Latest End Mills
Especially for Die-Molds and Hard-to-ตัด Materials
By : T."Ted" Hayama  (General Manager-Engineering, Hitachi Tool Eng.,Ltd.)
เวชชกร ฤดีนรเวช.......แปล

การกัดงานโดยเฉพาะงาน Die-Molds นั้นเป็นงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง และผลิตอย่างมีประสิทธิภาพ
วัสดุที่นำมาใช้ผลิต Die- Molds นับวันต้องมีความแข็งเพิ่มมากขึ้นเพราะผู้ใช้งานมีวัตถุประสงค์เมื่อนำไปใช้งาน
แล้ว ต้องมีอายุการใช้งานได้นาน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต  ดังนั้นวัสดุที่ใช้ทำเครื่องมือตัด จึงต้องพัฒนา
ตามไปด้วย
       บทความนี้จะกล่าวถึง End mills รุ่นใหม่ ที่ถูกพัมนาขึ้นเพื่อยดประสิทธิภาพในการกัดงาน  ตลอดจนให้ความ
เที่ยงตรงสูงสำหรับงานผลิตที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง

1. ความเร็วในการตัดงาน (Machining production Speed)
        ความเร็วในการตัดงานหรือ ความเร็วในการผลิตงาน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ความเร็วใน
การตัดวัสดุออกไป  คิดเป็นปริมาตรต่อหน่วยเวลาหรือ เท่ากับประสิทธิภาพการผลิต   
ประสิทธิภาพการผลิต (Q) สามารถคำนวนได้จากสูตรนี้

Q	=	Ad x Rd x F /1000...............................1
Q	=	Machining Producetion Speed (CC/min)
Ad	=	Axial Depth of cut (mm.)
Rd	=	Radial Depth of cut (mm)
F	=	Feed Speed (mm./min)

ความเร็วตัด สามารถคำนวนได้จากสูตรนี้

v	=	¶ x D x N /1000...................................2
F	=	fZ x N x Z...........................................3
v	=	Cutting Speed (m/min)
D	=	Mill Diameter (mm)
N	=	Revolution Speed (r/min)
Fz	=	Feed per Tooth (mm/t)
Z	=	No. of Teeth

จากสมการที่ (1), (2), (3) สามารถคำนวนค่า Q ได้ดังนี้
Q        =        Ad x Rd x fZ x N x Z..........................4
จากสมการที่ 4 เห็นได้ว่า การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตหรือ ความเร็วในการตัดงานนั้นเกี่ยว
ข้องกับปัจจัย3 ประการ
        (1.) การเพิ่มความลึกในการกัด Ad (Axial Depth of Cut) และ Rd (Radial Depth of Cut)
        (2.) เพิ่มความเร็วในการป้อนตัด (Feed Speed) หรือ เพิ่มอัตราการป้อนตัดต่อฟัน fZ 
(Feed per teeth)
        (3.) เพิ่มความเร็วรอบของเครื่องมือตัด N (V)

2. ความเป็นไปได้หรือความยากง่ายในการกัดงาน (Machinability)
        ความยากง่ายในการกัดงานนั้น ชึ้นกับคุณสมบัติของวัสดุแต่ละชนิด สามารถจำแนกออกได้ ดังนี้
           1) ความแข็ง (Hardness)
           2) Tensile Rupture Strength
           3) Thermal Conductivity
           4) Chemical Composition
           5) Micro-Structure
           6) Degree of Cold Work
           7) Strain Hardenability
           8) Configuration and Dimensions of Workpiece
           9) Rigidity of the Workpiece
        ปัจจัยที่มีผลมากที่สุดคือ ความแข็ง และ ส่วนผสมทางเคมีของวัสดุที่จะกัด


3. วัสดุของเครื่องมือที่นำมาใช้ทำเครื่องมือกัด (Cutting Tool Materials)
        สามารถจัดออกเป็นกลุ่มต่างๆ คือ Super Hard Materials (Diamond, BN), Hard Materials(Ceramic,Cermet]


4. ปัจจัยอื่นๆ
     4.1 ความเร็วตัด (Cutting Speed) คือ ตัวแปรที่มีความสำคัญต่อความเร็วในการ
ผลิต  สามารถคำนวนได้จากความเร็วรอบ (N)
      4.2 ความเร็วในการป้อนตัด (Feed Speed) เป็นตัวแปรหนึ่งที่มีผลต่อความเร็วใน
การผลิต  คำนวนได้จาก อัตราการป้อนตัดต่อฟัน (Feed per tooth : fZ)
       4.3 การเบี่ยงเบนตัวของ End Mill (Deflection of End Mill) ขณะที่กัดงานทำให้
เกิดการเบี่ยงเบนตัวอันเนื่องจากแรงที่กระทำต่อคมตัด   ในการใช้งาน End Mill สิ่งต้อง
พิจารณาอันดับแรกคือ การจับยึดตัว End Mill และอัตราส่วนระหว่างความยาวคมตัด กับขนาด
เส้นผ่าสูนย์กลางของคมตัด

5. End Mill รุ่นใหม่ (Latest End Mills)
        ESM End Mill  :      
มีคุณสมบัติพิเศษในการต้านทานความร้อนและการสึกได้ดี ทำให้สามารถใช้งานได้ทนทาน
ในสภาพการกัดงานในรอบสูง และอายุการใช้งานมากกว่าEnd Mill ธรรมดา 
         Max 1  :       
ผลิตจากวัสดุ Cermet ที่มีความเหนียวสูง   เมื่อกัดงานผิวงานที่มีความมันวาวสูง ใช้งานที่รอบ
จัดมาก ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพการผลิตที่สูง และลดระยะเวลาในการทำงานลง
       'Century-Coat' End Mill  : 
มีการเคลือบผิวโลหะแบบหลายชั้น (Multi-Layer PVD Coating) มีความแข็งสูง และอายุการใช้
งานเพิ่มขึ้น 2-3 เท่าเมื่อเทียบกับขบวนการเคลือบโลหะแบบ PVD ที่เคลือบด้วย TiN ธรรมดา
      Epoch 21 End Mill  :    
ต้องการงานที่มีความเที่ยงตรงสูง  อายุการใช้งานที่ยาวนาน(มากกว่า 10 เท่า) โดยไม่แตกหัก
ใช้กัดวัสดุชิ้นงานที่แข็ง   ใช้กัดงานเชื่อม (Welded Parts & Dies)     ใช้กัดผิวงานที่ผ่านการ
ชุบแข็งแล้ว  ใช้กัดชิ้นส่วนอากาศยานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง    ใช้กับวัสดุพิเศษ เช่น
Inconel, Ti-Alloys   ต้องการความเร็วตัดและอัตราการป้อนตัดสุง 
        Ribstar End Mill  : 
ใช้กับงานในลักษณะของงานกัดร่องเทเปอร์ลึกๆ   โดยเฉพาะในงานแม่พิมพ์พลาสติก
      Hard Star End Mill  :    ผลิตขึ้นเพื่อกัดชิ้นงานที่มีความแข็งมากกว่า 60 HRC
      Carbide End Mill for Graphite EDM Electrodes (Graphite End Mill)  :
มีการนำทองแดงและกราไฟท์ มาใช้ทำแบบเพื่องาน EDM (Electrical Discharge Machining) ซึ่งในอนาคตจะมีการใช้กราไฟท์เพิ่มมากขึ้น   เนื่องจากกราไฟท์สามารถผลิตงานได้รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ

6. Indexable End Mill & Face Mill รุ่นใหม่
        UEX End Mill  :  
 เป็น End Mill ชนิดใส่ Inserts โดยตัว Inserts มี Chip-breakers และมีมุมคมตัดที่คม  เพื่อลด
แรงต้านขณะกัดงาน
        AJU End Mill  :
เป็น End Mill ชนิดใส่ Inserts ชนิด Center Cut สามารถใช้งานได้กว้างมากเหมาะอย่างยิ่งเมื่อ
นำมาใช้ในเครื่อง N/C และ M/C    การทำงานของ AJU นอกจากจะทำงานได้ครอบคลุมงานของ END Mill ทั่วไปแล้ว ยังทำงานในลักษณะของงานเจาะคว้าน ขุด และกัดขึ้นรูปได้ด้วย
        a-Tough Mill   :
เป็น End Mill ชนิดใส่ Inserts :  a-Tough Mill ที่มีขนาด 16-32 ม.ม. มีการออกแบบให้คมตัด
เลื้อยไปทางด้านซ้ายของตัว End Mill ด้วยเหตุผลของความสัมพันธ์ระหว่างแรงต้านขณะกัดงาน (Cutting Force)และความมั่นคงของตัว End Mill
        a-Ball Milll  :
a-Ball End Mill รุ่น BCF ใช้กัดงานในลักษณะ Semifinishing ขนาดของBCFที่ผลิตอยู่มีขนาดเส้น
ผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 20-50 มิลลิเมตร
        a-Ball Precision  End Mill ABP  :
เป็น Ball End Mill ชนิดใส่ Inserts ที่มีความเที่ยงตรงสูงสามารถทำงานในขั้นผิวสำเร็จ          
คุณสมบัติเฉพาะ : 1.) คมกัดตอนปลายหัวมนออกเป็นแบบ S-curve ทำให้กัดงานได้นุ่มนวล 
เกิดแรงสะท้านน้อย    2.) High-precision accuracy of ball end: Radius tolerance :+,-0.03 
mm.Tolerance on Mill Diameter : 0, -0.05 mm.   3.) ตัว Insert ถูกจับยึดด้วยสกูร 2 แบบ
ควบคุมความเที่ยงตรงขณะถอดเปลี่ยนด้วยร่อง V ที่ตัวด้ามและเข้ากันพอดีกับปลาย Insert 
ด้ารตรงข้ามปลายมน    4.) เกรดของ Insert เป็นชนิด Century-Coated Carbide  PC20M) 
อายุการใช้งานมากกว่า 2-3 เท่า เมื่อเทียบกับ TiN-coated Carbide
        a -Facr Mill  :
Face Mill แบ่งออกเป็น 3 ชนิดคือ a45, a70, a90   :   Face Mill ในกลุ่มของ a มีลักษณะ
ประจำกลุ่ม  คือ ใช้ Insert ที่มีคมตัดสูง  แรงต้านขณะทำงานน้อย มีน้ำหนักเบา   
Face Mill มีการพัฒนารูปแบบจาก Negative Rake (SNXX Insert) ไปเป็น Positive Rake
(SDXX Insert and  SPXX  Insert) และ Hight-Rake (SEXX Insert) จุดประสงค์คือ  ลดแรงสะท้านขณะทำงาน
       b 45 Face Mill  :
b 45 Face Mill เป็น Face Mill รุ่นใหม่ที่พัฒนาขึ้นเพื่อใช้สำหรับเครื่องจักรที่มีแรงม้าต่ำจน
ถึงเครื่องที่มีขนาดแรงม้าสูง เพื่อ ปาดงานที่นุ่มนวล ปราศจากแรงสะท้าน                           
ข้อบ่งใช้ :  1) ใช้งานบนเครื่องมิลลิ่งขนาดเล็ก รวมทั้งเครื่อง MC    
                2) หัวมิลลิ่งรุ่นนี้ ผลิตจากเหล็กหล่อ Ductile (ADI : Austenite Ductile Cast Iron) มีคุณสมบัติพิเศษในการดูดซับแรงสะท้านได้ดี
                3) ใช้ Insert SNNF13T3TN ซึ่งประหยัดกว่า เนื่องจากใช้งานถึง 8 มุม   
                4) ทำงานในลักษณะผิวสำเร็จ เมื่อใช้ Insert เกรด CH550                  
                5) สามารถกัดงานด้านข้างในลักษณะของการกัดบ่าฉากเช่นเดียวกับ a45
        a-Chamfering Cutter CPC  :
เป็น Chamfer Cutter ชนิดใส่ Insert ที่มีมุมกัดแตกต่างกันอยู่ 3 ชนิดคือ 30º, 45º, 60 º และสามารถทำงานในลักษณะของการทำ Chamfer ขอบชิ้นงานในรูปแบบต่างๆ