1. การกัดแบบเฮลิคัลคืออะไร?

การกัดแบบเฮลิคัลเป็นวิธีการตัดเฉือนที่เครื่องมือจะเคลื่อนที่ตามการเคลื่อนที่แบบเส้นโค้งพร้อมกับป้อนในทิศทางแกน Z ในเวลาเดียวกัน แทนที่จะกดลงไปตรงๆ เครื่องมือจะ เคลื่อนที่ลงทีละน้อยในขณะที่วาดเป็นวงกลม ทำให้เกิดเส้นทางเครื่องมือแบบเฮลิคัล

วิธีนี้ใช้สำหรับการทำรู การกัดทางเข้าพ็อกเก็ต การกัดรูบ่าฉาก และการเปิดรูโดยไม่มีรูนำ ช่วยให้กัดรูที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์ได้ง่ายขึ้น และมักจะใช้คัตเตอร์ตัวเดียวกันสำหรับรูหลายขนาดได้

อย่างไรก็ตาม ในการกัดแบบเฮลิคัล เครื่องมือจะเข้าสู่ชิ้นงานในมุมเอียงเสมอ ต่างจากการกัดด้านข้างหรือการกัดร่องทั่วไป คุณต้องตรวจสอบ มุมลาดเอียง พิทช์เฮลิคัล เส้นทางศูนย์กลางเครื่องมือ และการแก้ไขอัตราป้อน

2. ค่าสำคัญสามประการในการกัดแบบเฮลิคัล

เมื่อตั้งเงื่อนไขการกัดแบบเฮลิคัล ให้เริ่มด้วยค่าสามประการต่อไปนี้

เมื่อกำหนดค่าทั้งสามนี้แล้ว จะสามารถกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นทางศูนย์กลางเครื่องมือและระยะการเดินทางของศูนย์กลางเครื่องมือต่อรอบได้

Tool-center path diameter = Dh - Dc
Tool-center travel distance per revolution = (Dh - Dc) x pi

วิธีคิดเกี่ยวกับมุมลาดเอียง

เมื่อกำหนดพิทช์เฮลิคัลแล้ว จะสามารถคำนวณมุมลาดเอียงได้

Ramping angle = atan(helical pitch / tool-center travel distance per revolution)

ตัวอย่างเช่น เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางรูคือ 50 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์คือ 10 มม. และพิทช์เฮลิคัลคือ 5 มม.:

Tool-center path diameter = 50.0 - 10.0 = 40.0 mm
Tool-center travel distance per revolution = 40.0 x pi = 125.7 mm
Ramping angle = atan(5.0 / 125.7) = approx. 2.3 deg

หากคุณต้องการกำหนดมุมลาดเอียงก่อน ให้คำนวณพิทช์เฮลิคัลด้วยสูตรต่อไปนี้

Helical pitch = tool-center travel distance per revolution x tan(ramping angle)

3. จุดสำคัญในการเลือกเครื่องมือสำหรับการกัดแบบเฮลิคัล

ในการกัดแบบเฮลิคัล คัตเตอร์ใดๆ ที่ใส่ลงในรูได้ไม่ได้หมายความว่าจะเหมาะสมโดยอัตโนมัติ คุณต้องยืนยันว่าเครื่องมือรองรับการกัดแบบเฮลิคัลหรือไม่ เส้นผ่านศูนย์กลางรูอยู่ในช่วงรูเฮลิคัลต่ำสุดและสูงสุดที่รองรับหรือไม่ และพิทช์กับมุมลาดเอียงอยู่ในข้อกำหนดของเครื่องมือหรือไม่

ประเภทของคัตเตอร์ที่ใช้สำหรับการกัดแบบเฮลิคัล

ตัวเลือกหลักคือ คัตเตอร์กัดบ่าฉากที่มีความสามารถในการลาดเอียง และ คัตเตอร์อัตราป้อนสูงที่มีความสามารถในการลาดเอียง สำหรับทั้งสองประเภท ให้ยืนยันว่าเครื่องมือสามารถใช้สำหรับการกัดแบบเฮลิคัลได้หรือไม่ มุมลาดเอียงสูงสุดคือเท่าใด และเส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมายอยู่ในช่วงรูเฮลิคัลต่ำสุดและสูงสุดหรือไม่

สำหรับการกัดหยาบ คัตเตอร์อัตราป้อนสูงมักจะเป็นตัวเลือกแรก

เมื่อใช้การกัดแบบเฮลิคัลเป็นกระบวนการกัดหยาบ ควรเริ่มพิจารณาจาก คัตเตอร์อัตราป้อนสูง แม้ว่าคัตเตอร์อัตราป้อนสูงอาจมีระยะกินลึกสูงสุด APMX น้อยกว่า แต่บ่อยครั้งสามารถใช้อัตราป้อนที่สูงกว่าได้ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อผลผลิต

ขึ้นอยู่กับระยะการตัดเฉือนและเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นทางศูนย์กลางเครื่องมือ มุมลาดเอียงสูงสุดของคัตเตอร์กัดบ่าฉากอาจกลายเป็นปัจจัยจำกัด ทำให้คัตเตอร์ไม่สามารถใช้ APMX ที่มีอยู่ได้อย่างเต็มที่ ดังนั้น คัตเตอร์อัตราป้อนสูงจึงได้เปรียบแม้ว่า APMX จะเล็กกว่า เพราะสามารถใช้เงื่อนไขอัตราป้อนที่สูงกว่าได้

จุดที่คัตเตอร์กัดบ่าฉากมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ยังมีกรณีที่คัตเตอร์กัดบ่าฉากได้เปรียบ พิจารณาคัตเตอร์กัดบ่าฉากเมื่อความแข็งเกร็งของชิ้นงานต่ำ หรือเมื่อลักษณะของผนังรูที่กัดมีความสำคัญ

4. ขั้นตอนการเลือกเครื่องมือ

ส่วนนี้จะสรุปขั้นตอนการปฏิบัติสำหรับการเลือกคัตเตอร์สำหรับการกัดแบบเฮลิคัล ขั้นแรก กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์ที่เป็นตัวเลือกและยืนยันว่าเครื่องมือสามารถครอบคลุมเส้นผ่านศูนย์กลางรูเป้าหมายได้หรือไม่ จากนั้นขั้นตอนจะแยกออกตามว่าคุณตัดสินใจเลือกพิทช์เฮลิคัลก่อนหรือมุมลาดเอียงก่อน

1. กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์: กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์หรือเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือที่เป็นตัวเลือก



2. เลือกเครื่องมือชั่วคราวจากช่วงรูเฮลิคัลต่ำสุด/สูงสุด: ยืนยันว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมายอยู่ในช่วงที่ใช้งานได้ของเครื่องมือ



3. คำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นทางศูนย์กลางเครื่องมือและระยะการเดินทาง: เมื่อกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์แล้ว เกณฑ์สำหรับการคำนวณมุมลาดเอียงและพิทช์จะคงที่
4. เลือกว่าจะใช้พิทช์หรือมุมลาดเอียงก่อน: สามารถใช้วิธีใดก็ได้ ในท้ายที่สุดให้ยืนยันทั้ง APMX และมุมลาดเอียงสูงสุด

วิธีที่ 1. ตัดสินใจเลือกพิทช์เฮลิคัลก่อน

เมื่อตัดสินใจเลือกพิทช์เฮลิคัลก่อน ให้ตรวจสอบว่าพิทช์เกิน APMX ของเครื่องมือหรือไม่ หากยอมรับได้ ให้ใช้พิทช์นั้นและคำนวณมุมลาดเอียงจากระยะการเดินทางของศูนย์กลางเครื่องมือและพิทช์

Ramping angle = atan(helical pitch / tool-center travel distance per revolution)

สุดท้าย ยืนยันว่ามุมลาดเอียงที่คำนวณได้อยู่ในมุมลาดเอียงสูงสุดของเครื่องมือที่เป็นตัวเลือก หากไม่มีปัญหา สามารถสรุปเส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์ รายการเครื่องมือ พิทช์เฮลิคัล และมุมลาดเอียงได้

วิธีที่ 2. ตัดสินใจเลือกมุมลาดเอียงก่อน

เมื่อตัดสินใจเลือกมุมลาดเอียงก่อน ให้ตรวจสอบว่ามุมนั้นเกินมุมลาดเอียงสูงสุดของเครื่องมือที่เป็นตัวเลือกหรือไม่ หากยอมรับได้ ให้ใช้มุมลาดเอียงนั้นและคำนวณพิทช์เฮลิคัลจากระยะการเดินทางของศูนย์กลางเครื่องมือและมุมลาดเอียง

Helical pitch = tool-center travel distance per revolution x tan(ramping angle)

สุดท้าย ยืนยันว่าพิทช์เฮลิคัลที่คำนวณได้อยู่ใน APMX ของเครื่องมือที่เป็นตัวเลือก หากไม่มีปัญหา สามารถสรุปเส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์ รายการเครื่องมือ มุมลาดเอียง และพิทช์เฮลิคัลได้

5. ข้อควรระวังระหว่างการกัดแบบเฮลิคัล

เนื่องจากเครื่องมือเข้างานในมุมเอียงขณะเคลื่อนที่ตามเส้นทางวงกลม การกัดแบบเฮลิคัลจึงต้องมีการตรวจสอบเงื่อนไขมากกว่าการกัดด้านข้างทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ให้ตรวจสอบมุมลาดเอียง พิทช์ การแก้ไขอัตราป้อน และการคายเศษเสมอ

อย่าทำให้มุมลาดเอียงใหญ่เกินไป

เมื่อมุมลาดเอียงเพิ่มขึ้น ภาระบนบ่าคัตเตอร์และเม็ดมีดจะเพิ่มขึ้น แม้ว่ามุมจะอยู่ในขีดจำกัดมุมลาดเอียงสูงสุด แต่อาจเกิดการสั่นสะท้านหรือ Chipping ได้ ขึ้นอยู่กับวัสดุชิ้นงาน ความแข็งเกร็งของเครื่องจักร และความยาวระยะยื่น

รักษาพิทช์เฮลิคัลให้อยู่ใน APMX

พิทช์เฮลิคัลคือปริมาณความลึกในแกน Z ต่อรอบ หากพิทช์ใหญ่เกินไป อาจเกิน APMX ของเครื่องมือและนำไปสู่การอุดตันของเศษหรือการสั่นสะท้าน

ข้อควรระวัง: การเดินทางของศูนย์กลางเครื่องมือและการเดินทางของคมตัดนั้นแตกต่างกัน

ในการกัดแบบเฮลิคัล คำสั่ง NC จะอ้างอิงตามเส้นทางศูนย์กลางเครื่องมือ อย่างไรก็ตาม การตัดจริงเกิดขึ้นที่ขอบนอกของเครื่องมือ

ในการกัดแบบเฮลิคัลภายใน เส้นผ่านศูนย์กลางเส้นทางศูนย์กลางเครื่องมือจะเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางรูที่กัด ดังนั้น ระยะการเดินทางของศูนย์กลางเครื่องมือและระยะการเดินทางของคมตัดจึงไม่เท่ากัน

หากสั่งการค่าอัตราป้อนตามแคตตาล็อกโดยตรงเป็นอัตราป้อนศูนย์กลางเครื่องมือ อัตราป้อนจริงที่คมตัดอาจใหญ่กว่าที่คาดไว้ ตรวจสอบอัตราป้อนคำสั่งศูนย์กลางเครื่องมือและการแก้ไขอัตราป้อน เพื่อไม่ให้อัตราป้อนที่คมตัดมากเกินไป

Tool-center command feed = uncorrected feed x (Dh - Dc) / Dh

หมายเหตุ: ขึ้นอยู่กับเครื่องจักร ระบบควบคุม CNC หรือระบบ CAM การแก้ไขอัตราป้อนแบบวงกลมอาจได้รับการจัดการโดยอัตโนมัติ ยืนยันข้อกำหนดการควบคุมของเครื่องจักรที่ใช้สำหรับโปรแกรมจริง

ดูแลเรื่องการคายเศษให้ปลอดภัย

เมื่อกัดแบบเฮลิคัลภายในรู เศษจะมีพื้นที่จำกัดในการระบายออก การอุดตันของเศษสามารถนำไปสู่ Chipping คุณภาพผิวงานไม่ดี เสียงผิดปกติ และการสั่นสะท้าน

6. เครื่องคำนวณที่สะดวกสำหรับพิทช์และมุมลาดเอียง

ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น การกัดแบบเฮลิคัลต้องมีการตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางรู เส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์ พิทช์ มุมลาดเอียง และการแก้ไขอัตราป้อนตามลำดับ

สูตรต่างๆ นั้นไม่ยาก แต่การคำนวณด้วยตนเองทุกครั้งนั้นใช้เวลานาน หากพลาดการตรวจสอบ APMX หรือมุมลาดเอียงสูงสุด เงื่อนไขอาจเกินข้อกำหนดของเครื่องมือ

ด้วยเหตุนี้ การใช้เครื่องคำนวณที่คำนวณมุมลาดเอียงและพิทช์โดยอัตโนมัติจึงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการตรวจสอบเงื่อนไขการกัดแบบเฮลิคัล เครื่องคำนวณด้านล่างสามารถสลับระหว่างโหมดการคำนวณพิทช์เป็นมุมและมุมเป็นพิทช์ได้

เครื่องคำนวณการกัดแบบเฮลิคัล

เครื่องคำนวณมุมลาดเอียงและพิทช์

ตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางรู เส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์ พิทช์ มุมลาดเอียง และการแก้ไขอัตราป้อนไปพร้อมกัน

--มุมลาดเอียง

เงื่อนไขอินพุต

โหลดตัวอย่าง

โหมดการคำนวณ

พิทช์เป็นมุมป้อน Ph เพื่อคำนวณมุม มุมเป็นพิทช์ป้อนมุมเพื่อคำนวณ Ph

Dhเส้นผ่านศูนย์กลางรู Dh มม. Dcเส้นผ่านศูนย์กลางคัตเตอร์ Dc มม. Phพิทช์เฮลิคัล Ph มม./รอบ Zความลึกในการตัดเฉือน มม. Apระยะกินลึกสูงสุด APMX มม. θmaxมุมลาดเอียงสูงสุด องศา Vcระยะกินลึก Vc ม./นาที zจำนวนฟันใช้งาน z fzอัตราป้อนต่อฟัน fz มม./ฟัน

ผลการคำนวณ

กำลังคำนวณ

Dpathเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นทางศูนย์กลางเครื่องมือ Dpath--

Lการเดินทางของศูนย์กลางเครื่องมือต่อรอบ--

θมุมลาดเอียง theta--

nความเร็วรอบสปินเดิล n--

Feอัตราป้อนที่ขอบตัดที่ยังไม่ได้ปรับแก้ F_edge--

Kตัวคูณการชดเชยอัตราป้อน--

Fcอัตราป้อนที่จุดศูนย์กลางเครื่องมือ F_center--

ความลึกในการตัดเฉือน

จำนวนรอบที่ต้องการ

--

จำนวนรอบที่ตั้งโปรแกรมไว้

--

ระยะพิทช์ที่พอดีกับความลึก

--

มุมที่พอดีกับความลึก

--

ระยะทางและเวลา

ระยะเคลื่อนที่แบบ 3 มิติ ต่อรอบ

--

ประมาณ ระยะเคลื่อนที่ทั้งหมด

--

ประมาณ เวลาในการตัดเฉือน

--

การตัดสินใจและข้อควรระวัง

7. ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับตัวเลือกเครื่องมือ (Tool Selector)

หลังจากคำนวณมุมลาดเอียงและระยะพิทช์แบบเฮลิคัลแล้ว คำถามต่อไปคือจะสามารถใช้เครื่องมือตัดรุ่นใดได้บ้างภายใต้เงื่อนไขเหล่านั้น ในการกัดแบบเฮลิคัล จะต้องตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางรู เส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือตัด APMX มุมลาดเอียงสูงสุด และช่วงรูเฮลิคัลต่ำสุด/สูงสุดไปพร้อมกัน ซึ่งอาจทำให้การค้นหาจากแคตตาล็อกใช้เวลานาน

เพื่อสนับสนุนการตรวจสอบนี้ เรามีตัวเลือกเครื่องมือแยกต่างหากเพื่อค้นหาเครื่องมือตัดของ Tungaloy ที่เหมาะสมจากเงื่อนไขที่คุณป้อน การจำกัดตัวเลือกเครื่องมือตัดในตัวเลือกเครื่องมือจะช่วยให้คุณตรวจสอบเงื่อนไขการกัดแบบเฮลิคัลได้อย่างราบรื่นยิ่งขึ้น

หมายเหตุ: ตัวเลือกเครื่องมือช่วยให้คุณตรวจสอบเครื่องมือตัดของ Tungaloy ที่ตรงกับเงื่อนไขที่คุณป้อน

สรุป

การกัดแบบเฮลิคัลเป็นวิธีการตัดเฉือนที่เครื่องมือเคลื่อนที่แบบวงกลม (circular interpolation) พร้อมกับป้อนลงในทิศทางแกน Z วิธีนี้มีประโยชน์สำหรับรูขนาดใหญ่ที่ยากต่อการตัดเฉือนด้วยสว่านและสำหรับการกัดเข้างานแบบพ็อกเก็ต แต่การตั้งค่าเงื่อนไขที่ไม่ถูกต้องอาจเพิ่มภาระให้กับเครื่องมืออย่างมาก

1. ในการกัดแบบเฮลิคัล ให้ตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางรู Dh เส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือตัด Dc และเส้นผ่านศูนย์กลางทางเดินของจุดศูนย์กลางเครื่องมือ
2. คำนวณระยะพิทช์แบบเฮลิคัลและมุมลาดเอียงตามระยะเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางเครื่องมือ
3. สำหรับการเลือกเครื่องมือ ให้ตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางรูเฮลิคัลต่ำสุด/สูงสุด APMX และมุมลาดเอียงสูงสุดเสมอ
4. ไม่ว่าคุณจะเริ่มจากระยะพิทช์หรือมุม ให้ยืนยันว่าเงื่อนไขสุดท้ายอยู่ภายในข้อกำหนดเฉพาะของเครื่องมือ
5. เนื่องจากการเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางเครื่องมือและการเคลื่อนที่ของขอบตัดนั้นแตกต่างกัน โปรดให้ความสำคัญกับการชดเชยอัตราป้อน
6. หากการคำนวณด้วยตนเองยุ่งยาก ให้ใช้เครื่องคำนวณเพื่อตรวจสอบเงื่อนไข
7. ใช้ตัวเลือกเครื่องมือแยกต่างหากเพื่อตรวจสอบเครื่องมือที่เหมาะสม

ในการกัดแบบเฮลิคัล ไม่ควรแยกการคำนวณและการเลือกเครื่องมือออกจากกัน สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางรู เส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือตัด ระยะพิทช์ มุมลาดเอียง การชดเชยอัตราป้อน และข้อกำหนดเฉพาะของเครื่องมือเป็นขั้นตอนการทำงานที่ต่อเนื่องกัน