Tangfin family of face milling cutters

The Tangfin family of face milling cutters is designed for extra fine surface finish. (Picture: Iscar)

Tech Focus | การขึ้นรูปเหล็กหล่อด้วย Logiq (2)

ก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงเหล็กหล่อโครเมี่ยมสูง-ตัดได้ยากส่งผลต่อผลิตภาพ (productivity) ในการขึ้นรูปชิ้นงาน เครื่องมือตัดต้องทำงานกับการโหลดทางกลและความร้อนสูง การกัดเหล็กหล่อประเภทนี้ด้วยเครื่องมือคาร์ไบด์ซีเมนต์ เช่น ด้วยความเร็วในการตัดทั่วไปนั้นอยู่ในระดับต่ำที่ 40-50 m / นาที (130-160 sfm) ทำให้เกิดความร้อนสูงและมักทำให้ผู้ผลิตต้องใช้น้ำยาหล่อเย็นแบบเปียก ส่งผลให้เครื่องมือต้องทำงานภายใต้สภาวะอันเป็นผลมาจากความร้อน (heat shock effect) ซึ่งทำให้เครื่องมือมีอายุการใช้งานสั้นลง

On a firm basis | ว่าด้วยพื้นฐานที่มั่นคง

Iscar ได้พัฒนา (วัสดุ) เกรด DT7150 โดยเฉพาะสำหรับการใช้งานประเภทนี้ DT7150 เป็นคาร์ไบด์เกรด “Do-Tec” ที่มีสารตั้งต้นทางเคมีแข็งแกร่งร่วมกับกระบวนการเคลือบแบบ CVD และ PVD ที่อุณหภูมิปานกลาง ทำให้มีความทนทานก่อนการสึกหรอและการแตกบิ่นที่สูงมาก DT7150 จึงเป็นวัสดุสำหรับการผลิตเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพ เหมาะสำหรับการตัดเหล็กหล่อความแข็งสูง

การเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานในการผลิตสามารถเข้าถึงได้ด้วยการใช้ คิวบิกโบรอนไนไตรด์ (Cubic Boron Nitride : CBN– วัสดุที่เกิดจากการคิดค้นของมนุษย์และเป็นวัสดุที่แข็งแกร่งทนทานมากที่สุดในโลก) CBN ช่วยให้ความเร็วในการตัดเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในการตัดเหล็กหล่อแข็ง CBN มีความเร็วสูงกว่าคาร์ไบด์ซีเมนต์ 2-5 เท่า ดอกกัดประสิทธิภาพสูงของ Iscar ที่มี tangentially clamped inserts (ชุดเม็ดมีดพร้อมหัวจับในเส้นแนวรอบวง) ด้วยปลายคมตัด CBN ซึ่งเป็นที่นิยมอย่างมากในอุตสาหกรรมยานยนต์ ในส่วนของงานกลึงหนัก Iscar ได้ขยายเรนจ์ของเม็ดมีด ISO-type ปลายคมตัด CBN ให้ใช้ได้ทั้งกระบวนการกลึงแบบต่อเนื่อง (continuous cutting) และแบบกระแทก (interrupted cutting)

ในแอพพลิเคชัน ISO K (การขึ้นรูปเหล็กหล่อสีเทา, เหล็กหล่อกราไฟต์กลมและเหล็กหล่ออบเหนียว) ในการโหลดภาระระดับปานกลาง เครื่องมือเซรามิกให้ผลลัพท์ที่ดี เม็ดมีดมิลลิ่ง Tangmill ทำจากซิลิกอนไนไตรด์ (Si3N4) เกรด IS8 ช่วยเพิ่มความเร็วในการตัดได้ถึง 3 เท่าและให้ผิวสำเร็จดีเยี่ยม ในการกลึงนั้น ความเร็วในการตัดสามารถเร็วขึ้นถึงห้าเท่าได้โดยใช้ซิลิกอนไนไตรด์เคลือบด้วย CVD ทั้งนี้ รวมถึงกระบวนการกัดหยาบด้วย

The role of geometry | บทบาทของรูปทรง

รูปทรงการตัดและการเตรียมคมตัดมีความสำคัญมากต่อประสิทธิภาพของเครื่องมือ มีการเตรียมคมตัดอยู่มากมายหลายประเภท ทั้งแบบโค้งมน แบบมุมตัด และอื่น ๆ แม้ว่าการเลือกขั้นตอนการเตรียมการแบบใดแบบหนึ่งที่เหมาะสมอาจดูเหมือนเป็นงานง่าย ๆ  แต่ที่จริงกลับไม่ง่ายอย่างที่คิด คำถามคือ ความกว้างหรือเหลี่ยมมุมของมุมตัดจะต้องมีขนาดเท่าใดจึงมีประสิทธิภาพในการตัดมากที่สุด? จะตรวจสอบได้อย่างไร ว่ามุมที่ระบุคือมุมที่เหมาะสมในระหว่างการผลิตเครื่องมือ? คำถามเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อใช้เม็ดมีดเซรามิค หรือ CBN คำตอบที่ถูกต้องจึงต้องอาศัยประสบการณ์และทักษะระดับมืออาชีพ ทุกวันนี้วิศวกรด้านเครื่องมือจึงต้องติดอาวุธด้วยเครื่องมือการออกแบบอันทรงพลัง ทั้งการสร้างแบบจำลองของการก่อตัวของเศษตัด หรือ chip formation ด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีส่วนช่วยในการค้นหารูปร่างที่เหมาะสมที่สุด เครื่องมือเหล่านี้ช่วยให้การพัฒนารูปทรงการตัดสั้นลง และยังแสดงถึงปัจจัยสำคัญในการออกแบบเครื่องมือที่ประสบผลสำเร็จ

T-land_Iscar_Logiq_Cutting Tool
The so called T-land aims to increase the edge strength and extend tool life. (Picture: Iscar)

ตัวอย่างที่ดีประการหนึ่งของสภาพคมตัดที่เหมาะสมที่สุดเมื่อใช้กับเกรดคาร์ไบด์สำหรับงานกลึงเหล็กหล่อ ก็คือเม็ดมีดสำหรับงานกลึงร่อง TGMA ซึ่งเป็นเม็ดมีดที่ได้รับการแนะนำในช่วงหลายปีที่ผ่านมา และทำให้ผลิตภัณฑ์ในกลุ่ม Topgrip ของ Iscar ทรงคุณค่ายิ่งขึ้น ทั้งนี้ พื้นที่ด้านหน้าและด้านข้างของคมตัดเม็ดมีดทำให้เกิดสภาพมุมตัดที่เรียกว่า T-land เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของคมตัดและยืดอายุเครื่องมือ การสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์จึงนับว่ามีบทบาทสำคัญในการปรับแต่งรูปทรง หรือเหลี่ยมมุมของคมตัด เม็ดมีดที่ผลิตจากคาร์ไบด์เกรด IC5010 เคลือบ CVD ที่พัฒนาขึ้นสำหรับการเซาะร่องเหล็กหล่อโดยเฉพาะ

Tangfin family of face milling cutters
The Tangfin family of face milling cutters is designed for extra fine surface finish. (Picture: Iscar)
Extra fine finisher | ผลลัพท์ของพื้นผิวละเอียดเป็นพิเศษ

การเปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่ล่าสุดของ Iscar ในแคมเปญการตลาด“ Logiq” ได้รวมผลิตภัณฑ์ในกลุ่มดอกกัดปาดหน้า Tangfin ที่ได้รับออกแบบมาเพื่องานขัดผิวที่ละเอียดเป็นพิเศษ ซึ่งได้รับความสนใจจากบรรดาผู้ผลิตชิ้นส่วนเหล็กหล่อมาก ทั้งนี้ ชุดเม็ดมีด tangentially clamped inserts ถูกวางอยู่ในกลุ่ม TANGFIN cutter ด้วยคุณสมบัติการเคลื่อนที่แบบนิ่มนวลทั้งในแนวรัศมีและแนวแกน ด้วยการออกแบบทำให้เม็ดมีดแต่ละอันตัดเนื้อวัสดุออกเพียงทีละน้อย ด้วยแนวคิดนี้บวกกับหลักการจับยึดรอบทิศทางที่มีความแข็งแกร่งสูงและเม็ดมีดแบบ long wiper edge สำหรับงานปาดเก็บผิวละเอียดให้ผลลัพธ์ในการกลึงผิวสำเร็จที่น่าประทับใจด้วยพารามิเตอร์ความหยาบ Ra ที่ 0.1 μ (4 μin)

customised solution for machining steering knuckles.
A customised solution for machining steering knuckles. (Picture: Iscar)
Customised solutions | โซลูชันแบบเฉพาะเจาะจง

อุตสาหกรรมยานยนต์เป็นหนึ่งในผู้ผลิตชิ้นส่วนเหล็กหล่อรายใหญ่ที่สุด ด้วยความพยายามที่จะลดค่าใช้จ่ายต่อชิ้นส่วนลงในการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์แบบ mass production ผู้ผลิตเครื่องมือตัดจึงได้พัฒนาเครื่องมือที่ได้รับการปรับแต่งเชิงวิศกรรมในระดับสูงเพื่อรองรับกระบวนการขึ้นรูปแบบแฉพาะเจาะจงด้วยผลิตภาพสูงสุดและนำไปสู่การลดรอบเวลาการผลิตของส่วนประกอบที่ไม่ต้องผ่านการตัดเฉือน (non-cutting component)

ตัวอย่างอันยอดเยี่ยมของโซลูชันการขึ้นรูปชิ้นส่วนแบบเฉพาะเจาะจงงานหนึ่งก็คือ การขึ้นรูปแกนบังคับเลี้ยวของล้อหน้า (steering knuckles) ในรถยนต์ ซึ่งเป็นผลงานหนึ่งในการใช้งาน tools เหล่านี้รวมกัน โดย Iscar ได้นำเสนอโซลูชันในฐานะส่วนหนึ่งของ turnkey project สำหรับหนึ่งในผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ที่สุดของโลก เครื่องมือประกอบที่ร่วมกันทำหน้าที่หลากหลายประการ ทั้งการตัดเกลียวในเป็นรูสำหรับป้องกันฝุ่นด้วยการต๊าป (tapping) การกัดเซาะร่องสองร่อง (สำหรับ snap ring และจาระบีซีล) ด้วยการเคลื่อนที่เป็นเกลียว (helical interpolation) ทั้งการกัดปาดหน้าด้านนอก เครื่องมือชุดนี้ก็มีเม็ดมีดแคลมป์ทั้งแบบรอบทิศทางและตามแนวรัศมีแบบต่าง ๆ และมีดอกต๊าป (tapping) พร้อมกลไกในการเผื่อแนวที่ไม่ตรง – misalignment compensating mechanism ทั้งนี้ การกำหนดพิกัดความเผื่อที่เข้มงวดสำหรับขนาดความยาวชิ้นงานตามแนวเส้นตรงทำให้มั่นใจได้ว่าการใช้งาน tool ในเครื่องจักรแบบหลายแกนจะประสบความสำเร็จอย่างงดงาม

เป็นที่ชัดเจนแล้วว่า การขึ้นรูปเหล็กหล่อไม่ใช่ ‘งานง่าย’ อย่างที่คิด แต่ก็เชื่อกันว่า การทำความเข้าใจกับโลกอันมีสีสันหลากหลายของวัสดุประเภทนี้ และการปฏิบัติตาม ‘กฎเหล็กของเหล็กหล่อ’ อย่างเคร่งครัดเพื่อการใช้งานเครื่องมือตัดที่ถูกต้องเหมาะสมกับงานจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูงสุดและยังแสดงให้เห็นถึงความสามารถด้าน “IQ” ของเครื่องมือเพื่อบรรลุผลทั้งในเรื่องของความยั่งยืนและปฏิบัติการขึ้นรูปชิ้นงานที่มีประสิทธิภาพอย่างสูง

อ้างอิง: https://www.etmm-online.com/cast-iron-logiq-a-947888/

บทความที่เกี่ยวข้อง: 

TECH FOCUS | การขึ้นรูปเหล็กหล่อด้วย Logiq (Part: 1)

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *