ขนาดสลักดึง (Pull Stud / Retention Knob)

สลักดึง (Pull stud หรือ Retention knob) ขันอยู่ที่ท้ายหัวจับทูล ก้ามปูของดรอว์บาร์ในสปินเดิลจับหัวสลักแล้วดึงหัวจับเข้าแนบกับเทเปอร์สปินเดิล สลักจึงต้องเข้ากับก้ามปูของเครื่อง ไม่ใช่แค่เข้ากับหัวจับทูล หัวจับ BT40 ตัวเดียวกันใส่สลักได้หลายแบบ และสลักที่ขันเกลียวเข้ากับหัวจับได้ ไม่ได้แปลว่าใช้กับเครื่องนั้นได้

ขั้นตอนการขัน แรงบิด และอันตรายเมื่อขันแน่นเกิน อ่านได้ในบทความ สลักดึงบน Machining Center ส่วนขนาดก้านหัวจับอยู่ในหน้า เทเปอร์ก้านเครื่องมือและหัวจับทูล

เลือกสลักจากเครื่อง ไม่ใช่จากหัวจับ

สลักที่ถูกต้องกำหนดโดยผู้ผลิตเครื่องหรือผู้ผลิตชุดดรอว์บาร์ ให้ตรวจสอบจากคู่มือเครื่องให้ครบทั้ง 3 ข้อ:

1. แบบของสลัก ได้แก่ MAS 403, ISO 7388-3 / DIN 69872 หรือแบบ ANSI ซึ่งต่างกันทั้งขนาดหัว ขนาดคอ และระยะจากปลายหัวถึงหน้าปีก
2. มุมหัวสลัก สลัก MAS 403 มี 3 แบบที่ขนาดภายนอกเท่ากันทุกค่า ต่างกันที่มุมอย่างเดียว
3. มีรูน้ำหล่อเย็นหรือไม่ เครื่องที่จ่ายน้ำหล่อเย็นผ่านสปินเดิลต้องใช้สลักที่มีรูทะลุกลางและแหวนยางกันรั่ว

สลักที่ใส่ผิดแบบอาจดูเหมือนเข้ากันได้ แต่ก้ามปูจะจับหัวสลักไม่เต็มผิว แรงดึงจะลดลง หรือปลดทูลไม่ออก ถ้าไม่แน่ใจ ให้วัดสลักเดิมที่ใช้กับเครื่องนั้นเทียบกับตารางด้านล่าง

พลศาสตร์ของการขันและผลของการขันแน่นเกินไป (Taper Bulging)

บริเวณท้ายของก้านเทเปอร์ 7:24 เป็นส่วนที่เนื้อเหล็กบางที่สุดของหัวจับ:

• การบวมตัวของเทเปอร์ (Taper Bulging): หากขันสลักดึงด้วยแรงบิดเกินพิกัด แรงดึงในแนวแกนและแรงดันในแนวรัศมีจากเกลียวจะทำให้ปลายท้ายของก้านเทเปอร์เบ่งบวมออก แม้บวมเพียง 2 ถึง 5 ไมโครเมตร ก็ทำให้ระนาบสัมผัสของเทเปอร์ผิดรูป
• ผลเสียต่อการกัดงาน: ส่วนปลายที่บวมจะไปค้ำยันแน่นกับรูสปินเดิลด้านใน ทำให้ผิวด้านหน้าของก้านเทเปอร์ไม่สามารถแนบสนิทกับสปินเดิล ส่งผลให้ความแข็งแกร่งลดลง เกิดการสั่นสะท้าน (Chatter) ผิวงานไม่ได้ขนาด และทำให้ผิวกระบอกสปินเดิลสึกหรอเป็นรอยไหม้จากการเสียดสี (Fretting corrosion)
• การควบคุมแรงบิด: ต้องใช้ประแจทอร์กขันตามค่าที่ผู้ผลิตกำหนดเสมอ (เช่น BT40 อยู่ที่ประมาณ 60 ถึง 80 N·m) และทำความสะอาดเกลียวก่อนขัน

รูปข้างบนวางสลักเบอร์ 40 ทั้งสามแบบให้หน้าปีกตรงกัน เหมือนตอนขันแน่นอยู่กับหัวจับ ผิวที่ก้ามปูดึงของสลัก BT40 อยู่ห่างหน้าปีก 28 มม. สลัก SK40 อยู่ห่าง 20 มม. และสลัก CAT40 แบบ ANSI อยู่ห่างเพียง 11.18 มม. ก้ามปูที่ตั้งไว้สำหรับแบบหนึ่งจึงจับหัวของอีกแบบไม่ถูกตำแหน่ง แม้จะขันเกลียวเข้ากับหัวจับได้ก็ตาม

มุมหัวสลักและวิธีอ่านมุม

มุมหัวสลักคือมุมของผิวใต้หัวที่ก้ามปูดึง แต่มาตรฐานแต่ละกลุ่มอ่านมุมนี้จากเส้นอ้างอิงต่างกัน

• MAS 403 อ่านจากแนวแกน ได้แก่ แบบ I 45°, แบบ II 60° และแบบ III 90° ซึ่งเป็นผิวเรียบตั้งฉากกับแนวแกน
• ISO 7388-3 แบบ AD/AF และ DIN 69872 อ่านจากระนาบตั้งฉากแกน มาตรฐานกำหนด 15° ± 15′ เมื่ออ่านจากแนวแกนจะเป็น 75° แคตตาล็อกบางเล่มจึงเขียนสลักแบบเดียวกันนี้ว่า 75°

ตัวเลข 15° ของสลัก DIN จึงไม่ได้แปลว่าผิวชันกว่าสลัก MAS 45° ตรงกันข้าม ผิวนี้เกือบเรียบตั้งฉากแกน ใกล้กับสลัก MAS แบบ III มากกว่า

ในตารางด้านล่าง สัญลักษณ์ที่ใช้มีความหมายดังนี้: $d_1$ ขนาดหัว, $d_2$ ขนาดคอ, $d_3$ บ่านำที่สวมเข้ารูท้ายหัวจับ, $D$ ขนาดปีก, $l_1$ ระยะจากปลายหัวถึงหน้าปีกที่แนบท้ายหัวจับ, $l_2$ ระยะจากขอบผิวที่ก้ามปูดึง (ขอบหัวด้านโตสุด) ถึงหน้าปีกเดียวกัน, $L$ ความยาวรวม และ $s$ ขนาดปากประแจที่ปีก (ทุกค่ามีหน่วยเป็นมิลลิเมตร ยกเว้นตารางสลัก CAT ที่ระบุเป็นนิ้ว) โดยระยะ $l_2$ คือระยะสำคัญที่บอกตำแหน่งที่ก้ามปูเข้าจับหัวสลักเมื่อขันแน่นอยู่กับหัวจับ

1. สลักแบบ MAS 403 สำหรับหัวจับ BT

ใช้กับหัวจับระบบ BT ตาม JIS B 6339 ซึ่งพบมากที่สุดในเครื่องจากญี่ปุ่น ไต้หวัน และเกาหลี ISO 7388-3 รวมสลักแบบนี้ไว้เป็นแบบ JD (มีรูน้ำ) และ JF (ไม่มีรูน้ำ)

หัวจับ	เกลียว	$d_1$	$d_2$	$d_3$	$D$	$l_1$	$l_2$	$L$	$s$	รูน้ำ
BT30	M12×1.75	11	7	12.5	16.5	23	18	43	13	—*
BT40	M16×2	15	10	17	23	35	28	60	19	—*
BT45	M20×2.5	19	14	21	31	40	31	70	24	7
BT50	M24×3	23	17	25	38	45	35	85	30	8.5
BT60	M30×3.5	32	24	31	56	65	53	115	46	12

ค่าในตารางเป็นไปตาม ISO 7388-3:2016 ตารางที่ 5 โดยค่าของ BT30, BT40 และ BT50 ตรงกับแคตตาล็อกผู้ผลิตสลัก (Techniks) และค่าของ BT40 ตรงกับ Haas, FORMAT รวมถึง SCHUNK ด้วย

* มาตรฐานกำหนดขนาด 30 และ 40 ไว้เฉพาะแบบ JF ซึ่งไม่มีรูน้ำ สำหรับสลัก BT30 และ BT40 แบบมีรูน้ำมีวางจำหน่ายทั่วไป โดยขนาดรูขึ้นอยู่กับผู้ผลิตแต่ละราย เช่น แคตตาล็อก Techniks กำหนดขนาดรูไว้ 4 มม. ส่วน BT50 แคตตาล็อกเดียวกันให้รู 5 มม. ไม่ใช่ 8.5 มม. ตามมาตรฐาน

มุมหัวตาม ISO 7388-3 แบบ JD/JF คือ 45° หรือ 60° ± 15′ ตรงกับแบบ I และแบบ II ของ MAS 403 ซึ่งขนาดเท่ากันทุกค่า ส่วนแบบ III (90°) ไม่ได้ระบุไว้ใน ISO 7388-3 พบเฉพาะในแคตตาล็อกตาม MAS 403

สลัก BT แบบหัวมุม 30° มีผลิตและจำหน่ายโดยผู้ผลิตบางราย แต่ไม่ได้อยู่ใน 3 แบบมาตรฐานข้างต้น จึงควรใช้เฉพาะเมื่อคู่มือเครื่องระบุไว้เท่านั้น

MAS 403 เทียบกับ ISO 7388-3

	MAS 403	ISO 7388-3 แบบ JD/JF
ชื่อเรียก	P30T, P40T, P50T ตามด้วยแบบ เช่น P40T-I	แบบ JD (มีรูน้ำ) หรือ JF (ไม่มีรูน้ำ) ตามด้วยเบอร์และมุม
มุมหัว	แบบ I 45° แบบ II 60° แบบ III 90°	45° หรือ 60° ± 15′ ไม่มี 90°
เบอร์	30, 40, 50	30, 40, 45, 50, 60
รูน้ำ	มีขายทุกเบอร์ ขนาดรูตามผู้ผลิต	เบอร์ 30 และ 40 ไม่มีรูน้ำ เบอร์ 45 รู 7 เบอร์ 50 รู 8.5 เบอร์ 60 รู 12
ขนาด	เท่ากันทุกค่า	เท่ากันทุกค่า

คอลัมน์ MAS 403 เป็นข้อมูลจากแคตตาล็อกผู้ผลิตสลัก เพราะยังไม่ได้เทียบกับตัวมาตรฐาน MAS 403 โดยตรง สลักแบบ I หรือ II ที่ขนาดตรงกับตารางข้างบนจึงใช้แทนสลัก ISO แบบ JD/JF มุมเดียวกันได้ ส่วนสลักแบบ III ไม่มีคู่ใน ISO

สลักแบบ P ตาม JIS B 6339:1992

JIS B 6339 ฉบับ 1992 ไม่ได้กำหนดสลัก MAS 403 แต่กำหนดสลักของตัวเองสำหรับหัวจับ BT เรียกว่าแบบ P เช่น 40P หัวเป็นแบบ DIN มุม 15° (+0.5°, 0) อ่านจากระนาบตั้งฉากแกน ส่วนปีกและบ่านำเป็นขนาดของหัวจับ BT ในปี 2011 JIS แยกมาตรฐานนี้เป็น JIS B 6339-1, -2 และ -3 ซึ่งตรงกับ ISO 7388-1, -2 และ -3 ตามลำดับ สลักแบบ P จึงไม่อยู่ในฉบับปัจจุบันแล้ว แต่เครื่องรุ่นเก่าจากญี่ปุ่นหรือไต้หวันบางรุ่นยังระบุให้ใช้สลักแบบนี้

สลัก	หัวจับ	เกลียว	$d_1$	$d_2$	$d_3$	$D$	$l_1$	$l_2$	$L$	$s$	รูน้ำ
30P	BT30	M12×1.75	12	8	12.5	16.5	23.4	18.4	43	13	4
35P	BT35	M12×1.75	15	11	12.5	20	24	19	44	17	5
40P	BT40	M16×2	19	14	17	23	29	23	54	19	7
45P	BT45	M20×2.5	23	17	21	31	30	23	60	24	8.5
50P	BT50	M24×3	28	21	25	38	34	25	74	30	10
55P	BT55, BT60	M30×3.5	36	27	31	48	48	36	98	41	12

ค่าในตารางเป็นไปตาม JIS B 6339:1992 ตารางที่ 2 ในมาตรฐานใช้สัญลักษณ์ต่างจากตารางนี้ คือ $d_4$ บ่านำ $d_3$ ปีก $l_2$ ระยะจากปลายหัวถึงหน้าปีกที่แนบหัวจับ $l_3$ ระยะจากหน้าปีกเดียวกันถึงผิวที่ก้ามปูดึง $l_1$ ยาวรวม และ $d_6$ รูน้ำ ซึ่งมีเมื่อสั่งแบบมีรู

คำเตือน สลัก 40P ไม่ใช่สลัก SK40

สลัก 40P หัวโต 19 มม. คอโต 14 มม. และมุม 15° เท่ากับสลัก SK40 แบบ AD/AF แต่ผิวที่ก้ามปูดึงอยู่ห่างหน้าปีก 23 มม. ไม่ใช่ 20 มม. ระยะจากปลายหัวถึงหน้าปีกก็ยาวกว่า 3 มม. (29 กับ 26 มม.) ใส่แทนกันไม่ได้ ส่วนเบอร์ 45P และ 50P ระยะหัวเท่ากับสลัก SK แบบ AD/AF แต่ปีกโตกว่า (31 กับ 30 มม. และ 38 กับ 36 มม.) เพราะเป็นขนาดปีกของหัวจับ BT

2. สลักตาม ISO 7388-3 แบบ AD/AF (DIN 69872) สำหรับหัวจับ SK

ใช้กับหัวจับ Form A ตาม ISO 7388-1 (DIN 69871) ซึ่งพบมากในเครื่องจากยุโรป แบบ AD มีรูน้ำหล่อเย็นตรงกลาง แบบ AF ไม่มีรูน้ำ ผู้ขายมักเรียกว่า DIN 69872 แบบ A และแบบ B ขนาดหลักตรงกัน มุมหัว 15° ± 15′ อ่านจากระนาบตั้งฉากแกนทุกขนาด

หัวจับ	เกลียว	$d_1$	$d_2$	$d_3$	$D$	$l_1$	$l_2$	$L$	$s$	รูน้ำ
SK30*	M12×1.75	13	9	13	17	24	19	44	14	—
SK40	M16×2	19	14	17	23	26	20	54	19	7
SK45	M20×2.5	23	17	21	30	30	23	65	24	9.5
SK50	M24×3	28	21	25	36	34	25	74	30	11.5
SK60	M30×3.5	40	30	32	52	40	30	90	46	14

ค่าในตารางเป็นไปตาม ISO 7388-3:2016 ตารางที่ 1 (* ขนาด 30 มีเฉพาะแบบ AF) โดยขนาดหัว ($d_1$) และบ่านำ ($d_3$) มีพิกัดความเผื่อ f7

3. สลักสำหรับหัวจับ CAT

หัวจับ CAT ตาม ASME B5.50 ใช้เกลียวนิ้ว แต่หัวสลักมีได้ 3 แบบตามดรอว์บาร์ของเครื่องจักร: เครื่องจากอเมริกาใช้หัวแบบ ANSI ส่วนเครื่องจากญี่ปุ่นหรือยุโรปที่ใช้หัวจับ CAT อาจใช้หัวสลักแบบ MAS หรือแบบ DIN ทั้งนี้ เกลียวของสลักต้องตรงตามหัวจับ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับแบบหัว สลักทั้ง 3 แบบในตารางนี้จึงใช้เกลียวนิ้วเหมือนกัน (ค่าในตารางเป็นหน่วยนิ้ว ตัวเลขในวงเล็บคือมิลลิเมตร โดยแถว MAS ใช้ได้ทั้งแบบ I, II และ III ซึ่งมีขนาดภายนอกเท่ากันทุกค่า)

ระวังหัวจับที่หน้าตาเหมือน CAT แต่เป็นเกลียวเมตริก: ISO 7388-1 มีก้านเทเปอร์ Form U ที่ปีกเท่ากับ CAT และมีรูกำหนดทิศทาง Ø9.52 มม. (3/8”) แบบเดียวกัน แต่เกลียวสลักเป็น M12, M16, M20 และ M24 เหมือนหัวจับ SK เครื่องจักรที่ระบุว่าใช้ CAT40 บางรุ่นจากยุโรปหรือเอเชียอาจใช้หัวจับแบบนี้ สลักของก้านแบบ U คือ ISO 7388-3 แบบ UD (มีรูน้ำ) และ UF (ไม่มีรูน้ำ) มีหัวมุม 45° รูปทรงใกล้เคียงกับสลัก ANSI มาก โดยเบอร์ 40 มีหัวโต 18.95 มม. และผิวที่ก้ามปูดึงห่างหน้าปีก 11.15 มม. (เทียบกับ ANSI ที่โต 18.80 และห่าง 11.18 มม.) แต่ใช้เกลียว M16×2 เนื่องจากเกลียว M16 กับ 5/8-11 UNC มีขนาดโตใกล้เคียงกันมาก (16 กับ 15.875 มม.) จึงมองด้วยตาเปล่าแทบไม่ออก ให้ตรวจสอบขนาดเกลียวจากคู่มือเครื่อง หรือวัดระยะพิตช์ด้วยหวีวัดเกลียว (2 มม. เทียบกับ 2.309 มม.) ก่อนขันทุกครั้ง

หัวจับ	แบบหัว	มุม	เกลียว UNC	$d_1$	$d_2$	$l_1$	$l_2$
CAT30	ANSI	45°	1/2-13	0.520 (13.21)	0.385 (9.78)	0.460 (11.68)	0.320 (8.13)
CAT40	ANSI	45°	5/8-11	0.740 (18.80)	0.490 (12.45)	0.640 (16.26)	0.440 (11.18)
CAT40	MAS	45/60/90°	5/8-11	0.590 (14.99)	0.394 (10.01)	1.266 (32.16)	0.990 (25.15)
CAT40	DIN	15°	5/8-11	0.750 (19.05)	0.550 (13.97)	1.024 (26.01)	0.787 (19.99)
CAT45	ANSI	45°	3/4-10	0.940 (23.88)	0.605 (15.37)	0.820 (20.83)	0.580 (14.73)
CAT50	ANSI	45°	1-8	1.140 (28.96)	0.820 (20.83)	1.000 (25.40)	0.700 (17.78)
CAT50	MAS	45/60/90°	1-8	0.906 (23.01)	0.669 (16.99)	1.772 (45.01)	1.378 (35.00)
CAT50	DIN	15°	1-8	1.101 (27.97)	0.825 (20.96)	1.338 (33.99)	0.984 (24.99)
CAT60	ANSI	45°	1 1/4-7	1.460 (37.08)	1.045 (26.54)	1.500 (38.10)	1.080 (27.43)

เกลียว UNC บอกระยะพิตช์เป็นจำนวนเกลียวต่อนิ้ว (TPI) ตัวเลขหลังขีดคือจำนวนเกลียวต่อนิ้ว ระยะพิตช์จึงเท่ากับ 25.4 หารด้วยตัวเลขนั้น ได้แก่ 1/2-13 พิตช์ 1.954 มม., 5/8-11 พิตช์ 2.309 มม., 3/4-10 พิตช์ 2.540 มม., 1-8 พิตช์ 3.175 มม. และ 1 1/4-7 พิตช์ 3.629 มม. ส่วนเกลียวเมตริกในตารางที่ 1 และ 2 เป็นเกลียวหยาบมาตรฐาน ซึ่งในมาตรฐานมักเขียนเพียง M16 หมายถึง M16×2

แถว ANSI ตาม ASME B5.50-2015 ตารางที่ 2 ซึ่งกำหนดสลักไว้แบบเดียว คือหัว ANSI มุม 45° ± 30′ โดยค่า CAT40 และ CAT50 ตรงกับแคตตาล็อก Techniks ส่วนแถว MAS และ DIN เป็นค่าจากแคตตาล็อก Techniks (ASME B5.50 ไม่มีสองแบบนี้) ทั้งนี้ สลัก CAT แบบ MAS และ DIN มีขนาดหัวและคอเท่ากับสลัก BT และ SK ในขนาดเดียวกัน แต่ต่างกันตรงที่ใช้เกลียวนิ้ว และสลัก CAT40 แบบ MAS มีระยะ $l_1$ 32.16 มม. (ไม่ใช่ 35 มม. เหมือน BT40) สลัก BT40 จึงนำมาใส่แทนสลัก CAT40 ไม่ได้ แม้มุมหัวจะเท่ากันก็ตาม

ตัวอย่างจากหน้างาน: เครื่องเดียวใช้ทั้งหัวจับ CAT50 และ SK50

เครื่องบางรุ่นรับได้ทั้งหัวจับ CAT50 และหัวจับ SK50 (ISO 7388-1 แบบ A) เพราะเทเปอร์ 7/24 เบอร์ 50 มีขนาดเท่ากัน และผู้ผลิตเครื่องทำแขนเปลี่ยนทูลให้จับปีกได้ทั้งสองแบบ เครื่องแบบนี้มีดรอว์บาร์ชุดเดียว หัวสลักของหัวจับทั้งสองจึงต้องเป็นแบบเดียวกัน คือหัว DIN 15° แต่เกลียวต้องตรงตามหัวจับแต่ละแบบ

	สลัก CAT50 หัว DIN	สลัก SK50 แบบ AD/AF
$d_1$	1.101” (27.97)	28
$d_2$	0.825” (20.96)	21
$l_1$	1.338” (33.99)	34
$l_2$	0.984” (24.99)	25
เกลียว	1”-8 UNC	M24×3

หัวสองแบบต่างกันไม่ถึง 0.05 มม. ก้ามปูจึงจับได้เหมือนกัน ต่างกันที่เกลียวอย่างเดียว

หัวสลักสองแบบนี้แยกด้วยตาไม่ออก โรงงานที่มีสลักสองแบบที่หัวเหมือนกันควรแยกเก็บสลักคนละกล่องพร้อมติดป้ายให้ชัดเจน และตรวจระยะพิตช์ด้วยหวีวัดเกลียวก่อนขัน (3 มม. หรือ 8 เกลียวต่อนิ้ว) และทำแถบสีบนหัวจับ CAT ให้แยกจากหัวจับ SK ได้ชัดเจนด้วยตาเปล่า

แรงบิดขันสลัก

MAS 403 และ ISO 7388-3 ไม่ได้กำหนดค่าแรงบิดขันสลักไว้ ส่วน ASME B5.50 ระบุค่าแรงบิดติดตั้งสลัก ANSI ไว้ในตารางที่ A-1 ของภาคผนวก A ซึ่งเป็นค่าแนะนำโดยประมาณ (Nominal) ในภาคผนวกแบบไม่บังคับใช้ (Nonmandatory)

เบอร์หัวจับ	ft-lb	N·m
30	8	10.8
40	30	40.7
45	50	67.8
50	75	101.7
60	120	162.7

ค่า N·m คำนวณแปลงมาจาก ft-lb หากผู้ผลิตหัวจับหรือผู้ผลิตสลักกำหนดค่าแรงบิดไว้ ให้ยึดตามค่านั้นเป็นหลัก สำหรับสลัก BT และ SK ที่ไม่มีระบุในมาตรฐาน จะต้องใช้ค่าที่ผู้ผลิตกำหนดเสมอ การขันต้องใช้ประแจปอนด์และจับยึดหัวจับไว้ในแท่นจับทูล ห้ามใช้บล็อกลม เพราะแรงกระแทกและการขันที่แน่นเกินพิกัดจะดันปลายเทเปอร์ให้บวมออก (Taper Bulging) ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ในบทความ สลักดึงบน Machining Center

ตรวจสลักก่อนใช้

• ตรวจวัดขนาดหัว $d_1$ และระยะ $l_1$ ให้ตรงกับแบบที่เครื่องกำหนด เพราะระยะ $l_1$ ที่ต่างไปแม้ไม่ถึง 1 มม. ก็ทำให้ก้ามปูจับผิดตำแหน่งได้
• ตรวจดูผิวใต้หัวที่ก้ามปูดึง หากมีรอยกดเป็นบ่าหรือรอยสึกไม่สม่ำเสมอ ให้เปลี่ยนสลักทันที
• ตรวจหารอยร้าวบริเวณคอและโคนเกลียว ซึ่งเป็นจุดวิกฤตที่สลักมักจะหัก
• สำหรับสลักแบบมีรูน้ำ ให้ตรวจดูแหวนยางกันรั่ว (โอริง) ว่าไม่แตก ปริ หรือแบน

สลักดึงราคาถูกกว่าค่าซ่อมสปินเดิลเมื่อทูลหลุดมาก หากไม่แน่ใจในสภาพ ให้เปลี่ยนใหม่