบอกตรง
3. การดึงมีดถอยหลังตามแนวแกน (Axial pull-back) เพราะปลอกรัดจะยุบตัวได้ก็ต่อเมื่อถูกดันถอยเข้าไปในรูกรวยของตัวหัวจับ เมื่อขันฝาเกลียวจากสถานะแตะพอดีจนแน่นเต็มแรงบิด ปลอกรัดและก้านมีดจะ ขยับถอยเข้าไปในตัวหัวจับประมาณ 0.2 ถึง 0.6 มม. ยิ่งใช้ก้านมีดที่มีขนาดเล็กกว่าขนาดบนของปลอกมากเท่าใด (เช่น ใช้ก้าน Ø11.2 มม. ในปลอก 12–11 มม.) ปลอกยิ่งต้องถอยลึกเข้าไปในกรวยมากขึ้นเท่านั้น หากตั้งความยาวมีดนอกเครื่องด้วยเครื่องตั้งมีด (Tool presetter) จึงต้องขันฝาให้ได้แรงบิดใช้งานจริงก่อนวัดความยาวแกน Z เสมอ

ตระกูลปลอกรัดเทเปอร์หลักบน Machining center

1. คอลเล็ต ER และ E / ESX (DIN 6499 / ISO 15488)

คอลเล็ต ER เป็นมาตรฐานสากลที่แพร่หลายที่สุด มีจุดเด่นคือ เทเปอร์สองมุม (Double-taper geometry) ด้านท้ายเอียงข้างละ 8° (รวม 16°) สวมในตัวหัวจับ และด้านหน้าเอียงข้างละ 30° (รวม 60°) รับกับฝาเกลียว

• ขนาดมาตรฐาน ตั้งแต่ ER8, ER11, ER16, ER20, ER25, ER32, ER40 จนถึง ER50 (ครอบคลุมก้านตั้งแต่ Ø0.5 ถึง Ø34 มม.)
• Form A และ Form B ตาม ISO 15488 มีขนาดภายนอกเหมือนกัน ต่างกันที่จำนวนร่องและช่วงจับ Form A ผ่า 6 ถึง 8 ร่อง รูแข็ง ช่วงจับแคบ (h10) สำหรับงานกัด ส่วน Form B ผ่า 12 ถึง 16 ร่อง ใช้งานทั่วไปและยุบตัวได้กว้าง
• ความแตกต่างระหว่างปลอก E / ESX รุ่นเก่ากับปลอก ER ก่อนที่ REGO-FIX จะจดสิทธิบัตรปลอกรุ่น ER ในปี 1973 ต้นตระกูลดั้งเดิมคือ ปลอกรัดรุ่น E (หรือ ESX) ซึ่งมีมิติกรวย 8° และ 30° เท่ากับปลอก ER ทุกประการ แต่ ไม่มีร่องคอดรอบหัวปลอกสำหรับให้แหวนเยื้องศูนย์เกี่ยวถอด (หัวปลอกเป็นกรวย 30° เรียบต่อเนื่องไปชนกรวย 8° หรือมีบ่าสั้นๆ สำหรับฝาเฉพาะรุ่น) ปัจจุบันปลอกรุ่น E/ESX ยังพบได้ในเครื่องกลึงอัตโนมัติและหัวจับรุ่นเก่า ข้อควรระวังคือ ห้ามนำปลอกรุ่น E ไปยัดใส่ในฝาเกลียว ER มาตรฐานที่มีแหวนเยื้องศูนย์ เพราะแหวนเยื้องศูนย์จะไม่มีร่องคอดให้หลบ ทำให้ปลอกเอียงค้างและขันฝาไม่เข้า
• เกรดความแม่นยำ แบ่งเป็นชั้นมาตรฐาน (Standard / Class 2 ตาม DIN 6499B ส่ายไม่เกิน 10–15 µm ช่วงยุบตัว 1.0 มม.) และชั้นความแม่นยำสูง (UP / HP / Class 1 การส่ายของตัวปลอก $\le 3$ ถึง 5 µm ซึ่งผู้ผลิตมักจำกัดให้จับเฉพาะก้านขนาดเต็มพิกัด h6 เท่านั้น)
• จุดอ่อนทางกล มุมกดด้านหน้า 30° ของฝาเกลียวมาตรฐานไม่มีตลับลูกปืนคั่น เมื่อออกแรงขันฝาในจังหวะสุดท้าย ความเสียดทานระหว่างหน้าฝา 30° กับหัวปลอกจะพาให้กลีบปลอก บิดตัวตามทิศการขัน (Torsional wind-up) ทำให้ปลายมีดส่ายหนีศูนย์เพิ่มขึ้น

2. คอลเล็ตเรียวเดี่ยวความแม่นยำสูง SK และ NBC

เพื่อแก้ปัญหาปลอกบิดตัวและลดความเทอะทะของฝาเกลียว ER ผู้ผลิตหัวจับความแม่นยำสูงจึงออกแบบคอลเล็ตแบบ เทเปอร์เดี่ยวหน้าตัดเรียบ (Flush single-angle collet) โดย SK ตัดกรวยหน้า 30° ทิ้งไป ส่วน NBC ยังเหลือกรวยหน้าสั้นๆ

• ระบบ SK collet (พัฒนาโดย Nikken) ใช้มุมเทเปอร์เดี่ยวรวมสองข้าง 8° (ข้างละ 4°) เทียบกับ ER ที่รวมสองข้าง 16° ปลอกยาวกว่าและเรียวกว่า (เช่น SK16 Ø24 ยาว 45 มม.) และหน้าปลอกตัดตรงเสมอขอบฝาเกลียว ฝาเกลียวของ SK ไม่ใช้เม็ดลูกปืน แต่ใช้ ผิวรับแรงเคลือบไทเทเนียมไนไตรด์ (TiN bearing nut ความแข็งประมาณ HV 2,200) ซึ่งแข็งและลื่น จึงส่งแรงกดให้ปลอกได้มากขึ้นโดยไม่พาปลอกบิดตาม
• ระบบ NBC / New Baby Collet (พัฒนาโดย BIG Daishowa) ใช้มุมเทเปอร์เดี่ยวที่เล็กกว่า ER คือข้างละ 6° มีร่องคอดและกรวยหน้าสั้นๆ ราว 30° (ครอบคลุมขนาด NBC6 ถึง NBC25 สำหรับก้าน Ø0.25 ถึง Ø25.4 มม.) แบ่งเกรดตามการส่ายที่ระยะ $4\times D$ คือ A 0.01 มม. AA 0.005 มม. และเกรดสูงสุดต่ำกว่า 0.003 มม.

ข้อดีของ SK ที่ตัดกรวยหน้า 30° ออกและใช้ฝาที่ลดแรงเสียดทานมีสามข้อ

1. ไร้แรงบิดกวนที่ตัวปลอก ขณะขันฝาเกลียว ผิวรับแรงที่ลื่นทำให้แรงเสียดทานพาปลอกบิดตามน้อยมาก ปลอกรัดจึงถูกดันถอยเข้ากรวยเกือบตามแนวแกนล้วนๆ ให้การส่ายที่ปากปลอก $\le 1\ \mu\text{m}$ และที่ระยะ $4\times D$ เพียง $\le 3\ \mu\text{m}$ เทียบเท่าหัวจับสวมร้อนและไฮดรอลิก
2. ระยะยื่นเสมือนสั้นลง เพราะไม่มีกรวยหน้า 30° ยื่นกินที่อยู่ในฝาเกลียว ปากปลอกที่รัดก้านมีดจึงขยับขึ้นมาอยู่ชิดหน้าสุดของฝาเกลียวพอดี ช่วยลดระยะคานยื่นของมีดและเพิ่มความแข็งเกร็งต้านแรงดัด
3. ปลายหัวจับเรียวบาง เส้นผ่านศูนย์กลางนอกของฝา SK และ NBC เล็กกว่าฝา ER ในขนาดก้านเท่ากัน จึงล้วงเข้ากัดงานแม่พิมพ์และชิ้นงานที่มีผนังแคบได้ดีกว่า

3. คอลเล็ตงานหนัก OZ (DIN 6388 / ISO 10897)

คอลเล็ต OZ (บางค่ายเรียกระบบ EOC เช่น EOC16, EOC25, EOC32) ออกแบบมาสำหรับ งานกัดหยาบหนัก (Heavy-duty milling) โดยเฉพาะ ใช้อัตราเรียว 1:10 หรือมุมเอียงข้างละเพียง $\approx 2^\circ 52'$ (รวมสองข้าง $5^\circ 44'$)

• เพราะมุมเรียวน้อยกว่า ER เกือบสามเท่า ($\tan 2.86^\circ \approx 0.05$ เทียบกับ $\tan 8^\circ \approx 0.14$) แรงขันจากฝาเกลียวจึงถูกขยายเป็นแรงบีบรัดก้านมีดที่สูงกว่าหัวจับคอลเล็ต ER อย่างมาก
• ตัวปลอกมีความยาวและผนังหนากว่า ER แต่ยุบตัวได้แคบกว่า (ประมาณ 0.5 มม. หรือแนะนำให้จับก้านขนาดตรงเบอร์ปลอก)
• นิยมใช้ในขนาด OZ25 (จับถึง Ø25 มม.) และ OZ32 (จับถึง Ø32 มม.) บนหัวจับ BT40 และ BT50 เป็นทางเลือกที่ประหยัดกว่าหัวจับพาวเวอร์มิลลิ่งแต่รับแรงบิดได้ใกล้เคียงกัน

4. คอลเล็ต TG และ DA (Erickson Single-Angle และ Double-Angle)

ในโรงงานที่ใช้เครื่องจักรและหัวจับสายอเมริกา จะพบปลอกรัดสองตระกูลที่พัฒนาโดย Erickson (Kennametal)

• คอลเล็ต TG (Tremendous Grip — เช่น TG75, TG100, TG150) เป็นปลอกเทเปอร์เดี่ยวมุมเอียงข้างละ $4^\circ$ (รวม $8^\circ$) ที่มีความยาวปลอกมากกว่า ER ราว 1.5 เท่า (TG100 ยาวประมาณ 60 มม. เทียบกับ ER32 ยาว 40 มม.) ให้พื้นที่สัมผัสกรวยยาวตลอดก้านมีด แรงบีบรัดสูง เหมาะกับทั้งงานเจาะ งานรีม และงานกัดเอ็นมิลล์ แต่มีช่วงยุบตัวแคบเพียง 1/64 นิ้ว ($\approx 0.4$ มม.)
• คอลเล็ต DA (Double Angle — เช่น DA100, DA180, DA200, DA300) เป็นปลอกรัดรุ่นเก่าที่มีกรวยสองด้าน ลำตัวเล็กและหัวโต ผ่าร่องสลับหัวท้ายลึกเกือบตลอดความยาว ยุบตัวได้กว้างถึง 1/32 นิ้ว ($\approx 0.8$ มม.) แต่มุมกรวยป้านและพื้นที่สัมผัสสั้น ทำให้ทั้งแรงจับบิดต่ำและการส่ายหนีศูนย์สูง จึงเหมาะเฉพาะงานเจาะรูและต๊าปเบาๆ ห้ามนำหัวจับคอลเล็ต DA ไปจับดอกเอ็นมิลล์กัดด้านข้างเด็ดขาด เพราะดอกเอ็นมิลล์จะหมุนไถลและหลุดออกจากปลอกได้ง่าย

5. ระบบคอลเล็ตอัดแรงดันไร้ฝาเกลียว powRgrip (PG Collet)

ในงานกัดความเร็วรอบสูงและงานกัดแม่พิมพ์ที่ต้องการทั้งความเรียวของหัวจับสวมร้อน (Shrink-fit) และการซับแรงสั่นสะเทือนของหัวจับไฮดรอลิก มีระบบคอลเล็ตยุคใหม่ที่ตัดเกลียวและฝาขันออกไปทั้งหมด คือ ระบบ powRgrip (PG) พัฒนาโดย REGO-FIX

• หลักการทำงาน ตัวปลอกรัด (PG collet เช่นขนาด PG6, PG10, PG15, PG25, PG32) มีลำตัวยาวเรียว มุมเรียวตื้นมากด้านนอก และมีบ่าโตที่ปากหน้า ตัวหัวจับไม่มีเกลียวและไม่มีฝาครอบ เมื่อสอดก้านมีดพิกัด h6 เข้าไปในปลอก PG แล้วนำไปวางใน เครื่องอัดไฮดรอลิกเฉพาะทาง (Clamping unit) เครื่องจะกดปลอกรัดอัดเข้าไปในรูกรวยของตัวหัวจับด้วยแรงตามแนวแกนสูงถึง 6 ถึง 9 ตัน (ประมาณ 60 ถึง 90 kN) ภายในเวลา 5 ถึง 8 วินาทีโดยไม่ต้องใช้ความร้อน ส่วนตอนถอด เครื่องจะจับที่บ่าหน้าปลอกแล้วดึงปลอกถอยออกมา
• ข้อดี
  1. การส่ายหนีศูนย์ต่ำและคงที่ $\le 3\ \mu\text{m}$ ที่ระยะ $3\times D$ ตลอดอายุการใช้งานเกิน 20,000 รอบการอัด เพราะไม่มีฝาเกลียวมาบิดตัวปลอก
  2. แรงจับบิดและการซับแรงสั่นสะเทือน REGO-FIX ระบุว่าแรงจับบิดสูงกว่าหัวจับสวมร้อนและไฮดรอลิกในหลายขนาดก้าน และ ซับแรงสั่นสะเทือน (Vibration damping) ได้ดีกว่าหัวจับสวมร้อน โดยมีข้อมูลเปรียบเทียบจากผู้ผลิต สาเหตุที่เป็นไปได้คือรอยต่อระหว่างผิวกรวยของปลอกกับตัวหัวจับ ซึ่งหัวจับสวมร้อนแบบเหล็กชิ้นเดียวไม่มี
  3. เปลี่ยนมีดได้ทันทีโดยไม่ต้องรอเย็นตัว และใช้ได้กับก้านมีดทุกวัสดุ (ทั้งคาร์ไบด์และเหล็กไฮสปีด HSS) รวมถึงมีปลอกรุ่นจ่ายน้ำหล่อเย็นและรุ่นล็อกกันมีดหลุด (secuRgrip)

รุ่น	งานหลัก	ขนาด PG	ก้าน (มม.)	พิกัดก้าน	จุดเด่น
MB	งานจิ๋ว	6–10	0.2–1.5	h6	รูจิ๋วสำหรับก้านขนาดเล็ก
Std.	งานทั่วไป	6–32	2–25.4	h6	ซีลโลหะ ใช้กับเครื่องมือมีรูน้ำภายในได้
CF	ฉีดน้ำรอบก้าน	6–32	2–25.4	h6	น้ำหล่อเย็นไหลออกรอบก้านมีด
L	ก้านยาวกว่า DIN 6535	15–32	4–25.4	h6	ไม่มีสกรูตั้งระยะ
S	ก้านสั้นกว่า DIN 6535	10–32	3–25.4	h6	ซีลโลหะ
T	งานกลึง	15–25	5–20	h6	ปรับได้ด้วยสกรูข้าง
SG	งานกัดหนัก	15–32	10–25.4	h6	ระบบ secuRgrip กันมีดหลุด ใช้กับก้านมีบ่าแบนตาม DIN 6535 HB ได้
TAP	ต๊าปแบบ Rigid	15–25	3.5–16	h9	ช่องสี่เหลี่ยมภายในรับหางต๊าป
MQL	การหล่อลื่น,หล่อเย็น ปริมาณน้อย (Minimum Quantity Lubrication)	15–32	5–25.4	h6	สำหรับงานที่จ่ายละอองน้ำมันปริมาณน้อยทะลุเครื่องมือ

6. คอลเล็ตดึงท้ายสวมสปินเดิลโดยตรง (R8 และ Morse Taper Collet) และคอลเล็ตเครื่องลับคมตัด (Schaublin W / B)

นอกจากคอลเล็ตที่สวมอยู่ในตัวหัวจับ BT หรือ HSK แล้ว ในโรงงานแม่พิมพ์และแผนกเครื่องมือ (Toolroom) ยังมีคอลเล็ตอีกสองกลุ่มที่สวมเข้ากับรูสปินเดิลของเครื่องจักรโดยตรงโดยไม่ใช้ฝาเกลียวด้านหน้า

1. คอลเล็ต R8 (Bridgeport) และคอลเล็ตเรียว มอร์ส (Morse Taper Collet — MT2, MT3, MT4)
   • คอลเล็ต R8 เป็นมาตรฐานหลักของเครื่องกัดแมนนวลแบบหัวเทอร์เรต (Turret mill ทรง Bridgeport) ส่วนหน้าของปลอกเป็นกรวยเอียงมุมรวม $16^\circ 51'$ ($\approx 8.425^\circ$ ต่อข้าง) ต่อด้วยลำตัวทรงกระบอกตรง Ø0.9495 นิ้ว ($\approx 24.12$ มม.) ที่มีร่องลิ่มกันหมุน และด้านท้ายเจาะรูเกลียวในขนาด $7/16\text{"-20 UNF}$
   • เวลาใช้งานจะสอดคอลเล็ต R8 ขึ้นไปในรูสปินเดิลโดยตรง แล้วขัน แกนดึงท้ายสปินเดิล (Drawbar) จากด้านบนของหัวเครื่องเพื่อดึงปลอกให้ถอยจมขึ้นไปในกรวยสปินเดิล ปากปลอกที่ผ่าไว้ 3 ร่องจึงยุบตัวรัดก้านมีด
   • ข้อจำกัดสำคัญ เพราะปลอก R8 และ MT ผ่าเพียง 3 ร่องจากด้านหน้าด้านเดียว จึงมีช่วงยุบตัวแคบมาก ต้องใช้ก้านมีดที่มีขนาดตรงกับเบอร์ปลอกพอดีเท่านั้น (เช่น ก้าน Ø12.0 มม. หรือก้านนิ้ว $1/2\text{"}$ แยกกัน ห้ามนำก้าน Ø12 มม. ไปขันอัดในปลอก $1/2\text{"}$ หรือ 12.7 มม. เด็ดขาด เพราะปลอกจะบีบเฉพาะปากหน้าจนก้านมีดส่ายและปลอกแตก)
2. คอลเล็ตเครื่องลับคมตัดและเครื่องกลึงความแม่นยำสูงตระกูล Schaublin W และ B (เช่น W20, W25, B8 ถึง B32)
   • พบมากใน เครื่องเจียระไนลับคมดอกเอ็นมิลล์และสว่าน CNC 5 แกน (CNC Tool & Cutter Grinder เช่น Walter, Rollomatic, ANCA) เครื่องคว้านพิกัด (Jig borer) และเครื่องจักรความแม่นยำสูงสายสวิส
   • ลำตัวคอลเล็ตเป็นทรงกระบอกตรงฟิตพอดีกับรูสปินเดิล ส่วนหัวด้านหน้าเป็นกรวย 15°–20° (เช่น W25 ลำตัว Ø25 หัว Ø33.7 ยาว 97.6 มม. กรวยหัว 15°) และด้านท้ายเป็นเกลียวนอกหรือเกลียวในสำหรับแกนดึงท้าย (Draw-in) ให้ความร่วมศูนย์สูงมากระดับ 1 ถึง 2 µm สำหรับจับก้านคาร์ไบด์ขณะเจียรเปิดร่องเลื้อยและคมตัด

ตระกูลคอลเล็ตและมาตรฐาน	มุมเรียว (ต่อข้าง)	ช่วงยุบตัวทั่วไป	การส่ายที่ $3\times D$ (µm)	แรงจับบิด	งานที่เหมาะที่สุด
ER (และ E/ESX) DIN 6499 / ISO 15488	ท้าย $8^\circ$ + หน้า $30^\circ$	1.0 มม. (เกรด UP: $\le 0.5$ มม.)	10 ถึง 15 (UP: 3 ถึง 5)	ปานกลาง	งานเจาะ ต๊าป รีม และกัดทั่วไปที่ต้องการความอเนกประสงค์
SK / NBC มาตรฐานผู้ผลิต (Nikken / BIG)	เทเปอร์เดี่ยว $4^\circ$ ถึง $6^\circ$	ประมาณ 0.5 มม.	$\le 3$ ถึง 5	ปานกลางถึงสูง	งานกัดความเร็วรอบสูง งานแม่พิมพ์ และงานเก็บผิวละเอียด
OZ (EOC) DIN 6388 / ISO 10897	เทเปอร์เดี่ยว $1:10$ ($\approx 2^\circ 52'$)	0.5 มม. (เน้นขนาดตรงเบอร์)	5 ถึง 10	สูงมาก	งานกัดหยาบและกัดบ่าด้วยดอกเอ็นมิลล์ก้าน Ø12 ถึง Ø32
TG มาตรฐานผู้ผลิต (Erickson)	เทเปอร์เดี่ยวยาว $4^\circ$	0.4 มม. (1/64”)	5 ถึง 10	สูง	งานเจาะคาร์ไบด์และงานกัดทั่วไปที่ต้องการก้านจับยาว
DA มาตรฐานผู้ผลิต (Erickson)	เทเปอร์คู่ป้านสองหัวท้าย	0.8 มม. (1/32”)	25 ถึง 50+	ต่ำ	งานเจาะสว่านเหล็กไฮสปีดทั่วไป (ห้ามใช้กัดเอ็นมิลล์)
powRgrip (PG) มาตรฐานผู้ผลิต (REGO-FIX)	เทเปอร์ตื้นอัดด้วยไฮดรอลิกไร้ฝา	จับเฉพาะก้านตรงขนาดพิกัด h6 (รุ่นต๊าป h9)	$\le 3$	สูงมาก	งานกัดความเร็วสูง งานแม่พิมพ์ และกัดหนักที่ต้องการซับแรงสั่น
R8 / MT Collet มาตรฐาน Bridgeport / ISO 296	หน้า $8^\circ 25'$ (R8) ดึงท้ายสปินเดิล	แคบมาก (ต้องตรงขนาดก้าน)	10 ถึง 25	ปานกลาง	เครื่องกัดแมนนวล (Turret mill) และเครื่องเจาะตั้งโต๊ะ
Schaublin W / B มาตรฐาน Schaublin (W20/W25/B)	หัวกรวย $15^\circ$–$20^\circ$ ลำตัวตรงดึงท้าย	แคบมาก (เน้นขนาดตรงเบอร์)	$\le 2$ ถึง 5	ปานกลาง	เครื่องเจียรลับคมมีด CNC 5 แกน และงานละเอียดสายนาฬิกา

ปลอกรัด ER เฉพาะงาน: ซีลน้ำหล่อเย็น ต๊าป และกันมีดหลุด

แม้เครื่องจักรจะใช้หัวจับคอลเล็ต ER มาตรฐานอยู่แล้ว แต่การเปลี่ยนชนิดของ ตัวปลอกรัด ER ให้ตรงกับงานจะช่วยแก้ปัญหาหน้าเครื่องได้โดยไม่ต้องซื้อหัวจับใหม่ทั้งตัว

1. ปลอกรัดซีลจ่ายน้ำทะลุก้าน (Sealed / Coolant-through ER collet)

เมื่อใช้ดอกสว่านคาร์ไบด์หรือดอกเอ็นมิลล์ที่มีรูน้ำหล่อเย็นภายในก้าน (Through-tool coolant) ร่วมกับระบบจ่ายน้ำหล่อเย็นทะลุสปินเดิล (TSC แรงดัน 20 ถึง 70 บาร์) หากใส่ ปลอกรัด ER มาตรฐานที่มีร่องผ่าเปิด น้ำหล่อเย็นเกือบทั้งหมดจะเลือกไหลออกตามร่องผ่าทั้ง 12–16 ร่องซึ่งมีพื้นที่หน้าตัดใหญ่กว่ารูเล็กๆ Ø1 ถึง 2 มม. ในตัวสว่าน แรงดันน้ำที่ปลายสว่านจึงตกวูบจนคายเศษไม่ออกและดอกสว่านหักคาหลุม

การกั้นน้ำหล่อเย็นในระบบ ER ทำได้สองวิธี

• ปลอกรัดแบบอุดร่องด้วยยางสังเคราะห์ (Elastomer-plugged sealed collet — เช่น รหัส ER-GB หรือ DM) ผู้ผลิตหล่อยางสังเคราะห์ทนน้ำมันอุดลงในร่องผ่าด้านหน้าของปลอกรัด ทนแรงดันน้ำหล่อเย็นได้ประมาณ 70 ถึง 100 บาร์ ข้อจำกัดสำคัญคือ ห้ามยุบตัวข้ามขนาด ต้องใช้ก้านมีดที่มีขนาดตรงกับเบอร์ปลอกพอดี (เช่น ก้าน Ø12.0 มม. ต้องใช้ปลอกซีล Ø12.0 มม. เท่านั้น ห้ามใช้กับก้าน Ø11.5 มม.) เพราะถ้ายุบปลอกมากเกินไป จุกยางจะถูกบีบปลิ้นออกมานอกร่องหรือฉีกขาดจนรั่ว
• ระบบฝาเกลียวพร้อมแผ่นดิสก์ซีลโลหะ (Coolant seal disk nut — เช่น ระบบ DS หรือแผ่นดิสก์สวมหน้าฝา) ใช้ปลอกรัด ER ปกติ แต่เปลี่ยนฝาเกลียวเป็นรุ่นที่มีร่องรับ แผ่นดิสก์ซีล (Seal disk) ซึ่งมีรูกลางฟิตพอดีกับก้านมีด แผ่นดิสก์จะปิดทับหน้าตัดของร่องผ่าปลอกทั้งหมดและกดแนบกับผิวก้านมีด ทนแรงดันน้ำได้สูงถึง 120 ถึง 150 บาร์ และไม่มีจุกยางในตัวปลอกให้เสื่อมสภาพ

2. ปลอกรัดดอกต๊าป (Tapping ER collet) และคอลเล็ตต๊าปสวมเร็ว (Quick-change Tapping Adapter — ระบบ Bilz)

ดอกต๊าปเกลียวสร้างแรงบิดต้านการหมุนสูงมากเมื่อเทียบกับขนาดก้านที่เล็ก หากจับก้านดอกต๊าปด้วยปลอก ER กลมธรรมดา ดอกต๊าปจะหมุนฟรีในรูของปลอกจนผิวก้านไหม้และระยะเกลียวเพี้ยน ระบบคอลเล็ตสำหรับจับดอกต๊าปโดยเฉพาะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก

1. ปลอกรัดต๊าปสำหรับสวมในหัวจับ ER (Tapping ER collet)
   • แบบแข็งเกร็งมีร่องสี่เหลี่ยม (Rigid tapping ER collet — เช่น รหัส PCM หรือ ET) ช่วงหน้าของรูในปลอกเป็นทรงกระบอกกลมเพื่อจับก้านต๊าปให้ร่วมศูนย์ ส่วนช่วงท้ายของรูในปลอกขึ้นรูปเป็น ช่องสี่เหลี่ยม (Internal square drive) สำหรับสวมล็อกกับหางสี่เหลี่ยมของดอกต๊าปโดยตรง ใช้กับเครื่อง CNC ที่มีฟังก์ชัน Rigid Tapping (G84)
   • แบบชดเชยระยะแนวแกน (Tension-compression compensating ER collet) ภายในตัวปลอกมีกลไกสปริงที่ยอมให้แกนจับดอกต๊าปยืดหรือหดตัวตามแนวแกนได้เล็กน้อย ($\approx \pm 0.5$ ถึง $1.0$ มม.) เพื่อชดเชยความคลาดเคลื่อนระหว่างการเบรกและกลับทิศหมุนของสปินเดิลกับการเคลื่อนที่ของแกน Z ที่ก้นรู ช่วยลดแรงเค้นตามแนวแกนบนฟันต๊าปและยืดอายุการใช้งานของดอกต๊าปได้ชัดเจน
2. คอลเล็ตต๊าปสวมเร็ว (Quick-change Tapping Collet / Adapter — ระบบ Bilz WF / WFE / EM)
   • ใช้คู่กับ หัวจับต๊าปโดยเฉพาะ (Tapping chuck ทั้งแบบชดเชยระยะยืด-หด Tension-compression และแบบซิงโครไนซ์ Synchro) ตัวคอลเล็ตต๊าปเป็นปลอกเหล็กสวมเร็วที่มีเม็ดลูกปืนล็อกทั้งด้านที่สวมเข้าหัวจับ (กดปลอกนอกเพื่อถอดเปลี่ยนใน 2 วินาทีโดยไม่ต้องใช้ประแจ) และด้านที่ล็อกก้านต๊าป มีขนาดมาตรฐานตั้งแต่ Size 0 (EM00/EM01 สำหรับต๊าป M1–M10), Size 1 (M3–M12), Size 2 (M8–M20), Size 3 (M14–M33) ไปจนถึง Size 4 และ 5
   • แบ่งย่อยเป็น รุ่นจับตรง (Rigid / Direct drive — รหัส EM หรือ WF) และ รุ่นมีคลัตช์นิรภัยจำกัดแรงบิด (Torque-limiting safety clutch — รหัส WFE หรือโมดูลคลัตช์ลูกปืน) ซึ่งตั้งค่าแรงบิดตัดการทำงานไว้ตามขนาดเกลียว เมื่อต๊าปลงไปชนก้นรูตัน (Blind hole) เศษอัดแน่นในร่องต๊าป หรือคมต๊าปเริ่มทื่อจนแรงบิดพุ่งเกินพิกัด คลัตช์ลูกปืนภายในคอลเล็ตต๊าปจะกระโดดหมุนฟรีออกเป็นจังหวะทันที ช่วยป้องกันไม่ให้ดอกต๊าปขาดคาชิ้นงาน

สำคัญ ตรวจสอบมาตรฐานก้านต๊าป (DIN, ISO หรือ JIS) ก่อนสั่งซื้อปลอกรัดต๊าปหรือคอลเล็ตต๊าปสวมเร็วเสมอ

ดอกต๊าปขนาดเกลียวเดียวกัน เช่น M6 หรือ M8 ตามมาตรฐาน DIN 371 / DIN 376, ISO 529, และ JIS B 4430 มี เส้นผ่านศูนย์กลางก้านกลมและขนาดหางสี่เหลี่ยมไม่เท่ากัน (เช่น ต๊าป M6 ตาม DIN 371 มีก้าน Ø6.0 มม. หางสี่เหลี่ยม 4.9 มม. แต่ต๊าป M6 ตาม JIS มีก้าน Ø6.0 มม. หางสี่เหลี่ยม 4.5 มม. และต๊าป M8 ตาม JIS มีก้าน Ø6.2 มม.) การสั่งซื้อทั้งปลอกรัดต๊าป ER และคอลเล็ตต๊าปสวมเร็วระบบ Bilz จึงต้องระบุทั้ง ขนาดก้านกลม ($\varnothing d_1$) และ ขนาดหางสี่เหลี่ยม ($\square a$) ให้ตรงกับดอกต๊าปที่ใช้ในโรงงาน ดูตารางขนาดก้านต๊าปแต่ละมาตรฐานเพิ่มเติมได้ในบทความชนิดของดอกต๊าปและการเลือกใช้งาน

3. ปลอกรัดกันมีดหลุด (Anti-pullout / Form-locking ER collet)

เมื่อใช้ดอกเอ็นมิลล์มุมเลื้อยสูงกัดหยาบหนัก แรงดึงตามแนวแกนจากเกลียวคมตัดมักดึงให้ดอกเอ็นมิลล์ไถลหลุดออกจากปลอก ER ธรรมดา ปัจจุบันจึงมีปลอกรัด ER ที่เพิ่มกลไกล็อกด้วยรูปร่างเข้ากับก้านมีดโดยตรง

• ปลอกรัด ER สำหรับก้าน Weldon (Weldon-flat ER collet) ภายในรูของปลอกมีสลักหรือบ่าขวางที่เข้าขบกับบ่าปาดแบน DIN 6535 Form HB ของก้านเอ็นมิลล์ และตัวปลอกมีเดือยล็อกเข้ากับตัวหัวจับเพื่อป้องกันไม่ให้ปลอกหมุนตาม
• ปลอกรัดระบบเขี้ยวล็อกร่องเกลียว (เช่น REGO-FIX secuRgrip หรือ Haimer Safe-Lock collet) ใช้คู่กับดอกเอ็นมิลล์ที่มีร่องบากเป็นเกลียวที่โคนก้าน เมื่อสวมเข้ากับเขี้ยวล็อกในปลอกรัดแล้วขันฝาเกลียว ระบบจะรักษาความร่วมศูนย์ของปลอก ER (ส่าย $\le 5\ \mu\text{m}$) ไปพร้อมกับป้องกันไม่ให้มีดหมุนฟรีหรือถูกดึงออกได้ 100%

บูชลดขนาดก้านตรง (Straight Collet / Reduction Sleeve)

นอกจากปลอกรัดที่เป็นกรวยเรียวแล้ว ในโรงกลึงยังมี ปลอกลดขนาดทรงกระบอกตรง (Straight collet หรือ Intermediate reduction sleeve) ซึ่งใช้สวมคั่นใน หัวจับพาวเวอร์มิลลิ่ง และ หัวจับไฮดรอลิก เพื่อลดขนาดรูหลักจาก Ø20 มม. หรือ Ø32 มม. ลงมาจับก้านมีดขนาดเล็ก เช่น Ø6, Ø8, Ø10, Ø12 หรือ Ø16 มม.

แม้บูชลดขนาดของหัวจับทั้งสองแบบจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางนอก Ø20 หรือ Ø32 มม. เท่ากัน แต่ โครงสร้างของร่องผ่าและสัดส่วนความยาวต่างกัน จึงใช้สลับกันไม่ได้และห้ามนำบูชร่องผ่าเปิดของหัวจับพาวเวอร์มิลลิ่งไปใส่ในหัวจับไฮดรอลิกเด็ดขาด

1. บูชลดขนาดสำหรับหัวจับพาวเวอร์มิลลิ่ง (Slotted straight collet — เช่น รหัส C20 และ C32) ผ่าร่องเปิดสลับหัวท้ายทะลุขอบเพื่อให้ตัวบูชยุบตัวส่งแรงบีบสูงจากกรงลูกปืนเข็มลงสู่ก้านมีด ด้านหน้ามีบ่าชนหนา และด้านท้ายมักทำรูเกลียวสำหรับใส่สกรูตั้งระยะความยาวมีด ถ้านำบูชร่องผ่าเปิดชนิดนี้ไปใส่ในหัวจับไฮดรอลิก แรงดันน้ำมันหลายร้อยบาร์จะอัดปลอกขยายตัวผนังบางของหัวจับไฮดรอลิกให้ยุบจมลงไปในร่องผ่าเปิดที่กว้างของบูช ขอบร่องผ่าจะกดทับปลอกผนังบางจนเป็นรอยพับถาวรหรือฉีกขาดทำให้น้ำมันไฮดรอลิกรั่วเสียหาย
2. บูชลดขนาดสำหรับหัวจับไฮดรอลิก (Hydraulic chuck intermediate sleeve — เช่น ระบบ GZB-S) ตัดร่องผ่าแคบแบบไม่ทะลุถึงขอบหน้าและขอบหลัง เพื่อให้ปลายทั้งสองด้านยังเป็นวงแหวนต่อเนื่อง แบ่งออกเป็น รุ่นซีลกันน้ำหล่อเย็น (Coolant-proof เช่น รุ่น KD) ซึ่งอุดร่องผ่าด้วยยางสังเคราะห์วัลคาไนซ์จนผิวนอกเรียบต่อเนื่องและมีซีลโอริงในร่องรูในสำหรับกั้นน้ำหล่อเย็นแรงดันสูง (ถึงราว 80 บาร์) ให้ไหลทะลุก้านมีด และ รุ่นร่องแคบมาตรฐานหรือรุ่นจ่ายน้ำรอบก้าน (Peripheral cooling เช่น รุ่น PK) ซึ่งมีร่องส่งน้ำหล่อเย็นไปที่คมตัด ทั้งสองรุ่นช่วยให้ปลอกผนังบางของหัวจับไฮดรอลิกกดรัดผิวนอกของบูชได้อย่างสม่ำเสมอ ใช้สวมคั่นเมื่อต้องการจับ มีดก้านปาดแบน (Weldon) ในหัวจับไฮดรอลิกโดยไม่ทำให้ปลอกในเสียหาย และมีข้อห้ามสำคัญคือ ห้ามขันอัดแรงดันหัวจับไฮดรอลิกขณะสวมบูชเปล่าที่ยังไม่ได้เสียบก้านมีด

ชนิดของฝาเกลียวหัวจับคอลเล็ต (Clamping Nuts)

ประสิทธิภาพของหัวจับคอลเล็ตไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัวปลอกรัดเพียงอย่างเดียว แต่ขึ้นอยู่กับชนิดของ ฝาเกลียว (Clamping nut) ที่ใช้กดปลอกด้วย

ชนิดของฝาเกลียว	ลักษณะโครงสร้าง	ข้อดี	ข้อจำกัดและงานที่เหมาะ
ฝาหกเหลี่ยม (Hex nut)	ผิวนอกขึ้นรูปเป็นหกเหลี่ยมสำหรับประแจปากตาย (พบในขนาดเล็ก เช่น ER11 ถึง ER20)	ประแจจับได้เต็มเหลี่ยม ไม่รูดง่าย ราคาประหยัด	เส้นผ่านศูนย์กลางนอกค่อนข้างโตและมีมุมเหลี่ยมต้านลม ไม่เหมาะกับรอบสูงจัด
ฝาร่องประแจเขี้ยว (Slotted / UM nut)	ผิวนอกกลมและบากร่องรอบตัวสำหรับประแจเขี้ยว (ER16 ถึง ER50)	ส่งแรงบิดขันแน่นได้ดีในขนาดใหญ่	ร่องบากมีผลต่อสมดุล จึงมีรุ่นที่ถ่วงสมดุลมาแล้วสำหรับรอบสูง และอาจมีเสียงลมหอน (Wind whistle)
ฝามินิ (Mini nut)	ผิวนอกบางเป็นพิเศษ เกลียวละเอียดคนละขนาดกับฝาปกติ ขันด้วยประแจเฉพาะทาง (ER8 ถึง ER25)	ปลายหัวจับเรียวเล็ก ล้วงเข้าที่แคบหรือตั้งมีดชิดกันบนเครื่องกลึงอัตโนมัติได้ดี	ขันได้แรงบิดราวครึ่งหนึ่งของฝาปกติ (ER16 ประมาณ 27 เทียบกับ 57 N·m) จึงเหมาะกับงานเจาะและกัดเบา
ฝาเกลียวลูกปืน (Ball-bearing / Power nut)	มีตลับลูกปืนเม็ดกลมคั่นระหว่างตัวฝาที่มีเกลียวกับแหวนกดหน้าปลอก	ลดการบิดตัวปลอกขณะขัน และเพิ่มแรงจับ แผนภูมิทดสอบของ Techniks แสดงฝาลูกปืนสูงกว่าฝาธรรมดา ราว 25% (ฝาเคลือบลดแรงเสียดทานของผู้ผลิตรายนี้ระบุสูงกว่าถึง 75%)	ราคาสูงกว่าฝาธรรมดา แต่คุ้มค่ามากสำหรับงานกัดเอ็นมิลล์บนหัวจับ ER
ฝาเรียบไม่มีร่องประแจ (Solid nut)	ผิวนอกกลมเกลี้ยงไร้ร่องบาก ขันด้วยประแจรัดผิวนอกเฉพาะรุ่น	สมดุลรอบแกนดีเยี่ยม ไร้เสียงลมหอนและไม่ตีน้ำหล่อเย็นกระจาย	เหมาะกับงานรอบสูงและงานความแม่นยำสูง ต้องใช้ประแจเฉพาะรุ่น

วิธีประกอบปลอกรัด ER ที่ถูกต้อง

ความผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดหน้าเครื่องและทำให้ปลอกรัด ER เสียตั้งแต่วันแรก คือการหย่อนปลอกรัดลงไปในรูเทเปอร์ของตัวหัวจับก่อน แล้วนำฝาเกลียวมาครอบและขันอัดลงไป

ภายในฝาเกลียว ER ไม่ได้เป็นขอบกลมสมมาตร แต่มี แหวนเยื้องศูนย์ (Eccentric extractor ring) ยื่นออกมาข้างหนึ่ง แหวนนี้มีไว้เกี่ยวเข้ากับร่องคอดของปลอกรัดเพื่อ ดึงปลอกรัดให้หลุดออกจากกรวย 8° ตอนคลายฝาเกลียว

ขั้นตอนที่ถูกต้องในการใส่และถอดปลอกรัด ER มีดังนี้

1. ทำความสะอาดทุกผิวสัมผัส เช็ดรูเทเปอร์ 8° ในตัวหัวจับ ผิวนอกและรูในของปลอกรัด เกลียวฝา และก้านมีดให้ปราศจากเศษโลหะและคราบน้ำมัน เศษโลหะขนาดเพียง 0.01 มม. ที่ติดอยู่บนกรวยปลอกจะทำให้ปลายมีดที่ยื่น 36 มม. ส่ายออกถึง 0.03 ถึง 0.05 มม.
2. กดปลอกรัดเข้ากับฝาเกลียวก่อนเสมอ ถือฝาเกลียวหงายขึ้น เอียงปลอกรัดใส่จากฝั่งที่แหวนเยื้องศูนย์ยื่นออกมามากกว่า แล้วกดหัวปลอกลงจนร่องคอดของปลอกข้ามขอบแหวนดัง “คลิก” เมื่อเข้าที่แล้ว หน้าตัดของปลอกรัดจะวางขนานกับหน้าฝาเกลียว และปลอกจะไม่หลุดร่วงแม้คว่ำฝาลง
3. สอดก้านมีดให้ลึกอย่างน้อย 2 ใน 3 ของความยาวรูปลอก ถ้าสอดก้านมีดตื้นเพียงครึ่งเดียวของปลอก เมื่อขันฝาแน่น ช่วงท้ายของปลอกที่ไม่มีก้านมีดรับอยู่ด้านในจะยุบตัวเข้าหาความว่างเปล่า ทำให้ปลอกบิดเสียรูปถาวร การส่ายพุ่งสูง และแรงจับลดลงจนมีดหลุดได้ง่าย
4. อย่าใช้ปลอกรัดผิดช่วงขนาด หากก้านมีดคือ Ø12.0 มม. ให้ใช้ปลอกขนาด 12–11 มม. (หรือปลอกขนาด 12 มม. พอดีสำหรับงานละเอียด) อย่านำปลอก 13–12 มม. ที่ยุบสุดช่วงพอดีมาจับก้านที่เล็กกว่า 12.0 มม. และห้ามฝืนยัดก้านที่โตกว่าขนาดบนของปลอก
5. ขันด้วยประแจปอนด์ตามแรงบิดของขนาดฝาและขนาดก้านมีด การต่อแป๊บเหล็กขันฝา ER จนแน่นเกินพิกัดไม่ได้ช่วยให้จับมีดแน่นขึ้นตามสัดส่วน แต่กลับบิดตัวปลอกให้เสียศูนย์และทำให้เกลียวฝาฉีกขาด นอกจากนี้ ผู้ผลิตจะกำหนดแรงบิดไว้สองระดับตามขนาดของก้านมีดที่นำมาสวมเทียบกับขนาดรูปลอกรัด (เช่น ปลอกขนาด 12–11 มม.)
   • แรงบิดขันแน่นทั่วไปสำหรับก้านเต็มขนาด (Nominal shank diameter) ใช้เมื่อใส่ก้านมีดที่มีขนาดตรงกับขนาดบนสุดของปลอกรัดพอดี (เช่น ใส่ก้าน Ø12.0 มม. ในปลอก 12–11 มม.) ก้านมีดจะฟิตพอดีกับรูปลอกและรับแรงบีบได้เต็มพิกัด
   • แรงบิดเมื่อจับก้านช่วงล่างของปลอก (Collapsed / Lower range) ใช้เมื่อยุบปลอกจับก้านมีดที่มีขนาดเล็กลงมาในช่วงยุบตัวของปลอก (เช่น ใส่ก้าน Ø11.0 หรือ Ø11.5 มม. ในปลอก 12–11 มม.) ต้องลดแรงบิดการขันลงตามตาราง เพราะปลอกรัดต้องถูกบีบให้ยุบตัวลงมาก่อนจึงจะสัมผัสก้านมีด หากอัดด้วยแรงบิดเท่ากับก้านเต็มขนาด ปลอกจะถูกบีบเกินพิกัดจนเกิดความเค้นสูง เสียรูปถาวร และการส่ายหนีศูนย์เพิ่มขึ้น

ขนาดฝา ER	แรงบิดขันแน่นทั่วไปสำหรับก้านเต็มขนาด (N·m)	แรงบิดเมื่อจับก้านช่วงล่างของปลอก (N·m)
ER11	16 ถึง 24	12 ถึง 16
ER16	40 ถึง 56	24 ถึง 40
ER20	60 ถึง 80	32 ถึง 60
ER25	80 ถึง 104	48 ถึง 80
ER32	100 ถึง 136	64 ถึง 100
ER40	140 ถึง 176	88 ถึง 140

ระยะยื่นของเครื่องมือและกฎกำลังสามของการโก่งตัว

ต่อให้เลือกหัวจับแบบสวมร้อนหรือพาวเวอร์มิลลิ่งที่แข็งเกร็งที่สุด หากปล่อยให้ดอกเอ็นมิลล์ยื่นพ้นปลายหัวจับยาวเกินจำเป็น มีดก็จะยังโก่งตัวและสะท้านอยู่ดี เพราะก้านมีดที่ยื่นออกมาทำตัวเหมือนคานยื่น (Cantilever beam) ซึ่งระยะโก่งตัวที่ปลายมีด $\delta$ เมื่อรับแรงตัดด้านข้าง $F_r$ เพิ่มขึ้นตาม กำลังสามของระยะยื่น ($L^3$) และแปรผกผันกับ กำลังสี่ของเส้นผ่านศูนย์กลาง ($D^4$)

$$\delta = \frac{F_r \, L^3}{3 \, E \, I}, \qquad I = \frac{\pi \, D^4}{64}$$

เมื่อ $E$ คือมอดุลัสยืดหยุ่นของวัสดุตัวมีด (สำหรับทังสเตนคาร์ไบด์ $E \approx 600{,}000\text{ N/มม.}^2$ และเหล็กไฮสปีด $E \approx 210{,}000\text{ N/มม.}^2$) และ $I$ คือโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัด ลองคำนวณเปรียบเทียบก้านคาร์ไบด์ทรงกระบอกตัน Ø12 มม. ($I = \pi \times 12^4 / 64 = 1{,}018\text{ มม.}^4$) เมื่อรับแรงตัดด้านข้าง $F_r = 400\text{ N}$ ที่ระยะยื่นสามค่า

• ยื่น $L = 36$ มม. ($3\times D$) $\delta = \dfrac{400 \times 36^3}{3 \times 600{,}000 \times 1{,}018} \approx 0.010\text{ มม.}$ (10 µm)
• ยื่น $L = 54$ มม. ($4.5\times D$, ยาวขึ้น 1.5 เท่า) ระยะโก่งตัวเพิ่มขึ้นเป็น $1.5^3 = 3.375$ เท่า คือ $\delta \approx 0.034\text{ มม.}$ (34 µm)
• ยื่น $L = 72$ มม. ($6\times D$, ยาวขึ้น 2 เท่า) ระยะโก่งตัวเพิ่มขึ้นเป็น $2^3 = 8$ เท่า คือ $\delta \approx 0.081\text{ มม.}$ (81 µm)

ในความเป็นจริง ช่วงปลายของดอกเอ็นมิลล์ถูกเจียระไนร่องคายเศษออกไป ทำให้แกนกลางที่รับแรงดัดมีขนาดเล็กกว่า Ø12 มม. ระยะโก่งตัวจริงที่คมตัดจึงมากกว่าตัวเลขของแท่งตันนี้อีกประมาณ 1.5 ถึง 2 เท่า

ตัวเลขนี้บอกหลักปฏิบัติที่ประหยัดและได้ผลที่สุดหน้าเครื่อง คือ จับก้านมีดให้สั้นที่สุดเท่าที่ทำได้ โดยระวังไม่ให้หัวจับชนชิ้นงานหรือแคลมป์ และให้น้ำหล่อเย็นยังฉีดเข้าที่คมตัดได้สะดวก การหดระยะยื่นลงเพียง 20% (เช่น จาก 45 มม. เหลือ 36 มม.) ลดการโก่งตัวที่ปลายมีดลงได้ถึง $1 - 0.8^3 \approx 49\%$ หรือเกือบครึ่งหนึ่งทันที หากต้องกัดหลุมลึกที่แคลมป์หรือผนังชิ้นงานแคบ ให้เลือกหัวจับสวมร้อนที่มีปลายเรียวเพื่อยื่นตัวหัวจับที่มีหน้าตัดใหญ่ลงไปในหลุมแทนการยื่นก้านมีด Ø12 ยาวๆ

การตรวจสอบสภาพและเกณฑ์ปลดระวางปลอกรัด

ปลอกรัดเป็นชิ้นส่วนสิ้นเปลือง (Consumable) ที่ความแม่นยำเสื่อมลงตามจำนวนครั้งที่ขันและชั่วโมงการกัด ในโรงงานที่ต้องการคุมการส่ายที่ปลายมีดไม่ให้เกิน 10 µm ควรตรวจสภาพปลอกรัดทุกครั้งที่ถอดล้าง และ ปลดระวางปลอกรัดทันที เมื่อพบอาการต่อไปนี้

1. คราบสนิมเสียดสีสีน้ำตาลแดง (Fretting corrosion) บนผิวกรวยนอก เกิดจากการขยับตัวระดับไมครอนระหว่างผิวกรวยของปลอกกับรูหัวจับภายใต้แรงตัดสลับทิศทาง คราบสนิมนี้มีความหนาไม่สม่ำเสมอและเช็ดไม่ออกด้วยผ้าธรรมดา ทำให้ปลอกนั่งในกรวยเอียงหนีศูนย์ทุกครั้งที่ใส่
2. ปากปลอกบานเป็นปากแตร (Bell-mouthing) หรือช่วงท้ายปลอกยุบคอด เกิดจากการเคยสอดก้านมีดตื้นเกิน 2 ใน 3 ของความยาวรูของปลอกแล้วขันฝาแน่น จนช่วงท้ายปลอกยุบตัวเข้าหาอากาศและเสียรูปถาวร
3. รอยครูดเป็นวงแหวนในรูของปลอก เกิดจากดอกเอ็นมิลล์หรือดอกสว่านเคยหมุนฟรี (Spun tool) ในรูของปลอก รอยครูดที่นูนขึ้นมาเพียงไม่กี่ไมครอนจะดันก้านมีดตัวถัดไปให้หนีศูนย์ทันที
4. ขอบร่องคอดสำหรับถอดปลอกบิ่นหรือเยิน เกิดจากการประกอบปลอกผิดวิธีโดยหย่อนปลอกลงตัวหัวจับก่อนแล้วขันฝาเกลียวทับ จนแหวนเยื้องศูนย์ในฝาปีนกดขอบปลอก (ดูขั้นตอนการประกอบที่ถูกต้องในหัวข้อวิธีประกอบปลอกรัด ER ที่ถูกต้อง)

การตรวจวัดและแก้ปัญหาที่พบบ่อยหน้าเครื่อง

เมื่อตั้งมีดเสร็จและสวมหัวจับเข้าสปินเดิลแล้ว ควรใช้ นาฬิกาวัดแบบก้านกระดก (Dial test indicator) ความละเอียด 1 หรือ 2 µm แตะตรวจการส่ายหนีศูนย์ก่อนเดินงานละเอียด โดยแตะสองตำแหน่ง คือที่ ผิวก้านมีดชิดปากหัวจับ และที่ ผิวก้านหรือคมตัดที่ระยะยื่นใช้งาน หากการส่ายเกินเกณฑ์ ให้แยกสาเหตุและแก้ไขตามตารางนี้

อาการที่พบ	สาเหตุที่เป็นไปได้	วิธีแก้
ดอกเอ็นมิลล์ค่อยๆ ไถลรูดออกระหว่างกัด (Tool pull-out) จนพื้นหลุมลึกเกินแบบ	มีคราบน้ำมันหรือน้ำหล่อเย็นในรูจับ ขันฝาต่ำกว่าแรงบิด สอดก้านมีดตื้นเกินไป หรือใช้หัวจับ ER กัดหยาบหนักด้วยดอกมุมเลื้อยสูง	ล้างคราบน้ำมันในรูจับและก้านมีดด้วยน้ำยาล้างคราบมัน สอดก้านให้เต็มความยาวรูจับ หรือเปลี่ยนไปใช้หัวจับพาวเวอร์มิลลิ่ง หัวจับสวมร้อน หรือหัวจับที่มีกลไกล็อกกันมีดหลุด
วัดการส่ายที่ปลายมีดได้เกิน 20 µm ทั้งที่เปลี่ยนปลอกรัด ER ตัวใหม่แล้ว	ประกอบปลอก ER โดยหย่อนลงตัวหัวจับก่อนขันฝาทับ มีเศษโลหะติดในกรวย 8° หรือก้านเทเปอร์ท้ายหัวจับสกปรก/บวมจากสลักดึง	ถอดออกทำความสะอาด กดปลอกเข้าฝาเกลียวให้ลงร่องก่อนเสมอ และใช้นาฬิกาวัดแตะตรวจรูเทเปอร์ในตัวหัวจับเพื่อแยกแยะว่าเป็นที่หัวจับหรือปลอก
คลายฝาเกลียว ER ออกจนหลุดแล้ว แต่ปลอกรัดยังติดแน่นอยู่ในตัวหัวจับ	ตอนประกอบไม่ได้กดปลอกให้เข้าในแหวนเยื้องศูนย์ของฝาเกลียวก่อน แหวนจึงไม่เกี่ยวปลอกออกมาตอนคลายฝา	ขันฝาเกลียวกลับเข้าไปโดยเอียงกดให้แหวนเยื้องศูนย์ตกลงในร่องคอปลอก แล้วขันคลายออกใหม่ ห้ามใช้ไขควงงัดขอบปลอกหรือใช้ค้อนตอกข้างก้านมีด
ผิวข้างชิ้นงานเป็นริ้วคลื่นห่างเท่ากับอัตราป้อนต่อรอบ และคมตัดสึกหนักอยู่ฟันเดียว	การส่ายหนีศูนย์รวมที่ปลายมีดสูงเกิน 10% ของอัตราป้อนต่อฟัน ทำให้ฟันที่ยื่นสุดรับภาระอยู่ฟันเดียว	วัดการส่ายที่คมตัด หมุนหาตำแหน่งปลอกรัดที่ส่ายน้อยที่สุด หรือเปลี่ยนเป็นปลอกเกรดความแม่นยำสูง หัวจับไฮดรอลิก หรือหัวจับสวมร้อน
หัวจับไฮดรอลิกขันสกรูอัดแรงดันจนสุดบ่าแล้ว แต่จับมีดไม่อยู่ หมุนก้านมีดด้วยมือได้	เคยขันสกรูล็อกขณะไม่มีก้านมีดจนปลอกขยายตัวเสียรูป น้ำมันไฮดรอลิกรั่วซึม หรือใช้ก้านมีดที่เล็กกว่าพิกัด h6	ตรวจสอบขนาดก้านมีดด้วยไมโครมิเตอร์ว่าเป็นพิกัด h6 หรือไม่ หากปลอกในยุบตัวหรือน้ำมันรั่วต้องส่งซ่อมหรือปลดระวางหัวจับ
ให้ความร้อนหัวจับสวมร้อนแล้ว แต่ดึงมีดคาร์ไบด์ไม่ออก	ให้ความร้อนนานเกินไปจนความร้อนไหลเข้าสู่ก้านคาร์ไบด์ขยายตัวตาม หรือมีคราบคาร์บอนไหม้ติดในรูจับ	ปล่อยให้หัวจับและมีดเย็นสนิทถึงอุณหภูมิห้องทั้งคู่ก่อน แล้วตั้งขดลวดเหนี่ยวนำให้ตรงปลายหัวจับและให้ความร้อนระยะสั้นตามโปรแกรมของขนาดก้านนั้น

สรุป

• การส่ายหนีศูนย์ที่คมตัดทำให้ฟันแต่ละฟันกินเนื้อไม่เท่ากัน การส่ายรวมที่ปลายมีดจึงไม่ควรเกิน 10% ของอัตราป้อนต่อฟัน ($f_z$) เช่น ไม่เกิน 5 µm เมื่อป้อน 0.05 มม./ฟัน
• หัวจับคอลเล็ต ER อเนกประสงค์และประหยัดที่สุด เหมาะกับงานเจาะและกัดทั่วไป แต่เมื่อกัดหยาบหนักควรใช้หัวจับพาวเวอร์มิลลิ่งหรือหัวจับล็อกข้าง (Weldon) เพื่อป้องกันไม่ให้มีดไถลรูดออกจากหัวจับ
• งานกัดความเร็วรอบสูงและงานแม่พิมพ์หลุมลึกเหมาะกับหัวจับแบบสวมร้อนซึ่งเรียวบางและส่ายไม่เกิน 3 µm ส่วนงานเก็บผิวละเอียดและงานรีมเหมาะกับหัวจับไฮดรอลิกซึ่งส่ายไม่เกิน 3 µm และมีชั้นน้ำมันช่วยซับแรงสั่นสะเทือน
• ก้านปาดแบน (Weldon) ใช้กับหัวจับล็อกข้าง ห้ามนำไปใส่ในหัวจับสวมร้อนหรือหัวจับไฮดรอลิกโดยตรง ส่วนหัวจับสวมร้อนและไฮดรอลิกต้องใช้ก้านตรงเกลี้ยงพิกัด h6
• เมื่อประกอบหัวจับคอลเล็ต ER ต้องกดปลอกรัดเข้ากับแหวนเยื้องศูนย์ในฝาเกลียวให้ดังคลิกก่อนเสมอ และสอดก้านมีดให้ลึกอย่างน้อย 2 ใน 3 ของความยาวปลอก
• การโก่งตัวของมีดเพิ่มขึ้นตามกำลังสามของระยะยื่น ($L^3$) การเลื่อนก้านมีดเข้าในหัวจับให้สั้นลงเพียง 20% ลดการโก่งตัวที่ปลายมีดลงได้เกือบครึ่งหนึ่งทันที
• มุมเรียวและวิธีกดปลอกเป็นตัวกำหนดแรงบีบรัดและความแม่นยำ คอลเล็ต ER (8°/30°) ให้ช่วงยุบตัวกว้าง 1 มม. อเนกประสงค์ที่สุด คอลเล็ต SK และ NBC (เทเปอร์เดี่ยวข้างละ 4°–6°) และ ระบบคอลเล็ตอัดไร้ฝาเกลียว powRgrip (PG) ให้ความเรียวและการส่ายต่ำระดับ $\le 3\ \mu\text{m}$ ส่วน คอลเล็ต OZ (เทเปอร์ตื้น 1:10) และ TG ให้แรงบีบรัดสูงสำหรับงานกัดหนัก
• คอลเล็ตที่สวมเข้าสปินเดิลโดยตรงและดึงจากด้านท้าย เช่น R8 (Bridgeport) และ Morse Taper collet มีช่วงยุบตัวแคบมาก ต้องใช้ก้านมีดที่มีขนาดตรงกับเบอร์ปลอกพอดีเท่านั้น
• เมื่อใช้ระบบจ่ายน้ำหล่อเย็นทะลุก้านมีด (TSC) ต้องเปลี่ยนจากปลอกรัดร่องผ่าเปิดเป็น ปลอกรัดซีลยางอุดร่อง (โดยใช้ก้านขนาดตรงเบอร์ปลอกเท่านั้น) หรือใช้ ฝาเกลียวพร้อมแผ่นดิสก์ซีลโลหะ
• งานต๊าปเกลียวควรใช้ ปลอกรัดต๊าปที่มีร่องสี่เหลี่ยมภายใน หรือ คอลเล็ตต๊าปสวมเร็ว (ระบบ Bilz) ที่มีคลัตช์นิรภัยตัดแรงบิดเมื่อชนก้นรูตัน โดยต้องเลือกขนาดรูกลมและขนาดสี่เหลี่ยมให้ตรงตามมาตรฐานดอกต๊าป (DIN, ISO หรือ JIS)
• บูชลดขนาดก้านตรง (Straight collet) ของหัวจับพาวเวอร์มิลลิ่งเป็นแบบร่องผ่าเปิดทะลุขอบ ห้ามนำไปใส่ในหัวจับไฮดรอลิก หัวจับไฮดรอลิกต้องใช้บูชลดขนาดเฉพาะทางที่ตัดร่องผ่าแคบแบบไม่ทะลุขอบ (หรือรุ่นอุดยางซีลกันน้ำหล่อเย็น) เท่านั้น และห้ามขันอัดแรงดันหัวจับไฮดรอลิกโดยไม่เสียบก้านมีดคาไว้ในบูช