Layanan pemotongan logam yang komprehensif: berbalik, pengeboran, membosankan, perencanaan, memulai pembicaraan, dan penggilingan. Pemesinan presisi untuk komponen logam industri khusus.
Kami telah beralih dari pabrik manual dan mesin bubut ke pusat CNC lima sumbu dan manufaktur aditif.
Tapi melalui semua itu, enam proses tetap menjadi tulang punggung pemotongan logam: berbalik, pengeboran, membosankan, perencanaan, memulai pembicaraan, dan penggilingan.
Metode lainnya—EDM, laser, waterjet—adalah seorang spesialis. Keenam orang ini adalah generalis. Kuasai mereka, dan Anda dapat membuat hampir semua hal.
Dalam artikel ini, Saya akan memandu Anda melalui prinsip inti dari setiap proses, presisi yang dapat Anda harapkan secara realistis, dan aplikasi di mana masing-masingnya bersinar.
Saya juga akan berbagi beberapa pelajaran yang diperoleh dengan susah payah dari lantai pabrik—hal-hal yang hanya Anda pelajari setelah membuang beberapa bagian.
1. Berbalik: Proses Utama untuk Komponen Rotasi
Berbalik adalah salah satu proses pemesinan yang paling banyak digunakan untuk memproduksi komponen rotasi.
Selama pembubutan konvensional, benda kerja berputar sementara alat pemotong stasioner bergerak sepanjang arah aksial atau radial untuk menghilangkan material.
Susunan ini menjadikan pembubutan sangat efektif untuk poros, bushing, lengan, pin, dan komponen lain dengan fitur silinder atau kerucut.
Prinsip Kerja dan Operasi Umum
Alat pemotong menghilangkan material dari benda kerja yang berputar untuk menghasilkan permukaan yang dibutuhkan.
Dengan mengubah geometri pahat dan arah umpan, mesin bubut dapat melakukan beberapa operasi:
- Belokan eksternal: Menghasilkan permukaan luar berbentuk silinder atau berundak.
- Putaran internal: Memperbesar atau menyelesaikan lubang yang ada.
- Menghadap: Menghasilkan permukaan ujung datar yang tegak lurus terhadap sumbu rotasi.
- Putaran lancip: Menciptakan permukaan berbentuk kerucut.
- Grooving dan perpisahan: Menghasilkan alur atau memisahkan komponen dari stok.
- Threading: Menghasilkan thread internal atau eksternal menggunakan alat yang sesuai dan umpan tersinkronisasi.
- Pembalikan bentuk: Menghasilkan profil tertentu menggunakan alat yang bentuknya sesuai.
Pembubutan dapat dilakukan pada mesin bubut konvensional, Pusat belok CNC, dan mesin putaran pabrik.
Peralatan CNC sangat berharga ketika komponen mengandung banyak diameter, alur, utas, dan fitur presisi yang harus menjaga hubungan yang konsisten.
Kontrol Ketahanan Kerja dan Akurasi
Workholding mempunyai pengaruh langsung terhadap akurasi belokan. Chuck self-centering tiga rahang memberikan pemuatan cepat dan cocok untuk banyak komponen bulat.
Chuck independen empat rahang memungkinkan penyesuaian rahang individual dan berguna untuk benda kerja tidak beraturan atau aplikasi yang memerlukan penyelarasan presisi.
Pembubutan antar-pusat sering kali lebih disukai untuk poros panjang ketika menjaga keselarasan antara beberapa bagian sangat penting.
Untuk selongsong berdinding tipis atau lubang presisi, gaya chucking yang berlebihan dapat merusak bentuk benda kerja.
Dalam kasus ini, mandrel perluasan yang dirancang dengan baik, rahang lembut, atau pengaturan penjepitan terdistribusi lainnya dapat memberikan stabilitas dimensi yang lebih baik.
Presisi dan Aplikasi Khas
Pembubutan konvensional umumnya mencapai tingkat toleransi dimensi IT7–IT8 dalam kondisi yang sesuai.
Pembubutan CNC yang presisi dapat mencapai toleransi yang lebih ketat, tergantung pada mesinnya, bahan, pekerjaan, alat pemotong, dan metode pemeriksaan.
Aplikasi tipikal termasuk:
- Poros, as, pin, dan pengencang berulir
- Bushing, lengan, dan bantalan kursi
- Silinder hidrolik dan komponen katup
- Bagian peralatan berputar dan perlengkapan presisi
Pembubutan umumnya merupakan pilihan pertama ketika fitur dominan bersifat rotasi.
Untuk komponen dengan permukaan datar yang luas, lubang silang, atau geometri tiga dimensi yang kompleks, penggilingan atau pemesinan putaran pabrik gabungan mungkin lebih efisien.
Tip di lantai toko:
Jangan meremehkan pentingnya geometri alat. Sudut rake yang positif mengurangi gaya pemotongan dan meningkatkan penyelesaian permukaan aluminium.
Untuk baja, sedikit penggaruk negatif dapat memperpanjang umur alat. Dan selalu periksa ketinggian bagian tengah Anda—kelebihan beberapa perseribu akan menyebabkan lancip dan hasil akhir yang buruk.
2. Pengeboran dan Pengeboran: Dua Proses Pemesinan Lubang yang Penting
Pemesinan lubang merupakan hal mendasar dalam manufaktur mekanis. Pengeboran dan pengeboran sering digunakan bersamaan, tetapi keduanya memiliki tujuan yang berbeda.
Pengeboran pada dasarnya menciptakan lubang, sementara membosankan memperbesar dan memperbaiki lubang yang ada untuk meningkatkan ukurannya, geometri, dan hubungan posisi.
Pengeboran: Membuat Lubang pada Bahan Padat
Pengeboran menggunakan bor yang berputar, biasanya bor putar, untuk menghasilkan lubang pada material padat. Bor berputar sambil maju secara aksial ke dalam benda kerja.
Ini adalah proses yang efisien untuk menghasilkan lubang baut, jalur minyak, lubang pemasangan, dan lubang awal untuk pemesinan berikutnya.
Namun, pengeboran tidak secara otomatis menghasilkan lubang yang sangat akurat.
Bor dapat mengembara karena ujung tombak yang tidak rata, pemusatan yang buruk, permukaan masuk yang miring, kekakuan yang tidak mencukupi, atau gaya potong yang tidak konsisten. Evakuasi chip juga menjadi semakin sulit seiring bertambahnya kedalaman lubang.
Dalam produksi praktis, beberapa langkah membantu meningkatkan kinerja pengeboran:
- Hadapi atau lihat permukaan masuk bila diperlukan.
- Gunakan bor tengah atau bor titik yang sesuai untuk menentukan posisi masuk.
- Pastikan kedua ujung tombak telah digerinda dengan benar dan seimbang.
- Pilih geometri bor yang benar, kecepatan pemotongan, dan memberi makan untuk bahan tersebut.
- Menyediakan evakuasi chip yang efektif, khususnya untuk lubang yang dalam.
- Gunakan jig bor atau mesin probing ketika akurasi posisi memerlukan kontrol tambahan.
Nilai presisi:
Lubang yang dibor biasanya tercapai IT10 hingga IT12 dengan Ra 12,5–6,3 mikron. Lubangnya mungkin terlalu besar, di luar putaran, dan tidak lurus sempurna. Untuk pekerjaan presisi, pengeboran hanyalah langkah pertama.
Urutan bor-rim klasik:
Untuk lubang yang membutuhkan IT7–IT8 dan Ra 1,6–0,8 µm, ikuti pengeboran dengan alat untuk membesarkan lubang. Untuk presisi yang lebih tinggi (IT6 dan Ra 0.4 µm), gunakan pengeboran → membosankan → reaming, atau pengeboran → penggilingan internal.
Tip di lantai toko:
Pengembaraan bor adalah musuh. Selalu lakukan latihan terlebih dahulu dengan yang pendek, bor tengah yang kaku. Untuk lubang yang dalam, gunakan siklus pengeboran peck untuk membersihkan chip.
Dan jaga agar bor Anda tetap tajam—bor yang tumpul akan mengeraskan permukaan dan mempersulit pengerjaan selanjutnya.
Membosankan: Meningkatkan Ukuran Lubang, Geometri, dan Posisi
Pengeboran menghilangkan material dari permukaan bagian dalam lubang yang ada menggunakan alat bor satu titik atau sistem multi-tepi yang sesuai. Berbeda dengan pengeboran, biasanya tidak membuat lubang langsung dari bahan padat.
Pengeboran sangat berguna ketika lubang harus memenuhi persyaratan dimensi yang ketat atau menjaga hubungan terkendali dengan fitur lainnya.
Ini banyak digunakan untuk rumah mesin, tubuh pompa, kasus transmisi, tubuh katup, dan komponen lain yang mengandung lubang presisi.
Keuntungan utama dari membosankan meliputi:
- Koreksi dimensi: Menyesuaikan lubang yang ada dengan diameter yang dibutuhkan.
- Perbaikan geometris: Membantu mengontrol kebulatan, silindrisitas, dan kelurusan.
- Akurasi posisi: Menetapkan lubang relatif terhadap mesin yang dikontrol atau datum perlengkapan.
- Kemampuan berdiameter besar: Menghasilkan lubang yang tidak praktis untuk dibor secara langsung.
Nilai presisi:
Membosankan bisa tercapai IT7 hingga IT6 Dan Ra 1,6–0,4 mikron. Dengan kepala membosankan yang mengambang, Anda dapat mempertahankan ukuran dan kebulatan dalam beberapa mikron. Ini juga sangat baik untuk memperbaiki kesalahan posisi yang disebabkan oleh pengeboran.
Tip di lantai toko:
Batang yang membosankan rentan terhadap defleksi, terutama saat digantung. Gunakan bilah terbesar yang pas, pertahankan overhang seminimal mungkin, dan gunakan sisipan karbida atau cermet dengan radius hidung kecil untuk finishing.
Untuk lubang yang dalam, gunakan batang membosankan dengan peredam (anti-getaran) teknologi—ini adalah pengubah permainan.
3. Perencanaan: Solusi Ekonomis untuk Permukaan Datar Besar
Planing adalah proses pemesinan konvensional yang menggunakan gerakan bolak-balik linier relatif antara pahat pemotong dan benda kerja.
Tergantung pada konfigurasi mesin, baik pahat atau benda kerja melakukan langkah pemotongan utama.
Bahan dihilangkan selama langkah pemotongan, sedangkan pukulan balik umumnya tidak memotong.
Meskipun perencanaan kurang umum dalam produksi modern bervolume tinggi, itu tetap berguna untuk benda kerja besar, operasi pemeliharaan, dan aplikasi di mana peralatan khusus dengan produktivitas tinggi tidak dapat dibenarkan.
Prinsip Kerja dan Peralatan
Mesin planing yang umum meliputi:
- Pembentuk: Alat pemotong melakukan gerakan bolak-balik pada benda kerja yang relatif kecil.
- pesawat terbang: Benda kerja biasanya bergerak di bawah alat pemotong, membuat mesin cocok untuk komponen besar dan berat.
- Slotter: Alat bolak-balik vertikal menghasilkan alur pasak internal, slot, dan profil internal tertentu.
Planing dapat menghasilkan permukaan yang rata, tangga, alur, dan permukaan sudut yang dipilih.
Hal ini sangat berguna ketika suatu komponen terlalu besar atau sulit untuk dikerjakan secara ekonomis menggunakan peralatan milling konvensional.
Keterbatasan Presisi dan Proses
Mesin planing memiliki perkakas yang relatif sederhana dan dapat menampung berbagai macam benda kerja.
Namun, gerak bolak-balik menimbulkan percepatan dan perlambatan, sedangkan pukulan balik tidak menghilangkan material apa pun. Faktor-faktor ini membatasi kecepatan pemotongan dan produktivitas secara keseluruhan.
Operasi perencanaan yang umum dapat mencapai tingkat dimensi IT9–IT11, dengan hasil yang lebih baik dalam kondisi yang menguntungkan.
Kekasaran permukaan biasanya berkisar sekitar Ra 1,6–6,3 μm, tergantung pada geometri alat, memberi makan, bahan, dan kondisi mesin.
Perencanaan cocok untuk:
- Tempat tidur mesin besar dan permukaan pemandu
- Komponen struktural yang berat
- Wajah datar dan alur lurus
- Pekerjaan perbaikan dan pemeliharaan
- Produksi satu bagian dan batch kecil
Tip di lantai toko:
Perencanaannya lambat dan memiliki gerakan balik yang menganggur, jadi jarang sekali ekonomis untuk produksi. Namun untuk tempat tidur mesin sekali pakai, hal itu terlalu besar untuk pabrik penggilingan, seringkali ini merupakan satu-satunya pilihan.
Pastikan pahat tajam dan kotak genta berfungsi—jika pahat terseret pada pukulan balik, Anda akan merusak permukaannya.
4. Broaching: Pemesinan Produktivitas Tinggi untuk Profil Berulang
Broaching adalah proses pemesinan yang menggunakan alat multi-gigi khusus yang disebut bros.
Tinggi gigi bertambah secara progresif, memungkinkan gigi berturut-turut untuk menghilangkan sejumlah kecil material sampai profil yang diperlukan dihasilkan.
Berbeda dengan penggilingan atau perencanaan konvensional, yang mungkin memerlukan beberapa lintasan untuk menghasilkan fitur, broaching seringkali dapat menyelesaikan seluruh profil dalam satu pukulan atau gerakan terus menerus.
Prinsip kerja
Setiap gigi bros menghilangkan sebagian besar tunjangan pemesinan.
Gigi pertama melakukan pemotongan kasar, gigi perantara menghilangkan material tambahan, dan gigi terakhir menentukan dimensi dan permukaan akhir.
Broaching dapat dibagi menjadi dua kategori utama:
- Perbincangan internal: Menghasilkan alur pasak internal, Splines, lubang poligonal, dan profil lainnya. Benda kerja umumnya memerlukan lubang awal yang dapat dilewati bros.
- Pembicaraan eksternal: Menghasilkan profil eksternal, flat, alur, dan kontur kompleks di bagian luar komponen.
Proses ini sangat efektif ketika geometri yang diperlukan diulangi pada batch produksi yang besar.
Pertimbangan Presisi dan Perkakas
Broaching biasanya mencapai nilai toleransi IT7–IT9, dengan IT7–IT8 dapat dicapai untuk aplikasi yang sesuai dan perkakas yang terkontrol dengan baik.
Kekasaran permukaan sekitar Ra 0,4–1,6 μm mungkin terjadi, tergantung materi, desain alat, dan kondisi proses.
Keuntungan utamanya adalah kemampuan pengulangan. Sekali bros, perlengkapan, dan parameter mesin ditetapkan dengan benar, prosesnya dapat menghasilkan dimensi yang konsisten dengan waktu siklus yang relatif singkat.
Namun, bros itu mahal, dan setiap alat dirancang untuk kebutuhan profil dan dimensi tertentu.
Desain alat, manufaktur, pemeliharaan, dan biaya penggantian karena itu harus dipertimbangkan selama perencanaan proses.
Broaching biasanya digunakan untuk:
- Spline internal dan eksternal
- Alur pasak dan lubang poligonal
- Transmisi dan komponen otomotif
- Produksi profil presisi yang berulang
- Komponen memerlukan geometri yang konsisten di seluruh batch besar
Tip di lantai toko:
Broaching mahal karena alatnya dibuat khusus untuk setiap profil. Ini hanya masuk akal untuk produksi bervolume tinggi (ribuan bagian).
Jika Anda membutuhkan alur pasak di poros satu kali, gunakan slotter atau bros pada mesin bubut—ini lebih lambat tetapi jauh lebih murah.
5. Penggilingan: Proses Pemotongan Logam Paling Serbaguna
Penggilingan adalah salah satu proses yang paling banyak digunakan dalam manufaktur modern. Pemotong multi-tepi yang berputar menghilangkan material sementara benda kerja atau meja mesin memberikan gerakan pengumpanan yang diperlukan.
Di pusat permesinan CNC, gerakan terkoordinasi di berbagai sumbu memungkinkan produksi permukaan dan geometri yang kompleks.
Penggilingan cocok untuk berbagai macam bahan, termasuk paduan aluminium, baja tahan karat, baja paduan, titanium, kuningan, dan plastik rekayasa.
Namun, geometri alat, Parameter pemotongan, pekerjaan, dan strategi pendingin harus disesuaikan dengan materialnya.
Operasi Penggilingan Umum
Penggilingan dapat menghasilkan berbagai macam fitur:
- Penggilingan wajah: Menghasilkan permukaan datar yang tegak lurus terhadap sumbu pemotong.
- Penggilingan periferal: Menggunakan lingkar pemotong untuk mengerjakan permukaan dan slot.
- Akhiri penggilingan: Menghasilkan kantong, bahu, profil, dan fitur sempit.
- Penggilingan slot: Membuat alur pasak, T-slot, dan alur lainnya menggunakan pemotong yang sesuai.
- Penggilingan profil: Mengikuti kontur tertentu untuk menghasilkan geometri dua dimensi atau tiga dimensi.
- Penggilingan rongga: Menghapus materi dari saku dan fitur internal yang kompleks.
- Penggilingan benang: Menghasilkan ulir internal atau eksternal menggunakan jalur alat penggilingan yang sesuai.
Pusat permesinan CNC modern dapat menggabungkan operasi ini dalam satu pengaturan, mengurangi penanganan dan membantu menjaga hubungan posisi antar fitur.
Penggilingan Konvensional, Pendakian Penggilingan, dan Keterlibatan Alat
Dalam penggilingan konvensional, juga dikenal sebagai penggilingan atas, ketebalan chip meningkat dari kira-kira nol menuju maksimum saat ujung tombak menyentuh benda kerja.
Dalam penggilingan pendakian, atau penggilingan bawah, ketebalan chip umumnya dimulai dari maksimum dan menurun menuju nol.
Penggilingan pendakian sering kali menghasilkan permukaan akhir yang lebih baik dan dapat mengurangi gesekan pada kondisi yang sesuai.
Biasanya lebih disukai pada mesin CNC modern dengan kontrol serangan balik yang efektif dan kekakuan yang memadai.
Namun, climbing milling tidak secara otomatis menjadi pilihan terbaik untuk setiap pengaturan. Kondisi mesin, kekakuan benda kerja, skala atau kondisi permukaan, pertunangan pemotong, dan stabilitas perlengkapan semuanya harus dipertimbangkan.
Presisi dan Aplikasi Khas
Penggilingan konvensional biasanya mencapai tingkat IT8–IT10, sementara operasi penggilingan dan penyelesaian CNC yang terkontrol dapat mencapai toleransi IT7 atau lebih ketat pada fitur yang sesuai.
Kekasaran permukaan sekitar Ra 1,6–3,2 μm umum terjadi pada banyak aplikasi finishing, meskipun hasil akhir yang lebih halus mungkin dilakukan.
Penggilingan banyak digunakan untuk:
- Permukaan datar, tangga, dan permukaan pemasangan
- kantong, slot, dan rongga yang kompleks
- Komponen cetakan dan cetakan
- Rumah dan braket presisi
- Mesin, pompa, dan komponen katup
- Komponen multi-wajah yang memerlukan pemesinan CNC
Kekuatan terbesarnya adalah keserbagunaan. Ketika suatu komponen menyertakan beberapa fitur berbeda, Penggilingan CNC seringkali dapat menggabungkannya ke dalam urutan yang terkontrol, mengurangi perubahan pengaturan dan meningkatkan efisiensi produksi secara keseluruhan.
Tip di lantai toko:
Kekakuan adalah segalanya. Jaga agar alat ini sesingkat mungkin, gunakan pemotong berdiameter terbesar yang sesuai dengan fiturnya, dan jangan berhemat dalam pekerjaan.
Saya telah melihat lebih banyak masalah obrolan diselesaikan dengan memperbaiki perlengkapan dibandingkan dengan mengganti pemotong.
Pikiran Terakhir: Alat yang Tepat untuk Pekerjaan yang Tepat
Tidak ada proses pemotongan logam yang “terbaik”.. Hanya ada satu yang paling tepat. Sebuah poros harus diputar, tidak digiling. Lubang yang presisi harusnya dibuat bosan, tidak dibor.
Alur pasak yang rumit dalam ribuan bagian harus disinggung, tidak digiling. Tempat tidur mesin sekali pakai harus direncanakan jika Anda tidak memiliki penggilingan yang cukup besar.
Masinis veteran tahu bahwa pilihannya adalah soal keseimbangan geometri, presisi, volume, dan biaya.
Anda tidak dapat membuat bagian silinder pada gilingan seefisien pada mesin bubut. Anda tidak dapat menahan satu mikron pun pada mesin bor. Anda tidak dapat membahas satu bagian saja secara ekonomis.
Jadi lain kali Anda melihat sebuah gambar, tanyakan pada dirimu sendiri: Apa permukaan utamanya? Ketelitian apa yang saya perlukan? Berapa banyak bagian? Mesin apa yang saya miliki? Jawabannya akan mengarahkan Anda ke proses yang benar.
Dan ingat—proses terbaik adalah proses yang menyelesaikan pekerjaan dengan benar, tepat waktu, dan dengan biaya yang masuk akal. Untuk itulah kami ada di sini.
FAQ
Apa perbedaan antara pengeboran dan membosankan?
Pengeboran membuat lubang dari material padat menggunakan bor multi titik.
Pengeboran memperbesar dan memperhalus lubang yang ada dengan menggunakan alat satu titik. Membosankan lebih tepat dan dapat memperbaiki lokasi dan keselarasan.
Kapan saya harus menggunakan planing daripada milling?
Perencanaan adalah yang terbaik untuk ukuran besar, permukaan datar pada pekerjaan satu kali atau perbaikan di mana mesin penggilingan tidak cukup besar. Jarang sekali ekonomis untuk produksi.
Ketepatan apa yang bisa saya harapkan dari putaran standar?
IT7–IT8, dengan kekasaran permukaan Ra 3,2–1,6 µm. Selesai berputar dapat menampung IT6 dan Ra 0.8 µm.
Bagaimana cara mencegah pengembaraan bor?
Bor titik terlebih dahulu, gunakan bor pendek yang kaku, pastikan bornya tajam dan simetris, dan menggunakan jig bor untuk produksi.
Bisakah membosankan mencapai presisi yang lebih baik daripada reaming?
Membosankan dapat memperbaiki posisi, penyelarasan, dan ukuran, membuatnya lebih serbaguna untuk lubang besar atau kompleks. Reaming lebih cepat untuk ukuran kecil, lubang lurus.
Apa proses terbaik untuk alur pasak pada poros?
Untuk volume tinggi, memulai pembicaraan. Untuk sekali pakai atau perbaikan, gunakan slotter atau giling alur pasak.
