I. หลักการและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการกัดแบบไต่และการกัดแบบธรรมดาในเครื่องกัดซีเอ็นซี
(ก) หลักการและอิทธิพลที่เกี่ยวข้องของการปีนป่าย
ในกระบวนการตัดเฉือนของเครื่องกัดซีเอ็นซี การกัดแบบไต่เป็นวิธีการกัดเฉพาะอย่างหนึ่ง เมื่อทิศทางการหมุนของชิ้นส่วนที่หัวกัดสัมผัสกับชิ้นงานตรงกับทิศทางการป้อนของชิ้นงาน จะเรียกว่าการกัดแบบไต่ วิธีการกัดนี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับลักษณะโครงสร้างเชิงกลของเครื่องกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งระยะห่างระหว่างน็อตและสกรู ในกรณีของการกัดแบบไต่ เนื่องจากแรงของชิ้นส่วนกัดในแนวนอนจะเปลี่ยนแปลง และมีระยะห่างระหว่างสกรูและน็อต ซึ่งจะทำให้โต๊ะทำงานและสกรูเคลื่อนที่ไปทางซ้ายและขวา การเคลื่อนที่เป็นระยะนี้เป็นปัญหาสำคัญที่การกัดแบบไต่ต้องเผชิญ ซึ่งทำให้การเคลื่อนที่ของโต๊ะทำงานไม่มั่นคงอย่างยิ่ง ความเสียหายที่เกิดกับเครื่องมือตัดจากการเคลื่อนไหวที่ไม่มั่นคงนี้เห็นได้ชัด และอาจทำให้ฟันของเครื่องมือตัดเสียหายได้ง่าย
ในกระบวนการตัดเฉือนของเครื่องกัดซีเอ็นซี การกัดแบบไต่เป็นวิธีการกัดเฉพาะอย่างหนึ่ง เมื่อทิศทางการหมุนของชิ้นส่วนที่หัวกัดสัมผัสกับชิ้นงานตรงกับทิศทางการป้อนของชิ้นงาน จะเรียกว่าการกัดแบบไต่ วิธีการกัดนี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับลักษณะโครงสร้างเชิงกลของเครื่องกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งระยะห่างระหว่างน็อตและสกรู ในกรณีของการกัดแบบไต่ เนื่องจากแรงของชิ้นส่วนกัดในแนวนอนจะเปลี่ยนแปลง และมีระยะห่างระหว่างสกรูและน็อต ซึ่งจะทำให้โต๊ะทำงานและสกรูเคลื่อนที่ไปทางซ้ายและขวา การเคลื่อนที่เป็นระยะนี้เป็นปัญหาสำคัญที่การกัดแบบไต่ต้องเผชิญ ซึ่งทำให้การเคลื่อนที่ของโต๊ะทำงานไม่มั่นคงอย่างยิ่ง ความเสียหายที่เกิดกับเครื่องมือตัดจากการเคลื่อนไหวที่ไม่มั่นคงนี้เห็นได้ชัด และอาจทำให้ฟันของเครื่องมือตัดเสียหายได้ง่าย
อย่างไรก็ตาม การกัดแบบไต่ก็มีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ ทิศทางของแรงกัดแนวตั้งระหว่างการกัดแบบไต่คือการกดชิ้นงานลงบนโต๊ะทำงาน ในกรณีนี้ ปรากฏการณ์การเลื่อนและการเสียดสีระหว่างฟันของเครื่องมือตัดและพื้นผิวที่กลึงจะมีขนาดค่อนข้างเล็ก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกระบวนการกลึง ประการแรก การลดการสึกหรอของฟันของเครื่องมือตัดเป็นประโยชน์ การลดการสึกหรอของฟันของเครื่องมือตัดหมายความว่าสามารถยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือตัดได้ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการกลึง ประการที่สอง แรงเสียดทานที่ค่อนข้างต่ำนี้สามารถลดปรากฏการณ์การแข็งตัวจากการทำงานได้ การแข็งตัวจากการทำงานจะเพิ่มความแข็งของวัสดุชิ้นงาน ซึ่งไม่เอื้อต่อกระบวนการกลึงต่อไป การลดการเกิดการแข็งตัวจากการทำงานช่วยให้มั่นใจในคุณภาพการกลึงของชิ้นงาน นอกจากนี้ การกัดแบบไต่ยังสามารถลดความหยาบของพื้นผิว ทำให้พื้นผิวของชิ้นงานที่กลึงเรียบขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับการตัดเฉือนชิ้นงานที่ต้องการคุณภาพผิวสูง
โปรดทราบว่าการใช้งานการกัดแบบไต่มีข้อจำกัดบางประการ เมื่อสามารถปรับระยะห่างระหว่างสกรูและน็อตของโต๊ะทำงานให้น้อยกว่า 0.03 มม. ข้อดีของการกัดแบบไต่จะมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากสามารถควบคุมปัญหาการเคลื่อนที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ การกัดแบบไต่ยังเป็นทางเลือกที่ดีกว่าสำหรับการกัดชิ้นงานที่บางและยาว ชิ้นงานที่บางและยาวต้องการสภาวะการตัดเฉือนที่เสถียรกว่าในระหว่างกระบวนการตัดเฉือน แรงในแนวตั้งของการกัดแบบไต่ช่วยยึดชิ้นงานและลดปัญหาต่างๆ เช่น การเสียรูปในระหว่างกระบวนการตัดเฉือน
(B) หลักการและอิทธิพลที่เกี่ยวข้องของการกัดแบบธรรมดา
การกัดแบบทั่วไปนั้นตรงกันข้ามกับการกัดแบบไต่ เมื่อทิศทางการหมุนของชิ้นส่วนที่หัวกัดสัมผัสกับชิ้นงานต่างจากทิศทางการป้อนของชิ้นงาน จะเรียกว่าการกัดแบบทั่วไป ในระหว่างการกัดแบบทั่วไป ทิศทางของแรงกัดแนวตั้งจะยกชิ้นงานขึ้น ซึ่งจะทำให้ระยะเลื่อนระหว่างฟันของเครื่องมือตัดและพื้นผิวที่กลึงเพิ่มขึ้นและแรงเสียดทานเพิ่มขึ้น แรงเสียดทานที่ค่อนข้างสูงนี้จะนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การสึกหรอของเครื่องมือตัดเพิ่มขึ้นและปรากฏการณ์การแข็งตัวของชิ้นงานที่กลึงรุนแรงขึ้น การแข็งตัวของชิ้นงานที่กลึงจะเพิ่มความแข็งของพื้นผิว ลดความเหนียวของวัสดุ และอาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำและคุณภาพพื้นผิวของกระบวนการกลึงต่อไป
การกัดแบบทั่วไปนั้นตรงกันข้ามกับการกัดแบบไต่ เมื่อทิศทางการหมุนของชิ้นส่วนที่หัวกัดสัมผัสกับชิ้นงานต่างจากทิศทางการป้อนของชิ้นงาน จะเรียกว่าการกัดแบบทั่วไป ในระหว่างการกัดแบบทั่วไป ทิศทางของแรงกัดแนวตั้งจะยกชิ้นงานขึ้น ซึ่งจะทำให้ระยะเลื่อนระหว่างฟันของเครื่องมือตัดและพื้นผิวที่กลึงเพิ่มขึ้นและแรงเสียดทานเพิ่มขึ้น แรงเสียดทานที่ค่อนข้างสูงนี้จะนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การสึกหรอของเครื่องมือตัดเพิ่มขึ้นและปรากฏการณ์การแข็งตัวของชิ้นงานที่กลึงรุนแรงขึ้น การแข็งตัวของชิ้นงานที่กลึงจะเพิ่มความแข็งของพื้นผิว ลดความเหนียวของวัสดุ และอาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำและคุณภาพพื้นผิวของกระบวนการกลึงต่อไป
อย่างไรก็ตาม การกัดแบบเดิมก็มีข้อดีเช่นกัน ทิศทางของแรงกัดในแนวนอนระหว่างการกัดแบบเดิมจะตรงข้ามกับทิศทางการป้อนชิ้นงาน ลักษณะนี้ช่วยให้สกรูและน็อตยึดแน่น ในกรณีนี้ การเคลื่อนที่ของโต๊ะทำงานค่อนข้างมั่นคง เมื่อกัดชิ้นงานที่มีความแข็งไม่สม่ำเสมอ เช่น งานหล่อและงานตีขึ้นรูป ซึ่งอาจมีผิวแข็งบนพื้นผิวและสถานการณ์ที่ซับซ้อนอื่นๆ ความเสถียรของการกัดแบบเดิมสามารถลดการสึกหรอของฟันของเครื่องมือตัดได้ เนื่องจากเมื่อกัดชิ้นงานดังกล่าว เครื่องมือตัดจำเป็นต้องทนต่อแรงตัดที่ค่อนข้างสูงและสภาวะการตัดที่ซับซ้อน หากการเคลื่อนที่ของโต๊ะทำงานไม่มั่นคง จะทำให้เครื่องมือตัดเสียหายมากขึ้น ซึ่งการกัดแบบเดิมสามารถบรรเทาสถานการณ์นี้ได้ในระดับหนึ่ง
II. การวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับคุณลักษณะของการกัดแบบไต่และการกัดแบบธรรมดาในเครื่องกัดซีเอ็นซี
(ก) การวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะของการกัดแบบไต่
- การเปลี่ยนแปลงความหนาของการตัดและกระบวนการตัด
ในระหว่างการกัดแบบไต่ ความหนาของการตัดของฟันแต่ละซี่ของเครื่องมือตัดจะแสดงรูปแบบการค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากเล็กไปใหญ่ เมื่อฟันของเครื่องมือตัดสัมผัสกับชิ้นงาน ความหนาของการตัดจะเป็นศูนย์ ซึ่งหมายความว่าฟันของเครื่องมือตัดจะเลื่อนไปบนพื้นผิวการตัดที่ฟันซี่ก่อนหน้าของเครื่องมือตัดทิ้งไว้ในระยะเริ่มต้น ฟันของเครื่องมือตัดจะเริ่มตัดได้จริงก็ต่อเมื่อฟันของเครื่องมือตัดเลื่อนไปตามระยะทางที่กำหนดบนพื้นผิวการตัดนี้ และความหนาของการตัดถึงค่าที่กำหนด วิธีการเปลี่ยนความหนาของการตัดนี้แตกต่างจากการกัดแบบเดิมอย่างมาก ภายใต้สภาวะการตัดเดียวกัน วิธีการเริ่มต้นการตัดที่เป็นเอกลักษณ์นี้มีผลกระทบสำคัญต่อการสึกหรอของเครื่องมือตัด เนื่องจากฟันของเครื่องมือตัดมีกระบวนการเลื่อนก่อนเริ่มการตัด ผลกระทบต่อคมตัดของเครื่องมือตัดจึงค่อนข้างน้อย ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการปกป้องเครื่องมือตัด - เส้นทางการตัดและการสึกหรอของเครื่องมือ
เมื่อเปรียบเทียบกับการกัดแบบทั่วไป เส้นทางที่ฟันของเครื่องมือตัดเคลื่อนที่บนชิ้นงานระหว่างการกัดแบบไต่จะสั้นกว่า เนื่องจากวิธีการตัดแบบไต่ทำให้เส้นทางสัมผัสระหว่างเครื่องมือตัดและชิ้นงานตรงกว่า ภายใต้สภาวะการตัดเดียวกัน การสึกหรอของเครื่องมือตัดเมื่อใช้การกัดแบบไต่จะค่อนข้างน้อย อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่าการกัดแบบไต่ไม่เหมาะสำหรับชิ้นงานทุกประเภท เนื่องจากฟันของเครื่องมือตัดจะเริ่มกัดจากพื้นผิวของชิ้นงานทุกครั้ง หากมีผิวแข็งบนพื้นผิวของชิ้นงาน เช่น ชิ้นงานบางชิ้นหลังจากการหล่อหรือการตีขึ้นรูปโดยไม่ได้ผ่านกระบวนการ การกัดแบบไต่จึงไม่เหมาะสม เนื่องจากความแข็งของผิวแข็งค่อนข้างสูง จึงส่งผลกระทบต่อฟันของเครื่องมือตัดค่อนข้างมาก เร่งการสึกหรอของเครื่องมือตัด และอาจเกิดความเสียหายต่อเครื่องมือตัดได้ - การตัดการเสียรูปและการใช้พลังงาน
ความหนาเฉลี่ยของการตัดระหว่างการกัดแบบไต่สูงนั้นสูง ทำให้การเสียรูปของการตัดค่อนข้างน้อย การเสียรูปของการตัดที่ต่ำหมายความว่าการกระจายแรงเค้นและความเครียดของวัสดุชิ้นงานระหว่างกระบวนการตัดมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ช่วยลดปัญหาการตัดเฉือนที่เกิดจากการรวมตัวของแรงเค้นเฉพาะที่ ขณะเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับการกัดแบบทั่วไป การกัดแบบไต่สูงใช้พลังงานน้อยกว่า เนื่องจากการกระจายแรงตัดระหว่างเครื่องมือตัดและชิ้นงานระหว่างการกัดแบบไต่สูงนั้นเหมาะสมกว่า ลดการสูญเสียพลังงานที่ไม่จำเป็นและเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือน ในสภาพแวดล้อมการผลิตหรือการตัดเฉือนขนาดใหญ่ที่มีความต้องการใช้พลังงานสูง ลักษณะเฉพาะของการกัดแบบไต่สูงนี้มีความสำคัญทางเศรษฐกิจอย่างมาก
(B) การวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับคุณลักษณะของการกัดแบบธรรมดา
- เสถียรภาพของการเคลื่อนไหวของโต๊ะทำงาน
ในการกัดแบบทั่วไป เนื่องจากทิศทางของแรงตัดแนวนอนที่หัวกัดกระทำต่อชิ้นงานเป็นไปในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการป้อนชิ้นงาน สกรูและน็อตของโต๊ะทำงานจึงสามารถจับเกลียวด้านใดด้านหนึ่งให้ชิดกันได้ตลอดเวลา คุณสมบัตินี้ช่วยให้การเคลื่อนที่ของโต๊ะทำงานมีความเสถียร ในกระบวนการกัด การเคลื่อนที่ที่มั่นคงของโต๊ะทำงานเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่รับประกันความแม่นยำในการตัดเฉือน เมื่อเทียบกับการกัดแบบไต่ขึ้น การกัดแบบไต่ขึ้นจะสอดคล้องกับทิศทางการป้อนชิ้นงาน เมื่อแรงที่ฟันของเครื่องมือตัดกระทำต่อชิ้นงานค่อนข้างมาก เนื่องจากมีระยะห่างระหว่างสกรูและน็อตของโต๊ะทำงาน โต๊ะจึงจะเคลื่อนที่ขึ้นลง การเคลื่อนไหวนี้ไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพของกระบวนการตัด ส่งผลกระทบต่อคุณภาพการตัดเฉือนของชิ้นงานเท่านั้น แต่ยังอาจทำให้เครื่องมือตัดเสียหายอย่างรุนแรงอีกด้วย ดังนั้น ในสถานการณ์การตัดเฉือนบางสถานการณ์ที่มีข้อกำหนดความแม่นยำในการตัดเฉือนสูงและมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการปกป้องเครื่องมือ ข้อได้เปรียบด้านเสถียรภาพของการกัดแบบธรรมดาทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่า - คุณภาพของพื้นผิวที่ผ่านการกลึง
ในระหว่างการกัดแบบเดิม แรงเสียดทานระหว่างฟันของเครื่องมือตัดและชิ้นงานจะค่อนข้างมาก ซึ่งเป็นลักษณะเด่นของการกัดแบบเดิม แรงเสียดทานที่ค่อนข้างมากจะทำให้เกิดปรากฏการณ์การแข็งตัวของพื้นผิวที่ผ่านการกลึงรุนแรงขึ้น การแข็งตัวของพื้นผิวที่ผ่านการกลึงจะเพิ่มความแข็งของพื้นผิว ลดความเหนียวของวัสดุ และอาจส่งผลต่อความแม่นยำและคุณภาพพื้นผิวของกระบวนการกลึงต่อไป ตัวอย่างเช่น ในการกลึงชิ้นงานบางประเภทที่ต้องมีการเจียรหรือการประกอบชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง พื้นผิวที่แข็งเย็นหลังจากการกัดแบบเดิมอาจต้องใช้กระบวนการปรับสภาพเพิ่มเติมเพื่อกำจัดชั้นแข็งเย็นเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดในการกลึง อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี เช่น เมื่อมีข้อกำหนดเกี่ยวกับความแข็งของพื้นผิวของชิ้นงาน หรือกระบวนการกลึงในภายหลังไม่ไวต่อชั้นแข็งเย็น คุณลักษณะนี้ของการกัดแบบเดิมก็สามารถนำมาใช้ได้เช่นกัน
III. กลยุทธ์การเลือกใช้การกัดแบบไต่และการกัดแบบธรรมดาในการกลึงจริง
ในงานกัดซีเอ็นซีจริง การเลือกใช้การกัดแบบไต่หรือการกัดแบบธรรมดาจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการอย่างครอบคลุม ประการแรก ต้องพิจารณาคุณสมบัติของวัสดุของชิ้นงาน หากวัสดุชิ้นงานมีความแข็งค่อนข้างสูงและมีผิวแข็งบนพื้นผิว เช่น งานหล่อและงานตีขึ้นรูปบางประเภท การกัดแบบธรรมดาอาจเป็นทางเลือกที่ดีกว่า เพราะการกัดแบบธรรมดาสามารถลดการสึกหรอของเครื่องมือตัดได้ในระดับหนึ่งและช่วยรับประกันความเสถียรของกระบวนการกัด อย่างไรก็ตาม หากวัสดุชิ้นงานมีความแข็งสม่ำเสมอและมีความต้องการคุณภาพพื้นผิวสูง เช่น ในการตัดเฉือนชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่มีความแม่นยำสูง การกัดแบบไต่จะมีข้อดีมากกว่า สามารถลดความหยาบของพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงาน
ในงานกัดซีเอ็นซีจริง การเลือกใช้การกัดแบบไต่หรือการกัดแบบธรรมดาจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการอย่างครอบคลุม ประการแรก ต้องพิจารณาคุณสมบัติของวัสดุของชิ้นงาน หากวัสดุชิ้นงานมีความแข็งค่อนข้างสูงและมีผิวแข็งบนพื้นผิว เช่น งานหล่อและงานตีขึ้นรูปบางประเภท การกัดแบบธรรมดาอาจเป็นทางเลือกที่ดีกว่า เพราะการกัดแบบธรรมดาสามารถลดการสึกหรอของเครื่องมือตัดได้ในระดับหนึ่งและช่วยรับประกันความเสถียรของกระบวนการกัด อย่างไรก็ตาม หากวัสดุชิ้นงานมีความแข็งสม่ำเสมอและมีความต้องการคุณภาพพื้นผิวสูง เช่น ในการตัดเฉือนชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่มีความแม่นยำสูง การกัดแบบไต่จะมีข้อดีมากกว่า สามารถลดความหยาบของพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงาน
รูปร่างและขนาดของชิ้นงานก็เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเช่นกัน สำหรับชิ้นงานที่บางและยาว การกัดแบบไต่ (Climb Milling) ช่วยลดการเสียรูปของชิ้นงานในระหว่างกระบวนการตัดเฉือน เนื่องจากแรงในแนวตั้งของการกัดแบบไต่สามารถกดชิ้นงานลงบนโต๊ะทำงานได้ดีกว่า สำหรับชิ้นงานบางประเภทที่มีรูปร่างซับซ้อนและขนาดใหญ่ จำเป็นต้องพิจารณาเสถียรภาพของการเคลื่อนที่ของโต๊ะทำงานและการสึกหรอของเครื่องมือตัดอย่างครอบคลุม หากความต้องการเสถียรภาพของการเคลื่อนที่ของโต๊ะทำงานในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนค่อนข้างสูง การกัดแบบธรรมดาอาจเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่า หากให้ความสำคัญกับการลดการสึกหรอของเครื่องมือตัดและการปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเฉือนมากขึ้น และภายใต้เงื่อนไขที่ตรงตามข้อกำหนดการตัดเฉือน การกัดแบบไต่ก็อาจเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่า
นอกจากนี้ ประสิทธิภาพเชิงกลของเครื่องกัดเองก็มีผลต่อการเลือกใช้เครื่องกัดแบบไต่และการกัดแบบธรรมดา หากสามารถปรับระยะห่างระหว่างสกรูและน็อตของเครื่องกัดได้อย่างแม่นยำให้มีค่าค่อนข้างน้อย เช่น น้อยกว่า 0.03 มม. ก็จะสามารถใช้ประโยชน์จากการกัดแบบไต่ได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม หากความแม่นยำเชิงกลของเครื่องกัดมีจำกัดและไม่สามารถควบคุมปัญหาระยะห่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ การกัดแบบธรรมดาอาจเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่า เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาคุณภาพการตัดเฉือนและความเสียหายของเครื่องมือที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของโต๊ะทำงาน สรุปได้ว่า ในการตัดเฉือนด้วยเครื่องกัด CNC ควรเลือกวิธีการกัดแบบไต่หรือการกัดแบบธรรมดาที่เหมาะสมตามข้อกำหนดเฉพาะของการตัดเฉือนและสภาพของอุปกรณ์ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการตัดเฉือนที่ดีที่สุด