Apa itu teknologi pemesinan CNC? Sederhananya, teknologi ini mengacu pada penggunaan program komputer untuk mengontrol mesin perkakas guna menyelesaikan pemesinan benda kerja. Teknologi ini memiliki keunggulan presisi tinggi, pengulangan yang baik, dan kecepatan pemesinan yang cepat. Pemesinan CNC telah banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, elektronik digital, teknologi pertahanan, otomotif, manufaktur peralatan medis, dan industri lainnya.
Namun, dalam proses produksi dan pemrosesan, masih terdapat beberapa masalah yang dihadapi oleh operator mesin CNC. Misalnya, bagaimana cara memproses sudut dalam yang tajam pada benda kerja secara efisien? Selanjutnya, artikel ini akan memandu Anda untuk memahami secara detail permasalahan yang terkait dengan pemesinan CNC untuk sudut dalam yang tajam.
Daftar isi
Mengapa Pemesinan CNC pada Sudut Dalam yang Tajam Sulit?
Pemesinan CNC Kini banyak digunakan di berbagai industri. Namun, mengapa sulit bagi teknisi mesin CNC untuk memproses sudut dalam yang tajam, terutama sudut dalam yang lurus?
Kebanyakan alat permesinan CNC berbentuk silinder. Oleh karena itu, kedalaman pemotongan terbatas. Ketika alat memotong di dalam rongga benda kerja, sudut-sudut rongga selalu menghasilkan sudut membulat. Ubah lintasan alat menjadi 90 derajat untuk mendapatkan sudut yang benar-benar tepat. Secara teoritis, radius fillet internal minimum yang diperoleh sama dengan radius alat potong. Untuk mendapatkan sudut yang benar-benar tepat, ubah lintasan alat menjadi 90 derajat. Namun, lintasan alat CNC tidak dibuat dengan cara ini. Anda juga dapat mengubah alat terkecil sehingga radius sudut dalam mendekati bentuk yang tajam, tetapi ini bukanlah sudut dalam yang tajam.
Jadi, apa solusi untuk masalah ini? Ikuti kami selanjutnya.
Strategi untuk Pemesinan Sudut Dalam yang Tajam
Ubah Sudut menjadi Fillet
Solusi paling sederhana dan paling mudah adalah menghindari sudut dalam yang tajam. Meskipun hal ini tampaknya bukan "solusi" untuk masalah yang ada, semua ahli sepakat bahwa hal itu perlu dilakukan. Sebagian besar desain memungkinkan Anda untuk mengubah radius sudut. Hanya perubahan kecil yang perlu dilakukan agar pekerjaan selesai dengan tetap mempertahankan tingkat kegunaan yang sama.
Saran ini dibuat karena sederhana dan mudah dilakukan. Metode-metode jalan pintas yang akan kita bahas nanti semuanya membutuhkan lebih banyak waktu, uang, dan tenaga. Jika Anda dapat menghindarinya, lakukanlah sesegera mungkin.
Alasan lainnya adalah karena prosesnya stabil. Alat potong seperti end mill tidak dapat digunakan untuk membuat lubang yang sangat dalam. Kedalaman pemotongan maksimum biasanya empat kali diameter alat. Di luar batas ini, masalah seperti getaran, kerusakan alat, dan kekasaran permukaan mulai muncul. Semua ini mempersulit alat potong untuk memotong sudut dalam yang baik dan tajam.
Oleh karena itu, radius fillet merupakan hal yang perlu dipertimbangkan oleh para desainer ketika memutuskan untuk membuat tepian menjadi sudut membulat. Mereka harus memilih radius fillet yang aman untuk digunakan oleh departemen produksi. Hal ini akan memungkinkan departemen produksi untuk berproduksi dengan aman tanpa mengorbankan kegunaan komponen tersebut.
Penggunaan Fillet T-bone dan Dogbone
Ketika desain tidak dapat dihindari, kita dapat mempertimbangkan penyelesaian masalah selama proses pemesinan. Hal ini dilakukan dengan menambahkan undercut pada setiap sudut tajam, menggunakan fillet T-bone dan dogbone untuk membuang kelebihan material benda kerja. Metode ini paling efektif ketika Anda perlu merakit komponen dengan sudut luar yang tajam ke dalam rongga internal. Metode ini tidak menyebabkan ketidaksesuaian pada rakitan benda kerja. Selain itu, metode ini juga tidak memengaruhi fungsionalitas rakitan. Metode ini hanya memotong sebagian material dari benda kerja.
- T-bone: Ini hanyalah fillet T-bone, yang berbentuk T dengan tepi membulat dan memperluas area pemotongan ke satu arah. Biasanya, perpanjangan potongan setengah diameter alat agar sesuai dengan benda kerja, sehingga menyisakan ruang yang cukup untuk perakitan.
- Fillet Tulang Anjing: Dinamakan demikian karena bentuk sudut tajamnya menyerupai tulang anjing setelah diproses. Sudut ini memanjangkan kerf ke dua arah, tidak seperti T-bone yang hanya satu arah. Proses pemesinannya sedikit lebih rumit daripada T-bone. Namun, tampilan keseluruhannya lebih baik.
Teknologi EDM
Selain metode penggilingan CNC di atas, untuk mendapatkan sudut dalam yang tajam, kita juga dapat menggunakan teknologi EDM. Dibandingkan dengan metode di atas, sudut dalam yang diperoleh dengan EDM merupakan teknologi yang paling mendekati sudut dalam yang tajam.
EDM adalah teknik pemesinan yang sangat umum. Teknik ini memanfaatkan konduktivitas listrik antara pahat dan benda kerja, yang kemudian menghilangkan material melalui peleburan dan erosi. Dalam artikel ini, kita akan membahas dua teknik EDM: pencetakan EDM dan pemotongan kawat EDM.
Cetakan EDM
Proses ini terdiri dari elektroda dan benda kerja. Benda kerja biasanya direndam dalam cairan isolasi (misalnya minyak atau cairan dielektrik lainnya). Ketika proses menghubungkan elektroda dan benda kerja ke sumber daya yang sesuai, potensial listrik dihasilkan di antara kedua komponen tersebut. Ketika elektroda berada di dekat benda kerja, terjadi kerusakan dielektrik dalam cairan. Hal ini menciptakan saluran plasma yang menyebabkan percikan-percikan kecil saling memantul. Saluran ini kemudian melelehkan dan menghilangkan kelebihan material benda kerja untuk mencapai sudut dalam yang tajam sesuai keinginan.
Dalam pencetakan EDM, alat yang digunakan adalah elektroda khusus dengan fitur konduktif. Sudut luar elektroda dapat dirancang agar sesuai dengan sudut dalam yang tajam pada rongga bagian dalam benda kerja. Hal ini menghasilkan ketajaman sudut yang paling mendekati hasil mesin.
Pemotongan Kawat EDM
Ini adalah teknik yang berbeda dari pencetakan EDM. Alat yang digunakan adalah kawat konduktif tipis dengan diameter kurang dari 0,1 mm. Kawat ini melewati benda kerja di sepanjang kontur fitur dan menghilangkan material berlebih. Karena diameter kawat halus sangat kecil (kurang dari 0,1 mm), secara teoritis dimungkinkan untuk mendapatkan radius fillet dengan diameter sudut dalam sama dengan setengah diameter kawat halus. Ini cukup dekat dengan sudut dalam yang tajam sehingga dapat diterima. Oleh karena itu, sangat cocok untuk pemesinan sudut dalam yang tajam.
Namun, EDM memiliki beberapa keterbatasan. Pertama, benda kerja yang dikerjakan dengan kedua metode ini harus bersifat konduktif listrik. Kedua, metode ini tidak memiliki efisiensi pemesinan atau kualitas permukaan benda kerja yang tinggi. Proses EDM umumnya jauh lebih lambat daripada metode pemesinan konvensional, dan tingkat kehalusan permukaan benda kerja pun rendah. Pemotongan kawat EDM Pemrosesan sudut-sudut tajam rongga internal hanya dapat diselesaikan melalui rongga tersebut. Oleh karena itu, rongga yang belum dilewati dengan kedalaman tertentu tidak dapat diproses dengan metode ini.
Pemotongan Manual
Ketika fillet T-bone dan dogbone tidak dapat digunakan di CNC proses pemesinan, menghasilkan sudut lengkung radius setelah benda kerja selesai tidak dapat dihindari. Pada tahap ini, kita harus memotongnya dengan tangan untuk menyelesaikannya. Kita akan menggunakan perkakas tangan untuk memotong, menggiling, dan memoles sudut bagian dalam. Ini adalah cara untuk mendapatkan sudut bagian dalam yang tajam. Beberapa perkakas umum meliputi kikir, amplas, dan sebagainya.
Jenis pemesinan ini sangat padat karya dan memakan waktu. Selain itu, pemesinan ini hanya digunakan setelah mesin selesai dikerjakan, terutama ketika sudut-sudut bagian dalam yang tajam pada benda kerja sangat penting.
Pengaruh Material pada Pemesinan Sudut Dalam yang Tajam
Dalam pemesinan CNC, pemilihan material sangatlah penting. Hal ini memengaruhi kualitas sudut dalam yang tajam. Jenis material yang umum digunakan dalam pemesinan CNC adalah logam, plastik, dan komposit.
Paduan aluminium, baja, kuningan, dan titanium umumnya digunakan pada mesin perkakas CNC. Logam-logam ini umum digunakan karena kekerasan, kekuatan, daya tahan, dan ketahanan korosinya. ABS, Delrin, dan nilon juga digunakan, yang mudah dikerjakan dan murah. Material komposit yang umum digunakan antara lain polimer yang diperkuat serat karbon (CFRP) dan fiberglass. CFRP memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang baik. Fiberglass memiliki kekuatan, fleksibilitas, dan ketahanan korosi.
Material memengaruhi pemesinan sudut dalam yang tajam. Material memengaruhinya melalui kekerasan, titik leleh, keausan, dan keuletan.
- Dampak kekerasan material: Semakin tinggi kekerasan material, pemrosesan sudut dalam yang tajam dari parameter alat pemrosesan yang dibutuhkan, semakin tinggi kesulitan pemrosesan, kali ini kebutuhan akan kekerasan yang lebih tinggi dari pemrosesan alat kaku khusus.
- Pengaruh titik leleh: Dalam pemrosesan plastik, titik leleh rendah sangat perlu diperhatikan. Pada saat ini, perhatikan pengaturan suhu tinggi dan rendah untuk mencegah deformasi atau pelelehan benda kerja. Kualitas sudut internal yang tajam dapat dipastikan dengan menyesuaikan kecepatan pemotongan dan laju umpan pahat, serta meningkatkan jumlah cairan pendingin.
- Dampak keausan: Dalam pemrosesan material serat karbon, keberadaan abrasif akan menyebabkan sudut bagian dalam yang tajam menjadi tumpul. Pada saat ini, penggunaan perkakas pemrosesan khusus diperlukan untuk memastikan akurasi pemesinan.
- Pengaruh keuletan material: Saat memproses sudut tajam, penting untuk mempertimbangkan karakteristik daktilitas material demi akurasi pemesinan sudut bulat. Hal ini juga mencegah deformasi komponen dan mengurangi gaya internal.
Mengoptimalkan Sudut Dalam Mesin dengan Desain untuk Manufaktur (DFM)
DFM adalah desain untuk metodologi manufaktur. Tujuannya adalah mengoptimalkan proses manufaktur produk. Hal ini dilakukan untuk mengurangi biaya, meningkatkan kualitas, dan mempersingkat waktu produksi.
Sebelum memproses sudut dalam yang tajam untuk produksi, di satu sisi, DFM dapat digunakan untuk menilai kompleksitas desain sudut tajam dan menentukan apakah sudut tajam yang dirancang relevan dengan realisasi fungsional komponen. Jika sudut membulat, alih-alih sudut tajam, tidak mengurangi kualitas produk akhir, kita dapat menghindari sudut tajam sebelum pemesinan CNC. Di sisi lain, DFM digunakan untuk mengevaluasi besarnya dampak penambahan sudut tajam terhadap biaya pemesinan. Penambahan sudut tajam meningkatkan biaya komponen. Oleh karena itu, kita dapat menghindari atau mengganti sudut tajam dengan sudut bundar. Kita juga dapat mempertimbangkan penggunaan proses pemesinan alternatif — pembulatan T-bone atau pembulatan dog-bone.
Analisis Biaya dan Efisiensi Pemesinan Sudut Dalam Tajam
Pemesinan CNC pada sudut dalam benda kerja yang tajam bukanlah desain yang baik. Sudut dalam yang tajam sulit untuk dikerjakan. Sudut-sudut ini secara signifikan meningkatkan biaya produksi Dan waktuOleh karena itu, hindari desain sudut dalam yang tajam jika tidak diperlukan.
Untuk sebagian besar proyek, sudut bundar, sudut bundar T-bone, atau sudut bundar dog-bone dapat digunakan sebagai pengganti sudut tajam untuk mencapai fungsi yang sesuai. Jika benda kerja membutuhkan sudut tajam, Anda dapat menggunakan metode lain untuk membuatnya. Metode ini meliputi EDM, pemotongan tangan, dan pemotongan laser.
Kesimpulan
Saat ini, dalam pemesinan CNC, penjelasan di atas menjelaskan beberapa metode umum untuk pemesinan sudut dalam yang runcing. Jika Anda perlu membuat sudut dalam yang tajam dengan CNC, silahkan hubungi kami. Yonglihao Machinery Memiliki pengalaman dan keahlian yang kaya dalam pemesinan CNC untuk sudut dalam yang tajam. Kami dapat menyediakan solusi lengkap untuk kebutuhan Anda.
Tanya Jawab Umum
Apa praktik terbaik untuk mendesain komponen dengan sudut internal yang tajam?
Pertama, gunakan DFM untuk mengevaluasi apakah produk harus dimesin dengan sudut tajam sebelum diproses. Jika sudut tajam dapat diganti dengan sudut membulat, ubah desainnya. Jika tidak dapat diganti, pertimbangkan untuk diproses dengan EDM.
Pemesinan CNC sudut tajam bila keterampilannya apa?
Teknik pemrosesan utama terutama adalah sebagai berikut:
Pilih diameter alat tajam sekecil mungkin, yang dapat menjamin keakuratan dan hasil akhir permukaan sudut tajam.
Penggunaan cairan pemotong selama pemrosesan. Cairan pemotong dapat berperan dalam mengatur suhu alat, membersihkan serpihan material, melumasi, memperpanjang umur alat, dan sebagainya.
Pemrosesan alat dilakukan beberapa kali untuk mengambil pisau. Pemrosesan alat beberapa kali untuk mengambil pisau dapat meningkatkan akurasi sudut tajam dan hasil akhir permukaan.
Bagaimana cara membuat sudut tajam pada kawat EDM?
Pemotongan EDM menghasilkan sudut tajam dengan menggunakan elektroda kawat halus. Kawat dan benda kerja bermuatan positif atau negatif secara bergantian. Ketika keduanya berdekatan, keduanya menghasilkan muatan termal yang kemudian mengikis komponen, sehingga menghasilkan sudut tajam.
Mengapa kita harus menghindari sudut tajam pada pemesinan CNC?
Ada dua aspek utama:
Sudut tajam dalam pemesinan CNC dapat menyebabkan titik tegangan pada benda kerja. Hal ini juga meningkatkan keausan pahat dan risiko pemesinan.
Sudut tajam meningkatkan biaya pemesinan dan waktu siklus. Oleh karena itu, jangan gunakan mesin CNC untuk menajamkan sudut bagian dalam jika tidak diperlukan.