การศึกษาเงื่อนไขที่เหมาะสมของการเจียรเหล็กหล่อสีเทาด้วยหินเจียรชนิดซิลิคอนคาร์ไบด์และคิวบิกโบรอนไนไทรด์

Abstract

เนื่องจากในกระบวนการเจียรเหล็กหล่อสีเทา เป็นกระบวนการผลิตที่ละเอียดอ่อนในงานเครื่องมือกล ฉะนั้นการเจียรที่ดีจะต้องทำให้ชิ้นงานมีคุณภาพอยู่ภายในข้อกำหนด และมีต้นทุนที่เหมาะสมและขณะเดียวกันจะต้องมีความสามารถที่จะผลิตได้ทันตามความต้องการด้วย การวิจัยในครั้งนี้ได้ศึกษาเงื่อนไขในการเจียรที่เหมาะสมและอายุการใช้งานของหินเจียร 2 ชนิด คือ หินซิลิกอนด์คาร์ไบด์ (SIC) และหินคิวบิกโบรอนไนไทรด์ (CBN) สำหรับขั้นตอนในการวิจัยในครั้งนี้ประกอบด้วยการเจียรผิวเหล็กหล่อสีเทาด้วยหินซิลิกอนด์คาร์ไบด์ (SIC) โดยใช้เงื่อนไขการเจียรที่ความเร็วตัด (v) 30 ถึง 80 เมตรต่อนาที อัตราการป้อน (f) 30 ถึง 70 มม.ต่อรอบ ความลึกในการตัด (d) 38 42 ไมครอน ซึ่งเกณฑ์ที่ใช้ในการพิจารณาถึงความสามารถของหินเจียรคือ ความเรียบผิวของชิ้นงานจะต้องน้อยกว่าหรือเท่ากัน 3 ไมครอน ซึ่งจะทำให้ทราบถึงอายุการใช้งานของหินเจียรแต่ละก้อนที่เงื่อนไขการเจียรต่างๆ กัน ซึ่งจะนำไปสู่การคิดค่าใช้จ่ายในการเจียร ต่อจากนั้นได้ทำการทดลองใช้หินเจียรชนิดใหม่คือ หินคิวบิกโบรอนไนไทรด์ (CBN) ซึ่งเป็นหินเจียรชนิดใหม่โดยมีเงื่อนไขในการเจียรที่ความเร็วตัด (v) ระหว่าง 30 ถึง 80 เมตรต่อนาที อัตราการป้อน (f) ระหว่าง 30 ถึง 70 มม.ต่อรอบ ความลึกในการตัด (d) 16 และ 20 ไมครอน จากนั้นได้ดำเนินการวิเคราะห์เงื่อนไขในการเจียรและเลือกหินเจียรที่เหมาะสม ผลการวิจัยพบว่า (1) ความสัมพันธ์ของอายุการใช้งานกับความเร็วตัด (v) อัตราการป้อน (f) และความลึกของการตัด (d) สำหรับหิน SIC และ หิน CBN คือ VT0.21 f0.05 d0.23 = 680 และ VT0.36 f0.83 d0.45 = 136,702 ตามลำดับ (2) เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจียรเหล็กหล่อสีเทาทั้งในกรณีเงื่อนไขค่าใช้จ่ายต่ำสุดและกำลังการผลิตสูงสุดพบว่าควรเลือกใช้หินเจียรชนิด SIC โดยมีเงื่อนไขในการเจียรที่เหมาะสมสำหรับ ค่าใช้จ่ายต่ำสุดคือ อัตราการป้อน 70 มม.ต่อรอบ ความลึกในการตัด 38 ไมครอน ที่ความเร็วตัด 41 เมตรต่อนาที ซึ่งให้อัตราการผลิตเท่ากับ 1,786 ชิ้นต่อวัน และเสียค่าใช้จ่ายในการผลิตชิ้นงานต่ำสุดคือ 14.97 บาทต่อ 1,000 ชิ้น และสำหรับกำลังการผลิตสูงสุดนั้นจะใช้อัตราการป้อน 70 มม.ต่อรอบ ความลึกในการตัด 38 ไมครอนต่อวินาที ที่ความเร็วตัด 75 เมตรต่อนาที ซึ่งจะทำให้อัตราการผลิตสูงขึ้นคือ 2,464 ชิ้นต่อวัน และเสียค่าใช้จ่ายในการผลิตชิ้นงานเท่ากับ 34.25 บาทต่อ 1,000 ชิ้น