ช่างเครื่อง

ช่างกลึงโลหะ กำลังใช้งานเครื่องกลึงโลหะ
อาชีพ
ประเภทอาชีพ	อาชีวศึกษา
ภาคกิจกรรม	การผลิตทางอุตสาหกรรม
คำอธิบาย
สมรรถนะ	ความอดทน มือที่นิ่ง ความสามารถในการอ่านแบบแปลน ความใส่ใจในรายละเอียด ความแข็งแรงทางร่างกาย
ต้องมีการศึกษา	สถาบันฝึกอบรมอุตสาหกรรม , โครงการฝึกงาน
สาขาอาชีพ	การผลิตทางอุตสาหกรรม
งานที่เกี่ยวข้อง	ช่างเครื่องจักร

ช่างเครื่องจักรคือช่างฝีมือหรือผู้เชี่ยวชาญที่ได้รับการฝึกฝนมาเพื่อใช้งานเครื่องมือกลและมีความสามารถในการตั้งค่าเครื่องมือต่างๆ เช่น เครื่องกัด เครื่องเจียร เครื่องกลึง และเครื่องเจาะ

โดยทั่วไปแล้ว ช่างเครื่องที่มีความสามารถจะต้องมีความถนัดทางด้านกลไกสูง สามารถใช้เครื่องมือวัดความแม่นยำได้อย่างถูกต้อง และสามารถตีความแบบแปลนได้ รวมถึงมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเครื่องมือต่างๆ ที่ใช้กันทั่วไปใน งาน กลึง CNC (การควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์) เป็นหนึ่งในความก้าวหน้าล่าสุดในอุตสาหกรรมการผลิต ซึ่งช่างเครื่องจะใช้ซอฟต์แวร์เฉพาะทางในการสร้างคำสั่งโปรแกรม (ส่วนใหญ่คือG-code ) ซึ่งเครื่องจักรจะตีความเพื่อผลิตชิ้นส่วนสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย การเขียนโปรแกรม CNC เป็นงานที่ต้องใช้ทักษะสูง ซึ่งต้องมีความรู้ด้านคณิตศาสตร์ ความเร็วและอัตราการป้อน เครื่องมือกล การจับยึดชิ้นงาน และวิธีการที่วัสดุต่างๆ ตอบสนองต่อความเครียดและความร้อนในกระบวนการกลึง

งานช่างเครื่องจักรเป็นสาขาที่กว้างขวางมาก มีสถานที่ทำงาน หน้าที่การงาน และประเภทงานที่หลากหลาย ช่างเครื่องจักรส่วนใหญ่ทำงานในโรงงานและโรงงานผลิตชิ้นส่วน โดยใช้เครื่องจักรในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง โดยทั่วไปแล้ว อาชีพนี้เป็นงานที่ต้องใช้ความแม่นยำสูง และต้องมีความรู้เกี่ยวกับเครื่องมือและกระบวนการต่างๆ อย่างกว้างขวาง เพื่อให้ได้ค่าความคลาดเคลื่อนที่ เข้มงวด และพื้นผิว ที่เรียบเนียน ตามที่ชิ้นส่วนเหล่านั้นกำหนด

ช่างเครื่องจำนวนมากผลิตชิ้นส่วนจำนวนมากโดยใช้ เครื่องจักร ควบคุมด้วยระบบ คอมพิวเตอร์อัตโนมัติขั้นสูง ซึ่งเป็นเรื่องปกติในปัจจุบัน แต่ก็ยังคงต้องการผู้เชี่ยวชาญในการตั้งค่าและปรับเทียบเครื่องจักรอยู่ดี ส่วนช่างเครื่องที่เชี่ยวชาญเฉพาะด้านอื่นๆ จะผลิตชิ้นส่วนตามสั่งสำหรับงานต้นแบบ การซ่อมแซม หรือการวิจัย ช่างเครื่องอาจทำงานผลิตชิ้นส่วนที่ค่อนข้างง่าย เช่น ตัวยึด หรือเพลา หรืออาจทำงานผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง เช่น ชิ้นส่วนอากาศยานที่มีความแม่นยำถึง 5 ไมโครเมตร

บางตำแหน่งงานสะท้อนให้เห็นถึงพัฒนาการเพิ่มเติมของทักษะช่างเครื่อง เช่นช่างทำแม่พิมพ์และเครื่องมือ ช่างทำแบบจำลองช่างทำแม่พิมพ์โปรแกรมเมอร์และผู้ควบคุมเครื่องจักร ช่างเครื่องคือผู้ที่ได้รับมอบหมายให้ซ่อมแซมชิ้นส่วนที่มีปัญหา หรือสร้างชิ้นส่วนใหม่โดยใช้โลหะ พลาสติก หรือในบางกรณีอาจใช้ไม้ ขึ้นอยู่กับบริษัท ช่างเครื่องอาจมีตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งหรือทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นก็ได้

สาขาอื่นที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ช่างประกอบเครื่องจักรช่างควบคุมคุณภาพและวิศวกรเครื่องกล

ในออสเตรเลียและนิวซีแลนด์ อาชีพที่เกี่ยวข้องคือช่างประกอบและกลึงช่างประกอบและกลึงคือช่างฝีมือที่ทำการประกอบ เจียร และขึ้นรูปชิ้นส่วนโลหะและชิ้นส่วนย่อยเพื่อผลิตเครื่องจักรและอุปกรณ์อื่นๆ^{[ 1 ]}

ภายใต้ชื่อตำแหน่งช่างเครื่องจักรกล ยังมีชื่อตำแหน่งเฉพาะทางอื่นๆ ที่อ้างอิงถึงทักษะเฉพาะด้านซึ่งอาจได้รับการพัฒนาให้สูงขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของตำแหน่งงานเฉพาะ เช่นช่างประกอบ (ประกอบชิ้นส่วน) ช่างกลึงช่างกัดและช่างเจียร

โดยทั่วไปแล้ว ช่างกลึงจะถูกเรียกใช้เมื่อต้องการผลิตชิ้นส่วนจากวัสดุตั้งต้นโดยการตัด ชิ้นส่วนดังกล่าวอาจเป็นชิ้นเดียวหรืออาจต้องการจำนวนหลายพันชิ้น ชิ้นส่วนนั้นอาจเป็นอะไรก็ได้ที่ทำจากโลหะหรือพลาสติก แม้ว่าชิ้นส่วนกลึงมักจะเป็นชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำสูงและไม่สามารถผลิตได้ด้วยวิธีอื่น ช่างกลึงโดยทั่วไปจะเริ่มต้นด้วยวัสดุตั้งต้นที่ตัดด้วยเลื่อยหรือชิ้นส่วนหล่อการผลิตชิ้นส่วนมักจะต้องใช้หลายขั้นตอนและเครื่องมือกลมากกว่าหนึ่งชนิด เครื่องมือกลแต่ละชนิดมีบทบาทเฉพาะในการตัดวัสดุส่วนเกินออก เมื่อต้องการชิ้นส่วนจำนวนมาก จำเป็นต้องมี การวางแผนการผลิตเพื่อวางแผนขั้นตอนการทำงานที่เหมาะสมที่สุดผ่านเครื่องจักรหลายเครื่อง เครื่องจักร ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC)เป็นเครื่องมือที่ขับเคลื่อนด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งสามารถกลึงรูปทรงได้หลากหลาย และการใช้งานในขั้นตอนการทำงานขึ้นอยู่กับชิ้นส่วนที่จะกลึง^{[ 2 ]}

เครื่องจักร CNC กำลังกลายเป็นมาตรฐานเนื่องจากความเร็ว ความแม่นยำ ความยืดหยุ่น ความสม่ำเสมอ และลดเวลาหยุดทำงานขณะเปลี่ยนงาน การผลิตชิ้นงานจำนวนมากมีต้นทุนที่คุ้มค่ากว่าและมักเรียกว่างานผลิต จำนวนมาก ในวงการ ในทางกลับกัน การผลิตจำนวนน้อยบางครั้งเรียกว่า งาน ต้นแบบหรืองานรับจ้างผลิต

วิศวกรฝ่ายผลิตใช้แบบพิมพ์เขียวและแบบเขียนทางวิศวกรรมเพื่อสร้างข้อกำหนดโดยละเอียดของชิ้นส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่งรูปทรงเรขาคณิต (รูปร่าง) จากนั้นจึงตัดสินใจเลือกกลยุทธ์ในการผลิต จากนั้นช่างเครื่องจะกำหนดค่าเครื่องมือกลและเริ่มการผลิต ช่างเครื่องทำงานร่วมกับฝ่ายคุณภาพเพื่อให้แน่ใจว่าข้อกำหนดต่างๆ ได้รับการรักษาไว้ในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป^{[ 2 ]}

องค์กรธุรกิจขนาดใหญ่มักจ้างช่างเครื่องประจำอยู่ที่โรงงานเพื่อทำหน้าที่บำรุงรักษาเครื่องจักรในการผลิตอย่างต่อเนื่อง ช่างเครื่องเหล่านี้สามารถผลิตชิ้นส่วนอะไหล่ได้ภายในวันเดียวกัน ด้วยเหตุนี้ ต้นทุนค่าแรงในส่วนนี้จึงต่ำกว่าต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการหยุดการผลิตอย่างมาก

การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) หมายถึงการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างชิ้นส่วนอุตสาหกรรม ต้นแบบ เครื่องมือ และชิ้นส่วนสำหรับการผลิตขั้นสุดท้าย การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุมีความโดดเด่นในการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ซับซ้อน ซึ่งไม่สามารถผลิตได้ด้วยกระบวนการผลิตอื่นๆ มีกระบวนการหลายอย่างในการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ ซึ่งรวมถึงการขึ้นรูปโลหะโดยตรง: การหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน การผลิตด้วยเส้นใยหลอมรวม การเผาผนึกด้วยเลเซอร์ และรูปแบบต่างๆ ของกระบวนการเหล่านี้

วัสดุที่ช่างกลึงใช้ทำชิ้นส่วนทั่วไปมากที่สุด ได้แก่เหล็กอลูมิเนียม ทองเหลือง ทองแดง และโลหะผสมต่างๆ ของวัสดุเหล่านี้ วัสดุอื่นๆ ที่พบได้น้อยกว่า เช่น วานาเดียม สังกะสี ตะกั่ว หรือแมงกานีสมักถูกใช้เป็นธาตุผสมสำหรับวัสดุทั่วไปวัสดุที่ช่างกลึงใช้บ้างเป็นครั้งคราว ได้แก่พลาสติกยางแก้วและผลิตภัณฑ์ไม้ ในบางครั้ง ช่างกลึงยังทำงานกับโลหะแปลกใหม่และโลหะทนความร้อน อีก ด้วยคำว่าโลหะแปลกใหม่เป็นคำทั่วไปที่ใช้อธิบายโลหะที่ไม่ธรรมดา หายาก หรือมีวัตถุประสงค์พิเศษ คำพ้องความหมายอาจเป็นโลหะยุคอวกาศ รายชื่อโลหะแปลกใหม่อาจรวมถึง แต่ไม่จำกัดเพียงไทเทเนียมเบริลเลียม วา นาเดียมโครเมียมโมลิบเดนัมและทังสเตนรวมถึงโลหะผสมอุณหภูมิสูงพิเศษ เช่นอินโคเนลหรือฮาสเทลลอย ( ซูเปอร์อัลลอย ) บ่อยครั้งที่ความหมายของคำนี้บ่งบอกถึงความจำเป็นในการจัดการและ/หรือเครื่องมือพิเศษเพื่อให้สามารถกลึงโลหะเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 3 ]}

ในขณะที่วัสดุที่กล่าวมาข้างต้นส่วนใหญ่เป็นวัสดุที่ช่างเครื่องจะใช้ในการตัด แต่เครื่องมือตัดที่ช่างเครื่องใช้จะต้องแข็งและทนทานกว่าวัสดุที่จะตัด วัสดุที่ใช้ในเครื่องมือตัดที่ช่างเครื่องใช้โดยทั่วไปคือเหล็กความเร็วสูงทังสเตนคาร์ไบด์เซรามิกโบ^ราซอนและเพชร^{[ 3} ]

ช่างกลึงมักทำงานด้วย ความคลาดเคลื่อนที่น้อยมาก โดยปกติจะอยู่ในช่วง 0.010 นิ้ว หรือ 0.25 มิลลิเมตร (โดยทั่วไปจะแสดงเป็น ±0.005 นิ้ว (บวกหรือลบห้าในพันส่วนของนิ้ว) หรือ ±0.13 มิลลิเมตร) และบางครั้งอาจมีความคลาดเคลื่อนต่ำถึง +/-0.0001 นิ้ว (บวกหรือลบหนึ่งในสิบของหนึ่งในพันส่วนของนิ้ว – หรือ 0.0025 มิลลิเมตร) สำหรับงานเฉพาะทาง ช่างกลึงเกี่ยวข้องกับทุกแง่มุมของการขึ้นรูป การตัด และบางส่วนของการขึ้นรูปโลหะ แม้ว่าการขึ้นรูปโดยทั่วไปจะเป็นงานเฉพาะทางอีกประเภทหนึ่งก็ตาม งานที่ช่างกลึงทำบ่อยที่สุดคือการกัดการเจาะการกลึงและการเจียร นอกจาก นี้ยังมีงานเฉพาะทางอื่นๆ ที่ช่างกลึงอาจได้รับมอบหมายให้ทำน้อยกว่า เช่นการลับคมการเซาะร่องการขัดเงาและการขัดผิวเป็นต้น

เครื่องมือที่ช่างเครื่องกลควรมีความเชี่ยวชาญนั้นสามารถแบ่งออกเป็นหมวดหมู่กว้างๆ ได้ดังนี้:

• เครื่องมือวัด:เครื่องมือวัดมีหลายประเภทพื้นฐาน ได้แก่:
  • เครื่องมือเปรียบเทียบ เช่นไม้บรรทัด ปรับระดับได้ และเวอร์เนียร์คาลิเปอร์ แบบธรรมดา
  • เครื่องมือวัดโดยตรง เช่น ไม้บรรทัด มาตราส่วน และเวอร์เนียร์คาลิเปอร์
  • เครื่องมือ วัดไมโครมิเตอร์แบบใช้เกลียวเป็นฐาน
  • เครื่องมือ วัดที่ใช้หลักการทำงานของเฟืองนาฬิกา
  • เครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ทรานสดิวเซอร์หลายชนิดเป็นเวอร์ชันดิจิทัลของรุ่นก่อนหน้าแบบกลไก เช่น เวอร์เนียร์คาลิเปอร์แบบ ดิจิทัล ^{[ 4 ]}
  • เครื่องวัดพิกัด (Coordinate Measuring Machines)ซึ่งกำหนดจุดพิกัดคาร์ทีเซียนรอบพื้นผิวของชิ้นส่วนเพื่อสร้างแบบจำลองดิจิทัลที่สามารถนำไปเปรียบเทียบกับแบบร่างCAD ได้
  • เครื่องเปรียบเทียบเชิงแสงซึ่งขยายภาพเงาของชิ้นส่วนลงบนหน้าจอ เพื่อให้สามารถตรวจสอบรายละเอียดเล็กๆ ได้ง่ายขึ้น
  • เครื่องทดสอบความหยาบผิว
• เครื่องมือช่าง:เครื่องมือช่างเหล่านี้เป็นชุดเครื่องมือทั่วไปที่พบในชุดเครื่องมือช่างซ่อมรถยนต์ครบชุด ยกเว้นเครื่องมือเฉพาะทางสำหรับรถยนต์ และอาจมีเครื่องมือขนาดใหญ่บางชิ้น เช่น1.+ประแจปากตายขนาด 1/2 นิ้ว (38 มม. )
• เครื่องมือลบคม:เครื่องมือเหล่านี้ ได้แก่ตะไบหินลับมีด เครื่องเจียรแบบ ใช้แม่พิมพ์ เหล็กแหลม และใบมีด ใช้สำหรับลบคมและทำลายขอบคมที่มักหลงเหลืออยู่บนชิ้นส่วนที่ผ่านการกลึง
• เครื่องมือกล:เครื่องมือกลมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา เครื่องจักรแบบใช้มือได้ถูกแทนที่ด้วยเครื่องจักรควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์ (CNC) เพื่อความชัดเจน จะมีการจัดหมวดหมู่ตามกลุ่มในอดีต แต่ละกลุ่มเหล่านี้ได้เปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการมาถึงของเครื่องจักร CNC และเครื่องจักร CNC ได้รวมบางกลุ่มเข้าด้วยกันและทำให้เส้นแบ่งระหว่างกลุ่มอื่นๆ คลุมเครือ เครื่องมือกลที่พบได้ทั่วไปมากที่สุดแบ่งออกเป็นห้าประเภท:
  • เครื่องเจาะ , แบบตั้งโต๊ะ, แบบตั้งพื้น, แบบรัศมี และแบบแนวนอน
  • เครื่องกัด , เครื่องกัดแนวนอน, เครื่องกัดแนวตั้ง และเครื่องกัดเจาะรู, เครื่องกัด 4 และ 5 แกน
  • เครื่องกลึง, เครื่องกลึงแบบมีป้อมปืน, เครื่องกลึงแบบป้อมปืนแนวตั้ง, เครื่องเจาะแนวตั้ง, เครื่องกลึงสวิส
  • เครื่องเจียรผิวเรียบ, ทรงกระบอก, แบบไร้ศูนย์กลาง, แบบอเนกประสงค์
  • เครื่องจักรปล่อยประจุไฟฟ้า , ลวด, ลูกตุ้มถ่วงน้ำหนัก,
• อุปกรณ์ยึดชิ้นงาน:อุปกรณ์ยึดชิ้นงานอาจรวมถึงปากกาจับชิ้นงาน หัวจับ แคลมป์ อุปกรณ์กำหนดตำแหน่ง แท่นวางชิ้นงาน จิ๊กหรือฟิกซ์ เจอร์พิเศษ และแผ่นหน้าชิ้นงาน
• อุปกรณ์ยึดเครื่องมือ:อุปกรณ์ยึดเครื่องมืออาจรวมถึงหัวจับ , อะแดปเตอร์สำหรับใบมีด, ส่วนต่อขยายใบมีด, แท่นวางเครื่องมือ, ป้อมปืนแบบหมุนได้, เครื่องมือแบบกล่อง, อะแดปเตอร์แบบเปลี่ยนเร็ว, แกนหมุน , แบบยึดด้วยความร้อน และปลอกจับชิ้นงาน
• เครื่องมือตัด:เครื่องมือตัดประกอบด้วยหัวกัดแบบต่างๆ เช่นหัวกัดหน้าหัวกัดเปลือกหัวกัดปลายและหัวกัดขึ้นรูป ดอกสว่านดอกรีมเมอร์ ดอกต๊าป ดอกคว้านรู ดอกคว้านรูและดอกเจาะแกนแบบต่างๆเครื่องมือกลึงเครื่องมือขึ้นรูป และ เครื่องมือ ทำเกลียว แบบต่างๆ ล้อเจียรแบบต่างๆ^{[ 5 ]}ซึ่งจำแนกตามรูปทรง พันธะ ขนาดเม็ดทราย และส่วนประกอบ
• แผนภูมิและเอกสารอ้างอิง:เช่น แผนภูมิขนาดดอกสว่านและเกลียว, แผนภูมิการแปลงหน่วย, แผนภูมิความคลาดเคลื่อนของเกลียว, ข้อกำหนด ASMEและISO , คู่มือเครื่องมือกล และแผนภูมิอัตราป้อนและอัตราเร็วของเครื่องมือ

• รายชื่ออาชีพด้านงานโลหะ
• เครื่องคิดเลขช่างเครื่อง
• สมาคมช่างเครื่องและคนงานด้านอากาศยานนานาชาติ
• การกลึง

• สหภาพช่างเครื่อง: IAMAW
• หอเกียรติยศเครื่องมือกล: พิพิธภัณฑ์ความแม่นยำแห่งอเมริกา