เครื่อง Broaching คืออะไร? มีกี่ประเภท และเลือกใช้อย่างไรให้เหมาะกับงาน

เครื่อง Broaching เป็นเครื่องจักรสำหรับตัดเฉือนโลหะที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ เฟือง และชิ้นส่วนเครื่องจักร โดยเฉพาะงานที่ต้องการความแม่นยำสูงและผลิตชิ้นงานรูปแบบเดิมซ้ำจำนวนมาก

เครื่อง Broaching คืออะไร?

Broaching Machine คือเครื่องจักรที่ใช้เครื่องมือตัดเฉพาะทางเรียกว่า Broach ซึ่งประกอบด้วยฟันตัดหลายฟันเรียงต่อกัน โดยฟันแต่ละซี่จะค่อย ๆ ตัดเนื้อวัสดุเพิ่มขึ้นทีละน้อย จนได้ขนาดและรูปทรงตามต้องการ

กระบวนการ Broaching สามารถขึ้นรูปชิ้นงานได้ภายในหนึ่งจังหวะตัด ทำให้ช่วยลดระยะเวลาการผลิตเมื่อเทียบกับกระบวนการตัดเฉือนบางประเภท

ตัวอย่างงานที่นิยมใช้เครื่อง Broaching

• ร่องลิ่มภายในรู (Internal Keyway)
• ร่องฟันภายใน (Internal Spline)
• รูสี่เหลี่ยมและรูหกเหลี่ยม (Square & Hexagonal Hole)
• ฟันเฟืองภายใน (Internal Gear)
• ร่องหรือรูปทรงพิเศษตามแบบชิ้นงาน (Special Profile)

หลักการทำงานของเครื่อง Broaching

กระบวนการทำงานเริ่มจากการจับยึดชิ้นงานกับอุปกรณ์ Fixture จากนั้นเครื่องจะดึงหรือกด Broach ผ่านบริเวณที่ต้องการตัดเฉือน

ฟันตัดแต่ละซี่จะค่อย ๆ กำจัดเนื้อวัสดุเพิ่มขึ้นตามลำดับ โดยแบ่งการทำงานออกเป็นฟันตัดหยาบ ฟันตัดละเอียด และฟันเก็บผิว เพื่อให้ได้รูปทรงและขนาดตามที่กำหนด

เมื่อสิ้นสุดจังหวะตัด ชิ้นงานจะมีรูปร่างตามโปรไฟล์ของ Broach โดยไม่จำเป็นต้องตัดทีละร่องเหมือนกระบวนการ Milling หรือ Slotting

เครื่อง Broaching มีกี่ประเภท?

เครื่อง Broaching สามารถแบ่งตามรูปแบบการติดตั้งและวิธีการตัดได้หลายประเภท โดยประเภทที่นิยมใช้งานในอุตสาหกรรม ได้แก่

1. Vertical Broaching Machine (เครื่อง Broaching แนวตั้ง)

เครื่องที่มีการเคลื่อนที่ของ Broach ในแนวดิ่ง เหมาะสำหรับงานร่องลิ่มภายใน รูฟันเฟือง และงาน Internal Spline มีข้อดีคือใช้พื้นที่ติดตั้งบนพื้นโรงงานไม่มาก แต่ต้องมีความสูงอาคารเพียงพอ

2. Horizontal Broaching Machine (เครื่อง Broaching แนวนอน)

เครื่องที่เคลื่อน Broach ในแนวนอน เหมาะสำหรับเครื่องมือตัดที่มีความยาวมากหรือชิ้นงานขนาดใหญ่ แต่ต้องใช้พื้นที่ติดตั้งมากกว่าแบบแนวตั้ง

3. Pull Type Broaching (แบบดึง)

ใช้แรงดึง Broach ผ่านชิ้นงาน เหมาะกับเครื่องมือตัดที่มีความยาว และงาน Internal Broaching ที่ต้องการกำลังตัดสูง

4. Push Type Broaching (แบบกด)

ใช้แรงกด Broach ผ่านชิ้นงาน เหมาะกับงานขนาดเล็กหรือร่องที่มีความยาวไม่มาก เนื่องจาก Broach รับแรงอัด จึงต้องคำนึงถึงการโก่งตัวของเครื่องมือ

5. Surface Broaching (เครื่อง Broaching ผิวภายนอก)

ใช้สำหรับขึ้นรูปผิวภายนอก ร่อง และโปรไฟล์เฉพาะบนชิ้นงาน เหมาะกับการผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปทรงซ้ำจำนวนมาก

หมายเหตุ: เครื่องหนึ่งเครื่องอาจจัดอยู่ในหลายประเภทพร้อมกัน เช่น Vertical Pull Type สำหรับงาน Internal Broaching

ข้อดีของเครื่อง Broaching

• ผลิตรวดเร็ว: สามารถตัดขึ้นรูปได้ในหนึ่งจังหวะตัด
• ความแม่นยำสูง: สามารถควบคุมขนาดและรูปทรงให้สม่ำเสมอได้เมื่อเครื่องมือและ Fixture อยู่ในสภาพเหมาะสม
• ผิวงานดี: ช่วยลดขั้นตอนการเก็บผิวในหลายลักษณะงาน
• รองรับรูปทรงซับซ้อน: เหมาะสำหรับร่องลิ่ม Spline และโปรไฟล์ภายใน
• เหมาะกับการผลิตจำนวนมาก: ช่วยลดต้นทุนต่อชิ้นเมื่อผลิตชิ้นงานรูปแบบเดิมซ้ำเป็นจำนวนมาก

ข้อจำกัดของเครื่อง Broaching

• เครื่องมือ Broach มีต้นทุนค่อนข้างสูง โดยเฉพาะงานรูปทรงพิเศษ
• การเปลี่ยนขนาดหรือรูปทรงชิ้นงานมักต้องเปลี่ยน Broach
• ไม่เหมาะกับงานจำนวนน้อยหรือชิ้นงานที่เปลี่ยนแบบบ่อย
• ต้องดูแลความคมและการสึกหรอของเครื่องมือตัด
• ต้องตรวจสอบข้อจำกัดของรูปทรงและลักษณะรู เช่น รูตันหรือชิ้นงานที่ไม่มีพื้นที่ให้เครื่องมือผ่าน

วิธีเลือกเครื่อง Broaching ให้เหมาะกับงาน

การเลือกเครื่อง Broaching ควรพิจารณาคุณสมบัติของชิ้นงานและกำลังการผลิตเป็นหลัก โดยมีปัจจัยสำคัญดังนี้

1. แรงดึงหรือแรงกด (Broaching Capacity)

เลือกกำลังเครื่องให้เพียงพอต่อแรงตัด โดยพิจารณาจากวัสดุ ความแข็ง รูปทรงชิ้นงาน และเครื่องมือ Broach ที่ใช้

2. ระยะชัก (Stroke Length)

ต้องมีระยะชักที่เหมาะสมกับความยาว Broach ความสูงชิ้นงาน และพื้นที่สำหรับให้เครื่องมือตัดผ่านชิ้นงานได้อย่างสมบูรณ์

3. ขนาดและวัสดุชิ้นงาน

ตรวจสอบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ความยาว วัสดุ และความแข็งของชิ้นงาน เพื่อเลือกเครื่องและออกแบบเครื่องมือตัดให้เหมาะสม

4. ความแม่นยำที่ต้องการ

พิจารณาค่า Tolerance ความตรง และ Surface Roughness ตามแบบ Drawing โดยควรให้ผู้ผลิตยืนยันความสามารถในการทำงานจริง

5. ปริมาณการผลิต

สำหรับงานผลิตซ้ำจำนวนมาก เครื่อง Broaching มักมีความคุ้มค่ามากกว่า แต่หากเป็นงานจำนวนน้อยและเปลี่ยนรูปทรงบ่อย อาจพิจารณาเครื่อง Slotting หรือ CNC Milling แทน

6. ระบบจับเครื่องมือและอุปกรณ์ประกอบ

ตรวจสอบ Broach Holder, Puller, Collet และ Fixture รวมถึงความสามารถในการเปลี่ยนเครื่องมือสำหรับชิ้นงานหลายรุ่น

สรุป

เครื่อง Broaching เป็นทางเลือกที่เหมาะสำหรับงานตัดเฉือนที่ต้องการความแม่นยำ ความสม่ำเสมอ และความรวดเร็วในการผลิต โดยเฉพาะงานร่องลิ่ม ร่องฟัน และรูรูปทรงพิเศษในอุตสาหกรรมยานยนต์และเครื่องจักร

การเลือกเครื่องที่เหมาะสมควรพิจารณาทั้งแรงดึง ระยะชัก ลักษณะชิ้นงาน เครื่องมือตัด และปริมาณการผลิต เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพและความคุ้มค่าสูงสุด

SKY Electric Machinery Co., Ltd.

จำหน่ายและให้คำปรึกษาการเลือกเครื่องจักรอุตสาหกรรม รวมถึงเครื่อง Broaching สำหรับงานผลิตชิ้นส่วนโลหะ พร้อมบริการด้านเทคนิคและบริการหลังการขาย

เว็บไซต์: www.skyemac.com