เทคนิคการเลือก Tool paths สำหรับกัดงานแบบ Surface

CAM software แต่ละตัวจะมีตัวเลือกหรือ option ของ tool paths สำหรับการกัดงาน surface หลายแบบ ผิวที่เหลือจากการกัดหยาบ รูปร่างงานสำเร็จ หรือ รูปร่างของ stock หรือวัตุดิบ มีผลต่อการตัดสินใจเลือกประเภทของ tool paths เช่น ถ้าเราต้องการกัดงานโดยกัดเนื้อวัสดุที่อยู่ด้านในหรือการกัดงานแบบ cavity เราก็มักจะเลือก tool paths แบบ surface pocket ถ้าเป็นการกัดงานแบบ core หรือการกัดงานโดยกัดเนื้อวัสดุที่อยู่ด้านนอก เราก็มักจะเลือก tool paths แบบ surface contour

Tool paths ของ surface หลังกัดหยาบ จะเหลือ stock หรือเนื้อวัสดุส่วนเกินจากผิวจริงที่ต้องการ ยิ่งเหลือเนื้อวัสดุไว้มากขึ้นตอนของการกัดละเอียดก็จะมีมาก แต่ถ้ากัดหยาบด้วยความลึกหรือ Z step ที่น้อยก็จะเหลือเนื้อวัสดุในขั้นตอนกัดละเอียดน้อยลงแต่ขั้นตอนการกัดหยาบก็จะกินเวลามาก

SurfaceRoughZ

A : เนื้อวัสดุส่วนเกินจากผิวจริงที่ต้องการที่เหลือเนื้อ, B : เนื้อวัสดุส่วนเกินจากผิวจริงที่ต้องการที่เหลือมาก

ดังนั้นจึงควรพิจารณาด้วย 3 องค์ประกอบดังนี้

  • ประเภทของวัสดุ (material type)
  • ขนาดของมีดกัดละเอียด (finish cutter)
  • ความละเอียดของผิดที่ต้องการ (surface finish)

เช่นถ้าเรากัดงานที่ทำจาก อลูมิเนียม หรือ mild steel ซึ่งมีผิวอ่อน เนื้อวัสดุส่วนเกินจากผิวจริงที่เหลือจากขั้นตอนกัดหยาบ ถึงจะมีมากก็ไม่ส่งผลกับมีดกัดละเอียดมากนัก แต่ถ้าเรากัดงานเนื้อแข็งหรือเหนียว เนื้อวัสดุส่วนเกินจากผิวจริงที่เหลือจากขั้นตอนกัดหยาบที่มีมากจะส่งต่อมีดกัดละเอียด เพราะต้องสัมผัสกับความหนาของวัสดุที่แตกต่างกันมากในระหว่างขั้นตอนการกัดงาน จึงส่งผลต่อผิวละเอียดที่ได้ก็จะไม่เรียบเท่าที่ควร

ดูเหมือนทางเลือกน่าจะมี 2 ทางคือ

  • ใช้ค่า z-step น้อยๆ จะได้เหลือเนื้อวัสดุส่วนเกินจากผิวจริงที่ต้องการที่น้อยในขั้นตอนกัดหยาบ
  • เพิ่มขั้นตอน semi-finish เข้าไปเพื่อเก็บผิวที่เหลือก่อนทำการกัดละเอียด ซึ่งขั้นตอน semi-finish จะกัดเนื้องานที่เหลือได้มากกว่าการกัดละเอียด และต้องใช้มีดกัดงานคนละตัวกับการกัดละเอียด แต่สามารถเป็นขนาดเดียวกันได้ การแยกมีดกัดงานระหว่าง semi-finish กับการกัดละเอียด เพื่อเป็นการป้องกันมีดกัดงานสึกหรอ

เทคนิค : ขั้นตอน semi-finish ควรเหลือเนื้อวัสดุไว้ประมาณ 0.005″ ถึง 0.015″ (0.127 to 0.381 mm)

CopyMillCuttr

มีดกัดงานตามรูปด้านบนสามารถช่วยในการลดเวลาในขั้นตอนกัดหยาบเวลาที่ใช้ z-step ที่น้อยได้ ที่ปลายคัตเตอร์จะมีเม็ดอินเสิร์ต insert รูปร่างกลมอยู่ การกัดด้วย endmill หรือมีดกัดงานแบบนี้จะช่วยให้เราใช้ feed หรือความเร็วในการกัดงานที่มากขึ้นได้เพราะ chip หรือเศษวัสดุที่หลุดออกมาจะมีหลายขนาด ไม่ส่งผลกระทบกับตัวมีดหรือชิ้นงานระหว่างกัดงาน (การใช้ feed หรือความเร็วในการกัดงานที่มากขึ้นจะช่วยลดเวลาในการกัดงาน)

CopyCuttrDwg
การใช้ endmill ที่มี insert จะช่วยลดเนื้อวัสดุส่วนเกินจากผิวจริงที่ต้องการ ให้เหลือน้องลงได้ตามรูปด้านบน และยังสามารถใช้กัดงานที่หลายๆ Z-step ได้อีกด้วย มุมในการเข้าถึงชิ้นงานมีตั้งแต่ 0-90 องศา ขึ้นอยู่กับ ความลึกในการกัดงานหรือ z-step ซึ่ง endmill ที่มี insert สามารถกัดงานด้วยมุมในการเข้าถึงชิ้นงานที่กว้างกว่า ball endmill
ด้วยเทคนิคตามที่ได้อธิบายไปแล้ว จะสามารถลดเวลาในการกัดงานและทำให้ได้ผิวชิ้นงานหรือ surface finish ตามที่ต้องการได้อีกด้วย นั่นคือต้องใช้ทั้งการตั้งค่าที่เหมาะสมในขั้นตอนการทำ tool path จาก CAM software, การวางขั้นตอนการกัดงาน และการเลือกประเภทของมีดกัดงาน ทุกอย่างล้วนสัมพันธ์กัน
ถ้าผู้อ่านมีเทคนิคอะไรดีๆ ก็มาแชร์กันได้นะคะ