Pusat Pemesinan CNC Metode Pemrosesan Ulir
Pemrosesan ulir adalah salah satu fungsi paling kritis dari pusat pemesinan CNC (Computer Numerical Control). Efisiensi dan kualitas pemrosesan ulir secara langsung mempengaruhi kualitas pemesinan bagian dan efisiensi produksi keseluruhan dari pusat pemesinan. Seiring dengan peningkatan kinerja pusat pemesinan dan kemajuan alat pemotong, metode pemrosesan ulir juga berkembang. Ini mengarah pada peningkatan bertahap dalam presisi dan efisiensi pemrosesan ulir. Untuk memungkinkan produsen memilih metode pemrosesan ulir secara wajar pada pusat pemesinan, meningkatkan kualitas produk dan efisiensi produksi, serta menghindari kecelakaan kualitas, Kami telah merangkum beberapa metode untuk memproses ulir menggunakan pusat pemesinan CNC. Mari kita jelajahi metode-metode ini secara rinci:
Metode Pemrosesan Tap
Pemrosesan tap, atau tapping, adalah metode tradisional dan banyak digunakan untuk menghasilkan ulir internal. Metode ini sangat penting untuk mencapai ulir yang akurat dan andal dalam berbagai material.
Menentukan Lubang Bawah Ulir Sebelum Tapping
Pemrosesan lubang bawah ulir secara signifikan mempengaruhi umur tap dan kualitas pemrosesan ulir. Diameter bor yang digunakan untuk membuat lubang bawah ulir harus mendekati batas atas toleransi diameter lubang bawah ulir. Misalnya, diameter lubang bawah ulir M8 adalah Ф6.7+0.27mm, jadi diameter bor Ф6.9mm dipilih. Pendekatan ini mengurangi allowance pemesinan tap, menurunkan beban pada tap, dan memperpanjang umurnya. Persiapan lubang bawah yang tepat sangat penting karena meminimalkan risiko patahnya tap dan memastikan akurasi ulir yang dihasilkan.
Klasifikasi dan Karakteristik Pemrosesan Tap
Menggunakan tap untuk memproses lubang ulir adalah metode yang paling umum, terutama cocok untuk lubang ulir dengan diameter lebih kecil (D<30) dan persyaratan akurasi posisi rendah. Pada tahun 1980-an, lubang ulir diproses menggunakan flexible tapping, yang melibatkan chuck tapping fleksibel yang dapat mengkompensasi kesalahan umpan aksial yang disebabkan oleh umpan yang tidak sinkron dan kecepatan spindle. Metode ini, meskipun efektif, memiliki kekurangan, termasuk kompleksitas dan biaya chuck tapping fleksibel. Selama bertahun-tahun, kinerja pusat pemesinan CNC telah meningkat, dan rigid tapping telah menjadi fitur dasar. Rigid tapping menggunakan chuck pegas kaku untuk menahan tap, memastikan sinkronisasi umpan spindle dan kecepatan, yang menyederhanakan proses dan meningkatkan efisiensi.
Rigid tapping memiliki beberapa keunggulan dibandingkan flexible tapping. Ini memungkinkan pemotongan berkecepatan tinggi, meningkatkan efisiensi keseluruhan pusat pemesinan dan mengurangi biaya manufaktur. Chuck pegas, dibandingkan dengan chuck tapping fleksibel, lebih sederhana dalam struktur, lebih murah, dan serbaguna. Ini juga dapat menahan end mill, bor, dan alat pemotong lainnya, sehingga mengurangi biaya alat lebih lanjut.
Pemrograman CNC untuk Pemrosesan Tap
Pemrograman untuk pemrosesan tap relatif sederhana. Pusat pemesinan modern biasanya menyertakan siklus tapping kaleng, yang hanya memerlukan penugasan parameter. Namun, penting untuk dicatat bahwa sistem CNC yang berbeda memiliki format subrutin dan arti parameter yang berbeda. Misalnya, format sistem kontrol SIEMEN840C adalah G84X_Y_R2_R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_, dengan 12 parameter yang harus ditetapkan selama pemrograman. Memastikan bahwa parameter yang benar diatur sesuai dengan sistem CNC tertentu sangat penting untuk operasi tapping yang berhasil.
Pemilihan Tap
Pemilihan tap harus mempertimbangkan material yang diproses. Produsen tap menghasilkan model yang berbeda untuk material yang berbeda, dan menggunakan tap yang tidak sesuai dapat mengakibatkan masalah seperti ulir yang rusak atau patahnya tap, yang menyebabkan benda kerja terbuang. Selain itu, penting untuk membedakan antara tap lubang tembus dan tap lubang buta, karena mereka memiliki panjang lead dan metode evakuasi chip yang berbeda. Mencocokkan diameter shank tap dengan diameter chuck sangat penting untuk pemrosesan yang lancar. Misalnya, menggunakan tap yang dirancang untuk besi cor pada aluminium dapat menyebabkan masalah ulir dan bahkan kegagalan alat. Oleh karena itu, memilih tap yang tepat untuk material sangat penting untuk memastikan ulir berkualitas tinggi dan umur alat yang panjang.
Pusat Pemesinan CNC
Metode Pemotongan Ulir Titik Tunggal
Pemotongan ulir titik tunggal, juga dikenal sebagai threading titik tunggal atau thread turning, adalah metode penting lainnya untuk menghasilkan ulir internal dan eksternal pada mesin CNC. Metode ini sangat berguna untuk lubang ulir besar atau ketika thread mill khusus tidak tersedia.
Perhatian untuk Pemotongan Ulir Titik Tunggal
Kecepatan Spindle dan Penundaan: Pastikan spindle mencapai kecepatan yang ditentukan sebelum memulai operasi threading. Penundaan memastikan bahwa spindle beroperasi pada kecepatan yang konsisten dan stabil, yang sangat penting untuk threading yang akurat.
Penarikan Alat: Untuk alat ulir yang digiling secara manual, hindari penarikan mundur. Sebaliknya, gunakan orientasi spindel dan gerakan radial alat untuk menarik alat. Ini mencegah kerusakan pada alat dan benda kerja.
Pembuatan Pemegang Alat yang Akurat: Pembuatan pemegang alat yang akurat sangat penting, terutama untuk posisi slot alat yang konsisten. Posisi slot alat yang tidak konsisten dapat menyebabkan ketidakakuratan ulir dan masalah kualitas.
Beberapa Lintasan: Jangan menyelesaikan penguliran dalam satu lintasan. Beberapa lintasan diperlukan untuk mencegah kerusakan gigi dan kekasaran permukaan yang buruk. Pendekatan ini memastikan hasil ulir yang berkualitas tinggi dan mengurangi risiko kerusakan alat.
Pertimbangan Efisiensi: Pemotongan ulir titik tunggal memiliki efisiensi pemrosesan yang rendah, membuatnya cocok untuk produksi satuan, batch kecil, atau pitch ulir unik tanpa alat yang sesuai. Ini tidak ideal untuk produksi volume tinggi karena sifatnya yang memakan waktu.
Karakteristik Pemotongan Ulir Titik Tunggal
Penguliran titik tunggal digunakan untuk lubang ulir besar dalam kasus di mana tap atau penggilingan ulir tidak tersedia. Metode ini melibatkan penggunaan alat titik tunggal untuk memotong profil ulir dalam beberapa lintasan. Misalnya, memproses ulir M52x1.5 dengan toleransi posisi 0.1mm menggunakan pemotongan titik tunggal tanpa tap atau penggilingan ulir dapat memenuhi persyaratan setelah pengujian. Presisi dan kontrol yang ditawarkan oleh mesin CNC membuat penguliran titik tunggal menjadi opsi yang layak untuk menghasilkan ulir berkualitas tinggi, bahkan dalam bahan yang menantang.
Program Contoh untuk Pemotongan Ulir Titik Tunggal
N5 G90 G54 G0 X0 Y0
N10 Z15
N15 S100 M3 M8
N20 G04 X5 (Tunda untuk mencapai kecepatan yang ditentukan)
N25 G33 Z-50 K1.5 (Pemotongan ulir)
N30 M19 (Orientasi spindel)
N35 G0 X-2 (Penarikan alat)
N40 G0 Z15 (Penarikan alat)
Program contoh ini menguraikan langkah-langkah dasar untuk melakukan pemotongan ulir titik tunggal pada pusat pemesinan CNC. Program ini mencakup perintah untuk mengatur posisi awal, memulai spindel, dan melaksanakan operasi penguliran. Ini juga mencakup perintah untuk penarikan dan penarikan alat untuk memastikan produksi ulir yang halus dan akurat.
Metode Penggilingan Ulir
Penggilingan ulir adalah metode canggih dan serbaguna untuk menghasilkan ulir menggunakan mesin CNC. Metode ini melibatkan penggunaan alat pemotong berputar untuk menggiling profil ulir, menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan metode penyadapan dan penguliran titik tunggal tradisional.
Klasifikasi Alat Penggilingan Ulir
Alat penggilingan ulir diklasifikasikan menjadi dua jenis: penggilingan sisipan karbida yang dapat diindeks dan penggilingan karbida padat. Alat yang dapat diindeks memiliki berbagai aplikasi, cocok untuk kedalaman ulir baik kurang dari maupun lebih besar dari panjang sisipan, sedangkan penggilingan karbida padat biasanya digunakan untuk kedalaman ulir kurang dari panjang alat. Pilihan alat tergantung pada persyaratan penguliran spesifik, termasuk ukuran ulir, kedalaman, dan bahan.
Karakteristik Penggilingan Ulir
Penggilingan ulir melibatkan penggunaan alat penggilingan ulir dan gerakan simultan tiga sumbu (umpan linier sumbu X, Y, dan Z) untuk memproses ulir. Ini sangat berguna untuk lubang ulir besar dan bahan yang sulit dikerjakan. Karakteristik utama penggilingan ulir meliputi:
Kecepatan dan Efisiensi Pemrosesan: Penggilingan ulir menawarkan kecepatan pemrosesan yang cepat dan efisiensi tinggi, membuatnya cocok untuk produksi volume tinggi. Penggunaan bahan karbida keras untuk alat penggilingan memungkinkan kecepatan pemotongan tinggi dan penghilangan material yang cepat.
Presisi Tinggi: Penggilingan ulir memberikan presisi dan akurasi tinggi, menghasilkan ulir berkualitas tinggi. Proses penggilingan memungkinkan kontrol yang tepat terhadap profil dan kedalaman ulir, memastikan produksi ulir yang konsisten dan akurat.
Peningkatan Evakuasi Serpihan dan Pendinginan: Penggilingan ulir memfasilitasi evakuasi serpihan dan pendinginan yang lebih baik dibandingkan penyadapan tradisional. Ini sangat menguntungkan saat memproses bahan seperti aluminium, tembaga, dan baja tahan karat, yang bisa menjadi tantangan untuk diulir menggunakan metode konvensional.
Keserbagunaan dan Efektivitas Biaya: Alat penggilingan ulir serbaguna dan dapat digunakan untuk ulir tangan kiri dan kanan dengan alat yang sama, asalkan pitch ulirnya sama. Ini mengurangi inventaris alat dan biaya. Selain itu, penggilingan ulir ideal untuk menghasilkan ulir pada komponen besar atau mahal, karena meminimalkan risiko kerusakan benda kerja.
Adaptabilitas terhadap Berbagai Jenis Ulir: Penggilingan ulir cocok untuk berbagai jenis ulir, termasuk ulir standar, ulir khusus, dan ulir multi-mulai. Adaptabilitas ini menjadikannya metode yang berharga untuk menghasilkan ulir khusus dan kompleks.
Pemrograman CNC untuk Penggilingan Ulir
Pemrograman untuk penggilingan ulir berbeda dari alat lainnya. Pemrograman yang salah dapat merusak alat atau menghasilkan ulir yang cacat. Poin-poin penting meliputi:
Persiapan Lubang Bawah: Pastikan persiapan yang tepat dari lubang bawah ulir. Untuk lubang berdiameter kecil, gunakan bor, dan untuk lubang yang lebih besar, gunakan boring untuk memastikan akurasi lubang bawah ulir.
Masuk dan Keluar Alat: Gunakan lintasan busur untuk masuk dan keluar alat, biasanya setengah lingkaran sambil maju di sumbu Z sebesar setengah pitch. Ini memastikan keterlibatan dan pelepasan alat yang halus, mengurangi risiko kerusakan alat dan memastikan profil ulir yang bersih.
Sinkronisasi Sumbu: Pastikan interpolasi busur sumbu X dan Y maju satu pitch ulir per putaran spindle untuk menghindari kesalahan ulir. Sinkronisasi sumbu mesin yang tepat sangat penting untuk produksi ulir yang akurat.
Program Contoh untuk Pembuatan Ulir
G0 G90 G54 X0 Y0
G0 Z10 M3 S1400 M8
G0 Z-14.75 (Pindah ke kedalaman ulir)
G01 G41 X-16 Y0 F2000 (Pindah ke posisi masuk, terapkan kompensasi radius)
G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 (Masuk busur)
G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 (Pembuatan ulir)
G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 (Keluar busur)
G01 G40 X0 Y0 (Kembali ke pusat, batalkan kompensasi radius)
G0 Z100
M30
Program contoh ini menunjukkan proses pembuatan ulir menggunakan pusat pemesinan CNC. Program ini mencakup perintah untuk mengatur posisi awal, memulai spindle, dan melakukan operasi pembuatan ulir. Ini juga mencakup perintah untuk masuk alat, keluar alat, dan sinkronisasi untuk memastikan produksi ulir yang presisi dan akurat.
Pertimbangan Tambahan untuk Pemrosesan Ulir CNC
Saat memilih metode pemrosesan ulir untuk pusat pemesinan CNC, beberapa faktor tambahan harus dipertimbangkan:
1. Sifat Material: Sifat material benda kerja memainkan peran penting dalam menentukan metode pemrosesan ulir yang tepat. Material dengan kekerasan atau ketangguhan tinggi mungkin memerlukan alat dan teknik khusus untuk mencapai ulir yang akurat.
2. Spesifikasi Ulir: Spesifikasi ulir, termasuk ukuran ulir, pitch, dan toleransi, mempengaruhi pilihan metode pemrosesan. Misalnya, ulir dengan pitch halus mungkin memerlukan alat dan teknik yang berbeda dibandingkan dengan ulir dengan pitch kasar.
3. Volume Produksi: Volume produksi dan ukuran batch mempengaruhi pilihan metode pemrosesan ulir. Produksi volume tinggi mungkin mendapat manfaat dari pembuatan ulir karena efisiensinya, sementara pembuatan ulir titik tunggal mungkin cocok untuk ulir volume rendah atau kustom.
4. Umur dan Biaya Alat: Umur dan biaya alat ulir harus dipertimbangkan. Alat berkualitas tinggi dengan umur yang lebih panjang dapat mengurangi biaya produksi keseluruhan dan meningkatkan efisiensi. Namun, biaya awal alat dan pemeliharaan juga harus diperhitungkan dalam proses pengambilan keputusan.
5. Kapabilitas Mesin: Kapabilitas dan fitur pusat pemesinan CNC, seperti ketersediaan tapping kaku, kecepatan spindle, dan sinkronisasi sumbu, mempengaruhi pilihan metode pemrosesan ulir. Memastikan bahwa mesin dapat mendukung metode yang dipilih sangat penting untuk produksi ulir yang sukses.
6. Persyaratan Kualitas: Persyaratan kualitas produk akhir, termasuk akurasi ulir, hasil permukaan, dan toleransi posisi, menentukan kesesuaian metode pemrosesan. Memastikan bahwa metode yang dipilih memenuhi standar kualitas sangat penting untuk menghasilkan ulir berkualitas tinggi.
Dengan mempertimbangkan faktor-faktor ini dengan cermat dan memilih metode pemrosesan ulir yang tepat, produsen dapat mengoptimalkan operasi pemesinan CNC mereka, meningkatkan kualitas produk, dan meningkatkan efisiensi produksi. Baik menggunakan tapping tradisional, pembuatan ulir titik tunggal, atau pembuatan ulir canggih, memahami kelebihan dan keterbatasan masing-masing metode adalah kunci untuk mencapai produksi ulir yang sukses dan andal.
Kesimpulan
Pusat pemesinan CNC menawarkan berbagai metode pemrosesan ulir, masing-masing dengan keunggulan dan aplikasinya yang unik. Pemrosesan tap, pemotongan ulir titik tunggal, dan pembuatan ulir menyediakan solusi yang serbaguna dan efisien untuk menghasilkan ulir berkualitas tinggi dalam berbagai material dan aplikasi. Dengan memanfaatkan kapabilitas mesin CNC modern dan memilih metode ulir yang tepat, produsen dapat mencapai produksi ulir yang presisi, andal, dan efisien, memenuhi tuntutan lingkungan manufaktur yang kompetitif saat ini.
