การเลือกเครื่องมือตัดคาร์บอนกราไฟต์ CNC: คู่มือกระบวนการครบวงจรตั้งแต่การหยาบจนถึงการเก็บงานละเอียด

ความแม่นยำของขนาดและคุณภาพผิวของซีลคาร์บอนกราไฟต์เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพการซีลโดยตรง ด้วยเทคโนโลยี CNC การกลึง CNC จึงกลายเป็นวิธีหลักสำหรับแหวนซีล ก้านบุชชิ่ง และแหวนแยกกราไฟต์ อย่างไรก็ตาม กราไฟต์มีความนุ่ม (Shore 40~80 HS) แต่เปราะบาง เสี่ยงต่อการแตกขอบ เครื่องมือสึกหรอเร็ว และเกิดฝุ่น การเลือกเครื่องมือและพารามิเตอร์การตัดที่เหมาะสมจึงสำคัญมาก ด้วยศูนย์กลึง CNC กว่า 20 แห่ง Huahao Sealing Co., Ltd. จึงขอแบ่งปันประสบการณ์กระบวนการเกี่ยวกับเครื่องมือและพารามิเตอร์

1. ลักษณะการกลึงกราไฟต์

1.1 ไม่มีการแข็งตัวของชิ้นงาน

คาร์บอนกราไฟต์ไม่เกิดการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกขณะตัดวัสดุ; การตัดเกิดจากการแตกเปราะของวัสดุ ไม่มีการแข็งตัวของชิ้นงาน และแรงตัดค่อนข้างต่ำ จึงไม่ทำร้ายเครื่องมือมากนัก แต่การแตกขอบและเศษวัสดุส่งผลกระทบต่อผิวด้านข้างของเครื่องมือ

1.2 ความร้อนในการตัดต่ำ

กราไฟต์มีการนำความร้อนสูง (80~150 W/m·K) จึงกระจายความร้อนจากการตัดได้รวดเร็ว ทำให้อุณหภูมิในโซนการตัดต่ำ สามารถตัดแบบแห้งโดยไม่ต้องใช้น้ำหล่อเย็นได้ อย่างไรก็ตาม ฝุ่นกราไฟต์นำไฟฟ้าได้และอาจเข้าสู่ระบบไฟฟ้าของเครื่องจักรทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้

1.3 เครื่องมือสึกหรอเร็ว

แม้กราไฟต์จะนุ่ม แต่มีความขัดถูสูง การสึกหรอของเครื่องมือเกิดจากการขัดถูเป็นหลัก; เครื่องมือคาร์ไบด์จะสึกหรอชัดเจนหลังใช้งาน 1~2 ชั่วโมง เครื่องมือเคลือบเพชรมีอายุการใช้งานนานกว่า 10 เท่าหรือมากกว่า

1.4 ปัญหาฝุ่น

ฝุ่นกราไฟต์มีขนาดอนุภาคเล็ก (1~10 μm) เคลื่อนที่ได้ง่ายและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพมนุษย์ จำเป็นต้องมีระบบดูดฝุ่นเฉพาะทางและเครื่องจักรที่ปิดผนึกอย่างมิดชิด

2. การเลือกวัสดุเครื่องมือ

2.1 เครื่องมือคาร์ไบด์

เครื่องมือคาร์ไบด์ (YG6, YG8) มีราคาต่ำและใช้งานได้หลากหลาย เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนไม่มาก ความต้านทานการสึกหรอจำกัด อายุการใช้งานเพียง 1~3 ชั่วโมงบนกราไฟต์ที่ผ่านการอัดซึม แนะนำให้ใช้คาร์ไบด์เม็ดละเอียด (ขนาดเม็ด ≤ 0.5 μm) ที่ความแข็ง HRA 93+

2.2 เครื่องมือเคลือบเพชร

การเคลือบเพชรแบบ CVD จะเคลือบฟิล์มเพชรหนา 5~15 μm บนฐานคาร์ไบด์ รวมคุณสมบัติความต้านทานการสึกหรอของเพชรกับความเหนียวของคาร์ไบด์ อายุการใช้งานบนกราไฟต์ยาวนานกว่าเครื่องมือคาร์ไบด์ 10~30 เท่า เราใช้บอลเอนด์มิลล์เคลือบเพชรกับกราไฟต์ M106D ที่อัดซึมด้วยแอนติโมน เพิ่มจำนวนชิ้นงานต่อเครื่องมือจาก 30 เป็น 800 ชิ้น

2.3 เครื่องมือ PCD

เครื่องมือเพชรโพลีคริสตัลไลน์ (PCD) — เม็ดเพชรถูกซินเตอร์กับฐานคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิและความดันสูง — มีความแข็ง HV 6000~8000 และความต้านทานการสึกหรอเยี่ยม เหมาะสำหรับงานปริมาณมากและความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตาม PCD ไม่สามารถตัดกราไฟต์ที่อัดซึมด้วยเรซินได้เนื่องจากเกิดปฏิกิริยาทางเคมีกับเรซิน

2.4 เครื่องมือเซรามิก

เครื่องมือเซรามิกมีความแข็งสูงและทนต่อสารเคมีแต่เปราะบาง ใช้กับกราไฟต์น้อยมาก ใช้เฉพาะกับวัสดุผสมแข็งเฉพาะทางเท่านั้น

3. การปฏิบัติงานและพารามิเตอร์ทั่วไป

3.1 การกลึงหยาบ

วัตถุประสงค์: การกำจัดวัสดุจำนวนมากอย่างรวดเร็ว

• เครื่องมือ: ดอกกัดปลายคาร์ไบด์ φ 8~12 มม. (หรือเคลือบเพชร)
• ความเร็ว: 8000~12000 รอบต่อนาที
• อัตราป้อน: 1500~3000 มม./นาที
• ความลึก: 2~5 มม.
• ความกว้าง: 50%~80% ของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ
• โหมด: การตัดแบบแห้ง + การดูดฝุ่น

3.2 การกลึงกึ่งละเอียด

วัตถุประสงค์: กำจัดวัสดุเหลือ 0.5~1 มม. จากการกลึงหยาบ

• เครื่องมือ: ดอกกัดปลายกลม φ 6~10 มม.
• ความเร็ว: 12000~18000 รอบต่อนาที
• อัตราป้อน: 1000~2000 มม./นาที
• ความลึก: 0.3~0.5 มม.
• ความสูงของร่อง (Scallop): 0.05 มม.

3.3 การกลึงละเอียด

วัตถุประสงค์: เพื่อความแม่นยำของขนาดและความหยาบผิว

• เครื่องมือ: ดอกกัดปลายกลม φ 4~8 มม. เคลือบเพชร
• ความเร็ว: 15000~24000 รอบต่อนาที
• อัตราป้อน: 600~1500 มม./นาที
• ความลึก: 0.1~0.2 มม.
• ความสูงของร่อง (Scallop): 0.005 มม.
• ความหยาบผิว: Ra 0.4~1.6 μm

3.4 การขัดละเอียดผิวซีล

ผิวซีลที่ต้องการความหยาบ Ra ≤ 0.1 μm จำเป็นต้องขัดละเอียด

• ตัวขัด: ผง SiC ขนาด W7~W14 + น้ำมัน
• แผ่นขัด: แผ่นเหล็กหล่อ
• ความดัน: 0.05~0.1 MPa
• ความเร็ว: 30~60 รอบต่อนาที
• ความเรียบที่ทำได้: 0.3 μm

4. กระบวนการชิ้นส่วนทั่วไป

4.1 แหวนซีลคาร์บอนกราไฟต์

ลำดับขั้นตอน: การกลึงหยาบ → การกลึงรูหยาบ → การกลึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกละเอียด → การกลึงผิวซีลละเอียด → การขัดละเอียดผิวซีล → การทำความสะอาด

การควบคุมสำคัญ: ความเรียบผิวซีล ≤ 0.6 μm; ความตั้งฉากของผิวซีลกับจุดอ้างอิง ≤ 0.01 มม.

4.2 บุชชิ่งคาร์บอนกราไฟต์

ลำดับขั้นตอน: การกลึงหยาบ → การเจาะ → การกลึงรูละเอียด → การกลึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกละเอียด → การทำมุมเฉียง → การขัดเงา

การควบคุมสำคัญ: ความเป็นทรงกระบอกของรู ≤ 0.005 มม.; ความสมมาตรของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและภายใน ≤ 0.01 มม.

4.3 แหวนแยกแบบแบ่งส่วน

ลำดับขั้นตอน: การแยกด้วยลวด EDM → การกลึงรูหยาบ → การกลึงรูละเอียด → การกลึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกละเอียด → การกลึงผิวซีลละเอียด

การควบคุมสำคัญ: ความเรียบผิวหน้าตัดแยก ≤ 0.01 มม.; ความกลมของรูประกอบ ≤ 0.02 มม.

5. การปรับแต่งเส้นทางเครื่องมือ

5.1 การกลึงแบบ Climb เหนือ Conventional

ใช้การกลึงแบบ Climb; ความหนาชิปจะบางไปหนา ช่วยลดการแตกหักของชิป การกลึงแบบ Conventional ทำให้เกิดการเสียดสีบนผิวที่กลึง เพิ่มการสึกหรอ

5.2 การเข้าสู่ชิ้นงานแบบโค้ง

เข้าสู่ชิ้นงานด้วยเส้นโค้ง (รัศมี ≥ รัศมีเครื่องมือ) เพื่อหลีกเลี่ยงการปักตรงที่ทำให้ชิปแตก

5.3 การตัดแบบเป็นชั้น

หลีกเลี่ยงความลึกมาก ใช้การตัดแบบเป็นชั้น (≤ 0.5 มม. ต่อชั้น) เพื่อลดความเสี่ยงการแตกหักของชิป

5.4 การตัดเบาแบบความเร็วสูง

ความเร็วสูง ความลึกตัดเบา อัตราป้อนเร็ว ("การกลึงความเร็วสูง") ช่วยลดแรงตัดและความหยาบผิวอย่างมาก

6. การควบคุมคุณภาพ

เราดำเนินการควบคุมดังนี้:

• การตรวจชิ้นงานแรก: ตรวจสอบ 100% ของชิ้นงานแรกในแต่ละล็อต
• การสุ่มตรวจระหว่างกระบวนการ: ตรวจ 1 ใน 20 ชิ้น เพื่อความมั่นคงของกระบวนการ
• การจัดการอายุการใช้งานเครื่องมือ: ติดตามจำนวนชิ้นต่อเครื่องมือ; เปลี่ยนเครื่องมือเมื่อครบอายุการใช้งาน
• การตรวจวัดขนาด: ใช้ CMM และเครื่องวัดอากาศที่ความแม่นยำ 0.001 มม.
• การตรวจสอบผิว: ใช้โปรไฟโลมิเตอร์และแผ่นเรียบแสงที่ความละเอียด 0.01 μm

7. ความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม

• การควบคุมฝุ่น: มีเครื่องดูดฝุ่นเฉพาะเครื่องแต่ละเครื่อง กรองฝุ่นขนาด 0.3 μm ฝุ่นในโรงงาน ≤ 2 มก./ลบ.ม.
• การป้องกันไฟฟ้า: ตู้เครื่องจักรปิดผนึกระดับ IP54 ทำความสะอาดเป็นประจำ
• การป้องกันส่วนบุคคล: หน้ากาก N95 แว่นตานิรภัย ถุงมือ
• การจัดการของเสีย: เก็บเศษกราไฟต์เพื่อรีไซเคิลในอุตสาหกรรมโลหะหรือแบตเตอรี่

สรุป

การเลือกเครื่องมือและการปรับแต่งพารามิเตอร์ในการกลึง CNC คาร์บอนกราไฟต์มีความสำคัญต่อคุณภาพ ประสิทธิภาพ และต้นทุน Huahao Sealing Co., Ltd. มีความสามารถในการกลึงกราไฟต์ครบวงจรตั้งแต่การกลึงหยาบจนถึงการขัดละเอียด ตั้งแต่ต้นแบบจนถึงการผลิตจำนวนมาก เรารับผลิตตามแบบและปรับแต่งกระบวนการตามลักษณะชิ้นงาน กรุณาติดต่อทีมวิศวกรของเราเพื่อหารือเกี่ยวกับความสามารถในการกลึงและแผนกระบวนการผลิต