เส้นทางกัดที่เขียนด้วยมือ — ลงเอียงและลงวนเกลียว กัดรู กัดเกลียว กัดหลุม ปาดผิว และลบมุม

งานกัดส่วนใหญ่ในปัจจุบันเขียนด้วยโปรแกรม CAM แต่เส้นทางกลุ่มหนึ่งยังเขียนด้วยมือกันทั่วไป เพราะสั้น เขียนเร็วกว่าเปิดโปรแกรม CAM และแก้ที่หน้าเครื่องได้ทันที ได้แก่ การลงเนื้อชิ้นงาน การกัดรูด้วยการเดินวงกลม การกัดเกลียว การกัดหลุมแบบง่ายๆ การปาดผิว และการลบมุมขอบ บทนี้อธิบายเส้นทางทั้งหกแบบ วิธีคำนวณ ทิศการตัด และอัตราป้อน โดยใช้ชิ้นงานตัวอย่างชิ้นเดียวตลอดบท

พื้นฐานที่บทนี้ใช้อยู่ในบทก่อนหน้า ได้แก่ ส่วนโค้งและการเดินเกลียววนในบทที่ 8 การชดเชยรัศมีเครื่องมือในบทที่ 13 โปรแกรมย่อยในบทที่ 10 และตัวอย่างการปาดผิวกับการกัดหลุมกลมในบทที่ 19

25.1 ชิ้นงานตัวอย่าง

ชิ้นงานเป็นแผ่นเหล็กขนาด 120 × 80 มม. หนา 26 มม. จากวัตถุดิบขนาด 122 × 82 × 26.5 มม. จุดศูนย์ชิ้นงาน X0 Y0 อยู่ที่กึ่งกลางของแผ่น และ Z0 อยู่ที่ผิวบนหลังปาด ซึ่งต่ำกว่าผิวของวัตถุดิบ 0.5 มม. ชิ้นงานมีหกส่วนที่ต้องทำ แต่ละส่วนใช้เส้นทางหนึ่งแบบในบทนี้

ส่วนของชิ้นงาน	เครื่องมือ	วิธีในบทนี้	บรรทัดใน O2501
ปาดผิวบนลง 0.5 มม.	T01 หัวปาด Ø63	ปาดสองเที่ยว	N100 ถึง N120
ร่องกว้าง 10 มม. ลึก 4 มม.	T02 ดอกเอ็นมิลล์ Ø10	ลงเอียง	N200 ถึง N216
หลุม 40 × 24 มม. มุม R6 ลึก 4 มม.	T02 ดอกเอ็นมิลล์ Ø10	ลงวนเกลียว กัดซิกแซ็ก เก็บผิวด้วย G41	N220 ถึง N276
รู Ø30 ลึก 12 มม.	T03 ดอกเอ็นมิลล์ Ø16	ลงวนเกลียว แล้วเก็บผิวด้วยการเดินวงกลม	N300 ถึง N330
รูเกลียว M16 × 2 ลึก 15 มม.	T04 ดอกสว่าน Ø14 และ T05 ดอกกัดเกลียว Ø12	เจาะนำ แล้วกัดเกลียว	N400 ถึง N524
ลบมุม C1 รอบขอบนอก	T06 ดอกลบมุม 90° ปลาย Ø4	เดินตามขอบด้วย G41	N600 ถึง N626

โปรแกรมเต็มอยู่ท้ายบท ทุกหัวข้อยกเฉพาะบรรทัดของส่วนนั้นมาอธิบาย

25.2 การลงเนื้อชิ้นงาน

ดอกสว่านออกแบบให้กินเนื้อลงตามแนวแกน แต่ดอกเอ็นมิลล์ออกแบบให้กินเนื้อด้านข้าง การกดดอกเอ็นมิลล์ลงตรงๆ ในเนื้อตันจึงมีปัญหาหลายข้อ

• กึ่งกลางดอกมีความเร็วตัดเป็นศูนย์ คมตัดใกล้แกนจึงขูดแทนที่จะตัด ดอกเอ็นมิลล์บางแบบไม่มีคมตัดที่กึ่งกลางเลย (Non-center cutting) ลงตรงไม่ได้
• เศษไม่มีทางออก เศษอัดอยู่ใต้ดอกในรูที่ปิด ทำให้คมบิ่นหรือดอกหัก
• แรงตามแนวแกนสูง ดอกเอ็นมิลล์และหัวจับรับแรงด้านนี้ได้น้อยกว่าแรงด้านข้าง

การลงเนื้อจึงมีสามวิธี

วิธี	การเคลื่อนที่	ใช้เมื่อ
ลงตรง (Plunge)	G01 แกน Z อย่างเดียว	เจาะรูนำด้วยดอกสว่านไว้ก่อน หรือดอกเอ็นมิลล์ที่มีคมกึ่งกลางลงตื้นๆ
ลงเอียง (Ramp)	G01 แกน X หรือ Y พร้อมกับแกน Z	ร่องและงานที่มีแนวตรงให้เดินลาด
ลงวนเกลียว (Helical)	G02 หรือ G03 พร้อมกับแกน Z	หลุมและรูที่มีที่ว่างให้เดินวงกลม

25.2.1 มุมลาด

มุมที่ดอกเอ็นมิลล์ลงเอียงได้ขึ้นกับระยะหลบใต้คมตัดด้านล่างของดอก เส้นผ่านศูนย์กลาง และวัสดุชิ้นงาน ผู้ผลิตเครื่องมือให้ มุมลาดสูงสุด (Maximum ramp angle) ไว้ในแค็ตตาล็อก ให้ใช้ค่านั้นเป็นหลัก ค่าที่ใช้กับเหล็กมักไม่เกินไม่กี่องศา ส่วนอะลูมิเนียมลาดได้ชันกว่า

มุมของเส้นทางคำนวณจากระยะที่ลงต่อระยะที่เดินในแนวราบ

$\text{มุมลาด} = \arctan(\text{ระยะลง} \div \text{ระยะเดิน})$

25.2.2 ลงเอียงในร่อง

ร่องของชิ้นงานตัวอย่างกว้าง 10 มม. เท่ากับดอกเอ็นมิลล์ Ø10 ศูนย์กลางของดอกจึงเดินบนเส้นกึ่งกลางของร่องที่ Y25 จาก X−45 ถึง X−15 ระยะ 30 มม. ถ้าลงความลึกเต็ม 4 มม. ในเที่ยวเดียว มุมจะเป็น $\arctan(4 \div 30) = 7.6^\circ$ ซึ่งชันเกินสำหรับเหล็ก โปรแกรมจึง ลาดไปกลับ เที่ยวละ 2 มม. มุมลดลงเหลือ $\arctan(2 \div 30) = 3.8^\circ$

N202 G00 G90 G54 X-45. Y25. S4500 M03
N204 G43 H02 Z50. M08
N206 Z1.
N208 G01 Z0 F300.
N210 X-15. Z-2. F600.    (ลงเอียงเที่ยวแรก)
N212 X-45. Z-4.          (ลาดกลับลงถึงความลึกเต็ม)
N214 X-15.               (เดินเรียบที่ความลึกเต็ม)
N216 G00 Z50.

ดูดอกเดินตั้งแต่ N202 ถึง N216 ได้ในตัวจำลองการตัด และBackplot

เที่ยวลาดทิ้งก้นร่องเป็นแนวเอียง บรรทัด N214 เดินอีกเที่ยวที่ความลึกเต็ม ก้นร่องจึงเรียบตลอดความยาว ร่องที่ยาวกว่านี้ลาดได้ในเที่ยวเดียว ส่วนร่องที่ลึกกว่านี้ให้ลาดไปกลับหลายเที่ยวด้วยมุมเท่าเดิม

25.2.3 ลงวนเกลียวในหลุม

การลงวนเกลียวคือการเดินวงกลมพร้อมกับลงแกน Z ตามที่อธิบายในบทที่ 8 ดอกตัดรอบวงตลอดเวลา เศษจึงออกได้ และแรงส่วนใหญ่เป็นแรงด้านข้าง กฎของการลงวนเกลียวมีสามข้อ

• รัศมีของรูต้องน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของดอก รูในที่นี้คือรูกลมที่การลงวนเกลียวตัดออกมา ถ้ารัศมีของรูมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของดอก จะเหลือแกนกลางเป็นแท่งที่ไม่ถูกตัดตามภาพด้านบน ดอก Ø10 จึงตัดรูได้รัศมีน้อยกว่า 10 มม. ซึ่งเท่ากับให้วงที่ศูนย์กลางของดอกเดินมีรัศมีน้อยกว่า 5 มม.
• ระยะลงต่อรอบมาจากมุมลาด $\text{ระยะลงต่อรอบ} = \pi \times \text{เส้นผ่านศูนย์กลางของวง} \times \tan(\text{มุมลาด})$
• เดินเรียบหนึ่งรอบที่ก้น รอบสุดท้ายเดินที่ความลึกเต็มโดยไม่ลง ก้นหลุมจึงเรียบ

หลุมของชิ้นงานตัวอย่างใช้วงรัศมี 3 มม. รอบจุดกลาง X−25 Y−15 ซึ่งน้อยกว่ารัศมีของดอก 5 มม. รูที่ได้จึงเรียบตลอดและกว้าง 3 + 3 + 10 = 16 มม. ลงรอบละ 1 มม. มุมลาดเท่ากับ $\arctan(1 \div (\pi \times 6)) = 3.0^\circ$

N220 X-22. Y-15.         (บนวง รัศมี 3 มม. จากจุดกลางหลุม)
N222 Z1.
N224 G01 Z0 F300.
N226 M98 P2502 L4        (ลงวนเกลียวรอบละ 1 มม. สี่รอบ ถึง Z-4)
N228 G03 X-22. Y-15. I-3. J0 F600.   (เดินเรียบหนึ่งรอบที่ก้น)
...
O2502 (POCKET HELIX 1MM A TURN)
G91 G03 I-3. J0 Z-1. F400.
G90
M99

ดูดอกเดินตั้งแต่ N220 ถึง N228 ได้ในตัวจำลองการตัด และBackplot

โปรแกรมย่อย O2502 เขียนการลงวนเกลียวหนึ่งรอบในโหมดค่าสัมพัทธ์ G91 คือเดินวงกลมเต็มวงรอบจุดที่ห่างไป I−3 และลง 1 มม. จากตำแหน่งปัจจุบัน M98 P2502 L4 เรียกซ้ำสี่ครั้ง ตามหัวข้อโปรแกรมย่อยกับ G91ในบทที่ 10 จึงลงได้ทีละรอบโดยไม่ต้องเขียนค่า Z ของแต่ละรอบ และ G90 ก่อน M99 คืนโหมดค่าสัมบูรณ์ให้โปรแกรมหลัก ถ้าลืมบรรทัดนี้ บรรทัดถัดไปของโปรแกรมหลักจะถูกอ่านเป็นค่าสัมพัทธ์ วิธีเดียวกันใช้กับรูและเกลียวในหัวข้อถัดไป

25.3 กัดรูด้วยการเดินวงกลม

ดอกเอ็นมิลล์ตัวเดียวกัดรูได้ทุกขนาดที่ใหญ่กว่าตัวเอง โดยเดินวงกลมรอบจุดกลางของรู (Circular interpolation) วิธีนี้ใช้กับรูที่ใหญ่กว่าดอกสว่านที่มี รูที่ต้องการผิวดีหรือขนาดแม่น และรูที่ไม่มีดอกคว้านขนาดพอดี ปรับขนาดของรูได้ด้วยค่า D เหมือนการกัดขอบชิ้นงานทั่วไป

รัศมีของวงที่ศูนย์กลางของดอกเดินคำนวณจากรัศมีของรูลบรัศมีของดอก

รัศมีของวงที่ศูนย์กลางดอกเดิน = (เส้นผ่านศูนย์กลางรู − เส้นผ่านศูนย์กลางดอก) ÷ 2

รู Ø30 ของชิ้นงานตัวอย่างใช้ดอกเอ็นมิลล์ Ø16 วงเต็มจึงมีรัศมี (30 − 16) ÷ 2 = 7 มม. งานจริงแบ่งเป็นสองขั้น

1. กัดหยาบด้วยการลงวนเกลียว เดินวงรัศมี 6.7 มม. ลงรอบละ 2 มม. หกรอบถึง Z−12 แล้วเดินเรียบหนึ่งรอบ เหลือเนื้อ 0.3 มม. ที่ผนัง วงรัศมี 6.7 มม. น้อยกว่ารัศมีของดอก 8 มม. จึงไม่เหลือแกนกลาง และมุมลาดเท่ากับ $\arctan(2 \div (\pi \times 13.4)) = 2.7^\circ$
2. เก็บผิวด้วยการชดเชยรัศมี เขียนพิกัดเป็นขอบของรู คือรัศมี 15 มม. และใช้ G41 กับค่า D ที่ตั้งเป็นรัศมีของดอก 8 มม. ถ้ารูที่วัดได้เล็กไป ให้ลดค่า D ตามวิธีในบทที่ 13

N302 G00 G90 G54 X36.7 Y15. S3500 M03   (บนวงหยาบ รัศมี 6.7 มม.)
N304 G43 H03 Z50. M08
N306 Z1.
N308 G01 Z0 F300.
N310 M98 P2503 L6        (ลงวนเกลียวรอบละ 2 มม. หกรอบ ถึง Z-12)
N312 G03 X36.7 Y15. I-6.7 J0 F700.
N314 G01 X30. Y15.       (กลับจุดกลางของรู)
N316 G41 D13 X35. Y5. F500.     (เริ่มการชดเชย ไปที่ต้นของส่วนโค้งเข้า)
N318 G03 X45. Y15. R10.         (ส่วนโค้งเข้า สัมผัสผนังที่ X45)
N320 G03 X45. Y15. I-15. J0     (เก็บผิวรอบรู)
N322 G03 X35. Y25. R10.         (ส่วนโค้งออก)
N324 G40 G01 X30. Y15.
N326 G00 Z50. M09
...
O2503 (BORE HELIX 2MM A TURN)
G91 G03 I-6.7 J0 Z-2. F700.
G90
M99

ดูดอกเดินตั้งแต่ N302 ถึง N326 ได้ในตัวจำลองการตัด และBackplot

ข้อควรรู้ของการกัดรูด้วยการเดินวงกลม

• ทิศการตัด ในรู การเดินทวนเข็มนาฬิกา G03 กับ G41 และสปินเดิล M03 คือการกัดตาม ซึ่งให้ผิวดีกว่าและเป็นทิศที่ใช้กันทั่วไป ตามที่อธิบายในบทที่ 13
• เข้าและออกด้วยส่วนโค้ง การเดินตรงเข้าหาผนังทิ้งรอยไว้ที่จุดสัมผัส ส่วนโค้งเข้าที่สัมผัสผนังพอดีไม่ทิ้งรอย ตามหัวข้อเข้าหาวงกลมโดยไม่ทิ้งรอยในบทที่ 8
• รัศมีของส่วนโค้งเข้าต้องมากกว่ารัศมีของดอก ส่วนโค้งด้านในที่เล็กกว่ารัศมีของดอกทำให้ชุดควบคุมหยุดด้วย Alarm ตัดเกิน ตัวอย่างใช้ส่วนโค้งรัศมี 10 มม. กับดอกรัศมี 8 มม.
• อัตราป้อนที่ขอบชิ้นงานสูงกว่า F ชุดควบคุมส่วนใหญ่ใช้ F กับศูนย์กลางของดอก ในรู จุดที่คมตัดแตะขอบชิ้นงานเดินบนวงที่ใหญ่กว่าวงของศูนย์กลาง อัตราป้อนที่ขอบชิ้นงานจึงเท่ากับ F × เส้นผ่านศูนย์กลางรู ÷ (เส้นผ่านศูนย์กลางรู − เส้นผ่านศูนย์กลางดอก) F500 ของรอบเก็บผิวจึงเป็นราว 500 × 30 ÷ 14 = 1,071 มม./นาทีที่ขอบชิ้นงาน ให้คำนวณ F จากอัตราป้อนที่ต้องการที่ขอบชิ้นงาน ตามหัวข้ออัตราป้อนบนส่วนโค้งในบทที่ 13

25.4 การกัดเกลียว

การกัดเกลียว (Thread milling) ใช้ดอกกัดที่มีฟันเป็นรูปร่างของร่องเกลียว เดินเป็นเกลียววนรอบรู โดยลงหรือขึ้นหนึ่งระยะพิตช์ต่อหนึ่งรอบ เทียบกับการต๊าปแล้วมีข้อดีหลายข้อ

• ดอกตัวเดียวทำเกลียวได้หลายขนาด ที่ระยะพิตช์เดียวกัน ทั้งเกลียวในและเกลียวนอก ทั้งเกลียวขวาและเกลียวซ้าย
• ปรับขนาดได้ด้วยค่า D ถ้าเกจทดสอบเข้าไม่ได้ ลดค่า D แล้วเดินซ้ำ
• เกลียวได้ใกล้ก้นรูตัน ดอกกัดเกลียวไม่มีช่วงมุมนำยาวแบบดอกต๊าป
• ดอกหักไม่ติดอยู่ในรู ดอกเล็กกว่ารูมาก ถ้าหักก็หยิบออกได้ ต่างจากดอกต๊าปที่หักคาเกลียว

ข้อเสียคือใช้เวลานานกว่าการต๊าป และเครื่องต้องเดินเกลียววนได้ ซึ่ง Machining center แบบสามแกนเกือบทุกเครื่องทำได้

ดอกกัดเกลียวมีสองแบบ แบบฟันเดียว (Single profile) มีฟันรูปร่างเกลียวหนึ่งฟัน ต้องเดินเกลียววนตลอดความยาวของเกลียว ส่วน แบบหลายฟัน (Multi-tooth) มีฟันเรียงกันหลายระยะพิตช์ ถ้าฟันยาวพอ เดินเพียงหนึ่งรอบก็ได้เกลียวตลอดความยาว ตัวอย่างในบทนี้ใช้แบบฟันเดียว

25.4.1 ทิศของการเดิน

เกลียวขวาวนทวนเข็มนาฬิกาเมื่อมองจากด้านบนขณะเลื่อนขึ้น ไม่ว่าจะเป็นเกลียวในหรือเกลียวนอก ส่วนการกัดตามขึ้นกับว่าดอกอยู่ด้านในหรือด้านนอก ด้านในต้องเดินทวนเข็มนาฬิกา (G03) ด้านนอกต้องเดินตามเข็มนาฬิกา (G02) ตามกฎเดียวกับการกัดขอบในบทที่ 13 เมื่อรวมสองข้อนี้ ทิศขึ้นหรือลงของแต่ละแบบจึงเป็นไปตามตาราง

เกลียว	ทิศของแกน Z	คำสั่ง	ผล
เกลียวในขวา	จากก้นขึ้นมา	G03 และ Z เพิ่มขึ้น	กัดตาม
เกลียวในซ้าย	จากบนลงไป	G03 และ Z ลดลง	กัดตาม
เกลียวนอกขวา	จากบนลงไป	G02 และ Z ลดลง	กัดตาม
เกลียวนอกซ้าย	จากก้นขึ้นมา	G02 และ Z เพิ่มขึ้น	กัดตาม

งานทั่วไปกัดเกลียวในขวาจากก้นขึ้นมาด้วย G03 เพราะเป็นการกัดตาม ซึ่งโดยทั่วไปให้อายุเครื่องมือดีกว่า

25.4.2 รัศมีและการชดเชย

เขียนพิกัดของเกลียวในเป็น รัศมีของเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ (Major diameter) และใช้ G41 โดยตั้งค่า D เป็นรัศมีของดอกกัดเกลียวที่ปลายฟัน เกลียว M16 × 2 จึงเขียนรัศมี 8 มม. และดอก Ø12 ใช้ D = 6 มม. ศูนย์กลางของดอกเดินบนวงรัศมี 2 มม. ถ้าเกจทดสอบแบบผ่านเข้าไม่ได้ ให้ลดค่า D ทีละน้อยแล้วเดินซ้ำ ร่องเกลียวจะลึกขึ้นเท่าค่าที่ลด

รูเจาะนำใช้ขนาดเดียวกับรูก่อนต๊าป คือ Ø14 สำหรับ M16 × 2 ตามตารางเกลียวเมตริก รูต้องเต็มขนาดลึกกว่าจุดเริ่มของเกลียว ดอกสว่าน Ø14 มุม 118° เจาะถึง Z−21 ส่วนที่เต็มขนาดจึงลงถึง −21 + 0.3 × 14 = −16.8 ซึ่งลึกกว่าจุดเริ่มของเกลียวที่ Z−16 ตามความยาวปลายแหลมในบทที่ 15

N502 G00 G90 G54 X30. Y-22. S3000 M03   (จุดกลางของรู)
N504 G43 H05 Z50. M08
N506 Z2.
N508 G01 Z-16. F500.             (ลงตรงกลางรู ดอก Ø12 ในรู Ø14)
N510 G41 D15 X31. Y-29. F250.    (เริ่มการชดเชย ไปที่ต้นของส่วนโค้งเข้า)
N512 G03 X38. Y-22. Z-15.5 R7.   (ส่วนโค้งเข้าหนึ่งในสี่รอบ ขึ้นหนึ่งในสี่ระยะพิตช์)
N514 M98 P2504 L8                (เกลียววนแปดรอบ รอบละ 2 มม. ถึง Z0.5)
N516 G03 X31. Y-15. Z1. R7.      (ส่วนโค้งออก ขึ้นอีกหนึ่งในสี่ระยะพิตช์)
N518 G40 G01 X30. Y-22.
N520 G00 Z50. M09
...
O2504 (THREAD HELIX ONE PITCH A TURN)
G91 G03 I-8. J0 Z2.
G90
M99

ดูดอกเดินตั้งแต่ N502 ถึง N520 ได้ในตัวจำลองการตัด และBackplot ตัวจำลองแสดงรูเกลียวเป็นรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ของเกลียว ไม่แสดงร่องเกลียว

นับรอบของเกลียววนจากระยะที่ต้องขึ้น ส่วนโค้งเข้าจบที่ Z−15.5 เกลียววนแปดรอบขึ้นรอบละ 2 มม. ถึง Z0.5 ซึ่งพ้นผิวบนแล้ว ฟันของดอกจึงตัดเกลียวตลอดความลึก 15 มม. ส่วนโค้งเข้าและส่วนโค้งออกขึ้นหนึ่งในสี่ระยะพิตช์ตามสัดส่วนของส่วนโค้งหนึ่งในสี่รอบ เกลียวจึงต่อเนื่องไม่มีรอยขั้น

อัตราป้อนของการกัดเกลียวต้องระวังมากกว่าการกัดรู เพราะวงของศูนย์กลางดอกเล็กมากเทียบกับวงของขอบชิ้นงาน F250 ที่ศูนย์กลางเป็นอัตราป้อนที่ขอบชิ้นงานเท่ากับ 250 × 16 ÷ (16 − 12) = 1,000 มม./นาที สี่เท่าของค่าที่เขียน ถ้าคำนวณ F จากอัตราป้อนต่อฟันโดยลืมข้อนี้ ฟันจะรับภาระสี่เท่าและบิ่นได้ง่าย

25.5 การกัดหลุม

หลุมรูปสี่เหลี่ยมของชิ้นงานตัวอย่างกว้าง 40 × 24 มม. มุมโค้งรัศมี 6 มม. ลึก 4 มม. ทำด้วยดอกเอ็นมิลล์ Ø10 ในสามขั้น คือลงวนเกลียวที่จุดกลางตามหัวข้อแรก กัดหยาบแบบซิกแซ็ก แล้วเก็บผิวรอบขอบด้วย G41

25.5.1 กฎของการกัดหลุม

• รัศมีมุมของหลุมต้องมากกว่ารัศมีของดอก มุมที่มีรัศมีเท่ากับดอกพอดีทำให้ดอกกินเนื้อครึ่งรอบที่มุม ดอกสั่นและทิ้งรอย มุม R6 ใช้ดอกรัศมี 5 มม. ถ้าแบบงานกำหนดมุมเล็กกว่านี้ ต้องเปลี่ยนเป็นดอกเล็กลง
• ระยะกินด้านข้างไม่เกินสองในสามของเส้นผ่านศูนย์กลาง เช่นเดียวกับหลุม Ø66 ในบทที่ 19 ค่าที่เหมาะขึ้นกับวัสดุและเครื่องมือ ให้ดูจากผู้ผลิต ตัวอย่างในบทนี้ใช้ไม่เกินครึ่ง เพราะดอกยาวเมื่อเทียบกับขนาด Ø10
• เหลือเนื้อให้เก็บผิว กัดหยาบห่างจากขอบ 0.3 มม. แล้วเก็บผิวรอบเดียวด้วย G41 ค่า D แยกสำหรับหยาบและเก็บผิวใช้ได้ตามหัวข้อกัดหยาบและเก็บผิวด้วยค่า D สองชุดในบทที่ 13

25.5.2 แบบของเส้นทางกัดหยาบ

แบบ	เส้นทาง	ข้อดี	ข้อเสีย
ซิกแซ็ก (Zigzag)	เดินไปกลับเป็นแถวขนานกัน	คำนวณง่าย เขียนด้วยมือได้เร็ว	สลับกัดตามกับกัดสวนทุกแถว และทิ้งเนื้อเป็นสันที่ผนังระหว่างแถว
วนตามขอบ (Contour parallel)	วนรอบเป็นวงซ้อนกันจากกลางออกไป	กัดตามตลอด ภาระคงที่กว่า	คำนวณยากเมื่อรูปร่างซับซ้อน

หลุมกลมทำแบบวนตามขอบได้ง่ายด้วยวงกลมซ้อนกัน ตามตัวอย่างหลุม Ø66 ในบทที่ 19 ส่วนหลุมสี่เหลี่ยมในบทนี้ใช้ซิกแซ็ก แล้ววนรอบหนึ่งรอบเพื่อตัดสันที่เหลือที่ผนัง

25.5.3 คำนวณเส้นทาง

ศูนย์กลางของดอกต้องอยู่ห่างผนังเท่ารัศมีดอกบวกเนื้อที่เหลือ คือ 5 + 0.3 = 5.3 มม. ขอบเขตที่ศูนย์กลางของดอกเดินได้จึงกว้าง 40 − 2 × 5.3 = 29.4 มม. และสูง 24 − 2 × 5.3 = 13.4 มม. รอบจุดกลาง X−25 Y−15 คือ X−39.7 ถึง X−10.3 และ Y−21.7 ถึง Y−8.3

ความสูง 13.4 มม. แบ่งเป็นสี่แถวห่างกันแถวละ 13.4 ÷ 3 = 4.47 มม. ไม่เกินครึ่งของดอก Ø10 แถวอยู่ที่ Y−21.7 Y−17.23 Y−12.77 และ Y−8.3

N230 G01 X-39.7 Y-21.7 F800.     (มุมของแถวแรก)
N232 X-10.3
N234 Y-17.23
N236 X-39.7
N238 Y-12.77
N240 X-10.3
N242 Y-8.3
N244 X-39.7                      (แถวสุดท้าย)
N246 Y-21.7                      (วนรอบหนึ่งรอบ ตัดสันที่ผนัง)
N248 X-10.3
N250 Y-8.3
N252 X-25. Y-15.                 (กลับจุดกลาง)
N254 G01 G41 D12 X-31. Y-21. F600.   (เริ่มการชดเชย)
N256 G03 X-25. Y-27. R6.         (ส่วนโค้งเข้า สัมผัสผนังล่างที่กึ่งกลาง)
N258 G01 X-5. ,R6.
N260 Y-3. ,R6.
N262 X-45. ,R6.
N264 Y-27. ,R6.
N266 X-25.
N268 G03 X-19. Y-21. R6.         (ส่วนโค้งออก)
N270 G40 G01 X-25. Y-15.

ดูดอกเดินตั้งแต่ N230 ถึง N270 ได้ในตัวจำลองการตัด และBackplot

รอบเก็บผิวเดินทวนเข็มนาฬิกา ซึ่งเป็นการกัดตามสำหรับขอบด้านใน มุมโค้งเขียนด้วย ,R6. ที่มุมแหลมของแบบ ตามบทที่ 8 และส่วนโค้งเข้ารัศมี 6 มม. มากกว่ารัศมีของดอก 5 มม. ตามกฎเดียวกับรูในหัวข้อก่อนหน้า

25.6 การปาดผิว

การปาดผิวด้วยหัวปาด (Face mill) มีเรื่องที่ต้องเลือกสามข้อ

• ระยะห่างระหว่างเที่ยว ให้หัวปาดกินกว้างราว 60 ถึง 75% ของเส้นผ่านศูนย์กลางต่อเที่ยว เที่ยวที่ซ้อนกันน้อยเกินไปทิ้งรอยที่รอยต่อ ส่วนเที่ยวที่กินกว้างเต็มเส้นผ่านศูนย์กลาง ทำให้เม็ดมีดเข้าและออกจากเนื้อที่ความหนาของเศษเป็นศูนย์ ซึ่งสึกเร็ว
• เริ่มและจบนอกชิ้นงาน เครื่องมือต้องพ้นขอบชิ้นงานทั้งตัวทั้งตอนเริ่มและตอนจบ คือห่างจากขอบมากกว่ารัศมีของหัวปาด
• ทิศของเที่ยว หัวปาดกินเนื้อทั้งสองข้างของแนวที่ศูนย์กลางเดิน การกัดตามหรือกัดสวนจึงขึ้นกับว่าเนื้อส่วนใหญ่อยู่ข้างใด เมื่อสปินเดิลหมุน M03 เที่ยวที่มีเนื้อส่วนใหญ่อยู่ ทางขวาของทิศเดิน เป็นการกัดตาม ตามกฎเดียวกับ G41 ในบทที่ 13 การปาดไปกลับ (Zigzag) เร็วกว่า แต่เที่ยวที่เดินสวนกันจะสลับเป็นกัดสวน ส่วนการปาดทางเดียว (One way) ปาดทุกเที่ยวในทิศเดียวกันแล้วเคลื่อนที่เร็วกลับ เลือกทิศให้เนื้อที่เหลืออยู่ทางขวาได้ทุกเที่ยว จึงกัดตามทุกเที่ยวและผิวสม่ำเสมอ

ชิ้นงานตัวอย่างกว้าง 80 มม. หัวปาด Ø63 เดินสองเที่ยวที่ Y−20 และ Y+20 ห่างกัน 40 มม. คือ 63% ของเส้นผ่านศูนย์กลาง สองเที่ยวคลุมตั้งแต่ Y−51.5 ถึง Y+51.5 ซึ่งเลยขอบ Y±40 ทั้งสองด้าน ในแกน X ขอบอยู่ที่ X±60 บวกรัศมีหัวปาด 31.5 มม. ได้ 91.5 จึงเริ่มและจบที่ X±95

N102 G00 G90 G54 X-95. Y-20. S2500 M03
N104 G43 H01 Z50. M08
N106 Z2.
N108 G01 Z0 F300.
N110 X95. F1000.         (เที่ยวแรก)
N112 Y20.
N114 X-95.               (เที่ยวที่สอง กลับทาง)
N116 G00 Z50. M09

ดูดอกเดินตั้งแต่ N102 ถึง N116 ได้ในตัวจำลองการตัด และBackplot

ตัวอย่างนี้ปาดไปกลับเพราะลึกเพียง 0.5 มม. และเป็นงานหยาบ เที่ยวแรกที่ Y−20 เดินไปทาง X+ โดยมีเนื้อส่วนใหญ่อยู่ทางซ้ายของทิศเดิน จึงเป็นการกัดสวนเป็นส่วนใหญ่ ส่วนเที่ยวที่สองที่ Y+20 เดินไปทาง X− โดยมีเนื้อที่เหลืออยู่ทางขวา จึงเป็นการกัดตาม ถ้าต้องการผิวบนที่สม่ำเสมอ ให้ปาดทางเดียวไปทาง X− ทั้งสองเที่ยว คือเริ่มที่ X95 Y−20 ปาดไปถึง X−95 ยกขึ้น เคลื่อนที่เร็วไปที่ X95 Y20 แล้วลงปาดไปทาง X− อีกเที่ยว

25.7 การลบมุมด้วยดอกลบมุม

ดอกลบมุม (Chamfer mill) 90° มีผิวตัดเป็นกรวยเอียง 45° ลบมุมขอบชิ้นงานได้ทุกขนาดที่เล็กกว่าความยาวของคม โดยเดินตามขอบด้วย G41 ปัญหาคือดอกไม่มีรัศมีเดียว ค่า D ที่ใส่จึงต้องคำนวณจากขนาดของมุมที่ต้องการและความลึกที่ลง

ให้ t เป็นรัศมีของปลายดอก h เป็นความลึกของปลายดอกใต้ผิวบน และ C เป็นขนาดของมุมลบ ระยะจากแกนของดอกถึงผนังเมื่อผิวกรวยตัดมุมได้ขนาด C พอดีคือ

e = t + h − C

ใส่ค่า e เป็นค่า D แล้วเขียนพิกัดเป็นขอบชิ้นงานตามแบบ ความลึก h ต้องมากกว่า C เพื่อให้ปลายดอกอยู่ต่ำกว่าก้นของมุมลบ ชิ้นงานตัวอย่างลบมุม C1 ด้วยดอกปลาย Ø4 ลงลึก 2 มม. จึงได้ e = 2 + 2 − 1 = 3 มม.

N602 G00 G90 G54 X-75. Y-55. S5000 M03
N604 G43 H06 Z50. M08
N606 Z-2.                        (ปลายดอกต่ำกว่าผิวบน 2 มม.)
N608 G01 G41 D16 X-60. Y-50. F800.   (D16 = 3.0)
N610 Y40.
N612 X60.
N614 Y-40.
N616 X-60.
N618 Y-30.
N620 G40 X-75. Y-20.
N622 G00 Z50. M09

ดูดอกเดินตั้งแต่ N602 ถึง N622 ได้ในตัวจำลองการตัด และBackplot ตัวจำลองยังไม่มีรูปร่างของดอกลบมุม จึงดูได้เฉพาะแนวที่ดอกเดิน

การเดินและการเข้าออกเหมือนการกัดขอบนอกในบทที่ 19 คือเดินตามเข็มนาฬิการอบขอบนอกด้วย G41 เป็นการกัดตาม ขนาดของมุมลบปรับได้ด้วยค่า D เช่นเดียวกับขอบทั่วไป ค่า D ที่ลดลง 0.2 มม. ทำให้มุมลบใหญ่ขึ้น 0.2 มม.

25.8 โปรแกรมเต็ม

โปรแกรม O2501 รวมทุกส่วนของบทนี้ตามลำดับเครื่องมือ พร้อมโปรแกรมย่อยของเกลียววนสามตัวต่อท้าย ค่าชดเชยรัศมีที่ต้องตั้งในเครื่องคือ D12 = 5.0 D13 = 8.0 D15 = 6.0 และ D16 = 3.0

%
O2501 (MILLING TOOLPATHS PLATE)
(STOCK: 122MM X 82MM X 26.5MM)
(STOCK TOP Z0.5)
(X0 Y0 AT CENTER  Z0 = FINISHED TOP)
(T01 FACE MILL D63)
(T02 END MILL D10)
(T03 END MILL D16)
(T04 DRILL D14 118DEG)
(T05 THREAD MILL D12 M16X2)
(T06 CHAMFER MILL 90DEG TIP D4)
N10 G17 G21 G40 G49 G80 G90
(T01 D63 FACE MILL - FACE THE TOP)
N100 T01 M06
N102 G00 G90 G54 X-95. Y-20. S2500 M03
N104 G43 H01 Z50. M08
N106 Z2.
N108 G01 Z0 F300.
N110 X95. F1000.
N112 Y20.
N114 X-95.
N116 G00 Z50. M09
N118 G91 G28 Z0
N120 M05
(T02 D10 END MILL - SLOT WITH A RAMP, POCKET WITH A HELIX)
N200 T02 M06
N202 G00 G90 G54 X-45. Y25. S4500 M03
N204 G43 H02 Z50. M08
N206 Z1.
N208 G01 Z0 F300.
N210 X-15. Z-2. F600.
N212 X-45. Z-4.
N214 X-15.
N216 G00 Z50.
N220 X-22. Y-15.
N222 Z1.
N224 G01 Z0 F300.
N226 M98 P2502 L4
N228 G03 X-22. Y-15. I-3. J0 F600.
N230 G01 X-39.7 Y-21.7 F800.
N232 X-10.3
N234 Y-17.23
N236 X-39.7
N238 Y-12.77
N240 X-10.3
N242 Y-8.3
N244 X-39.7
N246 Y-21.7
N248 X-10.3
N250 Y-8.3
N252 X-25. Y-15.
N254 G01 G41 D12 X-31. Y-21. F600.
N256 G03 X-25. Y-27. R6.
N258 G01 X-5. ,R6.
N260 Y-3. ,R6.
N262 X-45. ,R6.
N264 Y-27. ,R6.
N266 X-25.
N268 G03 X-19. Y-21. R6.
N270 G40 G01 X-25. Y-15.
N272 G00 Z50. M09
N274 G91 G28 Z0
N276 M05
(T03 D16 END MILL - CIRCULAR BORE 30MM)
N300 T03 M06
N302 G00 G90 G54 X36.7 Y15. S3500 M03
N304 G43 H03 Z50. M08
N306 Z1.
N308 G01 Z0 F300.
N310 M98 P2503 L6
N312 G03 X36.7 Y15. I-6.7 J0 F700.
N314 G01 X30. Y15.
N316 G41 D13 X35. Y5. F500.
N318 G03 X45. Y15. R10.
N320 G03 X45. Y15. I-15. J0
N322 G03 X35. Y25. R10.
N324 G40 G01 X30. Y15.
N326 G00 Z50. M09
N328 G91 G28 Z0
N330 M05
(T04 D14 DRILL 118DEG - FOR M16X2)
N400 T04 M06
N402 G00 G90 G54 X30. Y-22. S1300 M03
N404 G43 H04 Z50. M08
N406 G99 G83 X30. Y-22. Z-21. R2. Q5. F200.
N408 G80 G00 Z50. M09
N410 G91 G28 Z0
N412 M05
(T05 D12 THREAD MILL - M16X2)
N500 T05 M06
N502 G00 G90 G54 X30. Y-22. S3000 M03
N504 G43 H05 Z50. M08
N506 Z2.
N508 G01 Z-16. F500.
N510 G41 D15 X31. Y-29. F250.
N512 G03 X38. Y-22. Z-15.5 R7.
N514 M98 P2504 L8
N516 G03 X31. Y-15. Z1. R7.
N518 G40 G01 X30. Y-22.
N520 G00 Z50. M09
N522 G91 G28 Z0
N524 M05
(T06 90DEG CHAMFER MILL TIP D4 - C1 ON THE OUTER EDGE)
N600 T06 M06
N602 G00 G90 G54 X-75. Y-55. S5000 M03
N604 G43 H06 Z50. M08
N606 Z-2.
N608 G01 G41 D16 X-60. Y-50. F800.
N610 Y40.
N612 X60.
N614 Y-40.
N616 X-60.
N618 Y-30.
N620 G40 X-75. Y-20.
N622 G00 Z50. M09
N624 G91 G28 Z0
N626 M30
O2502 (POCKET HELIX 1MM A TURN)
G91 G03 I-3. J0 Z-1. F400.
G90
M99
O2503 (BORE HELIX 2MM A TURN)
G91 G03 I-6.7 J0 Z-2. F700.
G90
M99
O2504 (THREAD HELIX ONE PITCH A TURN)
G91 G03 I-8. J0 Z2.
G90
M99
%

เปิด O2501 ใน Backplot เพื่อดูเส้นทางทีละบรรทัด รวมถึงเกลียววนทุกรอบที่โปรแกรมย่อยสร้าง และในตัวจำลองการตัด เพื่อดูเนื้อที่ถูกตัดออก ตัวจำลองการตัดแสดงรูเกลียวเป็นรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ของเกลียว และยังไม่มีรูปร่างของดอกลบมุม ส่วนลบมุมจึงตรวจได้จากเส้นทางใน Backplot

25.9 ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ข้อผิดพลาด	ผลที่เกิด	วิธีป้องกัน
กดดอกเอ็นมิลล์ลงตรงๆ ในเนื้อตัน	คมบิ่น ดอกหัก หรือเศษอัดใต้ดอก	ลงเอียงหรือลงวนเกลียว หรือเจาะรูนำก่อน
มุมลาดชันเกินค่าของผู้ผลิต	ด้านล่างของดอกถูไถกับเนื้อ ดอกสึกเร็ว	คำนวณมุมจาก $\arctan(\text{ระยะลง} \div \text{ระยะเดิน})$ แล้วลาดไปกลับถ้าระยะสั้น
รัศมีของรูมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของดอก	เหลือแกนกลางที่ไม่ถูกตัด แกนนั้นอาจหักติดในหลุม หรือชนดอกในขั้นกัดถัดไป	ให้รัศมีของรูน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของดอก
ลืม G90 ท้ายโปรแกรมย่อยที่ใช้ G91	โปรแกรมหลักอ่านพิกัดถัดไปเป็นค่าสัมพัทธ์ เครื่องมือไปผิดตำแหน่ง	เขียน G90 ก่อน M99 ทุกครั้ง
ส่วนโค้งเข้าในรูเล็กกว่ารัศมีของดอก	Alarm ตัดเกินขณะเริ่มการชดเชย	ใช้ส่วนโค้งที่มีรัศมีมากกว่ารัศมีของดอก
คิด F ของการกัดรูหรือกัดเกลียวเป็นอัตราป้อนที่ขอบชิ้นงาน	ขอบชิ้นงานถูกตัดเร็วกว่าที่ตั้งใจหลายเท่า ฟันบิ่น	คูณ F ที่ต้องการที่ขอบชิ้นงานด้วย (เส้นผ่านศูนย์กลางรู − เส้นผ่านศูนย์กลางดอก) ÷ เส้นผ่านศูนย์กลางรู
กัดเกลียวผิดทิศ	ได้เกลียวซ้ายแทนเกลียวขวา หรือได้การกัดสวน	ใช้ตารางทิศของการกัดเกลียว เกลียวในขวาคือ G03 จากก้นขึ้นมา
รูเจาะนำของเกลียวไม่ลึกพอ	ส่วนล่างของเกลียวไม่เต็มขนาด หรือดอกกัดเกลียวชนก้นรู	คำนวณส่วนที่เต็มขนาดจากความยาวปลายแหลมของดอกสว่าน
รัศมีมุมของหลุมเท่ากับรัศมีของดอก	ดอกสั่นและทิ้งรอยที่มุม	ใช้ดอกที่รัศมีเล็กกว่ามุม
ใส่ค่า D ของดอกลบมุมเป็นรัศมีของปลายดอก	มุมลบผิดขนาด หรือปลายดอกตัดผนัง	คำนวณ D = t + h − C

สรุป

• ลงเนื้อด้วยการลงเอียงหรือลงวนเกลียว แทนการกดลงตรง มุมลาดคำนวณจาก $\arctan(\text{ระยะลง} \div \text{ระยะเดิน})$ และไม่เกินค่าของผู้ผลิต รัศมีของรูที่ลงวนเกลียวต้องน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของดอก
• เกลียววนเขียนเป็นโปรแกรมย่อยแบบ G91 หนึ่งรอบต่อหนึ่งบรรทัด แล้วเรียกซ้ำด้วย M98 P__ L__ และคืน G90 ก่อน M99
• กัดรูด้วยการเดินวงกลม ศูนย์กลางดอกเดินบนวงรัศมี (รู − ดอก) ÷ 2 กัดหยาบด้วยการลงวนเกลียว แล้วเก็บผิวด้วย G41 พร้อมส่วนโค้งเข้าและส่วนโค้งออกที่ใหญ่กว่ารัศมีของดอก
• กัดเกลียว เดินเกลียววนหนึ่งระยะพิตช์ต่อรอบ เกลียวในขวาใช้ G03 จากก้นขึ้นมา เกลียวนอกขวาใช้ G02 จากบนลงไป ทั้งสองเป็นการกัดตาม เขียนรัศมีของเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ และปรับขนาดด้วยค่า D
• อัตราป้อนที่ขอบชิ้นงานในรูสูงกว่า F คูณ F ที่ต้องการที่ขอบชิ้นงานด้วย (รู − ดอก) ÷ รู โดยเฉพาะการกัดเกลียวซึ่งต่างกันหลายเท่า
• กัดหลุม รัศมีมุมมากกว่ารัศมีของดอก กัดหยาบเหลือเนื้อ แล้วเก็บผิวรอบเดียวด้วย G41 ทวนเข็มนาฬิกา
• ปาดผิว ห่างกันเที่ยวละราว 60 ถึง 75% ของหัวปาด เริ่มและจบนอกชิ้นงาน เที่ยวที่มีเนื้อส่วนใหญ่อยู่ทางขวาของทิศเดินเป็นการกัดตาม และปาดทางเดียวเมื่อต้องการผิวสม่ำเสมอ
• ลบมุมด้วยดอกลบมุม ใส่ค่า D = t + h − C และลงลึกกว่าขนาดของมุมลบ