ด้วยความนิยมของเครื่องมือกล CNC เทคโนโลยีการกัดเกลียวจึงถูกนำมาใช้มากขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักร การกัดเกลียวเป็นการทำงานแบบสามแกนของเครื่องมือกล CNC โดยใช้หัวกัดเกลียวในการกัดแบบวนเป็นเกลียวเพื่อสร้างเกลียว หัวกัดจะเคลื่อนที่แบบวงกลมในระนาบแนวนอน และเคลื่อนที่เชิงเส้นตามระยะห่างของเกลียวในระนาบแนวตั้ง การกัดเกลียวมีข้อดีหลายประการ เช่น ประสิทธิภาพการประมวลผลสูง คุณภาพเกลียวสูง ความสามารถในการใช้งานเครื่องมือที่หลากหลาย และความปลอดภัยในการประมวลผลที่ดี ปัจจุบันมีเครื่องมือกัดเกลียวหลายประเภทที่ใช้งานอยู่ บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์และแนะนำหัวกัดเกลียวที่ใช้กันทั่วไปหลายประเภทจากมุมมองของลักษณะการใช้งาน โครงสร้างของเครื่องมือ และเทคโนโลยีการประมวลผล
1. หัวกัดเกลียวแบบหนีบเครื่องจักรทั่วไป
ดอกกัดเกลียวแบบหนีบเป็นเครื่องมือที่ใช้กันทั่วไปและมีต้นทุนต่ำที่สุดในการกัดเกลียว โครงสร้างของมันคล้ายกับดอกกัดเกลียวแบบหนีบทั่วไป ประกอบด้วยตัวจับยึดเครื่องมือที่ใช้ซ้ำได้และใบมีดที่สามารถเปลี่ยนได้ง่าย หากต้องการกัดเกลียวเรียว สามารถใช้ตัวจับยึดเครื่องมือและใบมีดพิเศษสำหรับเกลียวเรียวได้ ใบมีดนี้มีฟันตัดเกลียวหลายซี่ เครื่องมือนี้สามารถกัดเกลียวได้หลายซี่พร้อมกันตามแนวเกลียว ตัวอย่างเช่น ใช้ดอกกัดเกลียว A หนึ่งดอกที่มีฟันตัดเกลียว 5 ซี่ ขนาด 2 มม. สามารถกัดเกลียวได้ 5 ซี่ โดยมีความลึกของเกลียว 10 มม. ตามแนวเกลียว เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการประมวลผลให้ดียิ่งขึ้น สามารถใช้ดอกกัดเกลียวแบบหนีบหลายใบมีดได้ การเพิ่มจำนวนคมตัดจะช่วยเพิ่มอัตราการป้อนได้อย่างมาก แต่ข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งในแนวรัศมีและแนวแกนระหว่างใบมีดแต่ละใบที่กระจายอยู่รอบเส้นรอบวงจะส่งผลต่อความแม่นยำในการกัดเกลียว หากคุณไม่พอใจกับความแม่นยำของเกลียวที่ได้จากเครื่องกัดเกลียวแบบหลายใบมีด คุณสามารถลองติดตั้งใบมีดเพียงใบเดียวเพื่อทำการประมวลผลได้เช่นกัน เมื่อเลือกเครื่องกัดเกลียวแบบหนีบ ควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางและความลึกของเกลียวที่ต้องการกัด และวัสดุของชิ้นงาน ควรเลือกก้านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า (เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของเครื่องมือ) และวัสดุของใบมีดที่เหมาะสม ความลึกของการประมวลผลเกลียวของเครื่องกัดเกลียวแบบหนีบจะถูกกำหนดโดยความลึกของการตัดที่มีประสิทธิภาพของตัวจับยึดเครื่องมือ เนื่องจากความยาวของใบมีดน้อยกว่าความลึกของการตัดที่มีประสิทธิภาพของก้านเครื่องมือ ดังนั้นเมื่อความลึกของเกลียวที่จะประมวลผลมากกว่าความยาวของใบมีด จึงจำเป็นต้องประมวลผลเป็นชั้นๆ
2. ดอกกัดเกลียวแบบธรรมดา
ดอกกัดเกลียวแบบชิ้นเดียวส่วนใหญ่ทำจากวัสดุคาร์ไบด์แข็ง และบางชนิดก็เคลือบผิว ดอกกัดเกลียวแบบชิ้นเดียวมีโครงสร้างกะทัดรัดและเหมาะสำหรับการกัดเกลียวขนาดกลางและขนาดเล็ก นอกจากนี้ยังมีดอกกัดเกลียวแบบชิ้นเดียวสำหรับกัดเกลียวเรียว เครื่องมือชนิดนี้มีความแข็งแรงดี โดยเฉพาะดอกกัดเกลียวแบบชิ้นเดียวที่มีร่องเกลียว ซึ่งสามารถลดภาระการตัดและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานเมื่อกัดวัสดุที่มีความแข็งสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ คมตัดของดอกกัดเกลียวแบบชิ้นเดียวถูกปกคลุมด้วยฟันกัดเกลียว และสามารถกัดเกลียวได้ตลอดแนวเกลียวภายในหนึ่งสัปดาห์ ไม่จำเป็นต้องกัดเป็นชั้นๆ เหมือนเครื่องมือแบบหนีบ ดังนั้นประสิทธิภาพการทำงานจึงสูงกว่า แต่ราคาก็ค่อนข้างแพง
3. ดอกกัดเกลียวแบบรวมพร้อมฟังก์ชันลบคม
โครงสร้างของดอกกัดเกลียวแบบรวมที่มีฟังก์ชันการลบคมนั้นคล้ายกับดอกกัดเกลียวแบบรวมทั่วไป แต่มีคมลบคมพิเศษอยู่ที่โคน (หรือปลาย) ของคมตัด ซึ่งสามารถลบคมปลายเกลียวไปพร้อมกับการกัดเกลียวได้ มีวิธีการลบคมอยู่สามวิธี เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือมีขนาดใหญ่พอ สามารถใช้คมลบคมโดยตรงในการลบคมได้ วิธีนี้จำกัดเฉพาะการลบคมของรูเกลียวภายในเท่านั้น เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือมีขนาดเล็ก สามารถใช้คมลบคมในการลบคมโดยการเคลื่อนที่แบบวงกลมได้ แต่เมื่อใช้คมลบคมที่โคนของคมตัดในการลบคม ต้องระวังระยะห่างระหว่างส่วนตัดของเครื่องมือกับเกลียวเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวน หากความลึกของเกลียวที่กัดน้อยกว่าความยาวการตัดที่มีประสิทธิภาพของเครื่องมือ เครื่องมือจะไม่สามารถทำการลบคมได้ ดังนั้น เมื่อเลือกเครื่องมือ ต้องแน่ใจว่าความยาวการตัดที่มีประสิทธิภาพและความลึกของเกลียวตรงกัน
4. ดอกเจาะและกัดเกลียว
ดอกเจาะและกัดเกลียวทำจากคาร์ไบด์แข็ง ซึ่งเป็นเครื่องมือตัดเฉือนประสิทธิภาพสูงสำหรับเกลียวภายในขนาดเล็กและขนาดกลาง ดอกเจาะและกัดเกลียวสามารถทำการเจาะรูเกลียว การลบคมรู และการทำเกลียวภายในได้ในครั้งเดียว ช่วยลดจำนวนเครื่องมือที่ใช้ แต่ข้อเสียของเครื่องมือนี้คือความอเนกประสงค์ที่จำกัดและราคาค่อนข้างสูง เครื่องมือประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ ส่วนเจาะที่หัว ส่วนกัดเกลียวตรงกลาง และขอบลบคมที่โคนคมตัด เส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนที่เจาะคือเส้นผ่านศูนย์กลางด้านล่างของเกลียวที่เครื่องมือสามารถประมวลผลได้ ด้วยข้อจำกัดของเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนที่เจาะ ดอกเจาะและกัดเกลียวจึงสามารถประมวลผลเกลียวภายในได้เพียงขนาดเดียวเท่านั้น เมื่อเลือกดอกเจาะและกัดเกลียว ไม่เพียงแต่ต้องพิจารณาขนาดของรูเกลียวที่จะประมวลผลเท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาความเหมาะสมของความยาวในการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพของเครื่องมือและความลึกของรูที่ประมวลผลด้วย มิฉะนั้นจะไม่สามารถทำการลบคมได้
5. ดอกกัดเกลียว
ดอกกัดเกลียวและดอกเจาะเกลียวเป็นเครื่องมือคาร์ไบด์แข็งอีกชนิดหนึ่งสำหรับการประมวลผลเกลียวภายในอย่างมีประสิทธิภาพ และยังสามารถประมวลผลรูด้านล่างและเกลียวได้พร้อมกัน ปลายของเครื่องมือมีคมตัดเหมือนดอกกัดปลาย เนื่องจากมุมเกลียวไม่มาก เมื่อเครื่องมือเคลื่อนที่แบบเกลียวเพื่อประมวลผลเกลียว คมตัดที่ปลายจะตัดวัสดุชิ้นงานก่อนเพื่อสร้างรูด้านล่าง จากนั้นจึงประมวลผลเกลียวจากด้านหลังของเครื่องมือ ดอกกัดเกลียวบางชนิดยังมีคมลบมุม ซึ่งสามารถประมวลผลลบมุมรูได้พร้อมกัน เครื่องมือนี้มีประสิทธิภาพในการประมวลผลสูงและมีความอเนกประสงค์มากกว่าดอกเจาะและดอกกัดเกลียว ช่วงขนาดรูเกลียวภายในที่เครื่องมือสามารถประมวลผลได้คือ D～2D (D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวดอกกัด)
6. ดอกกัดเกลียวลึก
ดอกกัดเกลียวลึกเป็นดอกกัดเกลียวแบบฟันเดี่ยว ดอกกัดเกลียวทั่วไปจะมีฟันกัดหลายซี่บนคมตัด พื้นที่สัมผัสระหว่างเครื่องมือกับชิ้นงานมีขนาดใหญ่ แรงตัดก็มาก และเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือต้องเล็กกว่ารูเกลียวเมื่อทำการกัดเกลียวภายใน เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวดอกกัดมีจำกัด ซึ่งส่งผลต่อความแข็งแรงของดอกกัด และดอกกัดถูกกดไปด้านเดียวเมื่อทำการกัดเกลียว ทำให้ง่ายต่อการหลุดของเครื่องมือเมื่อกัดเกลียวลึก ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำในการกัดเกลียว ดังนั้น ความลึกในการตัดที่มีประสิทธิภาพของดอกกัดเกลียวทั่วไปจึงอยู่ที่ประมาณ 2 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวดอกกัด การใช้ดอกกัดเกลียวลึกแบบฟันเดี่ยวสามารถเอาชนะข้อเสียข้างต้นได้ดีกว่า เนื่องจากแรงตัดลดลง ความลึกในการกัดเกลียวจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก และความลึกในการตัดที่มีประสิทธิภาพของเครื่องมือสามารถสูงถึง 3 ถึง 4 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวดอกกัด
7 ระบบเครื่องมือกัดเกลียว
ความอเนกประสงค์และประสิทธิภาพเป็นความขัดแย้งที่เด่นชัดของดอกกัดเกลียว เครื่องมือบางชนิดที่มีฟังก์ชันการทำงานแบบผสมผสาน (เช่น ดอกกัดเกลียวและดอกเจาะเกลียว) มีประสิทธิภาพในการประมวลผลสูงแต่ความอเนกประสงค์ต่ำ ในขณะที่เครื่องมือที่มีความอเนกประสงค์สูงมักไม่มีประสิทธิภาพ เพื่อแก้ปัญหานี้ ผู้ผลิตเครื่องมือหลายรายจึงได้พัฒนาเครื่องมือระบบกัดเกลียวแบบโมดูลาร์ ระบบเครื่องมือนี้โดยทั่วไปประกอบด้วยตัวจับยึดเครื่องมือ ขอบลบคมสำหรับคว้านรู และดอกกัดเกลียวทั่วไป สามารถเลือกใช้ขอบลบคมสำหรับคว้านรูและดอกกัดเกลียวชนิดต่างๆ ได้ตามความต้องการในการประมวลผล ระบบเครื่องมือนี้มีความอเนกประสงค์ที่ดีและประสิทธิภาพในการประมวลผลสูง แต่ต้นทุนเครื่องมือค่อนข้างสูง
ข้างต้นได้กล่าวถึงหน้าที่และลักษณะเฉพาะของเครื่องมือกัดเกลียวที่ใช้กันทั่วไปหลายชนิดโดยสังเขปแล้ว การระบายความร้อนก็มีความสำคัญมากเช่นกันเมื่อทำการกัดเกลียว แนะนำให้ใช้เครื่องมือที่มีระบบระบายความร้อนภายใน เพราะเมื่อเครื่องมือหมุนด้วยความเร็วสูง สารหล่อเย็นภายนอกจะเข้าไปได้ยากภายใต้แรงเหวี่ยง นอกจากวิธีการระบายความร้อนภายในซึ่งสามารถระบายความร้อนให้เครื่องมือได้ดีแล้ว สิ่งสำคัญยิ่งกว่าคือสารหล่อเย็นแรงดันสูงสามารถช่วยในการกำจัดเศษโลหะเมื่อทำการกัดเกลียวรูตัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จำเป็นต้องใช้แรงดันการระบายความร้อนภายในที่สูงขึ้นเมื่อทำการกัดเกลียวภายในที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก เพื่อให้มั่นใจว่าการกำจัดเศษโลหะเป็นไปอย่างราบรื่น นอกจากนี้ เมื่อเลือกเครื่องมือกัดเกลียว ควรพิจารณาความต้องการในการประมวลผลเฉพาะอย่างรอบด้าน เช่น ชุดการผลิต จำนวนรูเกลียว วัสดุชิ้นงาน ความแม่นยำของเกลียว ขนาด และปัจจัยอื่นๆ อีกมากมาย และควรเลือกเครื่องมืออย่างเหมาะสม
วันที่เผยแพร่: 30 พฤศจิกายน 2021
