436304 AUTOMOTIVE PRODUCTION ENGINEERING AUTOMOTIVE PART MACHINING & TRIMMING

MACHINING & TRIMMING • MACHINING คือ การสร้าง รู ปทรงของชิ้นงานที่ตอ้ งการโดยการ ตัดเฉื อนเนื้อวัสดุออก โดยใช้ Cutting tool แบบต่างๆ และ ไม่มีการเปลี่ยนรู ปวัสดุทางโครงสร้าง ภายใน(microstructure)

MACHINING & TRIMMING • TRIMMING คือ การตัดฉื อน ชิ้นงานโลหะแผ่นตามรู ปร่ างที่ ต้องการโดยใช้การ ปั๊มตัด หรื อการ ใช้เลเซอร์ 2 หรื อ 3 มิติในการตัดขึ้น รู ป

MACHINING CLASSIFICATION • Turning • • • • •

• Milling

Baring Facing Boring Threading Parting

• • • • •

Facing Plunging Drilling Threading Reaming

New Technology -Combine turning &milling -Laser surface hardening

MACHINING CLASSIFICATION Other process • • • •

Honing Broaching Gear cutting Grinding

Cutting tool materials HIGH SPEED STEEL เป็ นโลหะที่มีความแข็งแรงสูง โดยมีส่วนผสม หลักคือ C , Cr , Mo , W , V , Co , Mn และ Si ที่ให้ความแข็งแรง ทนทาน การเสี ยดสี ได้สูงกว่า High Carbon Steel และสามารถรักษาความแข็งแรงไว้ได้ ในอุณหภูมิสูงซึ่งเป็ น temper temperature สาหรับ High Carbon Steel

โดย HSS ดังกล่าวมีอยูห่ ลายชนิด โดยปัจจุบนั ที่นิยมใช้มากที่สุด คือ M35 และ M42 โดยมีส่วนผสมของ Co 5% และ 8% ตามลาดับ โดย Co จะช่วยให้มี คุณสมบัติทนความร้อนได้ดีข้ ึน รักษาคมตัดได้นานกว่าเกรดทัว่ ไป โดยมีชื่อย่อว่า HSS-Co

TUNGSTEN CARBIDE TUNGSTEN CARBIDE เป็ นโลหะผสม ที่มีธาตุหลักเป็ นTungsten และ Carbon มีความแข็งแรงสูง แต่เปราะสามารถทนความร้อน ได้สูงกว่า HSS และ HSS-Co มากจึงนิยม ใช้เป็ น cutting tool โดยสามารถ เจียรนัยให้ เป็ นคมตัดได้ตามความต้องการแต่ดว้ ยราคาที่สูงทา ให้มีการผลิตในลักษณะ carbide brazed เป็ นการบัดกรี ชิ้นคาร์ไบด์ขนาดเล็กเข้ากับด้ามที่ เป็ นเหล็ก ด้วยทองเหลืองเพื่อลดต้นทุน หรื อการ ผลิตเป็ นเม็ด insert เพื่อให้ง่ายต่อการเปลี่ยนโดย ใช้กบั ด้ามที่มีลกั ษณะเฉพาะ และ สามารถใช้ได้ หลายด้านโดยไม่ตอ้ งลับรวมทั้งการขึ้นรู ปทั้งชิ้น เพื่อประสิ ทธิภาพในการใช้งาน

• ตัวอย่างมีดกลึงที่ใช้การบัดกรี ชิ้นคาร์ ไบด์เข้ากับเหล็ก • ตัวอย่างดอกสว่านที่ใช้การบัดกรี ชิ้น คาร์ไบด์เข้ากับเหล็กที่ข้ ึนรู ปเป็ นรู ป ดอกสว่าน

Diamond

เพชรเป็ นวัสดุที่ แข็งที่สุดเหมาะที่จะนามาใช้สาหรับ การmachine โลหะประเภท Non-Ferrous จาพวก Aluminium เนื่องจากผิวที่ได้มี ความเรี ยบเงางามเช่น การปาดฝาสูบ หรื อล้อแม็ก แต่เพชรที่นามาใช้น้ นั จะ เป็ นเพชรสังเคราะห์ที่ผลิตเลียนแบบ การเกิดตามธรรมชาติโดยการกดอัดที่ อุณหภูมิและความดันสูง เป็ น Polycrystalline Diamond (PCD)

นามาบัดกรี เป็ นส่ วนปลายของเม็ด insert และยังมีการ เคลือบผิวอีกด้วยในบางยีห่ อ้ หรื ออาจเป็ นCVD diamond Coated Carbide โดยเม็ดมีดพื้นฐานจะ เป็ น Tungsten Carbide แล้วเคลือบผิวด้วยเพชร หนา6-8 ไมครอนทั้งเม็ดใช้สาหรับ Non-Ferrous Matl.

CERAMIC เป็ นวัสดุคมตัดที่ ประกอบด้วย Aluminium Oxide เป็ น หลักโดยอาจมี Zirconium Oxide เพื่อ เพิ่มความทนทาน เหมาะกับการ Machine เหล็กหล่อและเหล็กกล้าด้วย ความเร็ วรอบสูงโดยไม่ตอ้ งการ การ หล่อเย็น

Cubic Boron Nitride (CBN) เป็ นวัสดุที่แข็งรองลงมาจาก

เพชรทนความร้อนสูงและทนการสึ กหรอได้ดี ใช้สาหรับการMachine เก็บผิวโลหะจาพวก เหล็กกล้า และเหล็กหล่อที่ผา่ นการอบชุบ มาแล้ว

Cermet เป็ น composite ที่มีส่วนประกอบระหว่าง ceramic และ metal โดยถูกผลิตขึ้น เพื่อให้ได้คุณสมบัติระหว่าง เซรามิกที่มี ความแข็งและทนความร้อนสูง โดยใช้ โลหะจาพวกโคบอลท์บริ สุทธิ์ เป็ นวัสดุ เชื่อมประสานซึ่งจะมีปริ มาณของโลหะ เพียง 20% โดยปริ มาตร การทาเม็ด Insert cermet นี้ จะผลิตให้มีขอบคม หมายถึงการ Machine หมายถึงใช้แรง ในการตัดเฉื อนชิ้นงานที่นอ้ ยลง ส่ วนผล ต่อคุณภาพผิวที่ดีข้ ึน material

การเพิ่มประสิ ทธิภาพ เนื่องจากเทคโนโลยีการ Machined ที่กา้ วหน้ารวมทั้งการสร้าง เครื่ องจักรที่มีความสามารถในการทางานที่สูงด้วยเหตุผลความต้องการ ลดเวลาในการผลิต จากเครื่ องทัว่ ไปที่สามารถใช้ความเร็ วในการทางาน เพียง1,000 – 2,000 รอบต่อนาที ก็พฒั นาเป็ น 10,000- 36,000 (ขึ้นอยู่ กับผูผ้ ลิต) ดังนั้นจึงจาเป็ นต้องพัฒนา cutting tool ที่สามารถ รองรับความเร็ วในการ Machined ที่สูงขึ้นได้ดว้ ยเช่นกัน โดยสิ่ งที่ สามารถใช้สาหรับการเพิ่มประสิ ทธิภาพของ cutting tool ในที่น้ ี จะกล่าวถึงการ surface coating

Surface Coating • TiN (Titanium Nitride) สี ทอง 85 Rc • TiC (Titanium Carbide) สี เทาเข้ม • TiCN (Titanium Carbide Nitride) • TiAlN (Titanium Aluminium Nitride) สี ม่วงดา • DLC (Diamond like Coating) โดย Surface Coating นี้สามารถใช้ได้กบั วัสดุตดั เฉือนเกือบทุก ชนิดโดยการ Coating ผิวนี้จะทาให้ผวิ ลื่นลดแรงเสี ยดทาน และทนอุณหภูมิ ได้สูงขึ้น

ตัวอย่างชิ้นงานที่ใช้ surface coating • เม็ดมีด Tungsten Carbide ที่ยงั ไม่ได้ผา่ นการเคลือบผิว

• เม็ดมีด Tungsten Carbide ที่ผา่ นการเคลือบผิวแล้ว

ตัวอย่างชิ้นงานที่ใช้ surface coating

Turning Turning เป็ นการขึ้นรู ปชิ้นงานที่มี ความสมมาตรรอบแกน โดยชิ้นงาน จะเป็ นส่ วนที่หมุนและ cutting tool จะเคลื่อนที่เข้าตัดเฉื อนเป็ น รู ปร่ างต่างๆ • Baring การกลึงปอกผิว • Insert Holder ที่ใช้สาหรับ งานกลึง

• Facing การกลึงปาดหน้า • Insert Holder ที่ใช้สาหรับ งานกลึงปาดหน้า

• Boring เป็ นการกลึงคว้านนาเนื้อ ของชิ้นงานออก • Insert Holder ที่ใช้สาหรับ งานกลึงคว้าน

Threading เป็ นการสร้างเกลียว บนเนื้อโลหะด้วยการกลึงการหมุน ของหัวจับและการเคลื่อนที่ของมีด จะต้องสัมพันธ์กนั

Grooving & Parting

เป็ นการเซาะร่ องเพื่อการใส่ แหวน เช่น ลูกสูบ หรื อ ซีลโอริ ง อาจเป็ นการตัดเมื่อเดิน มีดเข้าลึกจนถึง center

Milling • Milling เป็ นการขึ้นรู ปชิ้นงาน ด้วยการตัดเฉื อน โดยชิ้นงานจะถูกยึด ติดกับโต๊ะงานหรื อ Jig cutting tool จะเป็ นส่ วนที่หมุนกัดเนื้อ ชิ้นงาน

การกัดแบบ PLUNGING จะ เป็ นการกัดโดยการแทงลงตาม แนวแกนของดอกกัด มักจะใช้ สาหรับการขึ้นรู ปหยาบ สามารถตัด เฉื อนเนื้อของชิ้นงานออกได้อย่าง รวดเร็ ว

Facing เป็ นการปาดผิวของ ชิ้นงานให้เรี ยบเสมอกันเช่น การปาด ฝาสูบ การปาดเสื้ อสูบ การปาดเสื้ อ เกียร์ดงั ภาพ

หัว Face milling ขนาดใหญ่ จะใช้สาหรับการปาดที่ตอ้ งการความ เรี ยบสูง เช่น ฝาสูบ หรื อ เสื้ อสูบ ดังนั้นในการตั้งระดับของเม็ดมีดจะมี ผลอย่างมากในการกาหนดคุณภาพ ของผิวที่ได้ รวมทั้งความเอียงของ เพลาของหัวกัดด้วยเช่นกัน (อธิบาย เพิม่ เติม)

• Drilling เป็ นการเจาะชิ้นงานด้วย ดอกเจาะที่มีหลายรู ปแบบ เช่นดอก สว่านทัว่ ไป ดอกสว่าน carbide ดอกสว่านที่ใช้ Insert carbide ในการเจาะหลายขนาด ซ้อนกัน Step drill ก็มีการใช้ ดอกชนิดพิเศษที่ทาขึ้นเพื่อ เจาะได้ใน ครั้งเดียวเพื่อประหยัดเวลา สาหรับ การเจาะรู ที่มีความลึกและยาวจะใช้ gun drill

Drilling

• THREADING เป็ นการสร้างเกลียว ขึ้นบนชิ้นงานโดย ใช้คมตัดที่เป็ น ดอกที่ พอดีกบั ขนาดของตัว bolt มีท้ งั แบบตัด เนื้อออก และ แบบ form tap ที่ใช้ ความแข็งของดอก tap ในการหมุนผ่าน เนื้อคล้ายการขันเกลียวโดยเนื้อโลหะจะ เปลี่ยนรู ปตามลักษณะของดอกเกิดเป็ น เกลียว นอกจากนี้ยงั มีดอกกัดเกลียวที่จะใช้ วิธีการหมุนตัดเกลียวแบบ ramping คือหมุนควงเป็ นเกลียว

• REAMING เป็ นการเก็บผิว ด้วยคมตัดที่เจียรนัยจนเรี ยบโดยมีคม ตัดหลายชุดที่มีขนาดแน่นอนใช้คว้าน รู ที่ถกู เจาะให้มีขนาดเท่ากับขนาดที่ ต้องการ โดยขนาดของรู เจาะจะเล็ก กว่าขนาดที่ตอ้ งการเล็กน้อย

Honing • Honing เป็ นการขัดผิวรู ดา้ นใน เช่น กระบอกสูบ , master cylinder , brake servo โดยการขัดนี้จะกระทาโดยใช้ฝักหิ น ขัดที่มีแรงของสปริ งดันให้กดกับ พื้นผิวของกระบอกอยูเ่ สมอ หลังจาก ผ่านการขัดแล้วจะทาให้เกิดลายตัด กัน เพื่อช่วยเป็ นร่ องเก็บ น้ ามันหล่อลื่น

การ honing โดยใช้ honing head แบบใช้สว่านต้องอาศัย ทักษะของผูท้ าเนื่องจากคุณภาพของ ผิวจะขึ้นอยูก่ บั การเคลื่อนที่ข้ ึนลง ตลอดกระบอกที่สม่าเสมอ

Cross Hatch

Cross Hatch

TRIMMING เนื่องจากชิ้นส่ วนรถยนต์ที่ตอ้ งขึ้นรู ป จากโลหะแผ่นจะต้องผลิตมาจาก coil ของโลหะแผ่นซึ่งหลังจากการ ปั๊มขึ้นรู ปจะมีส่วนเกินของชิ้นส่ วนที่ ไม่ได้ใช้ประโยชน์จึงจาเป็ นต้องมี การตัดออก โดยการตัดออกนี้จะ เรี ยกว่าการ Trimming ที่ สามารถทาได้หลายวิธี - การปั๊มตัด - การใช้เลเซอร์ตดั

การปั๊ มตัด การปั๊มตัดนั้นอาจกระทาได้ในหลาย ขั้นตอนของการขึ้นรู ป เช่น อาจเป็ น การตัดขณะที่ปั๊มขึ้นรู ป(ใช้วธิ ิน้ ีเป็ น ส่ วนใหญ่) หรื ออาจเป็ นการตัด หลังจากการปั๊มขึ้นรู ปแล้ว เช่น ใน ชิ้นส่ วนที่เป็ น deep drawn อาจมีการดึงเนื้อโลหะในส่ วนที่อยู่ นอกขอบเขตของชิ้นงานเข้ามาด้วย ระหว่างการปั๊ม

• การ Trim ชิ้นงานด้วยเลเซอร์ จะ ใช้ CO2 LASER ในการตัด โดยแหล่งกาเนิดเลเซอร์ที่มีกาลังสู ง โฟกัสลงไปที่จุดที่ตอ้ งการ พลังงาน จากแสงเลเซอร์จะหลอมละลายเป็ น พื้นที่ขนาดเล็กและใช้แรงดันของลา ก๊าซ ออกซิเจนแรงดันสูงเป่ าให้โลหะ หลอมละลายหลุดออกไปตามแนว การเคลื่อนที่ของหัวเลเซอร์ โดยลา ของก๊าซแรงดันสูงจะร่ วมศูนย์กลาง กับลาแสงเลเซอร์

เครื่ องตัดด้วยเลเซอร์ 2 มิติ • เป็ นการตัดชิ้นงานที่มี ระนาบการตัดเป็ น ระดับเดียวกันโดย ชิ้นงานอาจเป็ น 3 มิติก็ ได้

ตัวอย่างการตัดด้วยเลเซอร์ 2 มิติ

เครื่ องตัดด้วยเลเซอร์ 3 มิติ • การตัดด้วยเลเซอร์ 3 มิติน้ นั มีอยู่ หลายแบบด้วยกันขึ้นอยูก่ บั การ ประยุกต์ใช้งาน โดยหลักๆจะเป็ น เครื่ องเหมือนกับเครื่ องแบบ 2 มิติ แต่ หัวตัดสามารถเอียงทามุมต่างๆได้ อีก ลักษณะคือ ประกอบหัวตัดเข้ากับ แขนหุ่นยนต์ที่ให้ความอิสระในการ เคลื่อนที่มากกว่า

การตัดด้วยเลเซอร์ 3มิติบนแขนหุ่นยนต์

การตัดชิ้นงานด้วยเลเซอร์ที่ ติดตั้งบนแขนหุ่นยนต์มี ข้อดีคือ สามารถใช้งานได้ หลากหลายกว่าเนื่องจาก ความสามารถในการ เคลื่อนที่ไปในทิศทางต่างๆ ได้มากกว่าแบบเป็ นเครื่ อง ตั้งพื้นทัว่ ไป

ขอขอบคุณทีใ่ ห้ ความสนใจ