ความลึกของการตัดในงานตัดเฉือน: คำจำกัดความ และวิธีการคำนวณ

เมื่อคุณเลือกการกลึง CNC เพื่อผลิตชิ้นส่วน พารามิเตอร์สำคัญหลายประการจะกำหนดคุณภาพขั้นสุดท้ายของผลิตภัณฑ์ โดยหนึ่งในนั้น ความลึกของการตัด (DOC) มีบทบาทสำคัญ นอกจากอัตราป้อนและความเร็วในการตัดแล้ว ความลึกของการตัดยังมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการตัด การตกแต่งพื้นผิว และอายุการใช้งานของเครื่องมือ

คู่มือที่ครอบคลุมนี้จะอธิบายว่าความลึกของการตัดคืออะไร เหตุใดจึงมีความสำคัญ เกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์การตัดเฉือนอื่นอย่างไร และคุณจะคำนวณได้อย่างแม่นยำอย่างไร

ความลึกของการตัดในงานกลึงคืออะไร?

ความลึกของการตัดอธิบายถึงระยะที่เครื่องมือตัดเจาะเข้าไปใต้พื้นผิวชิ้นงานในแต่ละครั้ง เมื่อเครื่องมือเคลื่อนที่ไปด้านข้าง (เช่น ขณะกลึง) หรือหมุนในขณะที่ชิ้นส่วนอยู่นิ่ง (เช่น ขณะกัด) เครื่องมือจะขจัดชั้นของวัสดุที่มีความหนาเท่ากับ DOC ลองนึกภาพว่าคุณกำลังหั่นชีสเป็นแผ่นบางๆ ความหนาของชีสที่หั่นนั้นก็คือความลึกของการตัด

ในการกัด เครื่องมือที่หมุนจะเคลื่อนตัวลงไปในวัสดุด้วยระยะทางที่กำหนด ในงานกลึง เครื่องมือตัดแบบคงที่จะเคลื่อนตัวไปข้างหน้าในแนวรัศมีเข้าไปในชิ้นงานที่หมุนด้วยระยะทางที่กำหนด ผู้ผลิตซีเอ็นซี แสดงความลึกของการตัดเป็นมิลลิเมตร (มม.) หรือนิ้ว (นิ้ว) ค่าทั่วไปสำหรับการตัดโลหะมีตั้งแต่ 0.1 มม. ถึง 2 มม. ต่อรอบ

ประเภทของความลึกของการตัด

การดำเนินการตัดเกี่ยวข้องกับความลึกของการตัดสองประเภทหลัก

ประเภท	ตัวย่อ	ทิศทาง	หรือที่เรียกว่า
ความลึกของการตัดในแนวรัศมี	กรมปศุสัตว์	ตั้งฉากกับแกนของเครื่องมือ	สเต็ปโอเวอร์ ความกว้างที่ตัด
ความลึกของการตัดตามแนวแกน	อคส	ตามแกนของเครื่องมือแนวตั้งลงในวัสดุ	ก้าวลง ตัดลึก

ความลึกในการตัดแนวรัศมีวัดระยะที่เครื่องมือสัมผัสกับชิ้นงานจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง ความลึกในการตัดแนวแกนวัดระยะที่เครื่องมือจุ่มลงในชิ้นส่วน ค่าทั้งสองค่านี้มีผลต่ออัตราการกำจัดวัสดุและแรงตัด

เหตุใดการควบคุมความลึกของการตัดจึงมีความสำคัญ

การควบคุมความลึกของการตัดถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทั้งประสิทธิภาพและคุณภาพ หากความลึกตื้นเกินไป กระบวนการอาจไม่มีประสิทธิภาพ หากความลึกมากเกินไป อาจทำให้เครื่องมือเสียหาย วัสดุร้อนเกินไป หรือทำให้พื้นผิวไม่สวยงาม

เหตุผลที่ DOC มีความสำคัญมีหลายประการดังนี้:

• การสึกหรอของเครื่องมือจะเพิ่มขึ้นเมื่อมี DOC มากขึ้น: การตัดที่ลึกกว่านั้นจะต้องอาศัยแรงที่มากขึ้นและก่อให้เกิดความร้อนที่ปลายเครื่องมือ ซึ่งอาจทำให้เครื่องมือสึกหรอได้เร็วขึ้นมาก
• พื้นผิวสำเร็จรูปได้รับผลกระทบ: เมื่อ DOC สูงเกินไป อาจทำให้พื้นผิวขรุขระหรือไม่เรียบ เนื่องจากการสั่นสะเทือน การสะสมของเศษวัสดุ หรือการเบี่ยงเบน
• ความเสี่ยงจากขอบที่สร้างขึ้น (BUE): โดยเฉพาะในโลหะอ่อน เช่น อะลูมิเนียม DOC ที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดการก่อตัวของ BUE ซึ่งวัสดุจะเกาะติดกับเครื่องมือจนทำให้พื้นผิวบิดเบี้ยว
• ความแม่นยำของมิติอาจลดลง: ความลึกของการตัดที่มากขึ้นจะเพิ่มความเครียดให้กับทั้งเครื่องมือและชิ้นงาน ซึ่งอาจนำไปสู่การเบี่ยงเบนหรือบิดเบี้ยวได้

ตัวอย่าง: ในการกลึงโลหะอ่อน การเกิด BUE ที่ไม่ได้รับการควบคุมอาจทิ้งพื้นผิวที่หยาบ และนำไปสู่ความล้มเหลวของเครื่องมือได้หาก DOC ไม่ได้รับการตั้งค่าอย่างถูกต้อง

ความลึกของการตัดส่งผลต่อตัวแปรการตัดเฉือนอื่นๆ อย่างไร

แม้ว่าความลึกของการตัดจะถูกตั้งค่าด้วยมือหรือผ่าน G-รหัสมันโต้ตอบกับปัจจัยการตัดเฉือนอื่นๆ ในลักษณะที่มีความหมาย คุณต้องสร้างสมดุลทั้งหมดนี้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

ความเร็วตัดและอัตราการป้อน

ความเร็วการตัด (ความเร็วพื้นผิวของเครื่องมือ) และอัตราป้อน (การเคลื่อนที่ของเครื่องมือต่อรอบ) ต่างทำงานร่วมกันกับความลึกของการตัดเพื่อกำหนดอัตราการขจัดวัสดุ (MRR) การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์หนึ่งจะส่งผลต่อพารามิเตอร์อื่นๆ ตัวอย่างเช่น หาก DOC เพิ่มขึ้น อาจจำเป็นต้องลดอัตราป้อนหรือความเร็วเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เครื่องมือร้อนเกินไป

การระบายความร้อนและการหล่อลื่น

สารหล่อเย็นสามารถช่วยจัดการอุณหภูมิในบริเวณการตัดได้ แต่ที่น่าสนใจคือ การใช้สารหล่อเย็นมากเกินไปที่ความลึกของการตัดต่ำอาจทำให้เครื่องมือสึกหรอมากขึ้น นั่นเป็นเพราะสารหล่อเย็นอาจทำให้เศษโลหะม้วนงอแน่นและกักเก็บความร้อนไว้ที่ส่วนต่อประสานของเครื่องมือ ในกรณีดังกล่าว การใช้ตัวตัดเศษโลหะอาจมีประสิทธิภาพมากกว่าการเติมสารหล่อเย็นเพียงอย่างเดียว

มุมคราดและประเภทวัสดุ

วัสดุบางชนิด เช่น เทอร์โมพลาสติก ไวต่อความร้อน เมื่อตัดเฉือนวัสดุดังกล่าว จะต้องปรับมุมเอียงของเครื่องมือและความลึกของการตัดอย่างระมัดระวัง เพื่อป้องกันการเสียรูปเนื่องจากความร้อนและเศษวัสดุเหนียว

เครื่องมือเรขาคณิตและ DOC

มุมเอียงของเครื่องมือตัดและความเร็วในการตัดจะต้องสมดุลกับความลึกของการตัด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อต้องตัดพลาสติกหรือโลหะอ่อน วัสดุเหล่านี้ไวต่อความร้อนและการเสียรูปมากกว่า และการใช้ DOC ที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดเศษเหนียวหรือเครื่องมือติดได้

วิธีการคำนวณความลึกของการตัด

วิธีคำนวณ DOC ขึ้นอยู่กับประเภทของกระบวนการตัดเฉือน เช่น การกลึงหรือการกัด

ก่อนที่คุณจะคำนวณความลึกของการตัด คุณต้องตัดสินใจ:

1. กระบวนการตัดเฉือน: งานกัด งานกลึง งานเจาะ ฯลฯ
2. วัสดุชิ้นงาน: เหล็ก, อลูมิเนียม, พลาสติก, ฯลฯ.
3. วัสดุเครื่องมือและการเคลือบผิว:คาร์ไบด์ เหล็กความเร็วสูง (HSS) แบบเพชร ฯลฯ
4. ความสามารถของเครื่อง: กำลังแกนหมุนสูงสุด ความแข็งแกร่ง และขีดจำกัดการเคลื่อนที่
5. พื้นผิวที่ต้องการ:ค่าความหยาบหรือช่วงค่าความคลาดเคลื่อน

การดำเนินการกลึง

In การกลึงชิ้นงานจะหมุนในขณะที่เครื่องมือเคลื่อนที่ในแนวรัศมี ความลึกของการตัดคือระยะห่างจากพื้นผิวด้านนอกไปยังพื้นผิวที่ตัด การสัมผัสในแนวรัศมีเท่ากับ DOC ช่างเครื่องคำนวณ DOC จากปริมาณวัสดุที่กำจัดออกในแต่ละครั้ง:

• เรื่อง: เส้นทางเครื่องมือ
• การดำเนินการ: เคลื่อนเข้าเป็นส่วนหนึ่งโดยระยะห่างเชิงรัศมี
• ผลลัพธ์: สร้างชิปที่มีความหนาเท่ากับ DOC

ตัวอย่างการคำนวณ:
แท่งเหล็กสามารถหมุนได้ตั้งแต่เส้นผ่านศูนย์กลาง 50.0 มม. ถึง 48.0 มม. DOC ต่อรอบคือ:

DOC=(50.0−48.0)/2=1.0 มม.

พารามิเตอร์	ความคุ้มค่า
เส้นผ่านศูนย์กลางเริ่มต้น	50.0 มม
เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย	48.0 มม
ความลึกของการตัด (ต่อรอบ)	1.0 มม

งานกัด

In เครื่องจักรกัดเครื่องมือจะหมุนในขณะที่ชิ้นงานยังคงอยู่กับที่ ความลึกของการตัดคือความลึกที่เครื่องมือเจาะเข้าไปในวัสดุในแนวตั้ง

โดยทั่วไปแล้ว การกัดจะมีความลึกอยู่ 2 ทิศทาง:

• ความลึกตัดตามแนวแกน – ความลึกตามแกนแกนหมุน
• ความลึกในการตัดแบบรัศมี – ความลึกที่ตั้งฉากกับแกนแกนหมุน

แม้ว่าจะไม่มีสูตรตายตัวสำหรับการกัด DOC แต่หลักเกณฑ์ทั่วไปก็คือ:

• สำหรับเครื่องมือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 20 มม. DOC มักจะถูกตั้งไว้ที่ 4 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ
• สำหรับเครื่องมือที่มีขนาดเล็กกว่า 20 มม. DOC อาจเพิ่มขึ้นเป็น 10 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ ขึ้นอยู่กับความแข็งของการตั้งค่า

ตรวจสอบให้แน่ใจเสมอว่าเครื่องจักรของคุณสามารถรองรับแรงที่เกิดจากค่าเหล่านี้ได้

ความลึกของการตัดโดยทั่วไปในกระบวนการทั่วไป

ความลึกของการตัดแตกต่างกันมาก การดำเนินงานของเครื่องจักรตารางต่อไปนี้สรุปช่วงทั่วไป:

กระบวนการ	ช่วงความลึกโดยทั่วไป (มม.)	หมายเหตุ :
การหมุน	0.5 - 3.0	ขึ้นอยู่กับความแข็งของชิ้นงาน
การกัดหน้า	0.5 - 10.0	กำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางและกำลังของเครื่องตัด
การกัดอุปกรณ์ต่อพ่วง	1.0 - 5.0	สูงกว่าสำหรับงานหยาบ ต่ำกว่าสำหรับงานตกแต่ง
ช่องแคบ	0.1 - 3.0	เล็กลงสำหรับช่องแคบ
เจาะ	ความลึกของหลุมเต็ม	ควบคุมด้วยความยาวของสว่าน
ที่บด	0.01 - 0.1	ตื้นมากสำหรับความแม่นยำ
เจาะ	0.05 - 0.5	ขึ้นอยู่กับรูปทรงของฟันเจาะ
การวางแผน/การขึ้นรูป	0.2 - 5.0	แตกต่างกันไปตามวัสดุและเครื่องมือ
EDM	ตัวแปร	ตั้งค่าต่อพัลส์และความลึกรวมที่ต้องการ

การตั้งค่าความลึกของการตัด: คำแนะนำทีละขั้นตอน

BOYI TECHNOLOGY ขอแนะนำเวิร์กโฟลว์ต่อไปนี้เพื่อเลือกความลึกการตัดเริ่มต้น:

1. อ่านช่วงที่แนะนำของผู้ผลิตเครื่องมือ
2. ตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุและรูปทรงของชิ้นงาน
3. พิจารณาความสามารถของเครื่องจักรและสถานะการบำรุงรักษาล่าสุด
4. ป้อนความลึกที่เหมาะสมในการตัดทดสอบครั้งแรก
5. ดำเนินการทดสอบ จากนั้นวัดการสึกหรอของเครื่องมือ ผิวสำเร็จ และขนาดของชิ้นส่วน
6. เพิ่มหรือลดความลึกทีละน้อยจนกระทั่งผลลัพธ์ตรงกับเป้าหมาย
7. ล็อคพารามิเตอร์สุดท้ายและบันทึกไว้สำหรับงานที่ทำซ้ำ

ความหนาของเศษโลหะเทียบกับความลึกของการตัด

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยอย่างหนึ่งคือ ความหนาของเศษโลหะจะเท่ากับความลึกของการตัด ในความเป็นจริง ความหนาของเศษโลหะมักจะมากกว่าความลึกของการตัด

ในระหว่างการตัด วัสดุจะถูกเฉือนตามระนาบเฉือน ซึ่งจะทำให้เศษวัสดุถูกบีบอัดและหนาขึ้นกว่าชั้นที่ยังไม่ได้ตัด หรือที่เรียกว่า DOC

มาใช้คำจำกัดความกันหน่อย:

• ความลึกของการตัด (t₀):ระยะทางปกติที่ปลายเครื่องมือเคลื่อนเข้าไปในวัสดุ
• ความหนาของชิป (tₐ):ความหนาของริบบิ้นหรือเศษโลหะหลังจากที่ถูกตัดออกจากชิ้นงาน

เนื่องจากแรงเฉือนที่คมตัด ความหนาของเศษจึงมักจะเป็น มากขึ้น มากกว่าความลึกของการตัด เนื่องจากวัสดุจะเสียรูปและบีบอัดก่อนที่จะแยกออกจากกัน

อัตราส่วนความหนาของเศษ (อัตราส่วนการตัด):

อัตราส่วนระหว่างความลึกของการตัดกับความหนาของเศษเรียกว่าอัตราส่วนการตัด (r):

r = DOC / ความหนาของชิป

อัตราส่วนที่ต่ำลงบ่งชี้ถึงการบีบอัดวัสดุที่มากขึ้น ซึ่งมักส่งผลให้เกิดความร้อนมากขึ้นและเครื่องมือสึกหรอมากขึ้น

ผลกระทบของมุมเฉือนและมุมคาย

ในระหว่างการเฉือน เศษโลหะจะบีบอัดและเลื่อนไปบนหน้าคราด รูปทรงต่างๆ จะให้ผลลัพธ์ดังนี้:

ที่ไหน:

• ϕ คือมุมระนาบเฉือน
• α คือมุมเอียงของเครื่องมือ

มุมคายที่ใหญ่ขึ้น α จะเพิ่มมุมเฉือน ϕ และลดแรงตัด แต่ก็จะเปลี่ยนแปลงความหนาของเศษด้วยเช่นกัน

ความเชื่อมโยงระหว่างความลึกของการตัด แรงตัด และกำลัง

เมื่อค่า DOC เพิ่มขึ้น แรงที่กระทำต่อเครื่องมือและเครื่องจักรก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย การคำนวณแรงเหล่านี้จะช่วยให้กำหนดได้ว่าเครื่องมือหรือเครื่องจักรสามารถรับน้ำหนักได้หรือไม่

แรงตัด (Fc)

นี่คือแรงหลักที่ต้องใช้ในการเฉือนวัสดุ

กำลังตัด (พีซี)

ที่ไหน:

• พีซี = กำลังไฟฟ้า (วัตต์)
• Fc = แรงตัด (N)
• V = ความเร็วในการตัด (ม./นาที)

พลังงานที่ต้องใช้ในการตัดประกอบด้วย:

• พลังงานเฉพาะแรงเฉือน (เรา): พลังงานที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนรูปวัสดุ
• พลังงานเฉพาะแรงเสียดทาน (uf):พลังงานที่สูญเสียไปจากแรงเสียดทานระหว่างชิปและเครื่องมือ

ค่าเหล่านี้ได้รับอิทธิพลจากความลึกของการตัด ยิ่งความลึกมากขึ้นก็จะต้องใช้พลังงานมากขึ้น ซึ่งต้องใช้เครื่องจักรที่ทรงพลังมากขึ้นหรือเครื่องมือที่มีความแข็งแกร่งมากขึ้น

เคล็ดลับ: หากคุณไม่แน่ใจว่าเหตุใดเครื่องมือของคุณจึงร้อนเกินไปหรือสึกหรออย่างรวดเร็ว ให้ตรวจสอบความลึกของการตัดและคำนวณแรงใหม่

BOYI TECHNOLOGY: พันธมิตรด้านงานเครื่องจักรของคุณ

BOYI TECHNOLOGY มีความเชี่ยวชาญในด้าน บริการเครื่องจักรกลซีเอ็นซี ทั่วทั้งยุโรปและอเมริกาเหนือ เรารวม:

• ค้นหาระดับสูง ศูนย์เครื่องจักรกล 5 แกน
• เส้นทางเครื่องมือที่ได้รับการรับรองได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการอพยพเศษโลหะ
• การทดสอบแรงตัดและการดึงพลังงานภายในองค์กร
• การตรวจสอบมิติ 100% บนอุปกรณ์ CMM ระดับพรีเมียม

วิศวกรของเราทำงานร่วมกับคุณเพื่อกำหนด DOC การป้อน และความเร็วที่เหมาะสมกับวัสดุและความต้องการความคลาดเคลื่อนของคุณ ไม่ว่าคุณจะผลิตต้นแบบขนาดเล็กหรือชิ้นส่วนปริมาณมาก วิศวกรของเรารับประกันว่าความลึกของการตัดและปัจจัยสำคัญอื่นๆ จะได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมสำหรับคุณภาพ ความเร็ว และต้นทุน ติดต่อเรา เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่เราสามารถสนับสนุนเป้าหมายการผลิตของคุณได้

สรุป

ความลึกในการตัดเป็นมากกว่าตัวเลขในโปรแกรม CNC ของคุณ ความลึกในการตัดจะกำหนดว่าชิ้นส่วนของคุณจะออกมาเป็นอย่างไรและเครื่องมือของคุณมีอายุการใช้งานนานเพียงใด การประเมินความลึกในการตัดไม่ถูกต้องอาจทำให้เครื่องมือแตกหัก มีคุณภาพต่ำ และวัสดุเสียหาย

เมื่อวางแผนงานการกลึง:

• เริ่มต้นด้วยคำแนะนำของผู้ผลิตสำหรับความลึกของการตัดตามวัสดุและเครื่องมือ
• พิจารณาความสามารถของเครื่องจักรของคุณ ยิ่งลึกก็ยิ่งต้องมีความแข็งแกร่งและพลังงานมากขึ้น
• ปรับ DOC ร่วมกับความเร็วในการตัดและอัตราป้อนเพื่อสร้างความสมดุลให้กับอายุการใช้งานของเครื่องมือและผลผลิต

การควบคุมความลึกของการตัดอย่างระมัดระวังและการทำความเข้าใจผลกระทบที่มีต่อพารามิเตอร์อื่นๆ จะช่วยให้คุณสร้างกระบวนการตัดเฉือนที่เสถียร มีประสิทธิภาพ และคุ้มต้นทุนมากขึ้นได้ โดยการทำงานกับ บอยยี เทคโนโลยีคุณจะลดต้นทุนเครื่องมือ ลดเวลาในการทำงาน และได้รับชิ้นส่วนคุณภาพสูงและสม่ำเสมอ