คู่มือการเลือกดอกสว่านเหล็กกล้าความเร็วสูง

ในงานโลหะ การเจาะมีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง และการเลือกใช้ดอกสว่านส่งผลโดยตรงต่อทั้งประสิทธิภาพและคุณภาพ ดอกสว่านเหล็กความเร็วสูง (HSS) กลายเป็นเครื่องมือตัดที่ต้องการสำหรับการเจาะโลหะ เนื่องจากมีความทนทานต่อการสึกหรอและทนความร้อนเป็นเลิศ อย่างไรก็ตาม ด้วยดอกสว่าน HSS ที่มีอยู่มากมายในท้องตลาด การเลือกวัสดุ การออกแบบ และข้อมูลจำเพาะที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานต่างๆ จึงเป็นทักษะสำคัญที่วิศวกรและช่างเทคนิคทุกคนต้องเชี่ยวชาญ

เหล็กกล้าความเร็วสูง (HSS) เป็นเหล็กกล้าเครื่องมือที่มีความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอได้ดีกว่า และทนความร้อนได้ดีเยี่ยม องค์ประกอบของโลหะผสมประกอบด้วยคาร์บอน ทังสเตน โมลิบดีนัม โครเมียม และวาเนเดียม องค์ประกอบเหล่านี้ช่วยให้ดอกสว่าน HSS สามารถรักษาคมตัดให้คมภายใต้สภาวะความเร็วสูง ทำให้มีประสิทธิภาพในการเจาะโลหะต่างๆ รวมถึงเหล็ก เหล็ก ทองแดง และโลหะผสมอลูมิเนียม เมื่อเปรียบเทียบกับดอกสว่านเหล็กกล้าคาร์บอนแบบดั้งเดิม ดอกสว่าน HSS มีข้อดีที่แตกต่างกันหลายประการ:

• ความต้านทานการสึกหรอดีเยี่ยม:ปริมาณคาร์ไบด์ที่สูงใน HSS ให้ความแข็งที่เหนือกว่า ซึ่งต้านทานการสึกหรอได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ
• ทนความร้อนได้ดีกว่า:องค์ประกอบโลหะผสมช่วยเพิ่มความแข็งสีแดงของเหล็ก โดยรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงในระหว่างการตัดด้วยความเร็วสูง
• การบังคับใช้ในวงกว้าง:นอกเหนือจากโลหะ ดอก HSS ยังเจาะไม้ พลาสติก และวัสดุอโลหะอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• ประสิทธิภาพด้านต้นทุน:เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเลือกอื่น ๆ ของคาร์ไบด์ บิต HSS ให้ความคุ้มค่าคุ้มราคามากกว่า ทำให้เป็นตัวเลือกหลักสำหรับการตัดเฉือนส่วนใหญ่

แม้ว่าวัสดุทั้งหมดจะถูกจัดประเภทเป็น HSS แต่ความหลากหลายขององค์ประกอบของโลหะผสมก็สร้างความแตกต่างด้านประสิทธิภาพให้กับดอกสว่าน ประเภทวัสดุ HSS หลักได้แก่:

• ไฮสปีดมาตรฐาน:ชนิดที่พบบ่อยที่สุดเหมาะสำหรับเหล็กกล้าเนื้ออ่อน เหล็กหล่อ และอะลูมิเนียมอัลลอยด์ เสนอต้นทุนที่ต่ำกว่าแต่ลดการสึกหรอและทนความร้อน
• โคบอลต์ไฮสปีด (HSS-Co):ด้วยการเติมโคบอลต์ (โดยทั่วไป 5% หรือ 8%) ดอกสว่านเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความแข็งสีแดงและความต้านทานการสึกหรอที่เพิ่มขึ้น เหมาะสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม โลหะผสมไทเทเนียม และเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง
• ผงโลหะวิทยา HSS (HSS-PM):ผลิตโดยใช้ผงโลหะวิทยาเพื่อให้ได้ปริมาณโลหะผสมที่สูงขึ้นและโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอมากขึ้น ให้ความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ และความเหนียวที่เหนือกว่าสำหรับวัสดุที่ตัดเฉือนยากและการใช้งานที่มีความแม่นยำสูง

การออกแบบดอกสว่าน HSS ส่งผลต่อประสิทธิภาพการเจาะอย่างมาก องค์ประกอบการออกแบบที่สำคัญ ได้แก่ :

• มุมชี้:มุมระหว่างคมตัดกับแกน มุมทั่วไปคือ 118° (สำหรับวัสดุเนื้ออ่อน เช่น อะลูมิเนียม) และ 135° (สำหรับวัสดุแข็ง เช่น สเตนเลส) โดยมุมหลังให้ความสามารถในการตั้งศูนย์กลางในตัวได้ดีกว่า
• สไตล์การลับคม:การเจียรแบบธรรมดา แบบแยกจุด หรือแบบรูปตัว R จุดแยกช่วยลดความต้านทานการตัดโดยการหักเศษ ในขณะที่รูป R ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานต่อการสึกหรอ
• การออกแบบขลุ่ย:สำคัญอย่างยิ่งต่อการอพยพและการระบายความร้อนของชิป ตัวเลือกต่างๆ ได้แก่ ฟันตรง เกลียว และพาราโบลา โดยพาราโบลาจะดีกว่าสำหรับการเจาะรูลึก
• สารเคลือบพื้นผิว:เพิ่มความแข็ง การสึกหรอ และทนความร้อน สารเคลือบทั่วไป ได้แก่ TiN (ปรับปรุงความแข็ง), TiAlN (เพิ่มความต้านทานความร้อน) และ DLC (ลดแรงเสียดทาน)

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของดอกสว่าน HSS ให้สูงสุด:

• เลือกวัสดุดอกกัด มุมของปลายแหลม และรูปแบบการลับคมที่เหมาะสม โดยพิจารณาจากวัสดุชิ้นงานและข้อกำหนดในการเจาะ
• ปรับพารามิเตอร์การตัดให้เหมาะสม - ความเร็วที่มากเกินไปทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ในขณะที่การป้อนมากเกินไปเสี่ยงต่อการแตกหัก
• ใช้สารหล่อเย็นที่เหมาะสม (สูตรน้ำสำหรับระบายความร้อน น้ำมันสำหรับหล่อลื่น) ในการจัดการความร้อน
• รักษาคมตัดให้คมผ่านการลับคมสม่ำเสมอโดยคงรูปทรงของจุดที่ถูกต้องไว้
• ลดแรงด้านข้างให้เหลือน้อยที่สุดโดยการยึดชิ้นงานและรักษาการจัดตำแหน่งในแนวตั้งฉาก

ปัญหาและวิธีแก้ปัญหาการขุดทั่วไป:

• การแตกหักของบิต:ตรวจสอบพารามิเตอร์การตัด คุณภาพบิต และการจับยึดชิ้นงาน
• คุณภาพของรูไม่ดี:ตรวจสอบการสึกหรอของบิต มุมของจุด และแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือน
• การสึกหรอมากเกินไป:ลดความเร็ว เพิ่มการไหลของน้ำหล่อเย็น หรือเลือกใช้วัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอมากขึ้น

เนื่องจากความต้องการด้านการผลิตมีการพัฒนา ดอกสว่าน HSS จึงมีความก้าวหน้าไปในหลายทิศทาง:

• วัสดุประสิทธิภาพสูง เช่น HSS โลหะผสมผงขั้นสูง
• นวัตกรรมการเคลือบทั้งการเคลือบนาโนและระบบหลายชั้น
• การออกแบบที่ชาญฉลาดพร้อมการปรับพารามิเตอร์แบบปรับได้และการตรวจสอบการสึกหรอ
• บิตเฉพาะสำหรับงานเจาะวัสดุคอมโพสิต

ดอกสว่านไฮสปีดยังคงเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในงานโลหะ ด้วยการทำความเข้าใจคุณสมบัติของวัสดุ คุณลักษณะการออกแบบ และเทคนิคการใช้งานที่เหมาะสม ผู้เชี่ยวชาญจึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพและคุณภาพของการเจาะได้อย่างมาก ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในด้านวัสดุและเทคโนโลยีจะพัฒนาบิต HSS ไปสู่ประสิทธิภาพ ความฉลาด และความเชี่ยวชาญที่สูงขึ้น ซึ่งสนับสนุนนวัตกรรมการผลิต