ในภาคอุตสาหกรรมการผลิตทุกวันนี้ มีการพัฒนาและออกแบบเครื่องจักรใหม่ๆ ให้สอดคล้องกับกระบวนการผลิตมากยิ่งขึ้น จากความต้องการที่เน้นตอบสนองเรื่องเวลาในการผลิตชิ้นงาน (Cycle time) รูปแบบชิ้นงานที่มีความซับซ้อน (Complex part) และคุณภาพผิวงานที่ดีขึ้น (Good surface finish)

ดังนั้นผู้ผลิตจึงมีการเพิ่มศักยภาพต่างๆ ของเครื่องจักร ดังเช่นการเพิ่มประสิทธิภาพของความเร็วรอบของสปินเดิล (Spindle Speed) ให้สูงมากกว่า 10,000-40,000 รอบ/นาที เพื่อให้เป็นไปตามเป้าหมายการผลิตและสามารถสร้างผลกำไรได้มากขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นเลือกใช้รูปแบบอุปกรณ์จับยึดเครื่องมือ (Tool Holder) ให้มีคุณภาพและมีประสิทธิภาพด้วยเช่นกัน

MEGA Tech ขอแนะนำ เทคโนโลยีจับยึดเครื่องมือ อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) ที่ตอบโจทย์ทุกรูปแบบงานตัดเฉือน โดยแต่ละอุตสาหกรรมและแต่ละงานล้วนแล้วแต่ต้องการระบบจับยึดเครื่องมือตัดที่แตกต่างกันออกไป ไม่ว่าจะเป็นงานตัดเฉือนความเร็วสูงไปจนถึงงานกัดหยาบ HAIMER มีผลิตภัณฑ์อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder)และเทคโนโลยีจับยึดเครื่องมือตัดที่เหมาะกับทุกความต้องการ

หากกล่าวถึงการใช้ อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) ให้เกิดประสิทธิภาพนั้น จะต้องคำนึงถึง 3 องค์ประกอบดังนี้

1. ความแข็งแรง (Rigidity & Clamping force)
2. ความแม่นยำ (Accuracy & precision)
3. ความสมดุล (Balance & safety)

ซึ่งปัจจุบันสิ่งที่ผู้ผลิตชิ้นส่วนอุตสาหกรรมต่างๆ มักมุ่งเน้น เรื่องความแข็งแรงและความแม่นยำของ อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) เป็นหลัก ซึ่งทางปฏิบัติโรงงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะตรวจสอบแต่เพียง ค่า Static Run – out เท่านั้น และนำไปใช้งานต่อ แต่ที่จริงแล้วเรื่องการตั้งค่าความสมดุลของ อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) เป็นสิ่งที่สำคัญ และ ขาดไม่ได้ด้วยเช่นกัน เมื่อเกิดกรณีการใช้ความเร็วรอบสูงมากเกินไป จะส่งผลให้เกิดความไม่สมดุล (Unbalance) ซึ่งจะมีผลกระทบต่างๆ ดังนี้

1. สปินเดิลของเครื่องจักรเกิดการสั่นสะเทือน (Vibration) ทำให้เกิดการสึกหรอก่อนกำหนด
2. อายุการใช้งานของเครื่องมือตัดสั้นลงหรือทำให้เกิดการแตกหักชำรุดเสียหาย
3. คุณภาพของผิวชิ้นงานออกมาไม่ดี ซึ่งต้องใช้เวลาในการผลิตมากขึ้น เสียเวลาในการทำงานมากขึ้น

สาเหตุต่างๆ ที่ทำให้ อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) เกิดความไม่สมดุล

1. การที่รูปแบบเครื่องมือตัดไม่สมมาตร ดังเช่น กลุ่มเครื่องมือตัดพิเศษต่างๆ (Special Tool)
2. ข้อบกพร่องต่างๆ ของการออกแบบรูปทรงของ อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) หรือวัสดุที่ใช้ไม่เหมาะสม
3. การเพิ่มอุปกรณ์ต่างๆ ไปรวมอยู่ที่ อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) เช่น การต่อความยาว , Pull stud, Screw เป็นต้น
   

หลักการทำงานสำหรับ การ Balancing อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder)
1. การคำนวณหาค่า Balancing of อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) Permissible Residual Unbalance เพื่อนำค่าดังกล่าวไปถ่วงสมดุล (Balancing) โดยการเพิ่มหรือลดน้ำหนักที่ตัว อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) และทดสอบที่ Balancing Machine

2. เกณฑ์ของการ Balance แต่ละกระบวนการผลิต ตามมาตรฐาน ISO1940
   G 4000 – เพลาข้อเหวี่ยง / การขับของเครื่องยนต์ดีเซลที่มีจำนวนกระบอกสูบไม่สม่ำเสมอ
   G 100 – ระบบเครื่องยนต์ (เบนซินหรือดีเซล) สำหรับรถยนต์ รถบรรทุกและหัวรถจักร
   G 40 – ล้อรถ, ชุดล้อและเพลาขับ
   G 16 – ส่วนประกอบเฉพาะของเครื่องยนต์สำหรับรถยนต์รถบรรทุกและหัวรถจักร
   G 6.3 – เครื่องมือ เครื่องจักรและชิ้นส่วนเครื่องจักรทั่วไป
   G 2.5 – การหมุนของเครื่องมือตัดสำหรับเครื่องจักรซีเอ็นซี
   G 1 – เครื่องเจียรไน
   G .4 – แผ่นดิสก์และงานเจียระไนที่มีความละเอียดสูง ซึ่งในปัจจุบันส่วนใหญ่ในการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ งานแม่พิมพ์ งานอากาศยาน และ งานอุตสาหกรรมยานยนต์ จะนิยมใช้เกรด G2.5 อีกทั้งยังมีเครื่องจักรที่ช่วยในการ Balancing ของ Tool Holder เพื่อเป็นมาตรฐานและสะดวกมากยิ่งขึ้น ดังรูปภาพที่ 2

3. วิธีการ balancing ของ อุปกรณ์จับยึดเครื่องมือตัด (Tool Holder) มี 4วิธีหลักๆ คือ
   1. การลดน้ำหนักโดยการเจาะ (Drilling)
   2. การลดน้ำหนักโดยการกัด (Milling)
   3. การเพิ่มน้ำหนักโดยขันสกรู
   4. การเพิ่มน้ำหนักโดยใส่แหวนรอง (Ring)ซึ่งวิธีการทั้งหมดนี้จะต้องทำการปรับพารามิเตอร์ทั้งหมดที่ซอฟต์แวร์ของ Balancing Machine เช่น ขนาดของสว่าน ความลึกรูเจาะ องศาปลายดอกสว่าน เพื่อที่จะคำนวณหามวลและทดสอบการ Balance ได้อย่างถูกต้อง

4. รูปแบบงานที่จำเป็นสำหรับการนำ Balancing ไปประยุกต์ใช้ที่ให้เกิดประสิทธิภาพ
   1. ลักษณะงานที่จับด้ามยาว ที่ความเร็วรอบต่ำ และมีรูปร่างขนาดใหญ่
   2. ลักษณะงานที่จับด้ามยาว ที่ความเร็วรอบสูง สำหรับงานเก็บละเอียด
   3. สำหรับเครื่องมือตัดที่มีขนาดเล็ก (Micro Cutting Tool)
   4. สำหรับเครื่องมือตัดพิเศษ (Special Tool)
5. ข้อดีของสำหรับการ Balancing มีหลายประการดังนี้
   1. ยึดอายุการใช้งานของสปินเดิลเครื่องจักร
   2. สามารถเพิ่มความเร็วรอบและอัตราป้อนได้มากยิ่งขึ้น
   3. สามารถลดเวลาในการทำงานได้ (Reduce Cycle time)
   4. เพิ่มอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของเครื่องมือตัด
   5. สามารถปรับปรุงคุณภาพผิวได้ดีขึ้น
   6. ใช้งานเครื่องจักรให้มีประสิทธิภาพอย่างเต็มที่
      จากข้อมูลต่างๆ ตามที่ได้กล่าวมาเบื้องต้นนั้น การ Balancing ถือว่ามีความสำคัญเป็นอย่างมากสำหรับการผลิตสมัยใหม่ที่ต้องการควบคุมเวลา รูปร่าง และคุณภาพผิวชิ้นงาน จำเป็นจะต้องเรียนรู้หลักการและการนำไปประยุกต์ใช้อย่างถูกต้อง เพื่อจะทำให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดต่อการทำงานปัจจุบัน

Article by: Haimer & MEGA Tech

https://www.haimer.com/en << Click Here

In the manufacturing industry today, machinery is being developed and designed to be more consistent with manufacturing processes based on the need to meet cycle time, complex part and good surface finish requirements.

            Therefore, manufacturers are enhancing the capabilities of their machinery, such as by increasing spindle speed effectiveness to exceed over 10,000-40,000 rpms to meet production targets and increase profit. As such, it is necessary to use tool holder equipment that are of the same quality and effectiveness.

            MEGA Tech proud to recommend the right tool clamping technology for every kind of machining operation during machining, specific demands for tool holding are laid down by each industry and application. The range varies from high-speed cutting to heavy roughing.

With the HAIMER tool holders, HAIMER offers the right solution and tool clamping technology for all specific requirements.

When discussing effective tool holders, it is necessary to consider 3 components as follows:

1. Rigidity and clamping force.
2. Accuracy and precision.
3. Balance and safety.

Currently, parts manufacturers in different industries are primarily emphasizing the strength and precision of tool holders. In practice, most industrial factories only check static run-out values and continue their use. In reality, however, specifying the balance value of tool holders is also vital. When excessive speed is used, imbalance (unbalance) will occur and cause the following impacts:

 1. The machine spindle will vibrate and corrode prematurely.

2. The lifespan of cutting tools will become shorter, or breakage or damage might occur.

3. The output workpieces will be of poor quality, causing production time to increase and for more work time to be wasted.

Causes of Imbalance in Tool Holders

            1. Asymmetry of cutting tools such as in the case of special tools.     

            2. Faults in the shape design of tool holders or use of inappropriate materials.

            3. Additional equipment attachments are placed at the tool holder such as when adding attachments to increase length, 1pull stud, screws, etc. 

         

Working Principle for Balancing Tool Holders

1. Calculation for balancing of tool holders’ permissible residual unbalance value is done to use the value to perform balancing by increasing or reducing weight at the tool holder, followed by testing at the balancing machine.

                           

2. Balancing Criteria for Each Production Process with ISO1940
   G 4000 – Crank shaft/drive of diesel engine with an uneven number of cylinders.
   G 100 – Engine system (benzene or diesel) for cars, trucks and locomotives
   G 40 – Vehicle wheels, wheel sets and drive shafts.
   G 16 – Specific engine components for cars, trucks and locomotives.
   G 6.3 – General tools, machinery and machine parts.
   G 2.5 – Spinning of cutting tools for CNC machines.
   G 1 – Grinders.
   G .4 – Disks and fine grinding work.

Most parts manufacturing and mold work today prefer to use Grade G2.5 along with machines for balancing tool holders to offer better standardization and greater convenience as shown in Figure 2.

3. After obtaining the permissible unbalance value of 1.67 gmm, there are 4 main methods for balancing tool holders as follows:

            1. Weight reduction by drilling.

            2. Weight reduction by milling.

            3. Weight increase by fastening screws.

            4. Weight increase by adding rings.

            All of these methods require changes to every parameter in the software of the balancing machine such as drill size, drill depth and drill bit angle in order to correctly calculate mass and test balance.                                       

4. Type of work required for effective implementation of balancing:

            1. Work with long handles, low speeds and large sizes.

            2. Work with long handles and high speeds for finishing details.

            3. For small cutting tools.

            4. For special cutting tools (special tools and from tools).

5. Balancing has several benefits as follows:

            1. It extends the lifespan of machine spindles.

            2. It makes it possible to increase speed and feed rate.

            3. It reduces cycle time.

            4. It increases the lifespan and effectiveness of cutting tools.

            5. It improves surface quality.

            6. Operate the machine with full efficiency

             From the information stated above, balancing clearly is highly essential to modern manufacturing that requires control over the time, shape and quality of workpiece surfaces, and it is necessary to learn their proper principles and application in order to achieve maximum work effectiveness.

Article by: Haimer & MEGA Tech

今日の製造業では機械はサイクル タイム、複雑な部品、優れた表面仕上げの要件を満たす必要性に基づいて製造プロセスとの一貫性を高めるように開発および設計されている。

            従ってメーカーは生産目標を達成して利益率を上げるためにスピンドル速度の有効性を10,000 ～ 40,000 rpm を超えるよう高めるなど機械の機能を強化している。そのためは同等の品質と有効性を備えたツールホルダー機器を使用する必要がでてくる。

            MEGA Tech 自信を持ってお勧めします、あらゆる種類の機械加工に適したツールクランプ技術機械加工時におけるツールホールディングに対する特定の要求は業界およびにアプリケーションによって規定されます。高速切削から重荒加工まで対応可能。

HAIMER のツール ホルダーは全ての特定の要件に対して適切なソリューションとツール クランプ技術を提供します。

効果的なツール ホルダーを検討する場合には以下の 3 つのコンポーネントを考慮する必要がある。

1. 剛性とクランプ力。
2. 正確さと精度。
3. バランスと安全

現在業界の部品メーカーの多くは主にツール ホルダーの強度と精度を重視している。実際には殆どの向上は静的振れ値のみをチェックし使用を継続する。しかし現実的にはツールホルダーのバランス値を特定することも重要なのだ。過大な速度で使用するとアンバランス（アンバランス）が発生し以下のような影響が生じる。

1. 機械のスピンドルは振動し腐食が早い。
2. 切削工具の寿命が短くなったり破損や破損の原因となる。
3. アウトプットされたワークピースの品質は低くなり生産時間は長くなり無駄な作業時間が増える。

ツールホルダーのアンバランスの原因

1. 特殊工具など切削工具の非対称性。
2. ツールホルダーの形状設計の誤りや不適切な材質の使用。
3. アタッチメントを追加して長さを伸ばす場合、1プルスタッド、ネジなど、追加の機器アタッチメントがツールホルダーに配置される事。                                  

ツールホルダーのバランスをとるためのワーキングの基本

1. ツールホルダの許容残留アンバランス値をバランシング計算しその値を使用してツールホルダで加重または減量してバランシングを行いバランシングマシンでテストを行なう。

1. 各生産工程のバランス基準

G 4000 – シリンダー数が奇数のディーゼル エンジンのクランク シャフト/ドライブ。

G 100 – 自動車、トラック、機関車用のエンジン システム (ベンジンまたはディーゼル)

G 40 – 車両のホイール、ホイール セット、およびにドライブ シャフト。

G 16 – 自動車、トラック、機関車用の特定のエンジン コンポーネント。

G 6.3 – 一般工具、機械およびに機械部品。

G 2.5 – CNC マシン用の切削工具のスピニング。

G 1 – グラインダー。

G .4 – ディスクおよびに精密研削作業。

今日において殆どの部品製造およびに金型作業では図 2 に示すようにツール ホルダーのバランス調整をするためのマシンと共にグレード G2.5 を使用する事を選択して標準化と利便性の向上を実現している。

3. 許容アンバランス値 1.67 gmm を得た後、ツール ホルダーのバランス調整には主に以下の4 つの方法がある。
   1.穴あけ加工による軽量化。
   2. フライス加工による軽量化。
   3. ネジ締めによる重量増。
   4.リング追加による重量増。 これらの方法は全て質量とテストバランスを正しく計算するためにドリルサイズ、ドリル深、ドリルビット角度などバランシングマシンのソフトウェアのすべてのパラメーターを変更することが必要となる。

4. バランシングを効果的に実施するために必要な作業の種類:
   1.長いハンドル、低速、大きなサイズで作業。
   2. 細部な仕上げのために長いハンドルと高速で作業。
   3. 小型切削工具用。
   4. 特殊切削工具 (特殊工具やそこからの工具) の場合。
5. バランシングには、次のようないくつかの利点がある。
   1. 機械主軸の寿命が延びる。
   2. 高速・高送りが可能。
   3. サイクルタイムの短縮。
   4. 切削工具の寿命と有効性を高める。
   5. 表面品質の向上。
   6. マシンを最大限の効率で操作します。
   上記の情報からワーク表面の時間、形状、およびに品質をコントロールする必要がある現代の製造業にとってバランスが非常に重要である事は明らかであり最大限の作業効率を達成するためにはそれらの適切な原則と適用を学ぶ必要がある。

Article by: Haimer & MEGA Tech