มุมคมดอกสว่าน

มุมคมตัดดอกสว่าน


ภาพมุมคมตัดของดอกสว่านโดยทั่ว ๆ ไปจะประกอบด้วยมุมที่เกี่ยวข้องกับการตัดเฉือน เพื่อจะให้ผลดีต่อการตัดเฉือน คมตัดทำการตัดเฉือนได้ดีจะต้องมี
1. มุมคมตัด(Cutting Angle) จะมีลักษณะเหมือนกับลิ่ม ทำหน้าที่ตัดเฉือนเนื้อโลหะ
2. มุมหลบ(Lip Clearance Angle) ทำหน้าที่ลดการเสียดสี และลดแรงต้านบริเวณผิวหน้าของมุมจิกของดอกสว่าน ถ้าไม่มีมุมคายเศษ ดอกสว่านจะไม่สามารถตัดเฉือนผิวงานได้
3. มุมคายเศษ (Rake Angle) ทำหน้าที่ให้เศษตัดเฉือนเคลื่อนที่คายออกจากผิวงานที่ถูกตัด
4. มุมจิก (Point Angle) ในการตัดโลหะทั่วไปจะใช้มุมคมตัดนี้โต118 องศา สำหรับโลหะตัดเฉือนชิ้นงานซึ่งสว่านส่วนใหญ่ทำมาจากเหล็กรอบสูง(High Speed Steel,HSS) มุมจิกมีผลต่อแรงกดเจาะ ถ้ามุมจิกโตมากแรงต้านเจาะก็มากขึ้นตามลำดับ แต่มุมจิกก็ช่วยในการนำศูนย์ในการเจาะงานในขณะเริ่มเจาะด้วย ขนาดของมุมจิกนี้จะขึ้นกับวัสดุงานที่นำมาเจาะ

ปลอกจับสว่านก้านเรียว (Sleeve)

ดอกสว่านที่มีขนาดใหญ่ ๆ การจับด้วยหัวจับ (DRILL CHUCK) แบบต่าง ๆ ทำได้ลำบาก ในการแก้ปัญหาให้ทำงานได้สะดวกและยังคงประสิทธิภาพเท่าเดิม โดยการออกแบบก้านสว่านให้มีลักษณะเป็นก้านเรียวใช้ประกอบเข้ากับเพลาเจาะของเครื่องเจาะขนาดเล็ก หรือใช้ประกอบเข้ากับปลอกจับดอกสว่าน (SLEEVE) แล้วจึงประกอบเข้ากับเพลาเครื่องเจาะ ปลอกจับนี้มีหลายขนาด สำหรับก้านดอกสว่านที่มีขนาดต่างกัน เมื่อใช้งานสามารถนำมาประกอบร่วมกันได้

กรรมวิธีการถอดหัวจับออกจะเหมือนกันหมดไม่ว่าจะเป็นหัวจับชนิดใดก็ตาม รวมทั้งการถอดสว่านก้านเรียวอีกด้วย โดยการใช้เหล็กถอด (DRILL DRIFT OR TAPER DRIFT) มือหนึ่งจะประคองหัวจับไว้ อีกมือหนึ่งถือค้อนเคาะเหล็กถอดออก การเคาะจะต้องเคาะเบา ๆ ไม่เข้าในลักษณะของการตี เหล็กถอดจะเสียบเข้าไปในรูเพลาโดยเอาด้านตรงไว้ด้านบ้าน เมื่อเคาะด้านเรียวจะดันหัวจับออก

ดอกเจาะนำศูนย์
ดอกเจาะนำศูนย์ (Center Drill) เป็นดอกเจาะที่ใช้สำหรับการเจาะรูเรียวในช่วงเริ่มต้นของการทำงาน เพื่อจะนำไปใช้งานต่อหรือเจาะต่อ ซึ่งเรียกการเจาะนี้ว่าเจาะนำ ลักษณะของรูเจาะจะมีรูปร่างตามรูปแบบของคมดอกเจาะ ดอกเจาะนำศูนย์มีหลายขนาดให้เลือกใช้งาน และขึ้นอยู่กับผู้ผลิตจะผลิตออกมาใช้งาน ซึ่งในบางครั้งที่ขาดแคลนสามารถจะนำเอาดอกสว่านหัก หรือดอกสว่านเก่าที่เลิกใช้งานแล้ว มาลับแต่งให้ได้มุมกรวยแหลมตามต้องการ และมีมุมคายเศษด้วย ใช้เจาะแทนดอกเจาะนำศูนย์ได้
ความเร็วรอบที่ใช้กับดอกเจาะจะขึ้นที่ใช้กับดอกเจาะจะขึ้นอยู่กับขนาดของดอกเจาะนำศูนย์เอง โดยใช้ค่าความเร็วในการหมุนตัดเช่นเดียวกับดอกสว่าน

เหล็กตอกนำศูนย์

- ก่อนจะทำการเจาะจะต้องกำหนดตำแหน่งรูโดยใช้เหล็กขีดหมายตำแหน่งไว้ก่อน
- ใช้เหล็กนำศูนย์ตอกนำรูตรงตำแหน่งเจาะ แล้วจึงจับยึดชิ้นงานบนแท่นวางชิ้นงาน


Radial Drilling Machine

1. ฐานเครื่อง (Base) เป็นส่วนที่ติดตั้งอยู่กับพื้นโรงงาน ทำด้วยเหล็กหล่อ เป็นส่วนที่รองรับน้ำหนักทั้งหมดของเครื่อง

2. เสาเครื่อง (Columm) มีลักษณะเป็นเสากลมใหญ่กว่าเสาเครื่องเจาะธรรมดา จะยึดติดอยู่กับฐานเครื่อง จะเป็นที่เคลื่อนขึ้นลงและจับยึดของแขนรัศมี

3. แขนรัศมี (Radial Arm) สามารถเลื่อนขึ้นลงได้บนเสาเครื่อง และสามารถหมุนรอบเสาเครื่องได้เพื่อหาตำแหน่งเจาะงาน เป็นส่วนที่รองรับชุดหัวเครื่อง

4. ชุดหัวเครื่อง (Drilling Head) อยู่บนรัศมี สามารถเลื่อนเข้าออกได้ตามความยาวของแขนรัศมี เพื่อหาตำแหน่งเจาะรู

5. แกนเพลา (Spindle) เป็นรูปทรงกระบอก ภายในเป็นรูเรียวสำหรับจับยึดก้านเรียวของหัวจับดอกสว่าน หรือจับก้านเรียวของดอกสว่านที่มีขนาดใหญ่

6. โต๊ะงาน (Table) เป็นอุปกรณ์ที่ยึดติดอยู่บนฐานเครื่อง จะมีร่องตัว-ที เพื่อใช้จับยึดชิ้นงานโดยตรง หรือใช้สำหรับจับยึดปากกาจับงาน หรืออุปกรณ์อื่น ๆ

7. มอเตอร์ (Motor) เป็นต้นกำลังที่ส่งกำลังไปหมุนแกนเพลาเพื่อหมุนดอกสว่านเจาะงานหรือส่งกำลังเพื่อขับเคลื่อนส่วนต่าง ๆ อัตโนมัติ เนื่องจากชิ้นส่วนแต่ละส่วนมีขนาดใหญ่


เครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้ในการเจาะ

ดอกสว่าน (Drills)

รูปร่างลักษณะ และชื่อเรียก

สว่านลักษณะนี้จะมีคมอยู่ 2 คม มีร่องคายเศษอยู่ 2 ร่อง คมตัดจะขึ้นเป็นขอบเส้น มีแนวหลบหลังคมไปตามลำตัว คมจะเกิดขึ้นรอบ ๆ ลำตัวสว่านเป็นแนวเอียงมุมเหมือนกับเกลียวฟันไปรอบ ซึ่โดยทั่ว ๆ ไปจะใช้งานกันอยู่ 2 ประเภท คือ แบบก้านจับตรงและก้านจับเรียว ก้านจับของดอกสว่านนี้จะทำหน้าที่จับยึดเข้ากับอุปกรณ์การจับของเครื่องเจาะ เช่น พวกหัวจับ (Drill Chuck) สำหรับสว่านก้านตรง และปลอกจับเรียว (Taper Sleeve) สำหรับสว่านก้านเรียว


คมตัดของสว่าน

ชนิดคมตัดของสว่าน เกิดขึ้นจากการกัดร่องคายเศษเจาะ คมตัดนี้จะมี 2 ช่วง คือ ด้านหน้าของสว่าน และคมตัดรอบ ๆ ลำตัวในลักษณะของเกลียวหรือเป็นคมตัดตรง ซึ่งคมตัดของสว่านนี้จะแบ่งชนิดของคมออกได้เป็น 2 ชนิด คือ คมตัดตรงและคมตัดเลื้อย กรณีของคมตัดเลื้อยส่วนใหญ่ทั่ว ๆ ไปของการใช้งานจะมีคมรอบลำตัวอยู่ 2 คม หมายถึง มีร่องคายเศษอยู่ 2 ร่องนั่นเอง จะมีสว่านกรณีพิเศษที่มีร่องคายเศษ 3 ร่องหรือ 4 ร่องขึ้นไป สำหรับเจาะงานเฉพาะซึ่งจะให้คุณสมบัติที่ดี คือ ยิ่งคมตัดมากความเที่ยงตรงในการเจาะจะสูง และผิวรูเจาะจะเรียบ แต่ก็มีข้อเสียคือ ความแข็งแรงของคมตัดด้านหน้าจะน้อยลง
ส่วนระหว่างลำตัวสว่าน (BODY) กับก้านจับสว่าน (SHANK) ของสว่าน บางบริษัทจะตกร่องไว้ เรียส่วนนี้ว่า คอสว่าน (NECK)
เส้นแกน (WEB) ของสว่านนั้นเกิดจากการกัดร่องคายเศษเจาะ และการขึ้นคมตัดของสว่าน ร่องคายเศษจะเป็นตัวทำให้เกิดเส้นแกน (WEB) ขึ้น มีลักษณะเป็นแนวเรียว ด้านคมตัดจะมีความหนาน้อยกว่าด้านโคนของส่วน เส้นแกนนี้จะเป็นร่องบิดไปรอง ๆ ลำตัวสว่าน และความหนาของเส้นแกนจะค่อย ๆ เรียวเล็กลงไปจากโคนหาปลายคมตัด

ส่วนประกอบต่าง ๆ ของเครื่องเจาะตั้งโต๊ะ

1. ฐานเครื่อง (Base) ทำด้วยเหล็กหล่อ เป็นส่วนที่รองรับน้ำหนักทั้งหมดของเครื่องจะยึดติดแน่นบนโต๊ะป้องกันการสั่นสะเทือนในขณะปฏิบัติงาน

2. เสาเครื่องเจาะ (Column) จะเป็นเหล็กรูปทรงกระบอกกลวง เป็นส่วนที่ยึดติดกับฐานเครื่อง เพื่อรองรับชุดหัวเครื่องและรองรับโต๊ะงาน

3. โต๊ะงาน (Table) ส่วนใหญ่ทำด้วยเหล็กท่อ เป็นส่วนที่รองรับชิ้นงานที่จะนำมาเจาะหรืออาจรองรับอุปกรณ์จับยึดสำหรับจับยึดชิ้นงาน เช่น ปากกาจับงาน เป็นต้น สามารถเลื่อนขึ้นลงได้บนเสาเครื่องด้วยการหมุนแขนส่งกำลังด้วยชุดเฟืองสะพาน เมื่อได้ตำแหน่งที่ต้องการก็สามารถยึดให้แน่นกับเสาเครื่องได้

4. ชุดหัวเครื่อง (Drilling Head) จะอยู่บนสุดของเครื่องเจาะ ประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ที่สำคัญดังนี้

- มอเตอร์ส่งกำลัง (Motor)

- สายพานและล้อสายพานส่งกำลัง (Belt & Pulley)

- ฝาครอบ (Pulley Guard) มีไว้ครอบสายพานเพื่อป้องกันอันตราย

- หัวจับดอกสว่าน (Drill Chuck) ใช้จับดอกสว่านก้านตรง ส่วนใหญ่มีขนาดไม่เกิน ½ นิ้ว หรือประมาณ 12.7 มม.

- แขนหมุนป้อนเจาะ (Hand Feed Level)

- สวิตซ์ปิดเปิด (Switch)

ส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องเจาะตั้งพื้น

สว่านตั้งพื้นจะมีส่วนประกอบที่สำคัญเหมือนเครื่องเจาะแบบตั้งโต๊ะ จะต่างกันตรงขนาดและความสามารถในการเจาะรูและระบบส่งกำลัง ซึ่งมีส่วนประกอบต่าง ๆ ดังนี้

1. ฐานเครื่อง (Base) ทำด้วยเหล็กหล่อ เป็นส่วนที่รองรับน้ำหนักทั้งหมดของเครื่องจะวางอยู่บนพื้นโรงงาน
2. เสาเครื่องเจาะ (Column) จะเป็นเหล็กรูปทรงกระบอกกลวง เป็นส่วนที่ยึดติดกับฐานเครื่อง เป็นส่วนที่รองรับชุดหัวเครื่องและรองรับโต๊ะงาน
3. โต๊ะงาน (Table) ส่วนใหญ่ทำด้วยเหล็ก มีทั้งที่เป็นรูปวงกลมหรือเป็นรูปสี่เหลี่ยมเป็นส่วนที่รองรับชิ้นงานที่ต้องการเจาะ หรืออาจจะรองรับอุปกรณ์จับยึดชิ้นงาน เช่น ปากกาจับงาน
4. ชุดหัวเครื่อง จะอยู่บนสุดของเครื่องเจาะ ประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ที่สำคัญดังนี้

- มอเตอร์ส่งกำลัง
- ระบบส่งกำลัง จะมีการส่งกำลังด้วยสายพานและฟันเฟือง การส่งกำลังด้วยฟันเฟืองจะมีคันโยกบังคับเปลี่ยนความเร็วรอบ
- ฝาครอบ เพื่อป้องกันอันตราย
- แกนเพลา (Spindle) ภายในเป็นรูเรียวสำหรับจับยึดก้านเรียวของหัวจับดอกสว่าน หรือจับก้านเรียวของดอกสว่านที่มีขนาดมากกว่า 12.7 มม. ขึ้นไป
- แขนหมุนป้อนเจาะ จะมีทั้งแบบป้อนเจาะด้วยมือและการป้อนเจาะอัตโนมัติ
- แกนตั้งระยะป้อนเจาะ ใช้สำหรับตั้งความลึกเพื่อเจาะงานสวิตซ์เปิดปิด

เครื่องเจาะมี 2 แบบคือ แบบตั้งโต๊ะและแบบตั้งพื้น การจับยึดดอกสว่านนอกจากจะใช้หัวจับแล้วยังใช้พวกปลอกเรียว ( Taper Sleeve ) มีขั้นตอนในการทำงานได้กว้างขึ้น ความเร็วรอบเปลี่ยนได้หลายขั้นและสามารถจับงานขนาดใหญ่ ๆ ได้ น้ำหนักเครื่องเจาะแบบตั้งพื้นจะมากกว่าแบบตั้งโต๊ะ ระบบการส่งกำลังขับมีทั้งแบบตรงต่อจากมอเตอร์ผ่านสายพาน ( Pulley ) เข้าเพลาเจาะหรือใช้ระบบเฟืองขับต่อจากมอเตอร์เลยก็ได้

เครื่องเจาะแบบตั้งโต๊ะเหมาะกับงานเจาะเบา ๆ หรืองานที่ต้องการความเร็วรอบสูง โดยทั่วไปใช้กับดอกสว่านขนาดความโตไม่เกิน 1 ½ นิ้ว ( ประมาณ 38 มิลลิเมตร )
ส่วนประกอบของเครื่องเจาะประกอบด้วย มือหมุนเจาะชิ้นงาน ชุดสายพานส่งกำลัง มอเตอร์ส่งกำลัง เพลาจับสว่าน เสา แท่นรองรับชิ้นงาน เฟืองสะพาน หมุนปรับแท่นรองรับงานให้ขึ้นลงตามเสา ล็อคแท่นรองรับงานให้อยู่กับที่
การคว้านเรียบโดยใช้รีมเมอร์นั้นเป็นการขยายปากรูเจาะที่ผ่านการเจาะด้วยดอกสว่านมาแล้วเพื่อให้ผิวรูเรียบ ซึ่งลักษณะการจับยึดก็เหมือนกับดอกสว่านซึ่งมีขนาดแตกต่างกันไปตามขนาดของรูเจาะ

เครื่องเจาะ

งานเจาะจัดเป็นกระบวนการผลิตขั้นพื้นฐาน ที่มีลักษณะการทำงานแบบง่าย ๆ ไม่ยุ่งยากซับซ้อน แต่มีความสำคัญมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานโลหะ การเจาะเป็นกระบวนการตัดเฉือนวัสดุงานออก โดยใช้ดอกสว่าน รูที่ได้จากการเจาะด้วยดอกสว่านจะมีลักษณะเป็นรูกลม เช่น รูยึดเหล็กดัดประตูหน้าต่างบานพับ กลอนประตูบ้าน ตลอดจนชิ้นส่วนรถจักรยาน รถยนต์ต่าง ๆ มีรูสำหรับการจับยึดมากมาย
ในการเจาะรูบนชิ้นงานสามารถทำได้ด้วยเครื่องจักรกลหลายชนิด เช่น การเจาะรูบนเครื่องกลึง เครื่องกัด เป็นต้น แต่ในการเจาะรูที่ประหยัด รวดเร็ว และนิยมใช้กันมากที่สุด คือ การเจาะรูด้วยเครื่องเจาะ

ชนิดของเครื่องเจาะ

เครื่องเจาะมีหลายชนิดแต่สามารถแบ่งออกได้ดังนี้ คือ เครื่องเจาะตั้งพื้น เครื่องเจาะแบบรัศมี และเครื่องเจาะในงานอุตสาหกรรม

1. เครื่องเจาะตั้งโต๊ะ (Bench – model Sensitive Drilling Machine)
เป็นเครื่องเจาะขนาดเล็กเจาะรูขนาดไม่เกิน 13 มม. จะมีความเร็วรอบสูง ใช้เจาะงานที่มีขนาดรูเล็ก ๆ ทั่ว ๆ ไป การส่งกำลังโดยทั่วไปจะใช้สายพานและปรับความเร็วรอบด้วยล้อสายพาน 2-3 ขั้น
2. เครื่องเจาะตั้งพื้น (Plan Vertical Spindle Drilling Machine)
เป็นเครื่องเจาะขนาดใหญ่และเจาะรูบนชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่ เจาะรูได้ตั้งแต่ขนาดเล็กจนถึงขนาดใหญ่สุดเท่าที่ดอกสว่านมี และใช้งานอื่น ๆ ได้อย่างกว้างขวางการส่งกำลังปกติจะใช้ชุดเฟืองทด จึงสามารถปรับความเร็วรอบได้หลายระดับ และรับแรงบิดได้สูง
3. เครื่องเจาะรัศมี (Radial Drilling Machine)
เป็นเครื่องเจาะขนาดใหญ่และเจาะรูบนชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่กว่าเครื่องเจาะตั้งพื้น โดยที่หัวจับดอกสว่านจะเลื่อนไป-มาบนแขนเจาะ (Arm) จึงสามารถเจาะงานได้ทุกตำแหน่ง โดยติดตั้งงานอยู่กับที่ การส่งกำลังปกติจะใช้ชุดเฟืองทด
4. เครื่องเจาะหลายหัว (Multiple-spindle or Gang-type Drilling Machine)
เป็นเครื่องเจาะที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ เครื่องเจาะจะมีหลายหัวจับ ดังนั้นจึงสามารถจับดอกสว่านได้หลายขนาด หรือจับเครื่องมือตัดอื่น ๆ เช่น รีมเมอร์ หรือหัวจับทำเกลียวใน จึงทำงานได้อย่างรวดเร็ว
5. เครื่องเจาะแนวนอน (Horizontal Drilling Machine)
เป็นเครื่องเจาะที่ออกแบบมาเพื่อให้สามารถทำงานได้หลายลักษณะ ทั้งการเจาะรู การคว้านรู การกัดและการกลึง มักจะพบในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่


ความแตกต่างระหว่างระบบ NC กับระบบ CNC
ระบบซีเอ็นซี (CNC) เป็นระบบที่พัฒนาต่อเนื่องมาจากระบบเอ็นซี (NC) ดังนั้น ความแตกต่างระหว่างระบบเอ็นซี (NC) กับระบบซีเอ็นซี (CNC) ก็จะอยู่ที่ความสามารถของระบบควบคุม นั่นคือ คอมพิวเตอร์ เมื่อนำระบบซีเอ็นซีไปควบคุมเครื่องจักรกล ความสามารถในการทำงานต่างๆ จะเพิ่มมากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรกลเอ็นซี

1. การแสดงภาพจำลอง (Simulation) การทำงานตามโปรแกรมที่ป้อนเข้าในระบบทางจอภาพ
2. ความจุของหน่วยความจำเพิ่มมากขึ้น สามารถเก็บข้อมูลโปรแกรมได้มาก
3. การแก้ไขและลบโปรแกรมสามารถกระทำได้ที่เครื่องจักรโดยตรง
4. สามารถส่งข้อมูลไปเก็บไว้ที่หน่วยความจำภายนอกได้
5. ระบบความปลอดภัยเพิ่มมากขึ้น
6. มีการชดเชยความผิดพลาดที่เกิดจากการวัดและการส่งกำลัง
7. มีโปรแกรมสำเร็จสำหรับการคำนวณค่าต่างๆ เช่น ความเร็วรอบ อัตราป้อน เป็นต้น

ข้อดีของเครื่องจักรเอ็นซีและซีเอ็นซี เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรกลอัตโนมัติประเภทอื่นๆ

1. มีความยืดหยุ่นในการทำงานสูง การเปลี่ยนงานใหม่จะแก้ไขหรือเปลี่ยนแปลงเฉพาะโปรแกรมเท่านั้น
2. ความเที่ยงตรง (Accuracy) จะอยู่ระดับเดียวกันตลอดช่วงความเร็วรอบและอัตราป้อนที่ใช้ทำการผลิต
3. ใช้เวลาในการผลิต (Production Time) สั้นกว่า
4. สามารถใช้ผลิตชิ้นงาานที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ง่าย
5. การปรับตั้งเครื่องจักรสามารถทำได้ง่าย ใช้เวลาน้อยกว่ากว่าการผลิตด้วยวิธีอื่น
6. หลีกเลี่ยงความจำเป็นที่ต้องใช้ช่างควบคุมที่มีทักษะและประสบการณ์สูง
7. ช่างควบคุมเครื่องมีเวลาว่างจากการควบคุมเครื่อง สามารถที่จัดเตรียมงาานอื่นๆ ไว้ล่วงหน้าได้
8. การตรวจสอบคุณภาพไม่จำเป็นต้องกระทำทุกขั้นตอนและทุกชิ้น

ข้อเสียของเครื่องจักรกลเอ็นซีและซีเอ็นซี

1. ราคาเครื่องจักรมีราคาค่อนข้างสูง
2. การบำรุงรักษามีความซับซ้อนมาก
3. จำเป็นต้องใช้ช่างเขียนโปรแกรม (Part programmer) ที่มีทักษะสูงและฝึกอบรมมาโดยเฉพาะ
4. ชิ้นส่วนที่ใช้ในการซ่อมบลำรุง ไม่สามารถผลิตได้ภายในประเทศ จำเป็นต้องสั่งซื้อหรือนำเข้าจากต่างประเทศ
5. การซ่อมบำรุงจะต้องใช้ช่างที่มีประสบการณ์สูงและผ่านการฝึกอบรมมาโดยเฉพาะ
6. ราคาของเครื่องมือต่างๆ ที่ใช้ในกระบวนการการตัดเฉือน มีราคาสูง
7. พื้นที่ติดตั้งเครื่องจักร จะต้องควบคุมระดับอุณหภูมิ ความชื้นและฝุ่นละออง