Dunia pemesinan CNC (Computer Numerical Control) sangat luas dan kompleks, dan mendapatkan pemahaman yang solid tentang prinsip-prinsip inti sangat penting untuk sukses. Bagi mereka yang baru memasuki bidang ini, berikut adalah 29 tips dan wawasan teknis yang dirancang untuk meningkatkan pengetahuan Anda dan membantu Anda mengatasi tantangan umum.
1. Hubungan Antara Kondisi Pemotongan dan Hasil Pemesinan
Tiga faktor utama mempengaruhi suhu pemotongan: kecepatan pemotongan, laju pemakanan, dan kedalaman potong. Faktor-faktor ini, ketika disesuaikan, juga mempengaruhi gaya pemotongan dan daya tahan alat dengan cara yang berbeda. Misalnya, meningkatkan kedalaman potong meningkatkan gaya pemotongan lebih dramatis daripada meningkatkan laju pemakanan atau kecepatan pemotongan.
Gaya pemotongan sebanding dengan kedalaman potong, artinya jika kedalaman potong digandakan, gaya pemotongan juga akan digandakan. Sebaliknya, meningkatkan kecepatan pemotongan cenderung secara bertahap mengurangi gaya pemotongan. Prinsip-prinsip ini sangat penting untuk memahami bagaimana mengoptimalkan parameter pemesinan untuk mencapai keseimbangan terbaik antara produktivitas, keausan alat, dan kualitas permukaan.
2. Pemantauan Serpihan sebagai Alat Diagnostik
Penampilan serpihan (serutan logam) yang dihasilkan selama pemesinan menawarkan petunjuk penting tentang proses pemesinan. Jika serpihan pecah atau warnanya berubah secara tiba-tiba, ini bisa menunjukkan masalah seperti gaya pemotongan yang berlebihan atau pemanasan berlebih. Operator dapat menggunakan pembentukan dan warna serpihan untuk memantau apakah kondisi pemotongan berada dalam batas normal, sehingga menghindari potensi kerusakan pada alat dan benda kerja.
3. Perubahan Proporsional dalam Gaya Pemotongan
Dalam praktiknya, gaya pemotongan berubah dengan cara yang dapat diprediksi:
- Melipatgandakan kedalaman potong akan mengakibatkan pelipatgandaan gaya pemotongan.
- Melipatgandakan laju pemakanan meningkatkan gaya pemotongan sekitar 70%.
- Melipatgandakan kecepatan pemotongan mengurangi gaya pemotongan, meskipun penurunan ini bertahap.
Hubungan ini menjelaskan mengapa strategi pemesinan seperti menggunakan G99 (pemakanan per putaran) lebih disukai saat meningkatkan kecepatan pemotongan tanpa secara signifikan mempengaruhi gaya pemotongan.
4. Warna Serpihan sebagai Indikator Suhu
Warna serpihan yang berbeda sesuai dengan rentang suhu yang berbeda:
- Serpihan putih menunjukkan suhu di bawah 200°C.
- Serpihan kuning menunjukkan suhu antara 220–240°C.
- Serpihan biru tua terjadi pada suhu sekitar 290°C.
- Serpihan biru menandakan suhu antara 320–350°C.
- Serpihan ungu atau hitam terjadi pada suhu melebihi 500°C.
- Serpihan merah mewakili suhu ekstrem di atas 800°C.
Indikator warna ini membantu operator mesin mempertahankan suhu pemotongan yang optimal, yang penting untuk menjaga integritas material dan mencegah keausan alat.
5. Presisi dalam Pembubutan Busur Cekung
Saat membubut busur cekung, masalah dapat muncul ketika nilai yang diukur sebenarnya (X) berbeda secara signifikan dari diameter yang dimaksudkan (Y). Misalnya, jika X melebihi Y lebih dari 0,8 mm, alat pembubut dapat menggosok titik awal busur, yang berpotensi merusak permukaan atau menyebabkan kesalahan dimensi. Menggunakan geometri alat yang benar, seperti alat dengan sudut tepi pemotongan minor 52 derajat, dapat membantu menghindari masalah ini.
6. Kode G Umum dalam Sistem FANUC
Memahami kode G dalam sistem CNC Anda sangat penting untuk pemesinan yang efisien. Dalam sistem FANUC, kode G umum meliputi:
- G21: Mode input metrik.
- G54: Sistem koordinat kerja default.
- G96/G97: Kontrol kecepatan permukaan konstan.
- G99: Pemakanan per putaran.
- G80: Batalkan siklus kaleng.
- G40: Batalkan kompensasi radius hidung alat.
Setiap kode memiliki fungsi spesifik dan membantu operator mengontrol berbagai aspek dari proses pemesinan. Misalnya, menggunakan G96 untuk mengontrol kecepatan permukaan dapat memastikan hasil akhir yang konsisten di seluruh benda kerja, terlepas dari variasi diameter.
7. Perhitungan Kecepatan Pemotongan Ulir
Saat memotong ulir, rumus umum untuk menentukan kecepatan spindel optimal adalah S = 1200 / pitch safety factor (dengan faktor keamanan tipikal 0.8). Kecepatan spindel yang tepat memastikan profil ulir yang bersih dan presisi serta meminimalkan keausan alat, terutama dalam aplikasi presisi tinggi.
8. Standar Pitch Ulir
Pada ulir eksternal, pitch biasanya **1,3 kali pitch nominal (P)**, sedangkan ulir internal menggunakan pitch **1,08P**. Memahami perbedaan ini penting untuk mencapai toleransi ketat dan memastikan bahwa ulir eksternal dan internal dapat dipasangkan dengan benar selama perakitan.
9. Kompensasi Radius Hidung Alat Manual untuk Chamfering
Saat melakukan chamfering secara manual, menghitung kompensasi radius hidung alat sangat penting untuk pemesinan yang akurat. Untuk chamfering dari bawah ke atas:
- Z = R * (1 - tan(a/2))
- X = R * (1 - tan(a/2)) * tan(a)
Saat melakukan chamfering dari atas ke bawah, rumusnya sedikit berubah, tetapi prinsipnya tetap sama. Kompensasi yang benar memastikan sudut yang presisi dan transisi yang mulus antara permukaan.
10. Dampak Kecepatan Pemotongan dan Gaya pada Umur Alat
Hubungan antara kecepatan pemotongan dan gaya pemotongan sangat penting untuk umur alat. Saat kecepatan pemotongan meningkat sementara laju pemakanan tetap konstan, gaya pemotongan menurun. Namun, kecepatan pemotongan yang tinggi juga dapat menyebabkan keausan alat yang dipercepat karena panas yang dihasilkan meningkat. Ketika gaya pemotongan dan tegangan internal melebihi kapasitas alat, kegagalan alat yang parah dapat terjadi.
11. Menyesuaikan Kecepatan Spindel untuk Mengkompensasi Peningkatan Pemakanan
Untuk setiap peningkatan 0,05 mm dalam laju pemakanan, kurangi kecepatan spindel sebesar 50–80 RPM. Pengurangan ini mengimbangi peningkatan gaya pemotongan dan panas yang dihasilkan oleh laju pemakanan yang lebih tinggi, memungkinkan keausan alat yang lebih seimbang dan mencegah kegagalan alat.
12. Pertimbangan Khusus dalam Pembubutan CNC
Saat menggunakan mesin bubut CNC, perhatikan faktor-faktor ini:
- Banyak mesin bubut CNC ekonomis menggunakan penggerak frekuensi variabel (VFD) untuk kontrol kecepatan tanpa langkah, yang dapat menyebabkan masalah torsi pada kecepatan rendah.
- Pastikan alat dapat menyelesaikan operasi penuh dalam satu siklus, terutama selama operasi finishing.
- Gunakan G96 untuk mengontrol kecepatan permukaan dan mempertahankan hasil akhir yang konsisten di berbagai diameter.
Selain itu, saat membuat ulir pada mesin bubut CNC, kecepatan yang lebih tinggi harus digunakan untuk memastikan ulir yang halus dan berkualitas tinggi.
13. Getaran dan Kerusakan Alat Selama Pengaluran
Pengaluran sering menyebabkan getaran dan kerusakan alat, yang diakibatkan oleh gaya pemotongan yang berlebihan dan kekakuan alat yang tidak memadai. Menggunakan overhang alat yang lebih pendek, sudut relief yang lebih besar, dan sisipan yang lebih lebar dapat meningkatkan kekakuan alat dan mengurangi kemungkinan kegagalan. Saat memilih alat pengaluran, pertimbangkan keseimbangan antara ukuran alat dan gaya pemotongan yang dapat mereka tahan.
14. Penyebab Getaran Selama Pengaluran
Penyebab umum getaran meliputi:
- Overhang alat yang terlalu panjang, mengurangi kekakuan.
- Kekakuan mesin yang tidak memadai, menyebabkan alat menangani lebih banyak gaya pemotongan daripada yang dapat ditangani oleh mesin.
- Laju pemakanan yang lambat, yang meningkatkan gaya pemotongan per unit dan menyebabkan getaran.
Meningkatkan kecepatan spindle atau menggunakan pengaturan mesin yang lebih kaku dapat mengurangi masalah ini.
15. Ketidakstabilan Dimensi Seiring Waktu
Ketika memproses batch bagian, dimensi dapat mulai melayang setelah beberapa jam karena keausan alat. Saat alat aus, gaya pemotongan meningkat, yang dapat menyebabkan benda kerja bergeser di chuck, mengakibatkan dimensi yang tidak stabil. Memeriksa kondisi alat secara teratur dan menyesuaikan kekuatan penjepitan dapat membantu menjaga akurasi dimensi selama jangka waktu yang lebih lama.
16. Format Subprogram FANUC
Dalam sistem FANUC, subprogram dapat diformat dalam dua cara:
- P0000000: Tiga digit pertama menunjukkan jumlah siklus, sedangkan empat digit terakhir menunjukkan nomor program.
- P0000L000: Empat digit pertama menunjukkan nomor program, diikuti oleh jumlah siklus.
Memahami format ini membantu menyederhanakan manajemen program dan menghindari kesalahan.
17. Batas Nomor Urutan G71
Ketika menggunakan G71 untuk siklus pembentukan kasar, pastikan bahwa nilai P dan Q tidak melebihi nomor urutan program. Melebihi batas ini dalam sistem FANUC akan menghasilkan alarm yang menandakan pemformatan G71-G73 yang tidak tepat.
18. Mengebor Lubang Dalam
Ketika mengebor lubang dalam, hindari menggiling alur chip untuk mempertahankan efisiensi evakuasi chip. Evakuasi chip yang tepat sangat penting untuk mencegah kerusakan alat dan memastikan lubang dalam yang bersih dan akurat.
19. Offset Busur dalam Arah Z
Ketika titik awal busur tetap sama tetapi arah Z diimbangi sebesar "a" mm, diameter dasar busur akan bergeser sebesar a/2. Prinsip ini membantu operator mesin membuat penyesuaian yang tepat pada dimensi bagian tanpa mengubah geometri keseluruhan.
20. Memodifikasi Diameter Lubang
Dengan memutar bor selama pemesinan, operator mesin dapat menyesuaikan diameter lubang yang sedang dibor. Metode ini sangat berguna dalam aplikasi pemesinan khusus di mana penyesuaian diameter kecil diperlukan tanpa mengganti alat.
21. Opsi Pemuatan Material
Ketika memasukkan material ke dalam mesin CNC, ada tiga opsi utama:
- Satu bagian per pengaturan.
- Dua bagian per pengaturan.
- Pemberian makan batang penuh.
Setiap metode memiliki keunggulannya, tergantung pada bahan yang digunakan dan ukuran benda kerja.
22. Mengebor Baja Tahan Karat
Ketika mengebor baja tahan karat, gunakan bor pusat yang lebih kecil untuk memastikan aksi pemotongan yang tepat. Untuk bor kobalt, hindari menggiling alur chip untuk mencegah anil selama proses pengeboran.
23. Menggunakan Program Makro Sebagai Pengganti Subprogram
Program makro dapat menggantikan subprogram dalam sistem tertentu, mengurangi jumlah program dan menyederhanakan manajemen program. Menggunakan makro juga menghilangkan banyak kesalahan umum yang terkait dengan panggilan subprogram.
24. Menangani Ovalitas pada Ulir
Jika ovalitas terjadi selama pembuatan ulir, benda kerja mungkin telah longgar di chuck. Dalam kasus seperti itu, mengambil langkah tambahan dengan alat pembuatan ulir dapat membantu memperbaiki masalah tersebut.
25. Meminimalkan Deviasi Diameter pada Mesin Bor
Ketika mengebor langsung pada mesin bor, deviasi diameter dapat terjadi. Namun, reaming lubang biasanya menghasilkan
deviasi diameter dalam toleransi yang dapat diterima.
26. Mengidentifikasi Masalah dengan Alat
Masalah umum dengan ulir eksternal adalah gaya pemotongan yang berlebihan yang menyebabkan kerusakan alat. Untuk menghindari ini, operator mesin harus memantau gaya pemotongan dengan cermat dan mengganti alat sesuai kebutuhan untuk menghindari kegagalan alat.
27. Mengelola Laju Pemakanan Tinggi
Ketika beroperasi pada laju pemakanan tinggi, mengurangi kecepatan spindle dapat membantu menyeimbangkan gaya pemotongan yang meningkat yang dihasilkan oleh laju pemakanan yang lebih tinggi. Untuk setiap peningkatan 0,05 mm dalam pemakanan, kurangi kecepatan spindle sebesar 50–80 RPM.
28. Memahami Umur Alat Selama Pembubutan
Selama operasi pembubutan, meningkatkan kecepatan pemotongan dapat mengurangi gaya pemotongan tetapi juga mempercepat keausan alat. Sebaliknya, kecepatan pemotongan yang lebih rendah memperpanjang umur alat tetapi dapat menyebabkan peningkatan gaya pemotongan jika laju pemakanan terlalu tinggi.
29. Hasil Akhir Permukaan dan Geometri Alat
Geometri alat memainkan peran penting dalam menentukan hasil akhir permukaan dari bagian yang dikerjakan. Menggunakan alat dengan sudut rake yang sesuai, sudut clearance, dan persiapan tepi membantu meminimalkan burr dan memastikan hasil akhir permukaan yang halus, yang sangat penting dalam operasi pemesinan presisi tinggi.
Dengan memahami 29 tips pemesinan CNC ini, pemula dan profesional dapat memperoleh wawasan yang lebih dalam tentang perdagangan, meningkatkan efisiensi, dan menghindari kesalahan umum. Bagi siapa pun yang terlibat dalam pemesinan CNC, menguasai prinsip-prinsip ini akan secara signifikan meningkatkan kemampuan mereka, yang pada akhirnya mengarah pada produk berkualitas lebih baik dan alur kerja yang lebih efisien.
