หนวยที่ 4 ชื่อเรื่อง เครื่องกลึง (Lathe) หัวขอเรื่องยอย 4.1 ชนิดของเครื่องกลึง 4.2 ขนาดของเครื่องกลึง 4.3 มีดกลึง 4.4 ลักษณะงานที่ไดจากเครื่องกลึง จุดประสงคเชิงพฤติกรรม 1. อธิบายชนิดของเครื่องกลึงได 2. บอกขนาดของเครื่องกลึงได 3. อธิบายมีดกลึงได 4. อธิบายลักษณะงานที่ไดจากเครื่องกลึงได กิจกรรมหลัก 1. ครูนําเขาสูบทเรียน 2. นักเรียนทําแบบทดสอบกอนเรียน 3. นักเรียนศึกษาเนื้อหาจากเอกสารประกอบการสอน - แบงกลุมนักเรียนกลุมละ 4-5 คน - ศึกษาเนื้อหาสาระการเรียน - อภิปรายหนาชั้นเรียน - ครูสรุปเนื้อหาสาระการเรียนประจําหนวย 4. นักเรียนทําแบบทดสอบหลังเรียน 5. ครูและนักเรียนตรวจแบบทดสอบ 6. ทํารายงานเพิ่มเติมเรื่อง เกลียว
59 เครื่องกลึง (Lathe) เครื่องกลึง เปนเครื่องจักรกลชนิดหนึ่งที่ทํางานโดยการสงกําลังดวยมอเตอร และจับชิ้นงาน ดวยฟนของหัวจับหรือจับดวยหนาจานโดยที่ชิ้นงานจะหมุนรอบตัวเอง สวนมีดกลึงจะเคลื่อนที่เขา ตัดชิ้นงาน ลักษณะงานที่ทําจากเครื่องกลึง เชน กลึงเกลียว กลึงเรียว กลึงปอก กลึงขึ้นรูป เปนตน
รูปที่ 4.1 งานกลึงลักษณะตางๆ ที่มา:ประเวศ,กรรมวิธีการผลิต,หนา 44
60 4.1 ชนิดของเครื่องกลึง เครื่องกลึงเปนเครื่องจักรกลชนิดหนึ่งที่มีความสําคัญในงานอุตสาหกรรมเปนอยางมาก มีอยูดวยกันหลายชนิด ปจจุบันนี้เครื่องกลึงสามารถทํางานไดอยางมีประสิทธิภาพสูง โดยเฉพาะ เครื่องกลึงที่ควบคุมดวยคอมพิวเตอร (CNC Lathe) การเลือกใชจะตองคํานึงถึงลักษณะของงาน ที่ทําการผลิต เชน 4.1.1 เครื่องกลึงความเร็วสูง (Speed lathe) เปนเครื่องกลึงขนาดเล็กสามารถติดตั้งบนโตะ หรือโครงเหล็กก็ได มีความเร็วรอบสูงเหมาะกับงานกลึงเบาๆ หรืองานกลึงไมและงานขัดผิวสําเร็จ ของชิ้นงาน เครื่องกลึงความเร็วสูง
โตะ
รูปที่ 4.2 เครื่องกลึงความเร็วสูง
ที่มา:ดร.อนันต,งานเครื่องมือกลเบื้องตน,หนา 93
4.1.2 เครื่องกลึงตั้งโตะ (Bench lathe) เปนเครื่องกลึงขนาดเล็กจึงสามารถติดตั้งบนโตะได เหมาะสมกับงานกลึงขนาดเล็กและงานกลึงเบาๆไดดี เพลางาน ชุดทายแทน ปอมมีด
รูปที่ 4.3 เครื่องกลึงตั้งโตะ
61 4.1.3 เครื่องกลึงชนิดตั้งพื้นหรือเครื่องกลึงเอนจิน (Engine lathe) เปนเครื่องกลึงขนาดเล็ก สามารถปรับความเร็วรอบไดหลายระดับดวยระบบเฟองทด ชื่อเดิมเครื่องกลึงนี้เรียกวา เครื่องกลึง เอนจิน ซึง่ สงกําลังดวยเครื่องยนตแตปจจุบันสงกําลังดวยมอเตอร หัวเครื่อง
เพลางาน
ปอมมีด แทนปอมมีด ชุดทายแทน รางเลื่อน
ชุด ฐาน เฟองทด แทนมีด เพลา ตัดเกลียว ฐานเครื่อง
สะพาน แทนเครื่อง
รูปที่ 4.4 เครื่องกลึงชนิดตั้งพื้น 4.1.4 เครื่องกลึงทูลรูม (Toolroom lathe) เปนเครื่องกลึงที่มีอุปกรณประกอบเพิ่มเติมมากขึ้น เพื่อใหการทํางานไดประสิทธิภาพและเที่ยงตรง เชน ชุดเฟองเปลี่ยน ชุดอุปกรณกลึงเรียว ชุดกันสะทาน ชุดหัวจับจําปา เปนตน ชุดกันสะทาน หัวจับ
รูปที่ 4.5 เครื่องกลึงทูลรูม
ชุดทายแทน
62 4.1.5 เครื่องกลึงแก็บเบ็ด (Gap–bed lathe) เปนเครื่องกลึงที่สามารถถอดแทนเครื่องบริเวณ ใตหัวจับชิ้นงานออกได เพื่อใชสําหรับจับชิ้นงานที่มขี นาดเสนผาศูนยกลางโต ชุดทายแทน แทนเครื่อง
รูปที่ 4.6 เครื่องกลึงเเก็บเบ็ด 4.1.6 เครื่องกลึงเมนูแฟคเตอริ่ง (Manufacturing lathe) เปนเครื่องกลึงที่มกี ารปรับปรุง ประสิทธิภาพการทํางานใหมากขึ้นและไดเพิ่มอุปกรณตางๆ เชน อุปกรณลอกลาย อุปกรณ การอานคาการกลึงเปนตัวเลข จึงทําใหการทํางานไดเที่ยงตรงและรวดเร็ว เครื่องกลึงที่มีอุปกรณ ลอกลาย ใชสําหรับลอกแบบชิ้นสวน ซึ่งอาจจะยากหรือคาใชจายมากขึ้นถาไปทํากับเครื่องจักรอื่นๆ
(ก) กลึงอัตโนมัติดวยระบบไฮดรอลิก
(ข) กลึงดวยระบบดิจิตอลตัวเลข
รูปที่ 4.7 เครื่องกลึงเมนูแฟคเตอริ่ง ที่มา:ดร.อนันต,งานเครื่องมือกลเบื้องตน,หนา 94
63 4.1.7 เครื่องกลึงเทอเรท (Turret lathe) เปนเครื่องจักรกลสําหรับกลึงงานผลิตจํานวนมาก ซึ่งมีหลายขั้นตอนรวมอยูดวยกัน เชน กลึง เจาะ ควาน และตาปเกลียว เครื่องมือตัดเหลานี้ ติดตั้ง อยูกับชุดปอมมีดหมุนซึ่งอยูทายแทนเครื่อง ชุดหัวเครื่อง
ชุดแทนเลื่อน หัวจับมีด 6 หัว
หัวจับมีด 6 หัว
ฐาน
ชนิดงาน
ปมไฮดรอลิก ชุดปอมมีดหมุน
สวนตางๆของเครื่องกลึงปอมมีด หมุน
รูปที่ 4.8 เครื่องกลึงเทอเรท
ที่มา:ดร.อนันต,งานเครื่องมือกลเบื้องตน,หนา 94
4.1.8 เครื่องกลึงอัตโนมัติ (CNC lathe) เปนเครื่องกลึงที่ควบคุมการทํางานดวยโปรแกรม คอมพิวเตอรทํางาน โดยอัตโนมัติตั้งแตเริ่มตนจนจบขบวนการ ซึง่ แตละบริษัทผูผลิตหรือแตละรุน จะมีความแตกตางกันออกไปแตก็จะมีหลักการเดียวกันในการควบคุมการทํางาน ซึง่ เหมาะสมกับ งานผลิตจํานวนมากๆ แผงควบคุม
หัวจับ
รูปที่ 4.9 เครื่องกลึง CNC
64 4.2 ขนาดของเครื่องกลึง (Lathe size) การบอกขนาดของเครื่องกลึงสามารถบอกไดหลายวิธี ไดแก 4.2.1 บอกขนาดความโตสุดของชิ้นงานทีจ่ ับได ซึ่งขนาดของเครื่องกลึงจะบอกมาเปน ระยะครึ่งหนึ่งของงานที่จับได โดยการวัดระยะจากรางเลื่อนขึ้นมาถึงกึง่ กลางของหัวจับงาน เชน ขนาด 150 มม. สามารถจับชิ้นงานที่มีความโตได 300 มม. 4.2.2 บอกขนาดความยาวที่สามารถจับชิ้นงานได โดยการวัดจากหัวเครื่องถึงยันศูนยทาย เชน 1,500 หรือ 2,000 มม. 4.2.3 บอกขนาดความยาวของรางเลื่อน เชน 1,500 มม.
รูปที่ 4.10 การบอกขนาดของเครื่องกลึง 4.3 มีดกลึง (Cutting tool) เปนเครื่องมือตัดที่ใชสําหรับการกลึงชิ้นงาน มีดวยกันหลายชนิดหลายแบบ วัสดุที่ใชทํามีด กลึงสวนมากนิยมใชเหล็กรอบสูง (High Speed Steel:HSS) ถากลึงชิ้นงานที่มีความแข็งมากก็จะใช มีดที่ติดปลายมีดดวยคารไบด (Carbide tipped) มีดกลึงมีมุมตางๆ ที่สําคัญดังนี้ A มุมคายหลังมีด (Back rake angle) B มุมคายดานขาง (Side rake angle) C มุมหลบดานหนา (End relief angle) D มุมหลบดานขาง (Side relief angle) E มุมคมตัดดานขาง (Side cutting edge angle) F มุมคมตัดดานปลาย (End cutting edge angle) G มุมรวมปลายมีด (Nose angle)
65 F มุมคมตัดดานปลาย
หนามีด
คม ปลายมีตัดด G มุมรวม ปลายมีด
แทงมีด
E มุมคมตัดดานขาง A มุมคายหลังมีด B มุมคายดานขาง
D มุมหลบดานขาง
C มุมหลบดานหนา
รูปที่ 4.11 ลักษณะมุมมีดกลึง ลักษณะรูปรางคมตัดของมีดกลึงแบบตางๆ สามารถเลือกใชตามความเหมาะสมกับลักษณะ งานและขนาดของชิ้นงานกลึง มีดปาดหนา
มีดปอก มีดปอก มีดปลายมน ผิวหยาบ ผิวละเอียด
มีดปอก มีดปอก มีดปาดหนา ผิวละเอียด ผิวหยาบ
( มีดกลึงซาย )
รูปที่ 4.12 มีดกลึงแบบตางๆ
( มีดกลึงขวา ) ขวา
ที่มา:ประเวศ,กรรมวิธีการผลิต,หนา 48
4.4 ลักษณะงานที่ไดจากเครื่องกลึง เครื่องกลึงสามารถทํางานไดหลายรูปแบบ ที่สําคัญๆมีดังนี้ 4.4.1 การกลึงปาดหนา (Facing) เปนการกลึงปาดหนาชิ้นงานใหเรียบ โดยการจับชิ้นงาน ที่หัวจับแลวตั้งมีดกลึงใหไดศูนยกลางของชิ้นงาน โดยการนําปลายมีดกลึงไปเทียบกับศูนยทาย เครื่องแลวปรับเอียงคมมีดทํามุมกับชิ้นงานประมาณ 2 องศา
66 สําหรับงานทีไ่ ดจากการปาดหนาเรียบรอยแลวมักจะนําไปเจาะรูยันศูนย เพื่อใชสําหรับการ ยันศูนยเวลากลึงปอกหรือเจาะรูแลวควานรูตอไป หัวจับ ชิ้นงาน ดามจับมีดกลึง มีดกลึง ดก
รูปที่ 4.13 การกลึงปาดหนา 4.4.2 การกลึงปอก (Turning) เปนการกลึงเพื่อลดขนาดของชิ้นงาน ถาเปนการกลึงปอกที่มี ความยาวไมมากก็จะใชหัวจับจับชิ้นงาน แตถากลึงปอกยาวๆก็จะตองยันศูนยทาย การกลึงปอก งานที่ตองการความเที่ยงตรง ก็จะจับชิ้นงานดวยยันศูนยหัวและยันศูนยทายโดยมีหวงพาเปนตัว บังคับ หัวจับ หวงพา
ชิ้นงาน
ศูนยทายแทน งาน
มีดกลึง จานขับ 1. การจับงานดวยหัวจับ
ทิศทางปอน มีดกลึง
2. การจับงานระหวางศูนย
รูปที่ 4.14 การกลึงปอกผิว
67 4.4.3 การกลึงเรียว (Taper turning) งานเรียวคืองานที่มีความโตสองขางไมเทากัน งานเรียว จะมีทั้งงานเรียวนอกและงานเรียวใน เรียวมีอยูดวยกันหลายชนิดไดแก - เรียวมอส (Morse taper) เรียวชนิดนี้สวนมากนิยมใชในชิ้นสวนเครื่องจักรกลและ เครื่องมือตัดตางๆ มีคาอัตราเรียว 0.625 นิ้วตอฟุต ไดแก กานดอกสวาน กานหัวจับดอกสวาน กานรีมเมอร ศูนยทายเครื่องกลึง เปนตน - เรียวบราวแอนชารป (Brown and Sharpe taper) เรียวชนิดนี้จะใชอยูในชิ้นสวนตางๆ ของเครื่องกัด มีคาอัตราเรียว 0.500 นิ้วตอฟุต - เรียวจาโน (Jarno taper) เรียวชนิดนี้จะใชอยูในอุปกรณของเครื่องเจาะขนาดเล็กและ เครื่องกลึง มีคาอัตราเรียว 0.600 นิ้วตอฟุต - เรียวสลัก (Taper pins) เรียวชนิดนี้จะใชกับงานสลักเรียวมีคาอัตราเรียว 0.250นิ้วตอฟุต วิธีการกลึงเรียวสามารถกลึงได 3 วิธี 1) การตั้งองศาที่ปอมมีด (Compound rest) เปนการกลึงเรียวทีม่ ีความยาวสั้นๆ หรือมุม องศามาก เชน การกลึงปลายเหล็กตอกนําศูนย หัวยันศูนยและกลึงเรียวไดทั้งเรียวนอกและเรียวใน
งาน ปอมมีด
ทิศทางปอน แทนเลื่อนบน
แทนเลื่อนขวาง
รูปที่ 4.15 การกลึงเรียวโดยการตั้งองศาที่ปอมมีด
68
2) การเยื้องศูนยทายแทน (Tailstock offset) เปนการกลึงชิ้นงานที่มีความยาวมากๆ ใชสําหรับงานกลึงเรียวนอกเทานั้น ศูนยเครื่องกลึง ศูนยงาน
ระยะเยื้องศูนย
ผิวที่ปาดออก ทิศทางเคลื่อนที่
รูปที่ 4.16 การกลึงเรียวแบบเยื้องศูนยทายแทน 3) การกลึงเรียวดวยอุปกรณกลึงเรียวพิเศษ (taper attachment) เปนการกลึงเรียวที่ให ความยาวมากกวาแบบการตั้งองศาปอมมีด และสามารถตั้งองศาไดมากกวาแบบยันศูนยทายแทน ความยาวเรียวที่กลึงไดขึ้นอยูกับความยาวของอุปกรณพิเศษ และสามารถกลึงเรียวไดทั้งเรียวนอก และเรียวใน งานเรียว
ชุดอุปกรณพิเศษ
งาน ชุดอุปกรณพิเศษ
รูปที่ 4.17 การกลึงเรียวแบบใชอุปกรณพิเศษ เครือ่ งมือที่ใชในการตรวจสอบเรียว เชน Plug Gauge สําหรับทดสอบเรียวใน และ Ring Gauge สําหรับทดสอบเรียวนอก
ชิ้นงาน
เกจทดสอบเรียวนอก
เสนพิกัด
เกจทดสอบเรียวใน
รูปที่ 4.18 เกจสําหรับใชทดสอบเรียว
69
4.4.4 การควานรู (Boring) เปนการทํางานทีต่ อเนื่องจากการเจาะรูแลว และไมมีดอกสวาน ใหญเทากับขนาดความโตตองการ จึงตองทําการควานรูตอเพื่อใหไดขนาดรูที่ตองการ ดามจับมีดควาน
ชิ้นงาน ดามจับมีดควาน ปอมมีด
มีดควาน ชิ้นงาน
รูปที่ 4.19 การควานรู 4.4.5 การพิมพลาย (Knurling) เปนการใชลอพิมพลายกดลงบนชิ้นงาน เพื่อใหเกิดรอยนูน ขึ้นมา มีทั้ง ลายขนาน ลายสี่เหลี่ยม ลายเพชร และมีทั้งลายหยาบ ปานกลาง ละเอียด ประโยชน ของงานพิมพลายชวยใหการจับงานไมลื่นและสวยงาม ลอพิมพลาย
งานพิมพลาย
รูปที่ 4.20 การพิมพลาย
ดามลอพิมพลาย
70 4.4.6 การกลึงลดบา (Shoulder turning) เปนการกลึงลดขนาดที่แตกตางกันไปในชิ้นงาน เดียว เพื่อนําไปประกอบกับชิ้นงานเครื่องจักรกลตางๆ มีดกลึงสําหรับกลึงลดบาก็มีลักษณะ แตกตางกันออกไปทั้งนี้ขึ้นอยูกับลักษณะของงาน เชน มีดกลึงปอกซาย มีดปลายมน มีดตัด มีดโคง เปนตน ชิ้นงาน
มีดฉาก (Square Shoulder)
บาลงมุม มีดโคง (Filleted Corner) (Chamfered Shoulder)
รูปที่ 4.21 ลักษณะของงานกลึงลดบา 4.4.7 การกลึงเกลียว (Thread cutting) การกลึงเกลียวทุกชนิดสามารถใชเครื่องกลึง กลึงได ทั้งหมด ทั้งเกลียวนอกและเกลียวใน สําหรับมีดกลึงเกลียวก็จะลับตามลักษณะของเกลียวชนิดนั้นๆ เชน เกลียวเมตริกมุม 60 องศา มีดกลึงเกลียวก็จะมีมุมรวมปลายมีด 60 องศา เชนเดียวกัน ดังตัวอยาง การกลึงเกลียวสามเหลี่ยม ขั้นตอนการกลึงเกลียวสามเหลี่ยม 1. ตั้งปอมมีดเพื่อกลึงเกลียวสามเหลี่ยม 2. ตั้งมีดกลึงเกลียวใหไดฉากโดยการใชเกจหางปลาเทียบ 3. การปอนกินงานสามารถปอนกินงานไดทงั้ สองทาง คือ ปอนที่ปอมมีด กับปอนกินที่แทนเลื่อนขวาง 4. การปอนกินงานแตละครั้งดวยการสับคันโยก โดยใหดูที่นาฬิกาสับเกลียวประกอบ 5. การกลึงเกลียวใน ก็สามารถทําในลักษณะเดียวกัน
71
2. ตั้งมีดกลึงเกลียวใหไดฉาก
1. ตั้งปอมมีดเพื่อกลึงเกลียว 4. นาฬิกาสับเกลียว
3. ปอนกินลึก ดามมีดจับ
ตกรองใน
แทงจับมีด
มีดกลึง ลบคมดานหนา
5. การกลึงเกลียวใน
รูปที่ 4.22 ขั้นตอนการกลึงเกลียวนอกและเกลียวใน ที่มา:ประเวศ,กรรมวิธีการผลิต,หนา 54
เครื่องมือวัดที่ใชในการตรวจสอบขนาดเกลียว เชน ไมโครมิเตอร เกจวัดเกลียวนอก เกจวัดเกลียวใน เปนตน ไมโครมิเตอร
2. เกจวัดเกลียวนอก
1. ใชไมโครมิเตอร
3. เกจวัดเกลียวใน
รูปที่ 4.23 การทดสอบเกลียว
75 แบบทดสอบกอนเรียน-หลังเรียน ประจําหนวยที่ 4 เรื่อง เครื่องกลึง ตอนที่ 1 จงทําเครื่องหมาย √ ลงในคําตอบที่ถูกที่สุดเพียงคําตอบเดียว 1. ในโรงงานอุตสาหกรรมเครื่องกลึงที่นิยมใชในการซอมบํารุงคือขอใด ก. เครื่องกลึงทูลรูม ข. เครื่องกลึงเทอเรท ค. เครื่องกลึงชนิดตั้งพื้น ง. เครื่องกลึงตั้งโตะ 2. ในการกลึงชิ้นงานที่มีขนาดความโตมาก จึงจําเปนจะตองถอดแทนเครื่องชวงใตหัวจับออก จึงจับงานไดคือเครื่องชนิดใด ก. เครื่องกลึงทูลรูม ข. เครื่องกลึงเทอเรท ค. เครื่องกลึงแก็บเบ็ด ง. เครื่องกลึงความเร็วสูง 3. ถาเปนงานผลิตจํานวนมาก ๆ ที่ตองการความเที่ยงตรงและรวดเร็วจะใชเครื่องกลึงชนิดใด ก. เครื่องกลึงตั้งพื้น ข. เครื่องกลึงเทอเรท ค. เครื่องกลึงเมนูแฟคเตอริ่ง ง. เครื่องกลึงอัตโนมัติ 4. อุปกรณในขอใดที่จับชิ้นงานกลึงไดอยางรวดเร็วและสะดวกที่สุด ก. หัวจับสามจับ ข. หัวจับสี่จับ ค. หนาจานจับ ง. หางพา 5. ขอใดไมใชวิธีการบอกขนาดของเครื่องกลึง ก. ขนาดความยาวชิ้นงานที่สามารถจับชิ้นงานได ข. ขนาดความโตสุดของชิ้นงานที่จับได ค. ขนาดความยาวของรางเลื่อน ง. ขนาดกําลังขับของมอเตอร 6. วัสดุที่นิยมใชทํามีดกลึงคือขอใด ก. เหล็กคารบอนต่ํา ข. เหล็กรอบสูง ค. เหล็กคารไบค ง. เหล็กชุบแข็ง 7. รูแกนศูนยทายเครื่องกลึง สําหรับยันศูนยชิ้นงานเปนเรียวชนิดไหน ก. เรียวมอส ข. เรียวบราวแอนชารป ค. เรียวจาโน ง. เรียวสลัก
76 8. การกลึงเรียวชิ้นงานที่มีความยาวเรียว 30 มม. จะตองใชวิธีการกลึงเรียวแบบไหนจึงเหมาะสม ก. การใชอุปกรณพิเศษ ข. การเยื้องศูนยทายแทน ค. การตั้งองศาที่ปอมมีด ง. ทําไดทุกวิธี 9. การกลึงเกลียวเมตริกสามเหลี่ยม มีดกลึงเกลียวจะมีมุมรวมปลายมีดกี่องศา ก. 55 องศา ข. 60 องศา ค. 80 องศา ง. 90 องศา 10. ขอใดไมใชลักษณะงานของเครื่องกลึง ก. งานควานรู ข. งานตกรองภายใน ค. งานรองลิ่ม ง. งานพิมพลาย ตอนที่ 2 จงตอบคําถามตอไปนี้โดยการอธิบายสั้นๆพอเขาใจ 1. เครื่องกลึงมีประโยชนอยางไร ……………………………………………………………….... 2. จงบอกชนิดของเครื่องกลึงมา 3 ชนิด ……………………………………………………......... 3. เครื่องกลึงอะไรที่ควบคุมการทํางานดวยโปรแกรมคอมพิวเตอรตั้งแตเริ่มตนจนจบกระบวนการ ……………………………………………………………………………………………………… 4. การสงกําลังของเครื่องกลึงใชระบบใดบางจงบอกมา 2 ชือ่ …………………………………….. 5. จงบอกชื่อมุมตาง ๆ ของมีดกลึงมา 3 ชื่อ ………………………………………………………… 6. การกลึงเรียวดวยวิธีการตั้งองศาที่ปอมมีดเหมาะกับงานชนิดไหน.................................................. 7. การควานรูบนเครื่องกลึงเปนการทํางานที่ตอเนื่องจาก.................................................................... 8. ประโยชนของการพิมพลาย (Knurling) คือ ................................................................................... 9. การตั้งมีดกลึงเกลียวสามเหลี่ยมใหไดฉากจะตองใชเครื่องมืออะไรตั้ง ........................................... 10. จงอธิบายขั้นตอนการกลึงเกลียวสามเหลี่ยมโดยสังเขป................................................................. ………………………………………………………………………………………………………