บทความ / งานกลึงและงานกัด

เม็ดมีดกลึง — อ่านรหัส เลือกรูปร่าง ขนาด รัศมีปลายมีด และเกรด

วิธีอ่านรหัสเม็ดมีดกลึงตาม ISO 1832 เช่น CNMG 120408 การเลือกรูปร่างระหว่างความแข็งแรงของปลายมีดกับการเข้าถึงรูปร่างชิ้นงาน เม็ดมีดแบบสองด้านกับแบบด้านเดียว การเลือกรัศมีปลายมีดและร่องหักเศษ กลุ่มวัสดุ P M K N S H เกรดและผิวเคลือบ เม็ดมีดเซาะร่องและตัดขาด เม็ดมีดกลึงเกลียว และวิธีอ่านการสึกของคมตัด

เม็ดมีดกลึงหนึ่งกล่องมีรหัสยาวอย่าง CNMG 120408-PM 4325 ซึ่งบอกรูปร่าง ขนาด ร่องหักเศษ และเกรดของเม็ดมีดครบในบรรทัดเดียว ผู้ที่อ่านรหัสนี้ออกจะเลือกเม็ดมีดได้ตรงกับงาน สั่งซื้อได้ถูกต้อง และรู้ว่าเม็ดมีดในกล่องใช้กับด้ามมีดตัวใดได้ บทความนี้อธิบายรหัสทีละตำแหน่ง แล้วไล่ไปตามลำดับการเลือก คือรูปร่าง แบบสองด้านหรือด้านเดียว ขนาด รัศมีปลายมีด ร่องหักเศษ และเกรด ปิดท้ายด้วยการอ่านการสึกของคมตัด เนื้อหาหลักเป็นเม็ดมีดคาร์ไบด์สำหรับงานกลึงผิวนอกและงานคว้าน และมีหัวข้อแยกสำหรับเม็ดมีดเซาะร่องและตัดขาด กับเม็ดมีดกลึงเกลียว ซึ่งใช้ระบบรหัสต่างออกไป

อ่านรหัสเม็ดมีด

รหัสเม็ดมีดตำแหน่งที่ 1 ถึง 7 เป็นไปตามมาตรฐาน ISO 1832 จึงเหมือนกันทุกยี่ห้อ ตำแหน่งที่ 8 และ 9 เขียนเมื่อจำเป็น ส่วนที่ตามหลังขีดคั่นเป็นรหัสร่องหักเศษและเกรดของผู้ผลิตแต่ละราย รหัสทุกตัวของทุกตำแหน่ง พร้อมพิกัดความเผื่อ ตารางขนาด และความหนา อยู่ในหน้ารหัสเม็ดมีด (ISO 1832)

อ่านรหัสเม็ดมีด CNMG 120408 -PM 4325 ตำแหน่งที่ 1 ถึง 9 เป็นไปตาม ISO 1832 ส่วนหลังขีดคั่นเป็นรหัสของผู้ผลิต C N M G 12 04 08 -PM 4325 1 รูปร่าง ขนมเปียกปูน 80° 2 มุมหลบ 0° ใช้ได้สองหน้า 3 ชั้นพิกัดความเผื่อ M (เม็ดมีดกดขึ้นรูป) 4 รูยึด ร่องหักเศษ รูตรง ร่องสองหน้า 5 ขนาด คมยาว 12.9 (d 12.7 มม.) เกรด ของผู้ผลิต ร่องหักเศษ ของผู้ผลิต 9 ทิศ (ถ้ามี) เช่น R L N 8 สภาพคมตัด (ถ้ามี) เช่น E ลบคมมน 7 รัศมีปลายมีด 0.8 มม. 6 ความหนา 4.76 มม. ตำแหน่ง 1 2 และ 5 ต้องตรงกับด้ามมีด รหัสนิ้วของเม็ดมีดเดียวกันคือ CNMG 432
การอ่านรหัสเม็ดมีดตาม ISO 1832

ข้อควรรู้เมื่ออ่านรหัส

  • ตำแหน่งที่ 1 2 และ 5 ต้องตรงกับด้ามมีด ด้ามมีดมีรหัสของตัวเองซึ่งระบุรูปร่าง มุมหลบ และขนาดของเม็ดมีดที่ใส่ได้ เช่น ด้ามมีด PCLNR 2525M12 ใช้เม็ดมีดรูปร่าง C มุมหลบ N ขนาด 12
  • ขนาดในตำแหน่งที่ 5 ขึ้นกับรูปร่าง เม็ดมีดที่มีวงกลมแนบในเท่ากันได้เลขต่างกัน เพราะความยาวคมตัดต่างกัน เช่น CNMG 12, DNMG 15 และ WNMG 08 มีวงกลมแนบใน 12.7 มม. เท่ากัน
  • รหัสแบบนิ้ว ที่ใช้ในแค็ตตาล็อกอเมริกันเขียนต่างกัน เม็ดมีด CNMG 120408 คือ CNMG 432 ในระบบนิ้ว

เลือกรูปร่าง

รูปร่างของเม็ดมีดกลึง ตัวอักษรคือรหัสรูปร่างตาม ISO 1832 มุมคือมุมของปลายมีดที่ใช้ตัด R กลม S สี่เหลี่ยมจัตุรัส 90° C ขนมเปียกปูน 80° W สามเหลี่ยมหกมุม 80° T สามเหลี่ยม 60° D ขนมเปียกปูน 55° V ขนมเปียกปูน 35° ปลายมีดแข็งแรงกว่า รับอัตราป้อนสูง ต้องการกำลังมากกว่า เข้าถึงรูปร่างได้ดีกว่า แรงตัดต่ำกว่า
รูปร่างของเม็ดมีดกลึง จากแข็งแรงที่สุดถึงเข้าถึงรูปร่างได้ดีที่สุด

มุมของปลายมีดยิ่งกว้าง ปลายมีดยิ่งแข็งแรงและระบายความร้อนได้ดี แต่เข้าซอกและมุมของชิ้นงานได้น้อยลง การเลือกรูปร่างจึงเป็นการแลกกันระหว่างสองอย่างนี้

รูปร่างของเม็ดมีดกับการใช้งาน
รูปร่าง จำนวนคมตัด (สองด้าน / ด้านเดียว) เหมาะกับ ข้อจำกัด
C 80° 4 / 2 งานกลึงผิวนอกและปาดหน้าทั่วไป ทั้งหยาบและละเอียด เป็นรูปร่างที่ใช้มากที่สุด เข้าร่องและมุมแคบไม่ได้
W 80° 6 / 3 งานเดียวกับ C แต่ได้คมตัดมากกว่า ต้นทุนต่อคมต่ำกว่า คมตัดสั้นกว่า ความลึกตัดสูงสุดน้อยกว่า C
S 90° 8 / 4 งานหยาบหนักและงานลบมุม กลึงเข้าบ่าฉาก 90° ไม่ได้
T 60° 6 / 3 งานทั่วไปที่ต้องการคมตัดหลายคม ปลายมีดอ่อนกว่า C
D 55° 4 / 2 งานกลึงตามรูปร่าง (Profiling) และงานละเอียด ปลายมีดอ่อน รับอัตราป้อนได้น้อยกว่า
V 35° 4 / 2 งานกลึงตามรูปร่างที่มีร่องและมุมแคบ ปลายมีดอ่อนที่สุด ใช้กับงานละเอียดเท่านั้น
R กลม หมุนใช้ได้หลายตำแหน่ง งานหยาบหนัก ผิวโค้ง และวัสดุตัดยาก แรงผลักในแนวรัศมีสูง ชิ้นงานและเครื่องต้องแข็งแรง

หลักการเลือกคือ ใช้รูปร่างที่ปลายมีดแข็งแรงที่สุดเท่าที่ยังเข้าถึงรูปร่างของชิ้นงานได้ โรงงานส่วนใหญ่ใช้ C หรือ W เป็นมีดหลักสำหรับงานหยาบ และ D หรือ V สำหรับงานละเอียดที่ต้องเดินตามรูปร่าง

สองด้านหรือด้านเดียว

ตัวอักษรตำแหน่งที่ 2 แบ่งเม็ดมีดเป็นสองกลุ่มใหญ่

เม็ดมีดสองด้านกับเม็ดมีดด้านเดียว
เม็ดมีดสองด้าน (มุมหลบ N 0°) เม็ดมีดด้านเดียว (มุมหลบ B C P)
ตัวอย่างรหัส CNMG, DNMG, WNMG, TNMG CCMT, DCMT, VBMT, TCMT
จำนวนคมตัด ใช้ได้ทั้งสองหน้า จึงได้สองเท่า ใช้ได้หน้าเดียว
ความแข็งแรงของคมตัด สูง ต่ำกว่า
แรงตัด สูงกว่า เพราะด้ามมีดต้องเอียงเม็ดมีดเพื่อให้มีมุมหลบ ต่ำกว่า
เหมาะกับ งานกลึงผิวนอกทั่วไป งานหยาบ เครื่องที่แข็งแรง งานคว้านรู ชิ้นงานเล็กและยาว ชิ้นงานผนังบาง เครื่องกำลังน้อย

เม็ดมีดสองด้านมักเรียกว่า เม็ดมีดเนกาทีฟ และเม็ดมีดด้านเดียวเรียกว่า เม็ดมีดโพสิทีฟ งานกลึงผิวนอกควรเริ่มที่เม็ดมีดสองด้าน เพราะแข็งแรงกว่าและต้นทุนต่อคมต่ำกว่า เปลี่ยนไปใช้เม็ดมีดด้านเดียวเมื่อชิ้นงานสั่น โก่ง หรือเป็นงานคว้านรูที่มีดคว้านยื่นยาว

เลือกขนาดและรัศมีปลายมีด

ขนาดของเม็ดมีด เลือกจากความลึกตัดสูงสุดของงาน คมตัดต้องยาวกว่าความยาวที่สัมผัสเนื้องานพอสมควร แค็ตตาล็อกของผู้ผลิตให้ความลึกตัดสูงสุดของแต่ละขนาดและรูปร่างไว้ เม็ดมีดที่ใหญ่เกินจำเป็นมีราคาแพงกว่าโดยไม่ได้ประโยชน์

รัศมีปลายมีด มีผลต่อสามอย่างพร้อมกัน

ผลของรัศมีปลายมีด
รัศมีเล็ก เช่น 0.4 มม. รัศมีใหญ่ เช่น 1.2 มม.
ความแข็งแรงของปลายมีด ต่ำกว่า สูงกว่า รับอัตราป้อนได้สูงกว่า
ผิวงานที่อัตราป้อนเท่ากัน หยาบกว่า เรียบกว่า
แรงผลักชิ้นงานในแนวรัศมี ต่ำ สั่นน้อย สูง ชิ้นงานเล็กและยาวจะสั่น
การหักเศษเมื่อตัดตื้น ดีกว่า หักเศษยาก

ความหยาบผิวตามทฤษฎีขึ้นกับอัตราป้อนและรัศมีปลายมีด

Rmax≈f28 r×1000R_{max} \approx \frac{f^2}{8 \, r} \times 1000

เมื่อ ff คืออัตราป้อน (มม./รอบ) rr คือรัศมีปลายมีด (มม.) และ RmaxR_{max} คือความสูงของรอยป้อน (µm) เช่น อัตราป้อน 0.2 มม./รอบ กับรัศมี 0.8 มม. ได้ Rmax≈6.3R_{max} \approx 6.3 µm ถ้าลดอัตราป้อนเหลือ 0.1 จะเหลือประมาณ 1.6 µm ผิวจริงหยาบกว่าค่านี้เสมอ เพราะมีการสั่นและการสึกของคมตัด

แนวทางเริ่มต้น

  • งานหยาบ ใช้รัศมีใหญ่ที่สุดที่ชิ้นงานและเครื่องรับได้ เช่น 0.8 หรือ 1.2 มม.
  • งานละเอียด เลือกรัศมีจากผิวที่ต้องการและรัศมีมุมในของแบบงาน รัศมีปลายมีดต้องไม่ใหญ่กว่ารัศมีมุมในที่แบบงานกำหนด
  • อัตราป้อนเริ่มที่ประมาณครึ่งหนึ่งของรัศมีปลายมีด และไม่ควรเกิน 80% ของรัศมีปลายมีด เช่น รัศมี 0.8 มม. เริ่มที่ประมาณ 0.4 มม./รอบ และไม่เกิน 0.64 มม./รอบ แล้วปรับตามคำแนะนำของผู้ผลิต อัตราป้อนที่เกินกว่านี้ทำให้ปลายมีดรับแรงเกินและแตก
  • ความลึกตัดควรมากกว่าประมาณสองในสามของรัศมีปลายมีด เช่น รัศมี 0.8 มม. ตัดลึกอย่างน้อยประมาณ 0.5 มม. ถ้าตัดตื้นกว่านี้ คมตัดที่สัมผัสเนื้องานเกือบทั้งหมดเป็นส่วนโค้งของปลายมีด เศษหักยาก และแรงผลักในแนวรัศมีสูงจนชิ้นงานสั่น
  • ค่ารัศมีในโปรแกรมและในตารางค่าชดเชยต้องตรงกับเม็ดมีดที่ใส่จริง เมื่อใช้การชดเชยรัศมีปลายมีด ตามที่อธิบายในบทที่ 14 ของหนังสือการเขียนโปรแกรม CNC

เลือกร่องหักเศษ

รหัสหลังขีด เช่น -PF -PM -PR เป็นรหัสร่องหักเศษของผู้ผลิต แต่ละยี่ห้อใช้ตัวอักษรต่างกัน แต่แบ่งเป็นสามกลุ่มเหมือนกัน คืองานละเอียด งานปานกลาง และงานหยาบ ร่องแต่ละแบบหักเศษได้ในช่วงของอัตราป้อนกับความลึกตัดช่วงหนึ่งเท่านั้น รายละเอียดและตัวอย่างแผนภาพอยู่ในบทความเศษตัดดีกับเศษตัดไม่ดี

เลือกเกรด

เกรด (Grade) คือชนิดของเนื้อคาร์ไบด์และผิวเคลือบ เป็นรหัสของผู้ผลิต เช่น 4325 แต่ทุกยี่ห้อบอกช่วงการใช้งานด้วยระบบเดียวกันตาม ISO 513 คือตัวอักษรของกลุ่มวัสดุชิ้นงาน ตามด้วยตัวเลข

กลุ่มวัสดุชิ้นงานตาม ISO 513
กลุ่ม สี วัสดุชิ้นงาน
P น้ำเงิน เหล็กกล้า
M เหลือง สเตนเลส
K แดง เหล็กหล่อ
N เขียว อะลูมิเนียมและโลหะนอกกลุ่มเหล็ก
S น้ำตาล โลหะผสมทนความร้อนและไทเทเนียม
H เทา เหล็กกล้าชุบแข็ง

สีของแต่ละกลุ่มพิมพ์อยู่บนกล่องเม็ดมีดและในแคตตาล็อกทุกยี่ห้อ จึงใช้หาเกรดที่ตรงกับวัสดุได้เร็ว มาตรฐานกำหนดเพียงชื่อสี ไม่ได้กำหนดเฉดสี สีในตารางจึงเป็นเฉดที่พบบ่อย เฉดจริงของแต่ละยี่ห้อต่างกันเล็กน้อย

ตัวเลขหลังตัวอักษร เช่น P10 P25 P40 บอกสมดุลระหว่างความแข็งกับความเหนียวของเกรด

  • เลขน้อย เช่น P10 เกรดแข็ง ทนการสึกและความร้อนได้ดี เหมาะกับงานละเอียดที่ความเร็วตัดสูงและการตัดต่อเนื่อง แต่เปราะ
  • เลขมาก เช่น P40 เกรดเหนียว ทนแรงกระแทกได้ดี เหมาะกับงานหยาบ การตัดไม่ต่อเนื่อง และเครื่องที่ไม่มั่นคง แต่สึกเร็วกว่าที่ความเร็วตัดสูง
  • เลขกลาง เช่น P25 เป็นเกรดอเนกประสงค์ ควรเริ่มที่เกรดนี้เมื่อยังไม่รู้สภาพการตัด

ผิวเคลือบและวัสดุของเม็ดมีด

วัสดุและผิวเคลือบของเม็ดมีด
ชนิด ลักษณะ ใช้กับ
คาร์ไบด์เคลือบ CVD ผิวเคลือบหนา ทนการสึกและความร้อน เหล็กกล้าและเหล็กหล่อ งานทั่วไปถึงงานหยาบ
คาร์ไบด์เคลือบ PVD ผิวเคลือบบาง คมตัดคม เหนียว สเตนเลส โลหะผสมทนความร้อน งานละเอียด และเม็ดมีดขนาดเล็ก
คาร์ไบด์ไม่เคลือบ คมตัดคมที่สุด อะลูมิเนียมและโลหะนอกกลุ่มเหล็ก
เซอร์เมต (Cermet) แข็ง ผิวงานเงา เปราะกว่าคาร์ไบด์ งานละเอียดของเหล็กกล้าที่ตัดต่อเนื่อง
เซรามิก ทนความร้อนสูงมาก เปราะ เหล็กหล่อและเหล็กกล้าชุบแข็งที่ความเร็วตัดสูง
CBN แข็งรองจากเพชร เหล็กกล้าชุบแข็ง แทนการเจียระไน
PCD เพชรสังเคราะห์ อะลูมิเนียมและวัสดุที่ไม่ใช่เหล็ก

ค่าตัดของเกรดที่เลือก ให้เริ่มจากค่าบนกล่องเม็ดมีด ซึ่งบอกช่วงความเร็วตัด อัตราป้อน และความลึกตัดที่แนะนำของเกรดและร่องหักเศษนั้นแยกตามกลุ่มวัสดุ ถ้าไม่มีกล่องหรือแค็ตตาล็อก ใช้ช่วงค่าเริ่มต้นโดยประมาณในตารางความเร็วตัดและอัตราป้อน และปรับค่าที่หน้าเครื่องตามบทความความเร็วตัดและอัตราป้อน

ตัวเลขของเกรดบอกได้ด้วยว่าควรอยู่ส่วนใดของช่วงความเร็วตัด เกรดเลขน้อย เช่น P10 ใช้ความเร็วตัดส่วนบนของช่วง เพราะทนความร้อนและการสึกได้ดี ส่วน เกรดเลขมาก เช่น P40 ใช้ความเร็วตัดส่วนล่างของช่วง และรับอัตราป้อนกับแรงกระแทกได้มากกว่า ถ้าใช้เกรดเหนียวที่ความเร็วตัดสูง คมตัดจะสึกเร็วหรือเสียรูปเพราะความร้อน ถ้าใช้เกรดแข็งกับงานตัดไม่ต่อเนื่อง คมตัดจะบิ่น

เม็ดมีดเซาะร่องและตัดขาด

เม็ดมีดเซาะร่อง (Grooving) และตัดขาด (Parting) ไม่ใช้รหัส ISO 1832 ผู้ผลิตแต่ละรายมีระบบรหัสและบ่ารองเม็ดมีดของตัวเอง เม็ดมีดของยี่ห้อหนึ่งจึงใส่ใบมีดของอีกยี่ห้อไม่ได้ สิ่งที่ต้องอ่านจากรหัสหรือแค็ตตาล็อกมีสี่อย่าง

สิ่งที่ต้องรู้ของเม็ดมีดเซาะร่องและตัดขาด
สิ่งที่ต้องรู้ ความหมาย
ความกว้างของเม็ดมีด ความกว้างของร่องที่ได้ในการเซาะครั้งเดียว เช่น 2, 3 หรือ 4 มม.
รัศมีมุม รัศมีที่มุมทั้งสองของคมตัด กำหนดรัศมีที่ก้นร่อง เม็ดมีดปลายกลมเต็มใช้กลึงตามรูปร่าง
ขนาดบ่ารอง ต้องตรงกับใบมีดหรือด้ามมีด
มุมหน้า N หน้าตรง หรือ R กับ L ที่คมตัดเอียงไปทางขวาหรือซ้าย

ความลึกที่เซาะได้ กำหนดโดยใบมีดหรือด้ามมีด ไม่ใช่เม็ดมีด ใบมีดระบุความลึกสูงสุดและเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดที่ตัดขาดได้

เลือกความกว้างและมุมหน้า

  • เม็ดมีดแคบ เสียเนื้อวัสดุน้อยและแรงตัดต่ำ แต่ใบมีดอ่อนและตัดได้ไม่ลึก เม็ดมีดกว้าง มั่นคงกว่าและตัดได้ลึกกว่า ให้เลือกความกว้างที่เล็กที่สุดที่ใบมีดยังยื่นถึงศูนย์กลางของชิ้นงานได้ตามที่แค็ตตาล็อกกำหนด
  • เม็ดมีดหน้าตรง (N) ตัดได้ตรงที่สุดและทนที่สุด ควรใช้เป็นตัวเลือกแรก
  • เม็ดมีดที่มีมุมหน้า (R หรือ L) ใช้เมื่อต้องการให้ชิ้นงานที่หลุดออกไปมีติ่งและครีบเล็กที่สุด มุมที่ยื่นกว่าถึงศูนย์กลางก่อน ชิ้นงานจึงขาดที่ด้านนั้น แต่แรงด้านข้างทำให้ใบมีดเบน ผิวที่ตัดอาจไม่ตรง และอายุเม็ดมีดสั้นลง ให้ใช้มุมเล็กที่สุดที่พอ
มุมหน้าของเม็ดมีดตัดขาดกับติ่งที่เหลือ ภาพตัดตามแนวแกนขณะมีดใกล้ถึงศูนย์กลาง หัวจับอยู่ทางซ้าย ชิ้นงานที่จะหลุดอยู่ทางขวา เม็ดมีดหน้าตรง (N) ด้านหัวจับ ชิ้นงาน ใบมีดและเม็ดมีด คอหนาเท่ากันตลอดร่อง คอขาดกลางร่อง เหลือติ่งทั้งสองด้าน เม็ดมีดมีมุมหน้า (R หรือ L) ด้านหัวจับ ชิ้นงาน ใบมีดและเม็ดมีด มุมนี้ถึงศูนย์กลางก่อน คอขาดชิดชิ้นงาน ติ่งเหลือที่ด้านหัวจับ
เม็ดมีดตัดขาดหน้าตรงกับเม็ดมีดที่มีมุมหน้า

การตั้งมีดและค่าตัด

งานตัดขาดไวต่อการตั้งมีดมากกว่างานกลึงทั่วไป เพราะใบมีดบางและยื่นยาว

  • ความสูงของมีดต้องตรงศูนย์ภายใน ±0.1 มม. มีดที่ต่ำกว่าศูนย์ทำให้ติ่งใหญ่ขึ้นและเม็ดมีดแตก
  • ใบมีดต้องตั้งฉากกับแกนของชิ้นงาน ถ้าเอียง ผนังร่องจะไม่ตรงและใบมีดถูกับผนัง
  • ให้ใบมีดยื่นสั้นที่สุด ระยะยื่นไม่ควรเกินประมาณ 8 ถึง 10 เท่าของความกว้างเม็ดมีด
  • ลดอัตราป้อนลงได้ถึง 75% เมื่อเหลือประมาณ 2 มม. ก่อนถึงศูนย์กลาง แรงที่คมตัดลดลงและเม็ดมีดทนขึ้นมาก ช่วงนี้ความเร็วตัดลดลงด้วยเพราะรอบชนขีดจำกัด ตามที่อธิบายในบทความผิวงานใกล้ศูนย์กลางหยาบเมื่อปาดหน้าด้วย G96
  • ฉีดน้ำหล่อเย็นเข้าไปในร่อง ให้ถึงคมตัด เศษในร่องแคบระบายยาก น้ำหล่อเย็นผ่านใบมีดช่วยได้มาก
  • ใช้เม็ดมีดที่ออกแบบมาสำหรับตัดขาด ร่องหักเศษของเม็ดมีดแบบนี้บีบเศษให้แคบกว่าร่อง เศษจึงไม่ขูดผนังและไม่ติดในร่อง

ปัญหาที่พบบ่อย

ปัญหาของงานเซาะร่องและตัดขาด
อาการ สาเหตุที่พบบ่อย แนวทางแก้
ติ่งหรือครีบใหญ่ที่ชิ้นงาน มีดต่ำกว่าศูนย์ คมตัดสึก หรืออัตราป้อนสูงตอนใกล้ศูนย์กลาง ตั้งความสูงใหม่ เปลี่ยนคม ลดอัตราป้อนช่วงสุดท้าย หรือใช้เม็ดมีดที่มีมุมหน้า
เม็ดมีดแตกที่ศูนย์กลาง มีดไม่ตรงศูนย์ อัตราป้อนสูงขณะความเร็วตัดเข้าใกล้ศูนย์ ตั้งความสูง ลดอัตราป้อนก่อนถึงศูนย์กลาง
ผิวที่ตัดไม่ตรง เว้าหรือนูน ใบมีดเบน เพราะยื่นยาว เม็ดมีดมีมุมหน้า หรือใบมีดไม่ตั้งฉาก ลดระยะยื่น ใช้เม็ดมีดหน้าตรง ตรวจการตั้งฉาก
เศษติดในร่อง ผนังร่องเป็นรอย ร่องหักเศษไม่เหมาะ หรือน้ำหล่อเย็นไม่ถึง ใช้เม็ดมีดสำหรับตัดขาด ปรับหัวฉีด
เสียงสั่น ใบมีดยื่นยาว อัตราป้อนต่ำเกินไป หรือชิ้นงานจับไม่มั่นคง ลดระยะยื่น เพิ่มอัตราป้อน ตัดใกล้หัวจับที่สุด

เม็ดมีดกลึงเกลียว

เม็ดมีดกลึงเกลียวที่ใช้มากที่สุดเป็นแบบวางราบ (Laydown) รูปสามเหลี่ยม มีรหัสที่ผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้ตรงกัน แม้ไม่ใช่รหัส ISO 1832

รหัสของเม็ดมีดกลึงเกลียวแบบวางราบ
ส่วนของรหัส 16 ER 1.5 ISO ความหมาย
16 ขนาดของเม็ดมีด เม็ดมีดขนาด 16 มีวงกลมแนบใน 9.525 มม. ขนาดอื่นที่พบ เช่น 11 และ 22
E เกลียวนอก (External) ส่วน I คือเกลียวใน (Internal)
R เกลียวขวา ส่วน L คือเกลียวซ้าย
1.5 ระยะพิตช์ 1.5 มม. เกลียวนิ้วเขียนเป็นจำนวนเกลียวต่อนิ้ว
ISO ชนิดของเกลียว ISO คือเกลียวเมตริก 60° ชนิดอื่น เช่น UN, W (Whitworth 55°), NPT

เม็ดมีดเกลียวนอกกับเกลียวในใช้แทนกันไม่ได้ และเม็ดมีดเกลียวขวากับเกลียวซ้ายก็ใช้แทนกันไม่ได้ เพราะมุมหลบของคมตัดทำไว้ด้านเดียว

ฟอร์มเต็มหรือรูปตัว V

เม็ดมีดสองแบบนี้ต่างกันที่ยอดเกลียว คมตัดของเม็ดมีดฟอร์มเต็มมีรูปร่างของเกลียวครบทั้งร่อง รวมทั้งส่วนที่ปาดยอดเกลียว ขนาดของยอดเกลียวจึงมาจากเม็ดมีด ส่วนเม็ดมีดรูปตัว V มีเฉพาะปลายแหลมที่ตัดข้างฟันและโคนเกลียว ยอดเกลียวจึงเป็นผิวที่กลึงไว้ก่อนกลึงเกลียว

เม็ดมีดกลึงเกลียวฟอร์มเต็มกับรูปตัว V ภาพตัดของเกลียวนอกเมื่อมีดอยู่ที่ความลึกสุดท้าย ครีบและเนื้อที่เหลือไว้วาดขยายให้เห็นชัด ฟอร์มเต็ม (Full profile) เม็ดมีด คมปาด ยอดเกลียว ชิ้นงาน คมตัดมีรูปยอดเกลียว จึงปาดยอดให้ได้ขนาด เส้นประ: ผิวก่อนกลึงเกลียว เหลือเนื้อไว้ให้ปาด ไม่มีครีบ แต่ใช้ได้กับระยะพิตช์เดียว รูปตัว V (V-profile) เม็ดมีด ครีบ ชิ้นงาน คมตัดไม่แตะยอดเกลียว ยอดคือผิวที่กลึงไว้ เนื้อที่ถูกดันขึ้นเหลือเป็นครีบที่ขอบยอดเกลียว ปลายมีดรัศมีเล็ก ใช้ได้หลายระยะพิตช์
เม็ดมีดฟอร์มเต็มปาดยอดเกลียวให้ได้ขนาด ส่วนเม็ดมีดรูปตัว V ไม่แตะยอดเกลียว จึงเหลือครีบที่ขอบของยอด
แบบของเม็ดมีดกลึงเกลียว
แบบ ลักษณะ ข้อดี ข้อจำกัด
ฟอร์มเต็ม (Full profile) คมตัดมีรูปร่างของเกลียวครบ ตัดทั้งโคนเกลียวและยอดเกลียว ได้ความลึก รัศมีโคน และยอดเกลียวถูกต้อง ไม่มีครีบที่ยอดเกลียว ไม่ต้องกลึงเส้นผ่านศูนย์กลางนอกให้พอดีก่อน เม็ดมีดหนึ่งแบบใช้ได้กับระยะพิตช์เดียว
รูปตัว V (V-profile หรือ Partial profile) คมตัดเป็นมุม 60° หรือ 55° ไม่ตัดยอดเกลียว เม็ดมีดหนึ่งแบบใช้ได้กับระยะพิตช์หลายขนาด เก็บสต็อกน้อย ต้องกลึงเส้นผ่านศูนย์กลางให้ได้ขนาดก่อน รัศมีปลายเล็กตามระยะพิตช์ที่เล็กที่สุด จึงอ่อนกว่า และเหลือครีบที่ยอดเกลียว
หลายฟัน (Multi-point) มีฟันตัดมากกว่าหนึ่งฟันเรียงกัน จำนวนเที่ยวน้อยลงมาก เหมาะกับงานผลิตจำนวนมาก แรงตัดสูง ต้องมีที่ให้มีดวิ่งเลยจุดสิ้นสุดเกลียว และเครื่องต้องมั่นคง

เม็ดมีดหลายฟันมีฟันตัดเรียงกันห่างกันหนึ่งระยะพิตช์ ฟันที่นำหน้าเตี้ยที่สุด ฟันถัดไปสูงขึ้น และฟันสุดท้ายมีรูปร่างของเกลียวครบ ในหนึ่งเที่ยว ร่องเกลียวแต่ละร่องจึงถูกตัดซ้ำทีละฟันและลึกขึ้นทุกฟัน เหมือนกลึงหลายเที่ยวด้วยเม็ดมีดฟันเดียว

เม็ดมีดกลึงเกลียวหลายฟัน (Multi-point) ภาพตัดของเกลียวนอกระหว่างหนึ่งเที่ยว เม็ดมีดในภาพมีสามฟันและเคลื่อนไปทางซ้าย เม็ดมีด 1 2 3 ทิศทางป้อน ยังไม่ได้ตัด เกลียวลึกเต็ม ฟัน 1 นำหน้าฟัน 3 อยู่ 2 ระยะพิตช์ ชิ้นงาน ฟัน 1 นำหน้าและตัดตื้นที่สุด ฟัน 2 ตัดลึกขึ้น ฟัน 3 ตัดถึงความลึกของเที่ยวนั้น หนึ่งเที่ยวเอาเนื้อออกเท่ากับหลายเที่ยวของเม็ดมีดฟันเดียว แรงตัดจึงสูงกว่า เกลียวลึกเต็มถึงแค่ฟัน 3 ฟัน 1 และ 2 จึงต้องมีที่วิ่งเลยจุดสิ้นสุดเกลียว
ฟันแต่ละฟันของเม็ดมีดหลายฟันตัดลึกกว่าฟันที่นำหน้า เกลียวจึงลึกเต็มถึงแค่ฟันสุดท้าย และฟันที่นำหน้าต้องมีที่วิ่งเลยจุดสิ้นสุดเกลียว

งานผลิตที่ระยะพิตช์ซ้ำเดิมควรใช้เม็ดมีดฟอร์มเต็ม ส่วนงานซ่อมและงานจำนวนน้อยที่ระยะพิตช์เปลี่ยนบ่อยใช้เม็ดมีดรูปตัว V

แผ่นรองกับมุมเอียงของเกลียว

คมตัดต้องเอียงตาม มุมเอียงของเกลียว (Lead angle) เพื่อให้มุมหลบของสองข้างเท่ากัน ด้ามมีดกลึงเกลียวจึงมี แผ่นรอง (Shim) ใต้เม็ดมีดที่เปลี่ยนได้ แผ่นรองที่มากับด้ามมีดมักเป็น 1° ซึ่งใช้ได้กับเกลียวทั่วไปส่วนใหญ่ มุมเอียงของเกลียวหาได้จาก

λ=arctan⁡Pπ d2\lambda = \arctan \frac{P}{\pi \, d_2}

เมื่อ PP คือระยะพิตช์ (หรือระยะนำของเกลียวหลายปาก) และ d2d_2 คือเส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์ เช่น เกลียว M20×2.5 มี d2=18.376d_2 = 18.376 มม. ได้ λ=2.5°\lambda = 2.5° ซึ่งต่างจากแผ่นรอง 1° มาก ควรเปลี่ยนแผ่นรองตามตารางของผู้ผลิต เกลียวที่ระยะพิตช์ใหญ่บนเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก และเกลียวหลายปาก เป็นกรณีที่ต้องตรวจเสมอ

วิธีป้อนลึก

เกลียวกลึงหลายเที่ยว แต่ละเที่ยวลึกลงจนถึงความลึกของเกลียว วิธีที่มีดเคลื่อนลงในแต่ละเที่ยวมีสามแบบ

วิธีป้อนลึกในการกลึงเกลียว ภาพตัดของร่องเกลียวหนึ่งร่อง เส้นในร่องคือตำแหน่งของคมตัดในแต่ละเที่ยว ตัวเลขคือลำดับของเที่ยว ป้อนตรง (Radial) 1 2 3 4 5 คมตัดสองข้างตัดพร้อมกัน เศษรูปตัว V แข็ง หักยาก ใช้กับระยะพิตช์เล็ก ป้อนตามด้านข้าง (Modified flank) 1 2 3 4 5 คมตัดข้างเดียวตัดเป็นหลัก เศษไหลออกด้านเดียว ร้อนน้อยกว่า ตัวเลือกแรกของเครื่อง CNC ป้อนสลับข้าง (Incremental) 1 2 3 4 5 สลับตัดซ้ายและขวา คมตัดสึกเท่ากันสองข้าง ใช้กับระยะพิตช์ใหญ่
วิธีป้อนลึกสามแบบในการกลึงเกลียว
  • ป้อนตามด้านข้าง (Modified flank infeed) เป็นตัวเลือกแรก ให้อายุเม็ดมีดยาวที่สุดและควบคุมเศษได้ดีที่สุด มีดเลื่อนลงในแนวที่เอียงน้อยกว่าด้านข้างของเกลียวเล็กน้อย เพื่อไม่ให้คมตัดอีกข้างถูกับผิว
  • ป้อนตรง (Radial infeed) ใช้กันมากที่สุดและเป็นวิธีเดียวของเครื่องกลึงธรรมดาจำนวนมาก คมตัดสึกเท่ากันสองข้าง แต่เศษรูปตัว V แข็งและควบคุมยาก
  • ป้อนสลับข้าง (Incremental infeed) ใช้กับเกลียวระยะพิตช์ใหญ่ คมตัดสึกเท่ากันสองข้างและร้อนน้อยกว่า

บนชุดควบคุมแบบ Fanuc คำสั่งกลึงเกลียวสำเร็จรูป G92 ป้อนตรง ส่วนคำสั่งกลึงเกลียวหลายเที่ยว G76 ป้อนตามด้านข้างเมื่อกำหนดมุมของปลายมีดไว้ในคำสั่ง

จำนวนเที่ยวและค่าตัด

  • ความลึกต่อเที่ยวลดลงทุกเที่ยว เพราะคมตัดสัมผัสเนื้องานยาวขึ้นเมื่อลงลึก ถ้าลึกเท่ากันทุกเที่ยว เที่ยวท้ายๆ จะรับแรงมากเกินไป ตัวอย่างเช่น เกลียวเมตริกระยะพิตช์ 1.5 มม. มีความลึก 0.94 มม. กลึงหกเที่ยว เที่ยวแรกลึกประมาณ 0.23 มม. และเที่ยวสุดท้ายประมาณ 0.10 มม.
  • ใช้จำนวนเที่ยวตามตารางของผู้ผลิตเม็ดมีด สำหรับระยะพิตช์นั้น เที่ยวน้อยเกินไปทำให้เม็ดมีดแตก เที่ยวมากเกินไปทำให้คมตัดถูผิวและสึกเร็ว
  • เที่ยวสุดท้ายไม่ควรตื้นกว่าประมาณ 0.05 มม. การเดินซ้ำที่ความลึกเดิมโดยไม่กินเนื้อ ใช้ได้เพื่อเก็บขนาดเมื่อชิ้นงานหรือมีดโก่ง แต่ทำให้คมตัดสึกเร็วในวัสดุที่แข็งขึ้นขณะตัด เช่น สเตนเลส
  • ใช้ความเร็วรอบคงที่ G97 การกลึงเกลียวต้องให้การป้อนสัมพันธ์กับการหมุนของสปินเดิลทุกเที่ยว จึงไม่ใช้ความเร็วผิวคงที่ G96 ตามที่อธิบายในบทที่ 9 ของหนังสือการเขียนโปรแกรม CNC
  • ความสูงของมีดต้องตรงศูนย์ มีดที่ไม่ตรงศูนย์ทำให้รูปร่างของเกลียวผิด แม้เม็ดมีดจะถูกต้อง

ปัญหาที่พบบ่อย

ปัญหาของงานกลึงเกลียว
อาการ สาเหตุที่พบบ่อย แนวทางแก้
ครีบที่ยอดเกลียว ใช้เม็ดมีดรูปตัว V หรือเส้นผ่านศูนย์กลางก่อนกลึงเกลียวไม่ถูกต้อง ใช้เม็ดมีดฟอร์มเต็ม หรือกลึงเส้นผ่านศูนย์กลางให้ได้ขนาด
ผิวด้านข้างของเกลียวหยาบ เนื้อวัสดุพอกติดคมตัดเพราะความเร็วตัดต่ำ หรือป้อนตรงในวัสดุเหนียว เพิ่มความเร็วตัด เปลี่ยนเป็นป้อนตามด้านข้าง
คมตัดข้างเดียวสึกเร็ว แผ่นรองไม่ตรงกับมุมเอียงของเกลียว คำนวณมุมเอียงแล้วเปลี่ยนแผ่นรอง
ปลายเม็ดมีดแตก เที่ยวแรกลึกเกินไป จำนวนเที่ยวน้อยเกินไป หรือมีดไม่ตรงศูนย์ เพิ่มจำนวนเที่ยว ตรวจความสูงของมีด
เกลียวตื้นหรือเกจไม่เข้า ปลายมีดสึก ความสูงของมีดผิด หรือค่าชดเชยไม่ตรง เปลี่ยนคม ตั้งความสูง ปรับค่าสึกหรอ
เสียงสั่น ชิ้นงานหรือมีดยื่นยาว ป้อนตรงทำให้แรงสูง ลดระยะยื่น เปลี่ยนเป็นป้อนตามด้านข้าง ลดความเร็วรอบ

อ่านการสึกของคมตัด

คมตัดที่ใช้แล้วบอกได้ว่าค่าตัดและเกรดเหมาะกับงานหรือไม่ การสึกที่ต้องการคือ การสึกที่ผิวหลบแบบสม่ำเสมอ ซึ่งเกิดช้าและคาดเดาได้ การสึกแบบอื่นเป็นสัญญาณว่าต้องปรับ

ลักษณะการสึกของคมตัด มุมของเม็ดมีดมองจากด้านหน้าเฉียงลง ผิวบนคือผิวคายเศษ ผิวหน้าคือผิวหลบ เส้นระหว่างสองผิวคือคมตัด ปลายมีดอยู่มุมขวา สึกที่ผิวหลบ Flank wear สึกเป็นหลุมบนผิวคายเศษ Crater wear เนื้อวัสดุพอกติดคมตัด Built-up edge สึกเป็นร่องที่ขอบความลึกตัด Notch wear ปลายมีดยุบ Plastic deformation คมตัดบิ่น Chipping รอยร้าวจากความร้อน Thermal cracks เม็ดมีดแตก Breakage
ลักษณะการสึกของคมตัดแปดแบบ
การสึกของคมตัด สาเหตุ และแนวทางแก้
ลักษณะการสึก สิ่งที่เห็น สาเหตุที่พบบ่อย แนวทางแก้
สึกที่ผิวหลบ (Flank wear) แถบสึกเรียบใต้คมตัด การสึกปกติ ถ้าเกิดเร็วเกินไป ความเร็วตัดสูงเกิน ลดความเร็วตัด หรือใช้เกรดที่แข็งกว่า
สึกเป็นหลุมบนผิวคายเศษ (Crater wear) หลุมหลังคมตัดบนผิวบน ความร้อนสูงจากความเร็วตัดหรืออัตราป้อนสูง ลดความเร็วตัด ใช้เกรดที่ทนความร้อนกว่า
เนื้อวัสดุพอกติดคมตัด (Built-up edge) ก้อนโลหะติดบนคมตัด ผิวงานเป็นขุย ความเร็วตัดต่ำเกินไป วัสดุเหนียว เพิ่มความเร็วตัด ใช้เม็ดมีดที่คมกว่า ใช้น้ำหล่อเย็น
สึกเป็นร่องที่ขอบความลึกตัด (Notch wear) ร่องลึกตรงระดับผิวเดิมของชิ้นงาน ผิวชิ้นงานแข็งหรือมีสะเก็ด วัสดุที่แข็งขึ้นขณะตัด เปลี่ยนความลึกตัดในแต่ละเที่ยว ใช้เกรดที่เหนียวกว่า
ปลายมีดยุบ (Plastic deformation) ปลายมีดยุบหรือบวม ความร้อนและแรงสูงเกินเกรด ลดความเร็วตัดและอัตราป้อน ใช้เกรดที่แข็งกว่า
คมตัดบิ่น (Chipping) รอยบิ่นเล็กๆ ตามคมตัด เกรดเปราะเกินไป การตัดไม่ต่อเนื่อง การสั่น ใช้เกรดที่เหนียวกว่า หรือร่องหักเศษที่คมตัดแข็งแรงกว่า
รอยร้าวจากความร้อน รอยร้าวตั้งฉากกับคมตัด อุณหภูมิเปลี่ยนเร็ว เช่น น้ำหล่อเย็นไม่สม่ำเสมอในการตัดไม่ต่อเนื่อง ฉีดน้ำหล่อเย็นให้มากและสม่ำเสมอ หรือตัดแห้ง
เม็ดมีดแตก คมตัดหักเป็นชิ้น แรงเกินกว่าที่เม็ดมีดรับได้ หรือใช้ต่อหลังสึกมากแล้ว ลดอัตราป้อนและความลึกตัด ใช้รูปร่างหรือรัศมีที่แข็งแรงกว่า เปลี่ยนคมให้เร็วขึ้น

เกณฑ์เปลี่ยนคมตัดที่ใช้กันทั่วไปคือแถบสึกที่ผิวหลบกว้างประมาณ 0.3 มม. แต่ในงานผลิต ควรเปลี่ยนตามจำนวนชิ้นที่กำหนดไว้ ก่อนที่ขนาดและผิวงานจะเริ่มเปลี่ยน

ข้อปฏิบัติเมื่อเปลี่ยนเม็ดมีด

  • ทำความสะอาดบ่ารองเม็ดมีดทุกครั้ง เศษเล็กๆ ใต้เม็ดมีดทำให้เม็ดมีดนั่งไม่สนิทและแตก
  • ตรวจแผ่นรอง (Shim) ใต้เม็ดมีด ถ้าบิ่นหรือมีรอยกด ให้เปลี่ยน
  • ขันสกรูหรือตัวกดด้วยแรงตามที่ผู้ผลิตกำหนด ใช้ประแจที่มากับด้ามมีด ไม่ต่อด้ามให้ยาวขึ้น
  • หมุนเปลี่ยนคมตามลำดับ และทำเครื่องหมายคมที่ใช้แล้ว เพื่อไม่ให้นำคมที่สึกกลับมาใช้
  • หลังเปลี่ยนคม ตรวจขนาดชิ้นแรก ตำแหน่งปลายมีดเปลี่ยนเล็กน้อยทุกครั้ง ให้ปรับด้วยค่าสึกหรอในตารางค่าชดเชย

สรุป

  • รหัสเจ็ดตำแหน่งแรกของเม็ดมีดเป็นมาตรฐาน ISO 1832 บอกรูปร่าง มุมหลบ พิกัดความเผื่อ แบบ ขนาด ความหนา และรัศมีปลายมีด ส่วนร่องหักเศษและเกรดเป็นรหัสของผู้ผลิต
  • เลือกรูปร่างที่ปลายมีดแข็งแรงที่สุดเท่าที่ยังเข้าถึงรูปร่างของชิ้นงานได้ C และ W สำหรับงานทั่วไป D และ V สำหรับงานกลึงตามรูปร่าง
  • เม็ดมีดสองด้านแข็งแรงและคุ้มกว่า ใช้กับงานกลึงผิวนอก เม็ดมีดด้านเดียวแรงตัดต่ำ ใช้กับงานคว้านและชิ้นงานที่สั่นง่าย
  • รัศมีปลายมีดใหญ่ให้ปลายมีดแข็งแรงและผิวเรียบ แต่เพิ่มแรงผลักในแนวรัศมี เริ่มที่อัตราป้อนไม่เกินครึ่งหนึ่งของรัศมี และความลึกตัดมากกว่ารัศมี
  • เลือกเกรดจากกลุ่มวัสดุ P M K N S H และเลขที่บอกสมดุลระหว่างความแข็งกับความเหนียว เริ่มที่เกรดกลาง
  • เม็ดมีดเซาะร่องและตัดขาดไม่ใช้รหัส ISO 1832 เลือกจากความกว้าง รัศมีมุม และมุมหน้า ตั้งความสูงของมีดให้ตรงศูนย์ภายใน ±0.1 มม. และลดอัตราป้อนก่อนถึงศูนย์กลาง
  • เม็ดมีดกลึงเกลียวแบบฟอร์มเต็มให้เกลียวถูกต้องที่สุดแต่ใช้ได้กับระยะพิตช์เดียว แบบรูปตัว V ใช้ได้หลายระยะพิตช์ ป้อนตามด้านข้างเป็นตัวเลือกแรก และแผ่นรองต้องตรงกับมุมเอียงของเกลียว
  • อ่านการสึกของคมตัดทุกครั้งที่เปลี่ยนคม การสึกที่ผิวหลบแบบสม่ำเสมอคือเป้าหมาย การสึกแบบอื่นบอกว่าต้องปรับค่าตัดหรือเกรด

พบข้อผิดพลาดหรือมีข้อเสนอแนะ? ส่งอีเมลแจ้งเรา