ดอกสว่านเจาะเหล็ก มีให้เลือกหลายแบบ ตั้งแต่ HSS ธรรมดา HSS-Co (M35/M42) คาร์ไบด์ ไปจนถึงดอกสเต็ปและโฮลซอว์ แต่ต่อให้เลือกดอกดีแค่ไหน ถ้าตั้ง ความเร็วรอบ (rpm) ผิด ดอกก็ไหม้ คมทื่อ หรือหักได้ภายในไม่กี่รู บทความนี้จะอธิบายวิธีเลือกดอกสว่านให้เหมาะกับวัสดุ สูตรคำนวณรอบที่ถูกต้อง พร้อมตาราง rpm สำหรับเหล็กเหนียว สแตนเลส และอะลูมิเนียม เทคนิคเจาะสแตนเลส และการใช้น้ำมันหล่อเย็น รวมถึงเชื่อมให้เห็นว่าหลักคิดเดียวกันนี้ใช้กับเครื่องเลื่อยสายพานอย่างไร
ทำไมการเลือกดอกสว่านและรอบถึงสำคัญ
การเจาะโลหะคือการตัดเฉือนรูปแบบหนึ่ง คมตัดที่ปลายดอกสว่านต้องเฉือนเนื้อโลหะออกเป็นเศษ (Chip) อย่างต่อเนื่อง ความร้อนส่วนใหญ่เกิดที่คมตัด ถ้าคมวิ่งเร็วเกินไปเมื่อเทียบกับความสามารถของวัสดุดอก ความร้อนจะสะสมจนคมอ่อนตัวและทื่อ แต่ถ้าช้าเกินไปก็เสียเวลาและอาจทำให้คมถูมากกว่าตัด ซึ่งเป็นปัญหาใหญ่เวลาเจาะสแตนเลส
ตัวแปรสำคัญจึงมีสองเรื่อง คือ วัสดุของดอกสว่าน ที่กำหนดว่าทนความร้อนได้แค่ไหน และ ความเร็วตัด ที่ต้องสัมพันธ์กับวัสดุชิ้นงานและขนาดดอก
ประเภทดอกสว่านเจาะเหล็กและการเลือกใช้
ดอกสว่าน HSS (High Speed Steel)
เป็นดอกพื้นฐานที่ใช้กันมากที่สุด ทำจากเหล็กกล้าความเร็วสูง เหมาะกับเหล็กเหนียว (เหล็กคาร์บอนต่ำ เช่น SS400) เหล็กแผ่น อะลูมิเนียม ทองเหลือง ราคาไม่แพง ลับคมใหม่ได้ ผิวอาจเป็นสีเงิน สีดำ (Black Oxide) หรือเคลือบสีทอง (TiN) ซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานและยืดอายุคมได้ระดับหนึ่ง
ดอกสว่าน HSS-Co (โคบอลต์ M35 / M42)
เป็น HSS ที่ผสมโคบอลต์เพื่อให้ทนความร้อนและรักษาความแข็งที่อุณหภูมิสูงได้ดีขึ้น
- M35 มีโคบอลต์ประมาณ 5% เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับเจาะสแตนเลสและเหล็กผสม
- M42 มีโคบอลต์ประมาณ 8% ทนความร้อนและความสึกหรอได้ดีกว่า เหมาะกับสแตนเลสหนา เหล็กผสม และเหล็กที่แข็งขึ้น แต่เปราะกว่าเล็กน้อย จึงต้องจับดอกให้มั่นคงและไม่โยก
น่าสนใจว่า M42 เป็นวัสดุเดียวกับที่ใช้ทำปลายฟันของใบเลื่อยสายพาน Bi-Metal เพราะคุณสมบัติทนความร้อนและความสึกหรอแบบเดียวกันนี้ อ่านเพิ่มได้ที่ ใบเลื่อย Bi-Metal M42 vs M51 ต่างกันอย่างไร
ดอกสว่านคาร์ไบด์ (Solid Carbide)
แข็งมากและทนความร้อนสูง ใช้ความเร็วตัดได้สูงกว่า HSS หลายเท่า เหมาะกับงานเครื่อง CNC หรือสว่านแท่นที่แข็งแรง ไม่มีการโยก ไม่เหมาะกับสว่านมือ เพราะคาร์ไบด์เปราะ ถ้าดอกเอียงหรือสั่นจะบิ่นหรือหักได้ง่าย ราคาสูงกว่า HSS มาก
ดอกสเต็ป (Step Drill)
ดอกรูปกรวยเป็นขั้นบันได เจาะได้หลายขนาดในดอกเดียว เหมาะกับแผ่นบาง เช่น ตู้ไฟ รางเดินสาย แผ่นสแตนเลสบาง ได้รูกลมเรียบ ลบคมในตัว แต่ไม่เหมาะกับเหล็กหนาเกินความสูงของแต่ละขั้น ข้อควรรู้คือเส้นผ่านศูนย์กลางเปลี่ยนไปตามขั้น ขั้นใหญ่ต้องใช้รอบต่ำกว่าขั้นเล็ก
โฮลซอว์ (Hole Saw)
ใช้เจาะรูขนาดใหญ่ เช่น 20–100 มม. ขึ้นไป มีทั้งแบบ Bi-Metal ฟันเลื่อย (คล้ายใบเลื่อยสายพานที่ม้วนเป็นวง) และแบบฟันคาร์ไบด์ เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ รอบที่ใช้จึงต่ำมาก ถ้าใช้รอบสูงฟันจะไหม้ทันที
ตารางเปรียบเทียบประเภทดอกสว่านเจาะเหล็ก
| ประเภทดอก | จุดเด่น | เหมาะกับ | ข้อควรระวัง |
|---|---|---|---|
| HSS | ราคาประหยัด ลับคมได้ | เหล็กเหนียว อะลูมิเนียม ทองเหลือง | ไม่ทนความร้อนเมื่อเจาะสแตนเลส |
| HSS-Co M35 | ทนความร้อนดีขึ้น | สแตนเลส เหล็กผสมทั่วไป | ราคาสูงกว่า HSS |
| HSS-Co M42 | ทนความร้อนและสึกหรอดีมาก | สแตนเลสหนา เหล็กผสม เหล็กแข็งขึ้น | เปราะกว่า หลีกเลี่ยงการโยกดอก |
| คาร์ไบด์ | ความเร็วตัดสูง อายุคมยาว | งาน CNC ผลิตจำนวนมาก | เปราะ ไม่เหมาะกับสว่านมือ |
| ดอกสเต็ป | หลายขนาดในดอกเดียว | แผ่นบาง ตู้ไฟ รางเดินสาย | เจาะได้เฉพาะความหนาไม่เกินขั้น |
| โฮลซอว์ | เจาะรูใหญ่ได้ | รูท่อ รูเดินสาย แผ่นเหล็ก | ต้องใช้รอบต่ำมาก |
สูตรคำนวณความเร็วรอบดอกสว่าน
หัวใจของการตั้งรอบคือ ความเร็วตัด (Cutting Speed, Vc) หน่วยเป็นเมตรต่อนาที (m/min) ซึ่งหมายถึงความเร็วที่ขอบนอกสุดของคมตัดวิ่งผ่านเนื้อโลหะ สูตรแปลงเป็นรอบต่อนาทีคือ
rpm = (Vc × 1000) ÷ (π × D)
- Vc = ความเร็วตัด (m/min) ขึ้นกับวัสดุชิ้นงานและวัสดุดอก
- D = เส้นผ่านศูนย์กลางดอกสว่าน (มม.)
- 1000 = ตัวแปลงหน่วยเมตรเป็นมิลลิเมตร
ตัวอย่าง: ดอก HSS ขนาด 10 มม. เจาะเหล็กเหนียว ใช้ Vc = 25 m/min จะได้ rpm = (25 × 1000) ÷ (π × 10) ≈ 796 rpm ในทางปฏิบัติตั้งที่ประมาณ 800 rpm หรือขั้นความเร็วที่ใกล้ที่สุดของสว่านแท่น
สังเกตว่า ดอกยิ่งใหญ่ รอบยิ่งต้องต่ำ เพราะที่รอบเท่ากัน ขอบของดอกใหญ่วิ่งเป็นระยะทางไกลกว่าดอกเล็ก ความผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดคือใช้รอบเดิมกับทุกขนาดดอก
ตาราง rpm ดอกสว่านสำหรับเหล็กเหนียว สแตนเลส และอะลูมิเนียม
ตารางนี้คำนวณจากสูตรข้างต้น ปัดเศษเป็นหลักสิบ โดยใช้ค่า Vc ที่เป็น ค่าแนวทาง ดังนี้: เหล็กเหนียวกับดอก HSS ที่ 25 m/min, สแตนเลส (เช่น SUS304) กับดอก HSS-Co ที่ 10 m/min และอะลูมิเนียมกับดอก HSS ที่ 80 m/min
| ขนาดดอก (มม.) | เหล็กเหนียว HSS (Vc 25) rpm | สแตนเลส HSS-Co (Vc 10) rpm | อะลูมิเนียม HSS (Vc 80) rpm |
|---|---|---|---|
| 3 | 2,650 | 1,060 | 8,490 |
| 4 | 1,990 | 800 | 6,370 |
| 5 | 1,590 | 640 | 5,090 |
| 6 | 1,330 | 530 | 4,240 |
| 8 | 990 | 400 | 3,180 |
| 10 | 800 | 320 | 2,550 |
| 12 | 660 | 270 | 2,120 |
| 14 | 570 | 230 | 1,820 |
| 16 | 500 | 200 | 1,590 |
| 20 | 400 | 160 | 1,270 |
หมายเหตุ: ค่า Vc ที่ใช้เป็นค่ากลางเพื่อเป็นจุดเริ่มต้น ค่าที่เหมาะจริงขึ้นกับเกรดวัสดุ ความแข็ง สารเคลือบดอก ความแข็งแรงของเครื่อง และการหล่อเย็น ควรดูคำแนะนำของผู้ผลิตดอกสว่านประกอบ ดอกคาร์ไบด์ใช้ Vc สูงกว่า HSS ได้มาก (ให้ดูค่าจากผู้ผลิต) สว่านมือส่วนใหญ่อาจทำรอบสูงๆ สำหรับอะลูมิเนียมดอกเล็กไม่ถึง ก็ใช้รอบสูงสุดที่เครื่องทำได้อย่างปลอดภัย
รอบสำหรับโฮลซอว์และดอกสเต็ป
ใช้สูตรเดียวกัน แต่ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของโฮลซอว์หรือขั้นที่กำลังเจาะ เช่น โฮลซอว์ Bi-Metal ขนาด 50 มม. เจาะเหล็กเหนียวที่ Vc ประมาณ 20 m/min จะได้ราว 127 rpm และถ้าเจาะสแตนเลสที่ Vc ประมาณ 10 m/min จะเหลือเพียงราว 64 rpm ส่วนดอกสเต็ปที่ Vc 20 m/min ขั้น 4 มม. ใช้ได้ราว 1,590 rpm แต่พอถึงขั้น 20 มม. ควรลดลงเหลือราว 320 rpm จะเห็นว่าเครื่องมือขนาดใหญ่ต้องใช้รอบต่ำกว่าที่หลายคนคิดมาก
เทคนิคเจาะสแตนเลสไม่ให้ดอกไหม้
สแตนเลสออสเทนนิติกอย่าง SUS304 ขึ้นชื่อเรื่องเจาะยาก เพราะนำความร้อนได้ไม่ดี ความร้อนจึงสะสมที่คมตัด และมีพฤติกรรม Work Hardening คือผิวที่ถูกเสียดสีโดยไม่ถูกตัดออกจะแข็งตัวขึ้นทันที ถ้าดอกถูอยู่กับที่ ผิวจะแข็งจนดอกเจาะต่อไม่เข้า (อ่านเบื้องหลังได้ที่ ทำไมสแตนเลสตัดยาก: วิทยาศาสตร์ของ Work Hardening)
- ใช้ดอก HSS-Co (M35 หรือ M42) แทน HSS ธรรมดา
- ลดรอบลง ให้อยู่ราวครึ่งหนึ่งหรือน้อยกว่าของรอบเจาะเหล็กเหนียว ดูจากตารางด้านบน
- กดแรงและสม่ำเสมอ ให้คมได้กินเนื้อและเกิดเศษเป็นเส้นต่อเนื่อง อย่ากดเบาแล้วปล่อยให้ดอกหมุนถูอยู่กับที่
- อย่าหยุดกลางคัน ถ้าถอนดอกเพื่อคายเศษ ให้กลับเข้าเจาะต่อทันที ไม่ปล่อยให้ดอกหมุนลอยบนผิวงาน
- เจาะนำด้วยดอกเล็กเฉพาะเมื่อจำเป็น สำหรับรูใหญ่ ดอกนำช่วยลดแรงที่ปลายดอก แต่รูนำควรมีขนาดไม่เล็กจนเกินไป เพื่อไม่ให้ขอบรูนำเกิดผิวแข็ง
- ใช้น้ำมันตัดที่เหมาะสม หยอดอย่างต่อเนื่องเพื่อระบายความร้อนและหล่อลื่น
- เลือกมุมปลายดอกที่เหมาะ ดอกปลาย 135° แบบ Split Point จะเริ่มเจาะได้ตรงจุดโดยไม่ต้องตอกนำ และเหมาะกับวัสดุแข็งกว่าดอก 118° ทั่วไป
หลักเดียวกันนี้ใช้กับการตัดสแตนเลสด้วยเครื่องเลื่อยสายพานด้วย คือความเร็วต่ำ ป้อนให้กินเนื้อ และหล่อเย็นให้ดี ดูรายละเอียดที่ วิธีตัดสแตนเลสด้วยเครื่องเลื่อยสายพาน
น้ำมันหล่อเย็นและน้ำมันตัดสำหรับงานเจาะ
- เหล็กเหนียว: ใช้น้ำมันตัด (Cutting Oil) หรือน้ำยาหล่อเย็นชนิดผสมน้ำ (Soluble Oil) ช่วยยืดอายุดอกและให้ผิวรูเรียบขึ้น
- สแตนเลส: ควรใช้น้ำมันตัดที่มีสารรับแรงกดสูง (EP Additive) หรือน้ำมันตัดสำหรับสแตนเลสโดยเฉพาะ เพราะต้องรับทั้งความร้อนและแรงกดที่คมตัด
- อะลูมิเนียม: ปัญหาหลักคือเศษพอกติดคมตัด (Built-up Edge) ใช้น้ำยาหล่อเย็นหรือน้ำมันที่ช่วยไม่ให้เศษเกาะ และถอนคายเศษบ่อยๆ
- เหล็กหล่อ: โดยทั่วไปเจาะแห้งได้ เพราะเศษเป็นผงและกราไฟต์ในเนื้อช่วยหล่อลื่น
สำหรับเครื่องเลื่อยสายพานที่ใช้ระบบน้ำยาหล่อเย็นแบบผสมน้ำ อัตราส่วนผสมก็มีผลต่ออายุใบมากเช่นกัน อ่านต่อได้ที่ อัตราส่วนผสมน้ำยาหล่อเย็นเครื่องเลื่อยสายพาน
ตัวอย่างใช้งานจริง
ตัวอย่างที่ 1: เจาะรู 10 มม. บนเหล็กฉาก SS400
ใช้ดอก HSS ขนาด 10 มม. สว่านแท่นตั้งรอบประมาณ 800 rpm ตามตาราง ตอกนำศูนย์ หยอดน้ำมันตัด กดสม่ำเสมอจนเศษออกเป็นเกลียวยาว ถ้าเศษเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินเข้มหรือมีควัน แปลว่ารอบสูงเกินหรือหล่อเย็นไม่พอ
ตัวอย่างที่ 2: เจาะรู 8 มม. บนแผ่นสแตนเลส SUS304 หนา 3 มม.
ใช้ดอก HSS-Co M35 ปลาย 135° ตั้งรอบประมาณ 400 rpm (Vc ราว 10 m/min) หยอดน้ำมันตัดสำหรับสแตนเลส กดแรงต่อเนื่องจนทะลุโดยไม่หยุดกลางคัน ถ้าเห็นว่าดอกเริ่มลื่นและมีเสียงแหลม ให้ถอยออก ตรวจคม และกลับเข้าเจาะด้วยแรงกดที่มากขึ้น
ความเร็วตัด: แนวคิดเดียวกันกับเครื่องเลื่อยสายพาน
ถ้าเข้าใจเรื่อง Vc ในงานเจาะแล้ว จะเข้าใจการตั้งความเร็วใบเลื่อยสายพานได้ทันที เพราะเป็นหลักเดียวกัน ต่างกันแค่ว่า
- ดอกสว่าน หมุนรอบตัวเอง ต้องแปลง Vc เป็น rpm ตามขนาดดอก
- ใบเลื่อยสายพาน วิ่งเป็นเส้นตรงผ่านชิ้นงาน ความเร็วใบ (m/min) จึงเท่ากับความเร็วตัดโดยตรง ตั้งค่าตามวัสดุได้เลย
แนวโน้มก็เหมือนกัน คือ อะลูมิเนียมใช้ความเร็วสูง เหล็กเหนียวปานกลาง สแตนเลสและเหล็กผสมต้องช้าลง และวัสดุปลายฟันอย่าง M42 หรือคาร์ไบด์ช่วยให้ทนความร้อนได้มากขึ้น ดูตารางความเร็วใบเลื่อยตามวัสดุได้ที่ คู่มือความเร็วตัดเครื่องเลื่อยสายพานตามชนิดวัสดุ
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
ดอกสว่านเจาะเหล็กกับดอกเจาะปูนต่างกันอย่างไร?
ดอกเจาะเหล็กมีคมตัดที่ลับคมสำหรับเฉือนโลหะ ส่วนดอกเจาะปูนมีปลายเป็นเม็ดคาร์ไบด์ทรงหัวลูกศรสำหรับกระแทกบดคอนกรีต เอาดอกเจาะปูนมาเจาะเหล็กจะเจาะไม่เข้าและร้อนจัด ควรใช้ให้ถูกประเภท
เจาะสแตนเลสต้องใช้ดอกอะไร?
แนะนำดอก HSS-Co อย่าง M35 หรือ M42 ใช้รอบต่ำ กดแรงสม่ำเสมอ และใช้น้ำมันตัดสำหรับสแตนเลส ดอก HSS ธรรมดาเจาะได้ในงานบางและไม่กี่รู แต่จะทื่อเร็วกว่ามาก
ทำไมดอกสว่านเจาะไปแล้วไหม้ปลายเป็นสีน้ำเงิน?
สาเหตุหลักคือรอบสูงเกินไปสำหรับขนาดดอกและวัสดุ แรงกดน้อยเกินจนดอกถูแทนที่จะตัด หรือไม่มีการหล่อเย็น ให้ลดรอบตามสูตร เพิ่มแรงกด และใช้น้ำมันตัด ดอกที่ไหม้แล้วต้องลับคมใหม่ก่อนใช้ต่อ
ดอกสว่าน M35 กับ M42 ต่างกันอย่างไร?
ทั้งคู่เป็น HSS ผสมโคบอลต์ M35 มีโคบอลต์ประมาณ 5% ส่วน M42 ประมาณ 8% M42 ทนความร้อนและสึกหรอดีกว่า เหมาะกับงานหนักและวัสดุแข็ง แต่เปราะกว่าเล็กน้อย สำหรับงานเจาะสแตนเลสทั่วไป M35 ก็ให้ผลดีและคุ้มค่า
สว่านมือปรับรอบไม่ได้ ควรทำอย่างไร?
ถ้าสว่านรอบคงที่และสูง ให้หลีกเลี่ยงดอกขนาดใหญ่และงานสแตนเลส หรือเลือกสว่านที่มีปุ่มปรับรอบ สำหรับรูใหญ่ควรใช้สว่านแท่นหรือสว่านแม่เหล็กที่ตั้งรอบต่ำได้ จะปลอดภัยและได้รูที่ตรงกว่า
สรุป
การเลือกดอกสว่านเจาะเหล็กให้เหมาะกับวัสดุ ตั้งแต่ HSS สำหรับเหล็กทั่วไป HSS-Co M35/M42 สำหรับสแตนเลส ไปจนถึงคาร์ไบด์สำหรับงานผลิต และตั้งรอบตามสูตร rpm = Vc × 1000 ÷ (π × D) คือกุญแจสำคัญที่ทำให้ดอกอายุยืนและงานเร็วขึ้น เทคนิคเดียวกันนี้ทั้งเรื่องความเร็วตัด การป้อน และการหล่อเย็น ใช้ได้กับการตัดโลหะด้วยเครื่องเลื่อยสายพานเช่นกัน
ถ้าโรงงานของคุณตัดเหล็กหรือสแตนเลสเป็นประจำ และกำลังมองหา เครื่องเลื่อยสายพานตัดเหล็ก หรือ ใบเลื่อยสายพาน Eberle ฟัน M42 หรือคาร์ไบด์ที่เหมาะกับวัสดุของคุณ ติดต่อทีมงาน CNE Service เพื่อรับคำแนะนำได้เลยครับ
