ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา อะลูมิเนียมถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การผลิตยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ และภาคส่วนอื่นๆ เนื่องจากมีน้ำหนักเบาและคุณสมบัติที่ง่ายต่อการตัดเฉือน อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติที่ "ง่ายต่อการตัดเฉือน" ของอะลูมิเนียมมักจะทำให้วิศวกรและผู้ปฏิบัติงานงงงวย: ด้วยเครื่องมือกัดจำนวนนับไม่ถ้วนที่มีอยู่ในตลาด พวกเขาจะเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมได้อย่างไรเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการตัดเฉือน ปรับปรุงประสิทธิภาพ และหลีกเลี่ยงการสึกหรอของเครื่องมือและของเสียจากวัสดุที่ไม่จำเป็น?

SPEED TIGER ได้เผยแพร่คู่มือโดยละเอียดเกี่ยวกับการเลือกเครื่องมือกัดสำหรับการตัดเฉือนอะลูมิเนียม โดยมีเป้าหมายเพื่อช่วยให้ผู้ผลิตและวิศวกรเข้าใจลักษณะเฉพาะของอะลูมิเนียมได้ดีขึ้น และเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการในการตัดเฉือนที่แตกต่างกัน ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการและลดต้นทุนการผลิต

อะลูมิเนียมเป็นหนึ่งในโลหะที่มีอยู่มากมายที่สุดในโลก และน้ำหนักเบาและความสามารถในการขึ้นรูปทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมมากมาย อะลูมิเนียมง่ายต่อการกัด ทำให้เป็นที่ชื่นชอบของผู้ผลิต อะลูมิเนียมในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นอะลูมิเนียมหล่อและอะลูมิเนียมขึ้นรูป อะลูมิเนียมหล่อมีความยืดหยุ่นสูงกว่าและมีความต้านทานแรงดึงต่ำกว่า โดยมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่าและมีองค์ประกอบอื่นๆ เช่น แมกนีเซียมและซิลิกอนในปริมาณที่สูงกว่า ในทางกลับกัน อะลูมิเนียมขึ้นรูปเป็นโลหะที่บริสุทธิ์กว่า มีความทนทานต่อการสึกหรอน้อยกว่า ทนความร้อนสูง และมีประสิทธิภาพในการตัดที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับอะลูมิเนียมหล่อ

ความท้าทายหลักในการตัดเฉือนอะลูมิเนียมอยู่ที่การกระจายความร้อน อะลูมิเนียมมีจุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่าเหล็กมาก ซึ่งอาจนำไปสู่การหลอมรวมที่เกิดจากแรงเสียดทานระหว่างเครื่องมือและวัสดุ ทำให้เกิดความเสียหายทั้งชิ้นงานและอุปกรณ์ ดังนั้น การเลือกเครื่องมือกัดที่มีรูปทรง เรขาคณิต การเคลือบ ฟลูท และมุมที่ถูกต้องจึงเป็นสิ่งสำคัญ

เครื่องมือกัดโดยทั่วไปประกอบด้วยด้าม คอ ฟลูท และขอบตัด ฟลูทเป็นส่วนที่มีขอบตัด ยื่นออกมาจากปลายเครื่องมือไปยังด้าม ด้ามคือส่วนโลหะทรงกระบอกที่ไม่ใช่การตัดซึ่งฟลูทถูกตัดเฉือน

เรขาคณิตของเครื่องมือกัดมักจะหมายถึงรูปร่างและการออกแบบพื้นฐาน การเลือกรูปร่างขึ้นอยู่กับการดำเนินการตัดเฉือนมากกว่าตัววัสดุเอง ตัวอย่างเช่น:

• Flat End Mills (Square End Mills): เหมาะสำหรับการกัดแบบจุ่ม การขึ้นรูป การทำร่อง และการกัดด้านข้าง
• Long Neck End Mills: ลดการรบกวนระหว่างชิ้นงานและเครื่องมือ มักใช้สำหรับการตัดเฉือนโพรง
• Ball Nose End Mills: เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างรูปทรงโค้งมนและโพรงก้นแบน
• Corner Radius End Mills: ใช้กันทั่วไปสำหรับการกัดแม่พิมพ์ เนื่องจากช่วยลดความจำเป็นในการเปลี่ยนเครื่องมือบ่อยๆ เมื่อตัดเฉือนกระเป๋าก้นแบนและโปรไฟล์โค้งมน
• Tapered End Mills: ใช้สำหรับสร้างร่อง รู และการกัดด้านข้างแบบมีมุม

นอกเหนือจากรูปร่างพื้นฐานแล้ว ยังมีตัวเลือกเครื่องมือต่างๆ ที่มีให้สำหรับการกัด ตัวอย่างเช่น เครื่องมือตัดเศษช่วยปรับปรุงการกำจัดเศษ เครื่องกัดปลายสองฟลูทและสามฟลูทมาตรฐานมีขอบหยักที่ออกแบบมาเพื่อตักเศษออกจากพื้นผิวการตัด ทำให้สามารถใช้ความเร็วที่สูงขึ้นเพื่อประสิทธิภาพการป้อนที่ดีขึ้น เรขาคณิตตัวตัดเศษแบบออฟเซ็ตช่วยลดขนาดของเศษ ทำให้การกำจัดเศษดีขึ้นในขณะที่ยังคงรักษาพื้นผิวที่กึ่งสำเร็จรูป

นอกจากนี้ เครื่องกัดปลายแบบสมดุลสูงยังได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ได้อัตราการป้อนและ RPM ที่สูงขึ้น เครื่องมือเหล่านี้มีรูปร่างหัวที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ทำให้สามารถตัดด้วยความเร็วสูงถึง 33,000 RPM เพื่อจัดการกับความร้อน เครื่องกัดปลายแบบสมดุลสูงหลายตัวจึงมีระบบระบายความร้อนเพื่อลดอุณหภูมิใบมีด บางชนิดยังมีตัวตัดเศษสำหรับการใช้งานการกัดที่มีประสิทธิภาพสูง

การเคลือบคือการรักษาพื้นผิวที่นำไปใช้กับหัวเครื่องมือกัดเพื่อเพิ่มความแข็ง ลดการสึกหรอ ยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ และสร้างเกราะป้องกันความร้อนระหว่างเครื่องมือและชิ้นงาน การเคลือบบางชนิดยังช่วยปรับปรุงการกำจัดเศษ ทำให้เกิดความเสียหายจากแรงเสียดทานน้อยลง อย่างไรก็ตาม มีวัสดุเคลือบเพียงไม่กี่ชนิดที่เหมาะสมสำหรับอะลูมิเนียม

เนื่องจากอะลูมิเนียมเป็นโลหะอ่อน การเคลือบเครื่องมือจึงไม่จำเป็นต้องให้ความแข็งเพิ่มเติมมากนัก เครื่องมือที่ไม่มีการเคลือบสามารถเจาะอะลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอะลูมิเนียมมีจุดหลอมเหลวต่ำ บางครั้งอาจจำเป็นต้องใช้การเคลือบเพื่อลดความร้อนส่วนเกิน

• Tetrahedral Amorphous Carbon (TB) Coating: มีค่าสัมประสิทธิ์การหล่อลื่นสูง ทำให้เศษเคลื่อนออกจากวัสดุและลดความจำเป็นในการใช้น้ำหล่อเย็น ความแข็งแบบเพชรยังช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ
• Aluminum Chromium Nitride + Silicon Nitride (nACRo): เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง nACRo ช่วยปกป้องหัวเครื่องมือจากการสึกหรอและสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 1100°C ก่อนที่จะแตกตัว

โดยทั่วไปแล้ว เซอร์โคเนียมไนไตรด์ (ZrN) ใช้สำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การเคลือบเพชรแบบอสัณฐานช่วยปรับปรุงการหล่อลื่นและความทนทานต่อการสึกหรอ ป้องกันการโค้งมนของขอบ และให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการใช้งานที่ไม่ใช่เหล็ก

เมื่อเลือกเครื่องมือกัดสำหรับอะลูมิเนียม จำนวนฟลูทอาจเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญที่สุด ฟลูทจะนำเศษอะลูมิเนียมออกจากชิ้นงาน ป้องกันการอุดตัน

ฟลูทหมายถึงจำนวนขอบตัดที่หมุนลงมาตามตัวเครื่องมือจากปลาย ตัวอย่างเช่น เครื่องกัดปลายแบบฟลูทเดี่ยวมีขอบตัดหนึ่งอัน ในขณะที่เครื่องกัดปลายแบบฟลูทคู่มีสองอัน และอื่นๆ

จำนวนฟลูทจะกำหนดความแข็งแกร่งของเครื่องมือ ความสามารถในการกำจัดเศษ เวลาการสึกหรอ ความแม่นยำในแนวตั้ง และประสิทธิภาพบนวัสดุอ่อนและแข็ง โดยทั่วไปแล้ว ฟลูทที่มากขึ้นจะเพิ่มความแข็งแกร่งแต่ลดการกำจัดเศษ เมื่อเทียบกับเครื่องกัดปลายหกฟลูท เครื่องมือฟลูทเดี่ยวมีเวลาการสึกหรอ ความแม่นยำในแนวตั้ง และความหยาบของพื้นผิวที่ไม่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม พวกเขามักจะทำงานได้ดีกว่าบนวัสดุที่อ่อนกว่า เช่น อะลูมิเนียม

เครื่องกัดปลายสำหรับอะลูมิเนียมโดยทั่วไปมีสองหรือสามฟลูท ฟลูทน้อยลงนำไปสู่การสึกหรอมากเกินไป ในขณะที่ฟลูทมากขึ้นจะขัดขวางการกำจัดเศษระหว่างการเจาะด้วยความเร็วสูง อย่างไรก็ตาม ดังที่กล่าวไว้ด้านล่าง มีข้อยกเว้น

การเลือกระหว่างเครื่องกัดปลายสองฟลูทและสามฟลูทขึ้นอยู่กับงาน เครื่องกัดปลายสองฟลูทเป็นมาตรฐานสำหรับการกัดอะลูมิเนียมมานานแล้ว ในขณะที่เครื่องมือสามฟลูทเหมาะสำหรับการตกแต่ง ท้ายที่สุด การตัดสินใจขึ้นอยู่กับความชอบและประสบการณ์ ความแข็งแกร่งที่สูงขึ้นช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ ในขณะที่ฟลูทน้อยลงช่วยเพิ่มอัตราการกำจัดเศษ

มุมเกลียวคือมุมระหว่างเส้นกึ่งกลางของเครื่องมือและเส้นสัมผัสของขอบตัด เครื่องมือที่มีมุมเกลียวเล็กกว่าจะมีขอบตัดที่พันช้ากว่าเครื่องมือที่มีมุมที่ใหญ่กว่า

มุมเกลียวมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการตัดเฉือนอะลูมิเนียม สำหรับการตัดอะลูมิเนียม ช่างเครื่องมักใช้มุมเกลียว 45°, 50° และ 55° มุมเหล่านี้ช่วยลดการสั่นสะเทือนและสร้างสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความแข็งแกร่งและการกำจัดเศษ ผู้เชี่ยวชาญบางคนเลือกใช้เครื่องมือมุมเกลียวแบบแปรผันสำหรับการเจาะรูลึกที่เชื่อถือได้มากขึ้น

มุมเกลียว 15° ตื้นให้การกำจัดเศษและแรงบิดในการตัดที่ดีเยี่ยม แต่มีความตึงเครียดตามแนวแกนที่อ่อนแอ มุมที่สูงชันกว่า 55° ขึ้นไปให้ความตึงเครียดตามแนวแกนที่แข็งแกร่ง แต่บ่อยครั้งที่แรงบิดในการตัดไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานอะลูมิเนียมจำนวนมาก

สำหรับการตกแต่ง ช่างเครื่องมักจะเลือกใช้เครื่องมือ 45° เนื่องจากขอบตัดที่ตื้นกว่าจะนำวัสดุออกอย่างรุนแรง การกำจัดเศษยังคงเพียงพอ ในขณะที่ความตึงเครียดตามแนวแกนสูงขึ้น

SPEED TIGER นำเสนอเครื่องกัดปลายที่หลากหลายซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอะลูมิเนียม ตัวอย่างเช่น AP Square End Mill เป็นเครื่องมือตัดอะลูมิเนียมชนิดพิเศษที่ผลิตในโรงงานที่ได้รับการรับรอง ISO-9001 การออกแบบฟลูทเดี่ยวช่วยให้มั่นใจได้ถึงการกำจัดเศษที่เหนือกว่า ในขณะที่ภายนอกที่เสริมความแข็งแรงช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานสำหรับการใช้งานที่มีความเข้มข้นสูง

★ คุณสมบัติหลักของ Single-Flute AP:

1. เหมาะสำหรับการตัดเฉือนด้วยความเร็วสูงและการกำจัดวัสดุจำนวนมาก
2. เก่งในการตัดเฉือนไม้ อะลูมิเนียม ทองแดง พลาสติก ทองเหลือง เหล็กกล้าคาร์บอน (~HB225) เหล็กกล้าอัลลอย (HB225–325) และเหล็กกล้าที่แข็งตัวล่วงหน้า (สูงถึง HRC45)
3. เรขาคณิตและช่องเศษขนาดใหญ่ช่วยให้สามารถกำจัดเศษได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถป้อนได้สูงขึ้นและรอบเวลาที่สั้นลง

SPEED TIGER ยังมี N Series สำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น อะลูมิเนียม AL Carbide Drill ช่วยเพิ่มความแม่นยำโดยการลดช่องว่างระหว่างปลายสว่านและขอบตัด

★ การออกแบบพิเศษของ AL Drill:

1. ขอบสองชั้น—ขอบที่สองยังมีขอบตัด—ทำให้มั่นใจได้ถึงการเจาะพื้นผิวที่เรียบและการตัดตรงที่มีความแม่นยำสูง
2. การออกแบบที่มีความแข็งแกร่งสูงและพื้นที่กำจัดเศษที่ขยายใหญ่ขึ้น
3. การวางตำแหน่งด้านบนของขอบที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อความแม่นยำในการเจาะที่สูงขึ้น

ALC Carbide Drill ใช้ขอบตัดสองชั้นของ AL เพื่อการตัดตรงที่มีความแม่นยำสูงและการเจาะพื้นผิวที่เรียบ นอกจากนี้ยังมีรูระบายความร้อนเพื่อลดอุณหภูมิในการใช้งาน RPM สูง การวางตำแหน่งด้านบนของขอบที่ได้รับการปรับปรุงช่วยเพิ่มความแม่นยำของรูในชิ้นงานอะลูมิเนียมและโลหะผสมทองแดง

สว่าน N Series เหมาะสำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียมต่างๆ รวมถึง A7075, AlZnCu1.5, AC, ADC และ A1070

★ การออกแบบพิเศษของ ALC Coolant-Through Drill:

1. ขอบสองชั้นสำหรับการเจาะพื้นผิวที่เรียบและการตัดตรงที่มีความแม่นยำสูง
2. การออกแบบที่มีความแข็งแกร่งสูงและพื้นที่กำจัดเศษที่ขยายใหญ่ขึ้น
3. การวางตำแหน่งด้านบนของขอบที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อความแม่นยำในการเจาะที่สูงขึ้น

AUE High-Feed U-Type เครื่องกัดปลายช่วยปรับปรุงอัตราการกำจัดวัสดุ (MRR) และผิวสำเร็จอย่างมากเนื่องจากการกำจัดเศษอย่างมีประสิทธิภาพด้วยความเร็วสูง ฟันที่แข็งแรงและมุมบรรเทาสองเท่าช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการทำงานที่โดดเด่น โดยเพิ่มขึ้น 100% เนื่องจากความแข็งของฟันที่เพิ่มขึ้น

★ คุณสมบัติหลักของ AUE Carbide End Mill:

1. ความเร็วในการตัดที่เร็วขึ้นเนื่องจาก MRR ที่เหนือกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทำร่อง
2. การออกแบบ U-type แบบป้อนสูงทำให้เหมาะสำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียมและทองแดง
3. ฟันที่แข็งแรงและมุมบรรเทาสองเท่า—ความแข็งของฟันที่เพิ่มขึ้นช่วยเพิ่มผลผลิต
4. การออกแบบฟันที่ปรับให้เหมาะสมกับโลหะผสม—ไม่ว่าจะหยาบหรือตกแต่ง ผิวสำเร็จจะดีขึ้นอย่างมากจากการกำจัดเศษอย่างมีประสิทธิภาพ