สามารถทำการกลึงและมิลลิ่งบนเครื่องจักรเดียวกันได้หรือไม่

บทนำ

เจ้าของโรงงานรับจ้างและวิศวกรซีเอ็นซีจำนวนมากต่างถามคำถามหลักเดียวกันนี้ สามารถทำการกลึงและมิลลิ่งบนเครื่องจักรเดียวกันได้หรือไม่

คำตอบง่ายๆ คือ ได้ — ด้วยเทคโนโลยีซีเอ็นซีหลายแกนสมัยใหม่ การกลึงและกัดสามารถดำเนินการให้เสร็จสิ้นได้ทั้งหมดบนเครื่องจักรเพียงเครื่องเดียว โดยใช้การจับชิ้นงานเพียงครั้งเดียว โรงงานแบบดั้งเดิมมักใช้เครื่องกลึงแยกต่างหากสำหรับการกลึงทรงกระบอก และใช้เครื่องกัดแบบศูนย์กลางการผลิต (machining centers) สำหรับการกัด ซึ่งทำให้เกิดจุดคอขวดสำคัญในการผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนซึ่งมีทั้งลักษณะหมุนรอบและลักษณะไม่สมมาตร

ในปัจจุบัน ศูนย์กลึงแบบอเนกประสงค์ที่ติดตั้งระบบเครื่องมือหมุนได้ (live tooling) บนหัวจับกำลังส่งกำลัง (power turret) สามารถผสานการกลึง การเจาะ และการกัดเข้าด้วยกันเป็นกระบวนการผลิตแบบบูรณาการหนึ่งเดียว ในฐานะผู้ผลิตเครื่องจักรซีเอ็นซีมืออาชีพ Dongs Solution ช่วยให้ผู้ผลิตลดข้อผิดพลาดจากการจัดวางชิ้นงานซ้ำๆ และบรรลุการผลิตชิ้นส่วนความแม่นยำสูงให้เสร็จสมบูรณ์ภายในหนึ่งครั้งของการจับชิ้นงาน

วิวัฒนาการของการขึ้นรูปแบบผสมผสานระหว่างการกลึงและการกัด

มานานหลายทศวรรษ กระบวนการกลึงและกัดในงานผลิตแบบดั้งเดิมถูกแยกออกจากกันอย่างสิ้นเชิง:

เครื่องกลึง CNC : ใช้สำหรับขึ้นรูปผิวทรงกระบอกที่หมุนได้ รูเจาะ และร่องต่างๆ เท่านั้น

ศูนย์การประมวลผล : มุ่งเน้นการขึ้นรูปผิวเรียบ ร่องใส่ส่วนยึด (keyways) รูเจาะขวาง และรูปร่างที่ไม่สม่ำเสมอ

กระบวนการทำงานแบบแยกนี้บังคับให้ผู้ปฏิบัติงานต้องถอดชิ้นงานออก จับยึดใหม่ และปรับตำแหน่งใหม่ระหว่างเครื่องจักรสองเครื่อง ทุกครั้งที่จับยึดใหม่จะเกิดความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยในการจัดตำแหน่ง ซึ่งสะสมจนนำไปสู่ชิ้นงานเสีย — โดยเฉพาะอย่างยิ่งในชิ้นส่วนยานยนต์และทางการแพทย์ที่มีข้อกำหนดด้านความแม่นยำระดับไมครอน

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ อุตสาหกรรมจึงพัฒนาเทคโนโลยีการกลึง-กัดแบบผสมผสาน (turn-mill composite technology) ศูนย์กลึงแนวนอนรุ่นใหม่รวมแกนหมุนแบบหมุนได้ของเครื่องกลึงเข้ากับอุปกรณ์กัดแบบมีพลังขับ (live tooling) ของเครื่องกัดไว้ในเครื่องเดียวกัน ทำให้สามารถดำเนินการทั้งหมดได้โดยไม่จำเป็นต้องถอดชิ้นงานออกจากปากจับ

เครื่องจักรหนึ่งเครื่องสามารถทำทั้งการกลึงและการกัดได้อย่างไร?

เทคโนโลยีหลักที่ทำให้การขึ้นรูปแบบผสมผสานเป็นไปได้นั้นขึ้นอยู่กับการจัดวางสองแบบหลัก: หัวกัดแบบมีมอเตอร์ขับเคลื่อน (motorized power turret) และ ระบบควบคุม CNC แบบหลายแกน .

1. หัวจับแบบขับเคลื่อนพร้อมเครื่องมือตัดแบบหมุนได้

ต่างจากหัวจับแบบมาตรฐานบนเครื่องกลึงที่ใช้ยึดเครื่องมือตัดแบบไม่หมุนเท่านั้น หัวจับแบบขับเคลื่อนสามารถส่งกำลังการหมุนไปยังดอกกัดและสว่านได้ ในขณะที่เพลาหลักหมุนเพื่อทำการกลึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก เครื่องมือตัดแบบหมุนได้สามารถเจาะรูข้ามศูนย์ ไส้ร่องกุญแจ และตัดร่องเอียงได้พร้อมกัน

2. ระบบซีเอ็นซีแบบหลายแกนที่ประสานงานกันอย่างแม่นยำ

คอนโทรลเลอร์ซีเอ็นซีขั้นสูงสามารถประสานตำแหน่งของเพลาหลัก การเคลื่อนที่ของหัวจับ และการหมุนของเครื่องมือตัดแบบหมุนได้อย่างแม่นยำ ระบบจะตรึงชิ้นงานไว้ในระบบพิกัดคงที่ เพื่อให้แน่ใจว่าลักษณะต่าง ๆ ที่ถูกกลึงและกัดจะมีจุดอ้างอิงศูนย์กลางเดียวกัน

นี่คือเหตุผลที่เครื่องกลึงแนวนอนของ Dong’s Solution สามารถรักษาความกลมกลืนกัน (concentricity) และความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งได้อย่างสม่ำเสมอ แม้หลังจากการขึ้นรูปชิ้นงานที่มีลักษณะซับซ้อนหลายขั้นตอน

ประโยชน์หลักของการขึ้นรูปแบบกลึงและกัดบนเครื่องจักรเครื่องเดียว

1. ลดข้อผิดพลาดสะสมจากการจับยึดชิ้นงาน

ความคลาดเคลื่อนในการจัดตำแหน่งที่เกิดจากการยึดชิ้นงานซ้ำๆ เป็นสาเหตุอันดับหนึ่งของความล้มเหลวด้านมิติ กระบวนการกลึง-กัดแบบตั้งค่าครั้งเดียว (turn-mill) ยึดชิ้นงานเพียงครั้งเดียว ทำให้ทุกฟีเจอร์จัดเรียงตัวได้อย่างสมบูรณ์แบบตามแกนกลาง

ไม่มีการสูญเสียความคลาดเคลื่อนจากการจัดตำแหน่งซ้ำ

ความกลมกลืนของศูนย์กลางที่มั่นคงสำหรับเพลาเกียร์ที่มีความยาว

พื้นผิวที่มีคุณภาพสม่ำเสมอสำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน

2. ลดเวลาไซเคิลและเพิ่มปริมาณการผลิต

การจัดการชิ้นงาน การตั้งค่าใหม่ของอุปกรณ์ยึดชิ้นงาน และการปรับเทียบเครื่องมือคิดเป็นมากกว่า 40% ของเวลาที่ไม่ได้ใช้ในการตัดเฉือนในโรงงานแบบดั้งเดิม การรวมกระบวนการกลึงและกัดไว้บนเครื่องจักรเครื่องเดียวกันจะช่วยขจัดขั้นตอนกลางทั้งหมด

ลดเวลาไซเคิลการผลิตโดยรวมลง 30%–50%

ลดแรงงานคนและการถ่ายโอนชิ้นงาน

หลีกเลี่ยงความล่าช้าในการจัดส่งที่เกิดจากโลจิสติกส์ระหว่างเครื่องจักร

3. ความแข็งแกร่งสูงขึ้นสำหรับการขึ้นรูปวัสดุที่มีความแข็ง

การกัดทำให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง ซึ่งอาจทำให้ความแม่นยำลดลงได้ง่ายบนเครื่องกลึงทั่วไปที่มีน้ำหนักเบา โซลูชันของ Dong ใช้ฐานเครื่องทำจากเหล็กหล่อที่ผ่านการวิเคราะห์ด้วยวิธี FEA เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ และชุดแกนหมุนที่เสริมความแข็งแรง

โครงสร้างที่ออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับแรงสั่นสะเทือนสามารถลดการสั่นสะเทือนเชิงกล (chatter) ระหว่างการกลึงแบบหนักและการกัดความเร็วสูง ทำให้เครื่องจักรทำงานอย่างมั่นคงแม้เมื่อประมวลผลชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กชุบแข็ง สแตนเลส และไทเทเนียมเกรดทางการแพทย์

4. ต้นทุนการดำเนินงานและอัตราของเสียที่ต่ำลง

จำนวนเครื่องจักรที่ลดลงหมายถึงค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่ต่ำลง พื้นที่โรงงานที่ใช้ลดลง และจำนวนกะการทำงานของพนักงานที่น้อยลง การขจัดข้อผิดพลาดจากการจับชิ้นงานทำให้อัตราของเสียลดลงได้สูงสุดถึง 70% ซึ่งส่งผลให้เกิดการเติบโตของกำไรอย่างชัดเจนในโรงงานผลิตจำนวนมาก

การใช้งานอุตสาหกรรมหลักสำหรับการกลึง-กัดแบบผสมผสาน

ชิ้นส่วนระบบขับเคลื่อนยานยนต์

เพลาเฟือง เพลาเทอร์โบชาร์จเจอร์ และหมุดเกียร์ จำเป็นต้องผ่านกระบวนการกลึงทรงกระบอกสำหรับบริเวณ journal และกระบวนการกัดสำหรับฟีเจอร์ต่างๆ เช่น สันเกลียว (splines) และรูหล่อลื่น การขึ้นรูปชิ้นงานแบบครั้งเดียว (single-setup machining) ช่วยรับประกันความสม่ำเสมอของชุดผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้จัดจำหน่ายชิ้นส่วนยานยนต์ระดับ Tier 1

ชิ้นส่วนความแม่นยำทางการแพทย์

ด้ามจับเครื่องมือผ่าตัดและพื้นผิวเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ฝังที่ทำจากไทเทเนียมต้องการความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ การกลึงร่วมกับการกัดในขั้นตอนเดียวกันช่วยหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการประกอบที่เกิดจากความคลาดเคลื่อนสะสมจากการจับชิ้นงาน

ชิ้นส่วนไฮดรอลิกและชิ้นส่วนอุตสาหกรรมทั่วไป

แกนควบคุมวาล์ว หมุดเอียงศูนย์กลาง และแผ่นฟลานจ์ความแม่นยำสูง ต้องอาศัยการกลึงแบบบูรณาการร่วมกับการกัดรูขวางเพื่อให้สอดคล้องตามมาตรฐานการซีลที่เข้มงวดและสมดุลเชิงพลศาสตร์

หากท่านต้องการทราบเพิ่มเติมว่าชิ้นส่วนใดบ้างที่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการทั้งสองแบบ โปรดอ่านคู่มือโดยละเอียดของเรา: ชิ้นส่วนใดบ้างที่ต้องใช้ทั้งกระบวนการกลึงและกัด?

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

1. สามารถดำเนินการทั้งการกลึงและการกัดบนเครื่อง CNC เครื่องเดียวกันได้หรือไม่?

ได้ ศูนย์กลึง CNC แบบหลายหน้าที่ที่มาพร้อมหัวจับแบบมีพลังงานและอุปกรณ์กัดแบบหมุนได้ (live tooling) สามารถดำเนินการกลึง ข drill และกัดได้ครบถ้วนภายในการจับชิ้นงานเพียงครั้งเดียว ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าการกลึง-กัดแบบผสม (turn-mill composite machining)

2. ความแตกต่างระหว่างเครื่องกลึงทั่วไปกับศูนย์กลึง-กัดคืออะไร?

เครื่องกลึงมาตรฐานสามารถทำหน้าที่กลึงได้อย่างเดียว ในขณะที่ศูนย์กลึง-กัดจะติดตั้งอุปกรณ์กัดแบบหมุนได้ (live tools) ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงาน ซึ่งสามารถดำเนินการกัดและเจาะรูได้โดยไม่จำเป็นต้องย้ายชิ้นงาน

3. การขึ้นรูปแบบรวมการกลึงกับการกัด (turn-mill) เหมาะสมกับการผลิตในปริมาณสูงหรือไม่

ใช่แน่นอน วิธีนี้ช่วยลดเวลาที่ไม่ได้ใช้ในการตัดเฉือนและอัตราของชิ้นงานเสียลงอย่างมาก ด้วยความแม่นยำซ้ำได้คงที่ จึงเป็นโซลูชันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสายการผลิตจำนวนมากในอุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมการแพทย์ และอุตสาหกรรมไฮดรอลิก

บทสรุป

การกลึงและการกัดสามารถทำได้บนเครื่องจักรเดียวกันโดยใช้เทคโนโลยีเครื่องกลึงแบบมัลติฟังก์ชันรุ่นใหม่ วิธีการขึ้นรูปแบบบูรณาการนี้ช่วยแก้ไขข้อบกพร่องที่มีอยู่โดยธรรมชาติของการทำงานแบบแยกส่วน ซึ่งรวมถึงการสะสมความคลาดเคลื่อน (tolerance accumulation) ระยะเวลาการผลิตที่ยาวนาน และต้นทุนการดำเนินงานที่สูง

สำหรับผู้ผลิตที่มุ่งเน้นความแม่นยำสูงขึ้น ปริมาณการผลิตที่เพิ่มขึ้น และความสามารถในการแข่งขันในตลาดที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น การอัปเกรดไปใช้เครื่องจักรแบบ turn-mill แบบคอมโพสิตจึงไม่ใช่เพียงทางเลือกหนึ่งเท่านั้น — แต่เป็นการอัปเกรดที่จำเป็นอย่างยิ่ง

รับโซลูชันการกลึง-กัดแบบกำหนดเองจาก Dongs Solution

หากโรงงานของคุณผลิตเพลาที่มีความซับซ้อน ชิ้นส่วนสำหรับอุตสาหกรรมการแพทย์ หรือชิ้นส่วนไฮดรอลิกที่ต้องผ่านกระบวนการทั้งการกลึงและการกัด เครื่องจักรแบบแยกส่วนที่ล้าสมัยจะจำกัดทั้งประสิทธิภาพการผลิตและกำไรของคุณ

Dongs Solution ให้บริการศูนย์กลึงอเนกประสงค์ที่ออกแบบด้วยวิธีการวิเคราะห์แบบ FEA การวิเคราะห์กระบวนการกลึงฟรี และบริการหลังการขายทั่วโลกตลอด 24 ชั่วโมง ติดต่อทีมวิศวกรของเราในวันนี้เพื่อรับใบเสนอราคาเครื่องจักรที่ปรับแต่งตามความต้องการของคุณ และยกระดับสายการผลิตของคุณ