การกัดเหล็กชุบแข็งในช่วง HRC 55 ถึง 65 เป็นเรื่องปกติในการผลิตแม่พิมพ์, แบบหล่อ และชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ แต่ก็มีความต้องการที่แตกต่างกันสำหรับดอกกัดคาร์ไบด์เมื่อเทียบกับการตัดเหล็กชนิดเดียวกันในสภาพอบอ่อนหรือก่อนชุบแข็ง เมื่อความแข็งเพิ่มขึ้น แรงตัดจะสูงขึ้น ความร้อนจะกระจุกตัวที่คมตัด และเครื่องมือจะต้องทนต่อการสึกหรอจากการเสียดสีและการบิ่นของคมตัดไปพร้อมๆ กัน แทนที่จะเน้นคุณสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่งมากกว่าอีกอย่างหนึ่ง
การเลือกดอกกัดที่เหมาะสมสำหรับช่วงความแข็งนี้ไม่ใช่แค่การเลือก "สารเคลือบที่แข็งที่สุดที่มีอยู่" เกรดคาร์ไบด์, การเตรียมคมตัด, รูปทรงเรขาคณิต, สารเคลือบ, ความแข็งแรงของเครื่องมือ และกลยุทธ์พารามิเตอร์ที่สร้างขึ้นอย่างรอบคอบ ล้วนมีปฏิสัมพันธ์กัน คู่มือนี้ช่วยให้ช่างเครื่อง CNC, วิศวกรกระบวนการ และทีมจัดซื้อสามารถเข้าถึงการเลือกดอกกัดเหล็กชุบแข็งได้อย่างเป็นระบบ และสร้างกระบวนการเริ่มต้นที่ควบคุมได้สำหรับการตรวจสอบบนเครื่องจักรจริง
เมื่อความแข็งเพิ่มขึ้นในช่วงนี้ วัสดุจะต้านทานการเสียรูปได้ดีขึ้น ซึ่งเพิ่มแรงที่ต้องการในการเฉือนเศษโลหะแต่ละชิ้น คมตัดจะได้รับความเค้นสูงขึ้นต่อหน่วยการสัมผัส ทำให้ความแข็งแรงและการรองรับคมตัดมีความสำคัญมากกว่าในวัสดุที่อ่อนกว่า
เหล็กชุบแข็งมีแนวโน้มที่จะสร้างความร้อนเฉพาะที่คมตัดมากกว่าการกระจายความร้อนไปทั่วเศษโลหะ สารเคลือบและวัสดุรองรับจะต้องจัดการกับภาระความร้อนที่กระจุกตัวนี้โดยไม่เกิดการอ่อนตัวหรือสูญเสียการยึดเกาะ
โครงสร้างจุลภาคที่ชุบแข็งมีความเสียดสีต่อคมตัดมากกว่า ซึ่งสามารถทำให้เกิดการสึกหรอที่ด้านข้าง (flank wear) ที่วัดได้เร็วกว่าเครื่องมือเดียวกันที่พบในวัสดุที่อ่อนกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากความเร็วตัดหรือการเลือกสารเคลือบไม่ตรงกับความแข็ง
เนื่องจากแรงตัดสูงขึ้น การโก่งตัวใดๆ จากการยื่นของเครื่องมือที่มากเกินไป, การจับยึดชิ้นงานที่ไม่แข็งแรง, หรือเส้นทางการกัดที่ไม่เหมาะสม มีแนวโน้มที่จะส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือน, เสียงดัง หรือการบิ่นของคมตัดมากกว่าในวัสดุที่ตัดได้ง่ายกว่า
วัสดุรองรับคาร์ไบด์แบบเม็ดละเอียดโดยทั่วไปให้ความสมดุลที่ดีระหว่างความแข็งและความเหนียวสำหรับการใช้งานกับเหล็กชุบแข็ง รองรับทั้งความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการบิ่นภายใต้แรงตัดที่สูงขึ้น ควรยืนยันเกรดที่แน่นอนกับผู้จำหน่ายเครื่องมือสำหรับความแข็งและการทำงานเฉพาะ
คมตัดที่คมเกินไปอาจขาดการรองรับที่จำเป็นสำหรับเหล็กชุบแข็งและอาจบิ่นภายใต้ภาระ การเตรียมคมตัดที่ลับคมหรือเสริมความแข็งแรงเล็กน้อยมักใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแรง แต่ต้องสมดุลกับแรงตัด: คมตัดที่ทื่อเกินไปจะเพิ่มแรงกดและความร้อน การเตรียมที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับความแข็งเฉพาะ, เส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือ และการทำงาน (การกัดหยาบ, การกัดกึ่งละเอียด, หรือการกัดละเอียด)
จำนวนร่องกัดที่สูงขึ้นสามารถรองรับอัตราป้อนที่สูงขึ้นในการทำงานกัดละเอียดที่มีการสัมผัสต่ำในการตั้งค่าที่แข็งแรง เนื่องจากแต่ละร่องกัดจะเอาเศษโลหะออกน้อยลง อย่างไรก็ตาม ในการกัดหยาบหรือกัดกึ่งละเอียดที่มีการสัมผัสมากขึ้น พื้นที่สำหรับเศษโลหะและความแข็งแรงของแกนกลางจะมีความสำคัญมากขึ้น และจำนวนร่องกัดที่ต่ำกว่าพร้อมปริมาตรช่องว่างเพียงพออาจเหมาะสมกว่า การเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับการทำงานเฉพาะและความลึกของการตัด ไม่ใช่กฎเดียวสำหรับงานเหล็กชุบแข็งทั้งหมด
มุมที่คมจะกระจุกตัวความเค้นในจุดที่เหล็กชุบแข็งมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการบิ่น รูปทรงเรขาคณิตแบบมุมรัศมีจะกระจายภาระอย่างสม่ำเสมอบนบริเวณมุม และมักเป็นที่นิยมสำหรับการกัดหยาบและกัดกึ่งละเอียดเหล็กชุบแข็ง โดยมีเงื่อนไขว่ารูปทรงของชิ้นงานอนุญาตให้มีรัศมีได้ ดอกกัดหยาบของ Supal สามารถเปรียบเทียบรูปทรงมุมและการจัดเรียงร่องกัดที่เหมาะสมกับการทำงานที่มีการสัมผัสสูงมุมเกลียว (Helix angle)มุมเกลียวปานกลางถึงสูงสามารถช่วยกระจายแรงตัดได้อย่างค่อยเป็นค่อยไปตลอดความยาวที่สัมผัสของร่องกัด ซึ่งอาจลดแรงกระแทกที่คมตัดเมื่อเทียบกับมุมเกลียวต่ำในการตัดแบบไม่ต่อเนื่องหรือการตัดที่มีภาระสูง มุมที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือ, การสัมผัส และความแข็งเฉพาะที่กำลังกัด
แกนกลางที่หนาขึ้นจะรองรับแรงที่สูงขึ้นที่เกิดขึ้นในการกัดเหล็กชุบแข็ง แต่จะลดปริมาตรของร่องกัด ควรประเมินการแลกเปลี่ยนนี้กับการทำงาน: การสัมผัสที่หนักขึ้นในการกัดหยาบจะได้ประโยชน์จากแกนกลางที่แข็งแรงกว่า ในขณะที่การกัดละเอียดที่มีการสัมผัสต่ำสามารถทนต่อการออกแบบที่เน้นความคมของคมตัดได้
การใช้งานกับเหล็กชุบแข็งมักใช้สารเคลือบที่ออกแบบมาเพื่อความแข็งที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิตัดสูง เช่น AlTiN-, AlCrN-, หรือระบบ PVD แบบหลายชั้นอื่นๆ ที่ออกแบบมาสำหรับการกัดแบบฮาร์ดมิลลิ่ง การเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเฉพาะ, ความหนา และลักษณะการยึดเกาะของสารเคลือบ แทนที่จะเป็นเพียงชื่อทางการตลาด และควรยืนยันกับผู้จำหน่ายเครื่องมือและสารเคลือบสำหรับช่วงความแข็งและความเร็วตัดเป้าหมาย
ความแข็งแรงของเครื่องมือและการยื่นในฮาร์ดมิลลิ่ง
เนื่องจากแรงตัดที่สูงขึ้นในเหล็กชุบแข็ง การยื่นของเครื่องมือและความแข็งแรงของการจับยึดชิ้นงานจึงมีความสำคัญมากกว่าในวัสดุที่อ่อนกว่า ลดการยื่นให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้หากลักษณะของชิ้นงานอนุญาต และยืนยันว่าตัวจับยึด (holder) และปลอกรัด (collet) สะอาด, เข้าที่อย่างถูกต้อง และไม่มีการส่าย (runout)
เมื่อรูปทรงเรขาคณิตมาตรฐานไม่สามารถตอบสนองการผสมผสานระหว่างการยื่น, การออกแบบมุม และการรองรับคมตัดที่จำเป็นสำหรับลักษณะเฉพาะของเหล็กชุบแข็งได้, เครื่องมือตัดแบบกำหนดเอง สามารถทำให้ความยาวคอ, เส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลาง และการเตรียมคมตัดถูกปรับให้เหมาะกับการใช้งานนั้นๆ
การสร้างกลยุทธ์พารามิเตอร์สำหรับเหล็กชุบแข็งความเร็วตัด, อัตราป้อน และการสัมผัส ควรเริ่มต้นจากช่วงที่ผู้จำหน่ายเครื่องมือระบุไว้สำหรับเกรดคาร์ไบด์, สารเคลือบ, เส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ และความแข็งเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจง ถือว่าสิ่งเหล่านี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเริ่มต้น จากนั้นจึงตรวจสอบบนเครื่องจักรจริง, ตัวจับยึด และชิ้นงานลำดับขั้นตอนในการสร้างกระบวนการฮาร์ดมิลลิ่ง
ยืนยันความแข็งและเกรดวัสดุที่แน่นอน HRC 55 และ HRC 65 อาจมีพฤติกรรมแตกต่างกันแม้จะอยู่ในโลหะผสมพื้นฐานเดียวกัน; ยืนยันค่าจริงแทนที่จะสันนิษฐานว่าเป็นช่วงจับคู่รูปทรงเรขาคณิตของเครื่องมือกับการทำงาน
เลือกเกรดคาร์ไบด์และสารเคลือบสำหรับความแข็งและความเร็วตัด
การเลือกสารเคลือบโดยไม่ยืนยันว่าวัสดุรองรับและรูปทรงเรขาคณิตตรงกับความแข็ง
การใช้รูปทรงเรขาคณิตสำหรับการกัดหยาบสำหรับการกัดละเอียดที่มีการสัมผัสต่ำ หรือในทางกลับกัน
การใช้พารามิเตอร์เดียวกันตลอดช่วง HRC 55-65
ผลกระทบร่วมกันของการลดความแข็งแรงและการเพิ่มขึ้นของแรงตัดในเหล็กชุบแข็ง ทำให้การยื่นของเครื่องมือมีความสำคัญเป็นพิเศษ ใช้ความยาวคอที่สั้นที่สุดเท่าที่จะทำงานได้สำหรับลักษณะเฉพาะ
การลดอัตราป้อนมากเกินไปอาจทำให้เกิดการเสียดสีและความร้อนเพิ่มเติม ซึ่งอาจทำให้อาการบิ่นแย่ลงแทนที่จะแก้ไขปัญหาที่เกิดจากการจับคู่คมตัดหรือรูปทรงเรขาคณิตที่ไม่เหมาะสม วินิจฉัยสาเหตุที่แท้จริงก่อนทำการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ที่สำคัญ
จำนวนร่องกัดที่สูงขึ้นดีกว่าเสมอสำหรับเหล็กชุบแข็งหรือไม่?
ดอกกัดเดียวกันสามารถใช้กับวัสดุ HRC 55 และ HRC 65 ได้หรือไม่?
ควรทำการกัดเหล็กชุบแข็งแบบแห้งหรือใช้น้ำหล่อเย็นหรือไม่?
สารเคลือบเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแก้ไขปัญหาการบิ่นที่เกิดจากการรองรับคมตัดไม่เพียงพอ, การสัมผัสมากเกินไป, การโก่งตัวของเครื่องมือจากการยื่นมากเกินไป, หรือรูปทรงมุมที่ไม่เหมาะสมกับภาระได้ ทบทวนวัสดุรองรับ, การเตรียมคมตัด และความแข็งแรงของเครื่องมือ ควบคู่ไปกับสารเคลือบ
ระบุความแข็งที่แน่นอน (HRC), เกรดวัสดุ, ประเภทการทำงาน (กัดหยาบ, กัดกึ่งละเอียด, หรือกัดละเอียด), รูปทรงเรขาคณิตของชิ้นงานและความลึก, ข้อกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือและการยื่น, รายละเอียดเครื่องจักรและตัวจับยึด, และรูปถ่ายการสึกหรอหรือการบิ่นในปัจจุบัน
การเลือกดอกกัดคาร์ไบด์สำหรับเหล็กชุบแข็งในช่วง HRC 55-65 จำเป็นต้องสมดุลความแข็งแรงของคมตัด, ความต้านทานการสึกหรอ, รูปทรงเรขาคณิต และความแข็งแรงของเครื่องมือ กับการทำงานเฉพาะและความแข็งที่วัดได้ วัสดุรองรับแบบเม็ดละเอียดและสารเคลือบที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นแต่ไม่เพียงพอในตัวเอง; จำนวนร่องกัด, การออกแบบมุม, การเตรียมคมตัด และการยื่นของเครื่องมือจะต้องตรงกับการทำงานว่าเป็นการกัดหยาบ, กัดกึ่งละเอียด หรือกัดละเอียด สร้างพารามิเตอร์การตัดจากช่วงเริ่มต้นของผู้จำหน่าย, ปรับทีละตัวแปรเดียว และตรวจสอบกับชุดงานขนาดเล็กก่อนที่จะดำเนินการผลิตเต็มรูปแบบ
