ในงานโลหะการ คว้าน เป็นการตกแต่งผิวงานเพื่อปรับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูที่มีอยู่ให้แม่นยำยิ่งขึ้นและได้ผิวงานที่เรียบเนียนขึ้น โดยจะทำการเจาะรู (หรือคว้าน) ก่อน แล้วจึงใช้เครื่องคว้าน เครื่องคว้านจะขจัดเนื้อวัสดุออกไป วงแหวนวัสดุบางๆ การเจาะจากด้านในของรูจะทำให้ได้ขนาดที่ควบคุมได้ดีกว่า และรูที่เรียบเนียนและกลมกว่าการเจาะเพียงอย่างเดียว
การคว้านรูเป็นงานที่พบได้ทั่วไปในโรงงานจริง: รูสำหรับเดือยในอุปกรณ์จับยึดอัตโนมัติ, รูสำหรับบูชและแบริ่งในโครงเครื่องจักร, รูบานพับและรูหมุนในอุปกรณ์ต่างๆ แม้กระทั่งรูที่มีความแม่นยำสูงใน... การบินและอวกาศ วงเล็บ มันเป็นขั้นตอนที่ค่อนข้างง่าย แต่ก็ง่ายที่จะใช้ผิดวิธีเช่นกัน หากการเจาะรูนำร่อง การเผื่อระยะ การใช้เครื่องมือ และการตั้งค่าไม่ถูกต้อง การคว้านรูจะได้รับชื่อเสียงว่า "ไม่สามารถรักษาขนาดได้"
บทความนี้จะอธิบายขั้นตอนต่างๆ กระบวนการ เครื่องมือ ค่าเผื่อ ความคลาดเคลื่อน ปัญหาทั่วไป และการใช้งานจริง กรณีศึกษา เพื่อให้คุณสามารถกำหนดหรือดำเนินการเจาะรูได้อย่างมั่นใจยิ่งขึ้น
การคว้านรูคืออะไร (และไม่ใช่อะไร)
นิยามในงานกลึง
In เครื่องจักรกล, คว้าน คือ:
การตกแต่งผิวรูด้วยเครื่องมือหลายคม (รีมเมอร์) เพื่อปรับปรุงคุณภาพรู ความแม่นยำของเส้นผ่านศูนย์กลาง พื้นผิวและความกลม/ความตรง ของหลุมที่มีอยู่แล้ว
ประเด็นสำคัญ:
- หลุม มีอยู่แล้ว (เจาะ, คว้าน, หล่อ หรือตอก)
- เครื่องมือคว้านจะกำจัด... ปริมาณเล็กน้อย วัสดุ (ระยะเผื่อการคว้านรู)
- โดยทั่วไปแล้ว ดอกรีมเมอร์จะเคลื่อนตามแนวแกนของรูเดิม ช่วยปรับปรุงรูปทรงเรขาคณิตของรู แต่ไม่ได้เปลี่ยนแปลงรูปทรงของรูโดยสิ้นเชิง
สิ่งที่การฟังไม่ใช่
การคว้านคือ ไม่:
- ใช้แทนการเจาะเมื่อต้องการกำจัดวัสดุปริมาณมาก
- วิธีแก้ไขปัญหารูรั่วที่ได้ผลดี ผิดตำแหน่งอย่างมาก หรือวางไม่ตรงแนว
- วิธีแก้ปัญหาสารพัดสำหรับรูขนาดใหญ่ที่ไม่กลมหรือคดงอ
เนื่องจากดอกรีมเมอร์มักจะเลือกเส้นทางที่มีแรงต้านน้อยที่สุด ดังนั้นมันจึงมักจะตามแนวรูที่เจาะไว้ก่อนแล้ว หากตำแหน่งและแกนไม่ถูกต้อง การรีมมักจะผิดพลาด จะไม่แก้ไข นั่นแหละ สำหรับตำแหน่งที่ถูกต้องและความเป็นแกนร่วม คุณมักจะต้องใช้สิ่งเหล่านั้น ความน่าเบื่อหรือการแทรกสอด ก่อนทำการคว้านรู
หน้าที่ที่แท้จริงของรีมเมอร์ในงานกลึง
ในเชิงการทำงานแล้ว เครื่องมือเจาะรู (reamer):
- ควบคุมขนาดรูสุดท้าย อยู่ในช่วงที่คาดการณ์ได้เมื่อกระบวนการมีเสถียรภาพ
- ปรับปรุงพื้นผิวให้ดีขึ้น เกี่ยวข้องกับ เจาะรู.
- ช่วยให้กลมและตรงมากขึ้น ภายในขอบเขตที่กำหนด
- มอบความพอดีที่ใช้งานได้จริง สำหรับหมุด บูช ตลับลูกปืน และเพลา
การใช้งานทั่วไป:
- รูเดือยสำหรับจัดแนวอุปกรณ์ยึด
- เจาะรูให้พอดีสำหรับบูชหรือแบริ่ง (โดยควบคุมกระบวนการอย่างระมัดระวัง)
- รูเจาะแบบมีระยะห่างและรูเจาะแบบพอดีแน่น ซึ่งการเจาะด้วยสว่านอย่างเดียวอาจไม่สม่ำเสมอ
- รูสำหรับจุดหมุนและบานพับต้องเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่น แต่ต้องไม่มีการขยับมากเกินไป
ในร้านค้าหลายแห่ง การจัดวางสินค้าจะเป็นดังนี้: เจาะ → (คว้านรูเพิ่มเติม) → ขยายรู → วัดด้วยเกจวัดรูหรือเกจวัดลม สำหรับความพอดีที่สำคัญ
ขั้นตอนการคว้านรูเจาะทีละขั้นตอน
แผนผังกระบวนการคว้านรูทั่วไปใน... โรงงานซีเอ็นซี อาจมีลักษณะดังนี้:
- เจาะจุดหรือเจาะตรงกลาง (เป็นทางเลือกแต่ก็มีประโยชน์)
- ช่วยลดปัญหาการเดินของสว่านขณะเจาะ
- ช่วยปรับปรุงตำแหน่งและความตรงของรูเจาะให้ดียิ่งขึ้น
- สว่านขนาดเล็กเกินไป
- ใช้สว่านเจาะรูให้เล็กกว่าขนาดที่ต้องการเล็กน้อย
- การขอ ความแตกต่างระหว่างขนาดที่เจาะและขนาดสำเร็จรูป คือค่าเผื่อการคว้านรู
- (ตัวเลือกเสริม) รูเจาะกึ่งสำเร็จรูป
- สำหรับข้อกำหนดเรื่องความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งหรือความตรงที่แม่นยำสูง จะใช้การเจาะแบบจุดเดียวเพื่อแก้ไขตำแหน่งและแกนก่อนทำการคว้านรู
- ขั้นตอนนี้ทำให้การคว้านรูเป็นเพียงขั้นตอนการตกแต่งขั้นสุดท้ายเท่านั้น
- ลบคมปากรู
- การทำมุมลบเหลี่ยมเล็กน้อยจะช่วยนำทางดอกรีมเมอร์เข้าไปในรูได้อย่างราบรื่น
- ช่วยลดการบิ่นของขอบและการโก่งงอบริเวณทางเข้า
- เบิก
- ใช้ความเร็วรอบแกนหมุนและอัตราป้อนที่ถูกต้องตามที่ผู้ผลิตเครื่องมือแนะนำ
- ใช้น้ำมันหล่อลื่นหรือสารหล่อเย็นที่เหมาะสมในการตัดเฉือน
- รักษาแนวการจัดเรียงและความแข็งแรงไว้
- ลบคมและทำความสะอาด
- กำจัดเสี้ยนหรือเศษโลหะที่บริเวณทางเข้า/ออกออกให้หมด
- ทำความสะอาดชิปและน้ำยาหล่อเย็นก่อนทำการวัดขั้นสุดท้าย
- ตรวจ
- ใช้เกจวัดรู เกจวัดเส้นผ่านศูนย์กลาง เกจวัดลม หรือเครื่องวัดพิกัดสามมิติ (CMM) เพื่อตรวจสอบขนาดและความกลมตามที่ต้องการ
ประเภทของรีมเมอร์ (และควรใช้แต่ละประเภทเมื่อใด)
ดอกรีมเมอร์เป็นเครื่องมือที่มีร่องหลายร่องสำหรับตัด ขอบและการนำทาง พื้นที่ต่างๆ รูปทรงเรขาคณิตและวัสดุมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพ
เครื่องมือคว้านมือ
- ตะกั่วถ่วงยาวกว่า ปลายสี่เหลี่ยมสำหรับใช้กับประแจ
- ใช้ร่วมกับเครื่องมือช่างสำหรับงานติดตั้งหรือซ่อมแซมปริมาณน้อย
- ขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติงานเป็นอย่างมาก ไม่เหมาะสำหรับการผลิตที่ต้องการความคลาดเคลื่อนมาตรฐานคงที่
เครื่องคว้าน (จับชิ้นงาน)
- ออกแบบมาสำหรับเครื่องเจาะ เครื่องกัด เครื่อง CNC.
- ระยะนำสั้นกว่า; ก้านทรงกระบอกสำหรับหัวจับดอกสว่าน/ตัวล็อก
- เหมาะสมกว่าในการใช้งานจริง เพราะให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอมากขึ้นเมื่อตั้งค่าได้ดี
ดอกรีมเมอร์แบบร่องตรงเทียบกับแบบร่องเกลียว
- ขลุ่ยตรง
- เหมาะสำหรับรูทะลุ
- เรียบง่ายและประหยัด
- เศษโลหะมักจะเคลื่อนที่นำหน้าเครื่องมือ
- ขลุ่ยเกลียว
- ดีกว่าสำหรับ รูทวาร และวัสดุที่ทำให้เกิดเศษชิ้นเป็นเส้นๆ
- ช่วยดันเศษไม้ที่ติดอยู่ในหลุมออกมา
- มักช่วยลดเสียงพูดคุยได้
ดอกรีมเมอร์แบบปรับได้และแบบขยาย
- สามารถปรับเส้นผ่านศูนย์กลางได้เล็กน้อยภายในช่วงที่กำหนด
- พบได้ทั่วไปในงานซ่อมแซมและเมื่อค่าความคลาดเคลื่อนอยู่ในระดับปานกลาง
- เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว ไม่เหมาะสำหรับการผลิตซ้ำในปริมาณที่จำกัด เนื่องจากขนาดอาจเปลี่ยนแปลงได้หากไม่ควบคุมอย่างระมัดระวัง
คาร์ไบด์เทียบกับ HSS
- ดอกรีมเมอร์ HSS
- เข้มแข็งและให้อภัยได้
- เหมาะสำหรับระบบการทำงานที่ไม่ยืดหยุ่น เครื่องจักรแบบใช้มือ และการตัดแบบไม่ต่อเนื่อง
- ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมทั่วไป
- ดอกรีมเมอร์คาร์ไบด์
- ทนทานต่อการสึกหรอสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือการใช้งานในปริมาณมาก
- ต้องใช้การติดตั้งที่แข็งแรงและจัดแนวอย่างแม่นยำ
- เหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบที่มีความเสถียรและมีประสิทธิภาพสูง การผลิตซีเอ็นซี.
ตารางที่ 1 – ตัวเลือกดอกรีมเมอร์ทั่วไปตามประเภทรูและสถานการณ์
| ประเภท/สถานการณ์ของหลุม | ประเภทดอกรีมเมอร์ที่แนะนำ | หมายเหตุ : |
|---|---|---|
| รูทะลุทั่วไป เหล็ก / อลูมิเนียม | HSS แบบร่องตรง เครื่องคว้านรู | เรียบง่าย เชื่อถือได้ เหมาะสำหรับงานหลายประเภท |
| รูตันใน เหล็กหรือสแตนเลส | ดอกรีมเมอร์ HSS หรือคาร์ไบด์แบบร่องเกลียว | การระบายชิปที่ดีขึ้น ลดความเสี่ยงของการอัดแน่นของชิป |
| ปริมาณมาก มีฤทธิ์กัดกร่อน หรือ วัสดุแข็ง | ดอกรีมเมอร์คาร์ไบด์ | อายุการใช้งานของเครื่องมือยาวนาน ขนาดคงที่ ต้องการการติดตั้งที่แข็งแรง |
| การประกอบด้วยมือ การชุมนุม /ซ่อมแซม | เครื่องมือคว้านมือหรือแบบปรับได้ | ผู้ใช้งานปรับขนาดให้พอดี ไม่เหมาะสำหรับงานที่มีพื้นที่จำกัดและปริมาณมาก |
| coaxial รู บนชิ้นส่วนที่กลึง (งานกลึง) | ดอกรีมเมอร์สำหรับเครื่องจักรในแท่นท้ายหรือแท่นเครื่องมือ | ความแม่นยำในการจัดแนวแกนที่ดีเยี่ยมด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่กลึงแล้ว |
| อะลูมิเนียมหรือทองแดงที่มีลักษณะเหนียวหนึบ โลหะผสม | ดอกรีมเมอร์ทรงคมและขัดเงาอย่างดี | ช่วยลดการสะสมของเศษผ้าและการฉีกขาด |
ค่าเผื่อการคว้าน: ควรเหลือเนื้อวัสดุไว้เท่าไหร่?
การขอ ค่าเผื่อการคว้าน คือปริมาณวัสดุส่วนเกินที่เหลืออยู่ในรูเจาะนำร่องเพื่อให้ดอกรีมเมอร์ตัดออก นี่เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญมาก
- หากเงินช่วยเหลือมีน้อยเกินไป
- ดอกรีมเมอร์มักจะเสียดสีแทนที่จะตัด
- คุณจะได้ผลลัพธ์คือ ความร้อน การแข็งตัวจากการทำงาน (ในวัสดุบางชนิด) การสั่นสะเทือน และผิวงานที่ไม่เรียบเนียน
- ขนาดของรูจะไม่สม่ำเสมอและมักจะมีขนาดเล็กกว่าปกติเล็กน้อย
- หากเงินช่วยเหลือมากเกินไป
- ดอกรีมเมอร์รับน้ำหนักเกิน
- การโก่งตัวของเครื่องมือจะเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจทำให้ได้รูที่มีขนาดใหญ่เกินไปหรือรูที่มีลักษณะเรียว
- ความเสี่ยงที่ดอกรีมเมอร์จะบิ่นหรือหักเพิ่มขึ้น
- ผิว อาจเสื่อมสภาพลงได้
ผู้ผลิตจะระบุค่าเผื่อที่แนะนำตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและวัสดุ ในทางปฏิบัติ วิศวกรกระบวนการ ปรับแต่งค่าเผื่อตามวัสดุ ความลึกของรู และประเภทของเครื่องมือ แนวโน้มคือ:
- เส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก → ค่าเผื่อน้อยลง
- เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ → ต้องเผื่อระยะมากขึ้นเล็กน้อย
- วัสดุที่ยากต่อการปรับแต่ง → ต้องปรับแต่งอย่างระมัดระวังและใช้อุปกรณ์ช่วยที่ดีกว่า
วิธีที่ปลอดภัยที่สุดคือ ปฏิบัติตามข้อมูลของผู้ผลิตดอกรีมเมอร์ จากนั้นตรวจสอบความถูกต้องด้วยการศึกษาประสิทธิภาพการทำงานบนเครื่องและระบบจริงของคุณ
การคว้านรูสามารถทำได้ในระดับความคลาดเคลื่อนใดบ้าง?
ด้วยกระบวนการที่เสถียร การคว้านรูสามารถให้ผลลัพธ์ดังนี้:
- เส้นผ่านศูนย์กลางที่สม่ำเสมอ เหมาะสำหรับขนาดทั่วไป
- ดีกว่า พื้นผิว ดีกว่าการเจาะเพียงอย่างเดียว
- ปรับตัวดีขึ้น ความกลมและความตรงแม้ว่าจะไม่ละเอียดเท่ากับการลับคมหรือการเจียรก็ตาม
ความเข้มงวดของค่าความคลาดเคลื่อนนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:
- ความสม่ำเสมอของขนาดและรูปทรงของรูเจาะล่วงหน้า
- ความแข็งแกร่งของเครื่องมือกลและการเบี่ยงเบนของแกนหมุน
- คุณภาพและสภาพการสึกหรอของดอกรีมเมอร์
- พารามิเตอร์การตัด และสารหล่อเย็น
- วัสดุที่ใช้ในการทำงาน (อ่อนหรือแข็ง, เนื้อเดียวกันหรือมีส่วนประกอบแข็ง)
- อัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของรู
ในงานอุตสาหกรรมหลายประเภท การคว้านรูใช้เพื่อให้ได้ขนาดรูที่ต้องการ เช่น ISO H7 เมื่อกระบวนการถูกควบคุมและตรวจสอบ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพในระดับนั้นไม่ได้เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ คุณจำเป็นต้องมีเงื่อนไขการป้อนข้อมูลที่สม่ำเสมอและการจัดการอายุการใช้งานของเครื่องมือบางรูปแบบ
หากข้อกำหนดด้านการใช้งานคือเส้นผ่านศูนย์กลางที่แคบมากควบคู่ไปกับความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตที่เข้มงวดมาก (ความเป็นทรงกระบอก ความตรง พื้นผิว) วิศวกรมักจะพิจารณา การเจาะและการลับคม หรือการเจียรแทนการพึ่งพาการคว้านเพียงอย่างเดียว
การคว้านรูด้วยเครื่องจักรประเภทต่างๆ (เครื่องกัด เครื่องกลึง และเครื่องเจาะ)
การคว้านรูด้วยเครื่องกัด CNC
- เหมาะอย่างยิ่งสำหรับรูตามแบบและชิ้นส่วนทรงปริซึม
- การจัดแนวของดอกรีมเมอร์ถูกควบคุมโดยแกนหมุนและอุปกรณ์จับยึด
- ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งขึ้นอยู่กับการเจาะหรือการเตรียมการเจาะล่วงหน้า
หากจำเป็นต้องกำหนดตำแหน่งของรูเจาะให้แม่นยำมากเมื่อเทียบกับจุดอ้างอิงหรือคุณลักษณะอื่นๆ มักจะใช้วิธีเจาะขนาดเล็กกว่าก่อนแล้วค่อยกำหนดตำแหน่งที่แน่นอน แทรกหรือเจาะ ก่อนทำการคว้านรู
การคว้านรูบนเครื่องกลึง
- เหมาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องการให้รูนั้นอยู่ โคแอกเซียลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่กลึงแล้ว.
- ชิ้นส่วนหมุนได้ โดยดอกรีมเมอร์ถูกยึดไว้ในแท่นรองหรือที่ยึดเครื่องมือ
- นิยมใช้มากสำหรับบูช ปลอก และชิ้นส่วนเพลา
การคว้านรูด้วยเครื่องเจาะ
- พบได้ทั่วไปในร้านค้าขนาดเล็กและแผนกซ่อมบำรุง
- มีความไวต่อการตั้งค่ามากขึ้น: การเบี่ยงเบนของแกนหมุนและการจัดแนวของอุปกรณ์จับยึดมีความสำคัญ
- เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำระดับปานกลาง แต่ควบคุมได้ยากกว่าอุปกรณ์ CNC
ความเร็ว อัตราการป้อน และการหล่อลื่น
การคว้านรูมีความไวต่อพารามิเตอร์การตัด เนื่องจากเศษที่ได้มีขนาดบาง และเครื่องมือต้องสัมผัสกับชิ้นงานอย่างสม่ำเสมอ
- ความเร็ว
- มักตั้งค่า ต่ำกว่าความเร็วในการเจาะ สำหรับวัสดุชนิดเดียวกัน
- ความเร็วที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดความร้อนสูงขึ้น อาจทำให้เกิดการสะสมของเศษวัสดุหรือการสั่นสะเทือนได้
- อาหาร
- ต้องสูงพอที่จะช่วยให้ตัดได้เรียบเนียน ไม่ใช่การเสียดสี
- หากป้อนวัสดุช้าเกินไป อาจทำให้เกิดการเสียดสีและได้ผิวงานที่ไม่เรียบเนียน ในขณะที่หากป้อนวัสดุเร็วเกินไป อาจทำให้เครื่องมือทำงานหนักเกินไป
- สารหล่อลื่น / น้ำหล่อเย็น
- ช่วยในการระบายเศษวัสดุ โดยเฉพาะในหลุมตัน
- ช่วยลดแรงเสียดทานและความร้อน
- ช่วยให้พื้นผิวเรียบเนียนขึ้นและยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ
โดยปกติแล้ว กระบวนการคว้านรูที่เชื่อถือได้จะอาศัยข้อมูลการตัดที่ผู้ผลิตเครื่องมือแนะนำ จากนั้นจึงปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นด้วยการทดลองระยะสั้นและการตรวจสอบระหว่างกระบวนการ
กรณีศึกษาที่ 1 – รูสำหรับเดือยในแผ่นยึดเหล็ก
พื้นหลัง
โรงงานแห่งหนึ่งกำลังผลิต... แผ่นยึดเหล็กหนา 20 มม. สีสดสวย หมุดเดือยแข็ง เพื่อการกำหนดตำแหน่งชิ้นส่วนซ้ำๆ ได้อย่างแม่นยำ ตามที่ระบุไว้ในแบบร่าง:
- เส้นผ่านศูนย์กลางรู: Ø10 H7
- ตำแหน่งที่แท้จริง: ปานกลาง แต่มากพอที่จะส่งผลต่อความสามารถในการทำซ้ำ
- ปริมาณ: ขนาดกลาง
ในขั้นต้น ทีมงานได้ทดลองเจาะรูขนาด 9.8 มม. แล้วขยายรูให้ได้ขนาด 10 มม. โดยใช้ดอกขยายรูแบบเกลียวตรง HSS
ปัญหา
รายงานการผลิต:
- รูที่วัดได้นั้นมีขนาดเล็กกว่าเล็กน้อย oversize และบางครั้งก็เกินขีดจำกัดความอดทน
- แรงในการเสียบเดือยแตกต่างกันไปในแต่ละชิ้นส่วน
- หมุดบางตัวสามารถดันเข้าไปได้ด้วยมือเปล่า แต่บางตัวต้องใช้แรงมากพอสมควร
การสอบสวน
ผลการตรวจสอบกระบวนการพบว่า:
- การเจาะนำร่องทำโดยใช้ สว่านสึกหรอและรูนั้นก็ไม่ได้กลมสม่ำเสมอ
- รูที่เจาะเบี่ยงเบนไปเล็กน้อย ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่แตกต่างออกไป ไม่กลม และรูที่มีลักษณะเรียวเล็กน้อย
- ไม่มีการใช้ขั้นตอนการเจาะรูเพื่อขยายรู
- ระยะเผื่อการคว้านมีขนาดใหญ่กว่าที่คู่มือเครื่องมือแนะนำไว้
เนื่องจากดอกรีมเมอร์เคลื่อนตามรูนำร่องที่ไม่สม่ำเสมอแต่ละรู ความไม่กลมและความเรียวจึงได้รับการแก้ไขเพียงบางส่วนเท่านั้น และระยะเผื่อที่มากเกินไปทำให้การโก่งตัวของเครื่องมือเพิ่มขึ้น
การดำเนินการแก้ไข
ทีมงานได้ปรับเปลี่ยนกระบวนการเป็นดังนี้:
- เจาะรูขนาดเล็กกว่าปกติด้วย สว่านใหม่.
- จุดเดียว เจาะ แต่ละรูมีขนาดที่ควบคุมได้และมีความตรงที่ดีขึ้น
- เพิ่มขนาดเล็ก เกลา ที่ทางเข้า
- รีมด้วย ดอกรีมเมอร์เครื่องจักรแบบเกลียวคาร์ไบด์ โดยปฏิบัติตามข้อกำหนดของผู้จำหน่ายและข้อมูลการตัด
พวกเขาด้วย:
- การจัดการอายุการใช้งานของเครื่องมือที่เข้มงวดมากขึ้น: ดอกสว่านและดอกรีมเมอร์จะถูกเปลี่ยนหรือลับคมใหม่ตามช่วงเวลาที่กำหนด
- มีการนำเกจวัดแรงดันมาใช้สำหรับการตรวจสอบขั้นกลาง
ผลสอบ
- การกระจายขนาดของรูแคบลงอย่างเห็นได้ชัดและยังคงอยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อน H7
- หมุดเดือยถูกกดเข้าไปด้วย แรงที่สม่ำเสมอ ตลอดการแข่งขัน
- ความแม่นยำในการประกอบชิ้นส่วนดีขึ้น ลดการแก้ไขงานซ้ำ และปัญหาในการประกอบลดลง
กรณีนี้แสดงให้เห็นว่า การคว้านรูจะได้ผลดีที่สุดเมื่อควบคุมการเจาะรูนำร่องให้เหมาะสม และระยะเผื่อต่างๆ สอดคล้องกับการออกแบบของเครื่องมือ การพยายามใช้การคว้านเพื่อ "แก้ไข" การเจาะที่ไม่ดีและข้อผิดพลาดด้านรูปทรงทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ไม่เสถียร เมื่อขั้นตอนการเจาะและการคว้านอยู่ภายใต้การควบคุมแล้ว การคว้านก็จะให้ความแม่นยำตามที่ต้องการ
กรณีศึกษาที่ 2 – ตัววาล์วอะลูมิเนียมพร้อมบูชแบบกดอัด
พื้นหลัง
ร้านค้าแห่งหนึ่งผลิตสินค้า ตัววาล์วทำจากอลูมิเนียม ที่มาคู่กับ บูชบรอนซ์แบบกดอัดรูกุญแจคือ:
- เส้นผ่าศูนย์กลางที่กำหนด: Ø20มม
- ความพอดี: พอดีแบบกดเบาๆ สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของบูช
- วัสดุ: อลูมิเนียม โลหะผสม เนื้อสัมผัสค่อนข้างอ่อนนุ่มและมีแนวโน้มที่จะเกิดหนามได้ง่าย
ขั้นตอนเริ่มต้น:
- ดอกสว่านขนาด 19.5 มม.
- คว้านรูให้ได้ขนาด 20 มม. ด้วยดอกคว้านเกลียวตรง HSS ที่ความเร็วสูง
- กดบูชเข้าไปแล้วตรวจสอบดู
ปัญหา
ปัญหาที่พบ:
- หลังจากกดบูชเข้าไปแล้ว บางส่วนก็ปรากฏให้เห็น การบิดเบือน ในส่วนของอะลูมิเนียมรอบๆ รูนั้น
- บูชบางส่วนถูกกดเข้าไปง่ายเกินไป จนเกือบจะเป็นแบบหลวมสนิท
- ผิวของรูที่ขยายแล้วมีความเรียบเนียนแตกต่างกันไป บางรูมีรอยขีดข่วนให้เห็นชัดเจน
การวิเคราะห์
ผลการตรวจสอบกระบวนการพบว่า:
- การขอ เจาะรู มีลักษณะเรียวและมีรอยขรุขระบริเวณทางออก
- ค่าเผื่อการคว้านรูคือ ค่อนข้างใหญ่ซึ่งทำให้หัวเจาะรับน้ำหนักมากเกินไป
- ความเร็วในการตัดสูง และการไหลของน้ำหล่อเย็นไม่สม่ำเสมอ
- ดอกรีมเมอร์แบบร่องตรงใช้งานได้ยาก การอพยพชิป ในวัสดุนี้
การรวมกันดังกล่าวส่งผลให้เกิด:
- การโก่งตัวของเครื่องมือและเล็กน้อย oversize เส้นผ่านศูนย์กลางของรู
- ความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวเกิดจากสภาวะการตัดที่ไม่ต่อเนื่อง
- เกิดความเค้นเฉพาะจุดในอะลูมิเนียมขณะกดบูชเข้าไป
การปรับปรุงกระบวนการ
กระบวนการที่ปรับปรุงใหม่:
- ใช้สว่านคมเจาะ โดยเว้นช่องว่างไว้ ค่าเผื่อที่ควบคุมได้ ตามคำแนะนำของผู้ผลิตเครื่องมือ
- ใช้วิธีการที่ถูกต้อง เกลา ไปยังทางเข้าของรู
- ใช้ ดอกรีมเมอร์คาร์ไบด์แบบร่องเกลียว ออกแบบมาสำหรับอลูมิเนียม (ร่องขัดเงา มุมคายเศษที่เหมาะสม)
- ลดความเร็วในการตัดลงให้อยู่ในช่วงที่แนะนำ และรักษาการจ่ายน้ำหล่อเย็นให้สม่ำเสมอ
- ตรวจสอบขนาดรูด้วยเกจวัดรู ก่อนที่จะกดบูชเข้าไป
ผลสอบ
- ขนาดของรูที่ขยายออกมีความสม่ำเสมอมากขึ้น โดยอยู่ในช่วงเป้าหมายสำหรับการยึดติดที่ต้องการ
- ปรับปรุงผิวงานให้ดียิ่งขึ้น ลดจุดเค้นสูงเฉพาะที่ในอลูมิเนียม
- แรงกดในการติดตั้งบูชสามารถคาดการณ์ได้แม่นยำขึ้น และอัตราการเกิดชิ้นส่วนบิดเบี้ยวลดลงอย่างมาก
กรณีนี้แสดงให้เห็นว่าใน วัสดุที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นได้การระบายเศษวัสดุและการเผื่อพื้นที่เป็นสิ่งสำคัญ การเลือกใช้รีมเมอร์แบบเกลียวที่เหมาะสมและสภาวะการตัดที่ปรับแต่งอย่างดีสามารถเปลี่ยนขั้นตอนการทำงานที่ยุ่งยากให้กลายเป็นขั้นตอนที่เสถียรและทำซ้ำได้ในกระบวนการ
ข้อบกพร่องทั่วไปในการคว้านรูและการแก้ไขปัญหา
รูขนาดใหญ่
สาเหตุที่เป็นไปได้:
- แกนหมุนหรือตัวยึด หมดแรง.
- ระยะเผื่อการคว้านมากเกินไป ส่งผลให้เครื่องมือโก่งงอ
- ดอกรีมเมอร์สึกหรอหรือบิ่น ทำให้ตัดได้ขนาดใหญ่กว่าที่ต้องการ
- เสียงสั่นเนื่องจากขาดความแข็งแรง
บรรเทา:
- วัดและแก้ไขค่าการเบี่ยงเบนของตัวจับยึดเครื่องมือ
- ปรับขนาดรูนำร่องให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มระยะเผื่อให้เหมาะสมที่สุด
- เปลี่ยนหรือลับคมดอกรีมเมอร์ที่สึกหรอตามกำหนดเวลา
- ปรับปรุงการจับยึดและลดระยะยื่นของเครื่องมือให้สั้นลง
รูเล็กเกินไป
สาเหตุที่เป็นไปได้:
- ระยะเผื่อแคบเกินไป ดอกรีมเมอร์เลยเสียดสี ไม่ได้ตัด
- เครื่องมือทื่อ ส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการตัด
- ผลกระทบจากความร้อนหรือการคืนตัวของวัสดุบางชนิด
บรรเทา:
- เพิ่มระยะเผื่อเล็กน้อย โดยอยู่ภายใต้คำแนะนำของผู้ผลิตเครื่องมือ
- เปลี่ยนดอกรีมเมอร์ หรือใช้รูปทรงที่คมกว่า
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสารหล่อเย็นและอุณหภูมิอยู่ในสภาวะคงที่
รูปากระฆัง (ทางเข้ากว้างกว่า)
สาเหตุที่เป็นไปได้:
- ไม่มีหรือมีไม่เพียงพอ เกลา ที่ทางเข้า
- เกิดการคลาดเคลื่อนระหว่างแกนของเครื่องมือและแกนของรูตั้งแต่เริ่มต้น
- มีอาหารป้อนเข้ามากเกินไป
บรรเทา:
- เพิ่มมุมลบเหลี่ยมที่เหมาะสมก่อนเข้าด้านใน
- ปรับปรุงการจัดแนวและการยึดจับให้ดียิ่งขึ้น
- เริ่มป้อนด้วยอัตราควบคุม จากนั้นค่อยๆ เพิ่มอัตราป้อนจนถึงอัตราปกติ
พื้นผิวไม่เรียบ / มีรอยขีดข่วน
สาเหตุที่เป็นไปได้:
- ความเร็วในการตัดสูงเกินไป
- การให้อาหารไม่สม่ำเสมอหรือให้อาหารน้อยเกินไป ทำให้เกิดการเสียดสี
- ระบบหล่อเย็นหรือการกำจัดเศษวัสดุไม่เพียงพอ
- รูปแบบร่องดอกสว่านไม่เหมาะสมกับวัสดุและประเภทรู
บรรเทา:
- ปรับความเร็วและอัตราการป้อนให้อยู่ในช่วงที่แนะนำ
- ทำให้มั่นใจ การขึ้นรูปชิปอย่างต่อเนื่อง มากกว่าการถู
- ปรับปรุงการไหลเวียนของน้ำหล่อเย็นและการกำจัดเศษโลหะ
- พิจารณาใช้รีมเมอร์แบบร่องเกลียวในรูตันหรือวัสดุที่เป็นเส้นใย
ตารางที่ 2 – อาการ → สาเหตุที่เป็นไปได้ → วิธีแก้ไขที่ปฏิบัติได้จริง
| อาการ | สาเหตุน่าจะ | วิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริง |
|---|---|---|
| รูขนาดใหญ่เกินไป | การเบี่ยงเบน การสึกกร่อนของดอกรีมเมอร์ เสียงดังเอี๊ยดอ๊าด | ตรวจสอบการเบี่ยงเบน ปรับระยะเผื่อ ปรับปรุงความแข็งแรง เปลี่ยนเครื่องมือ |
| รูเล็กเกินไป | การถู, เครื่องมือทื่อ, ระยะเผื่อน้อยเกินไป | เพิ่มระยะเผื่อเล็กน้อย ใช้ดอกรีมเมอร์ที่คมกว่าเดิม และปรับสารหล่อเย็นให้คงที่ |
| ทางเข้าปากระฆัง | ไม่มีการลบมุม การจัดแนวไม่ตรงกัน | เพิ่มมุมลบคม จัดแนวเครื่องมือและแกนรู ควบคุมการป้อนเข้า |
| รูเรียว | การโก่งตัวของเครื่องมือ การอุดตันของเศษวัสดุในรูตัน | ปรับระยะเผื่อ ใช้ร่องเกลียวสำหรับรูตัน ปรับปรุงการระบายเศษไม้ |
| การจบงานไม่ดี / เสียงสั่น | ความเร็วสูงเกินไป อัตราป้อนต่ำ ความแข็งแรงต่ำ | ลดความเร็ว ปรับอัตราการป้อน ปรับปรุงการจับยึด ใช้รูปทรงเครื่องมือที่เหมาะสมยิ่งขึ้น |
คำถามที่พบบ่อย
กระบวนการคว้านคืออะไร?
การคว้านรูเป็นการตกแต่งขั้นสุดท้ายของรูที่มีอยู่แล้ว โดยเริ่มจากการเจาะหรือคว้านรูก่อน จากนั้นใช้เครื่องมือคว้านรูแบบหลายคม (reamer) เพื่อขจัดวัสดุออกเล็กน้อย และปรับปรุงขนาด ความเรียบ และความกลมของรู
ดอกรีมเมอร์ทำหน้าที่อะไรในงานกลึง?
ดอกรีมเมอร์ใช้สำหรับขยายรูให้ได้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายที่ควบคุมได้และผิวเรียบเนียน มักใช้สำหรับทำเดือย บูช หรือลูกปืน เป็นการปรับแต่งรูให้ละเอียดขึ้น แทนที่จะเจาะรูตั้งแต่แรก
จุดประสงค์ของการคว้านรูคืออะไร?
จุดประสงค์คือเพื่อให้ได้ขนาดรูที่แม่นยำและสม่ำเสมอมากขึ้น รวมถึงคุณภาพพื้นผิวที่ดีกว่าการเจาะเพียงอย่างเดียว ทำให้ชิ้นส่วนประกอบเข้ากันได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยมีระยะห่างหรือการติดขัดที่คาดการณ์ได้
การคว้านรูสามารถแก้ไขรูที่ไม่ตรงแนวได้หรือไม่?
โดยทั่วไปไม่จำเป็น ดอกรีมเมอร์มักจะตามแนวรูเดิม หากตำแหน่งหรือแกนไม่ตรง คุณมักจะต้องเจาะรูใหม่หรือทำการวัดระยะก่อนที่จะทำการรีมเมอร์
การคว้านขยายรูดีกว่าการเจาะรูหรือไม่?
ทั้งสองอย่างมีบทบาทแตกต่างกัน การเจาะคือการสร้างรูอย่างรวดเร็ว ส่วนการขยายรูคือ... จบ ทำให้ได้ความคลาดเคลื่อนที่แม่นยำยิ่งขึ้นและผิวงานที่ดียิ่งขึ้น
ควรใช้การเจาะแบบ Boring แทนการคว้านเมื่อใด?
ใช้คำว่า "น่าเบื่อ" เมื่อคุณต้องการแก้ไข ตำแหน่ง ความตรง หรือแกน การคว้านรูนั้นใช้สำหรับปรับขนาดและพื้นผิวของรูให้เรียบร้อย หรือเมื่อต้องการควบคุมรูปทรงเรขาคณิตอย่างแม่นยำมาก ส่วนการคว้านรูนั้นใช้สำหรับปรับขนาดและพื้นผิวให้สมบูรณ์เมื่อแกนของรูอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้แล้ว
อ้างอิง
Sandvik Coromant – ความรู้ที่ลึกซึ้ง (ภาพรวมของการคว้านรู การตัด และการแก้ไขปัญหา):
https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/knowledge/machining-formulas-definitions/reaming
Kennametal – การใช้งานสำหรับการเจาะรูและการขยายรู (กลยุทธ์การตกแต่งรูในกระบวนการผลิตด้วยเครื่องจักร):
https://www.kennametal.com/us/en/resources.html
