Jenis alat pemotong CNC dijelaskan: Apa ukuran alat yang digunakan untuk operasi mesin yang berbeda

Dalam pemesinan CNC, pahat pemotong merupakan salah satu faktor terpenting yang mempengaruhi kualitas pemesinan, kecepatan produksi, penyelesaian permukaan, dan akurasi dimensi. Banyak orang percaya bahwa presisi CNC terutama bergantung pada mesin itu sendiri, namun dalam manufaktur nyata, alat pemotong sering kali menentukan apakah suatu komponen dapat dikerjakan secara efisien dan konsisten.

Material, geometri, dan operasi pemesinan yang berbeda memerlukan jenis pahat dan ukuran pahat yang sangat berbeda. Penggunaan perkakas yang salah dapat menyebabkan getaran, permukaan akhir yang buruk, gerinda yang berlebihan, ketidakstabilan dimensi, kerusakan perkakas, atau bahkan kegagalan seluruh komponen. Inilah sebabnya mengapa toko CNC profesional menghabiskan banyak waktu untuk mengoptimalkan strategi perkakas sebelum produksi dimulai.

Salah satu alat yang paling umum digunakan dalam penggilingan CNC adalah flat end mill. Pabrik ujung datar terutama digunakan untuk operasi pengasaran, penggilingan saku, pemotongan slot, dan pengerjaan permukaan datar. Dalam pemesinan aluminium, end mill karbida 2-flute atau 3-flute sangat umum digunakan karena aluminium menghasilkan serpihan besar yang memerlukan ruang evakuasi yang baik. Lembah seruling yang lebih besar membantu mencegah pengepakan chip dan mengurangi penumpukan panas selama pemesinan kecepatan tinggi.

Untuk pemesinan aluminium kasar, bengkel biasanya menggunakan:

• pabrik akhir 6 mm
• pabrik akhir 8 mm
• Pabrik akhir 10 mm
• Pabrik akhir 12 mm

Ukuran ini memberikan keseimbangan yang baik antara kekakuan dan efisiensi pemindahan material. Perkakas yang lebih besar menghilangkan material lebih cepat karena dapat menangani laju pemakanan yang lebih tinggi dan lintasan pemotongan yang lebih dalam. Namun, alat ini juga memerlukan kekakuan mesin dan tenaga spindel yang lebih besar.

Misalnya, saat mengerjakan housing aluminium 6061 yang besar, pabrik ujung datar karbida 12 mm dapat digunakan untuk pembersihan kantong yang kasar karena dapat menghilangkan material dengan cepat sekaligus mempertahankan kondisi pemotongan yang stabil. Menggunakan pahat yang lebih kecil yaitu 3 mm untuk operasi roughing yang sama akan meningkatkan waktu pemesinan dan mengurangi efisiensi secara signifikan.

Namun, perkakas besar tidak dapat mengerjakan detail kecil. Di sinilah diperlukan alat berdiameter lebih kecil.

Untuk fitur halus, slot sempit, sudut internal, dan geometri detail, pabrikan biasanya menggunakan:

• pabrik akhir 1 mm
• pabrik akhir 2 mm
• pabrik akhir 3 mm

Alat yang lebih kecil ini biasanya digunakan di:

• Perumahan elektronik
• Peralatan kamera
• Bagian medis
• Komponen luar angkasa
• Ukiran presisi

Perkakas kecil memungkinkan radius sudut yang lebih rapat dan pemesinan detail yang lebih halus, namun perkakas tersebut secara signifikan lebih lemah dibandingkan perkakas yang lebih besar. Pahat karbida 1 mm dapat mudah patah jika kecepatan pengumpanan, kecepatan spindel, atau pengikatan pahat tidak dikontrol dengan benar.

Inilah salah satu alasan mengapa rongga yang dalam dan sempit dianggap sulit dalam pemesinan CNC. Perkakas yang panjang dan tipis secara alami melentur selama pemotongan, sehingga mengurangi akurasi dimensi dan meningkatkan risiko getaran.

Pabrik ujung hidung bola adalah kategori alat utama lainnya. Tidak seperti pabrik ujung datar, perkakas hidung bola memiliki ujung pemotongan yang membulat dan terutama digunakan untuk:

• Pemesinan kontur 3D
• Permukaan melengkung
• Pemesinan cetakan
• pemesinan 5 sumbu
• Penyelesaian permukaan

Ukuran hidung bola yang umum meliputi:

• 2mm
• 4mm
• 6mm
• 8mm

Alat ball nose yang lebih kecil digunakan bila diperlukan detail permukaan yang sangat halus. Misalnya, pada peralatan kamera atau bagian ruang angkasa dengan kontur yang kompleks, alat hidung bola 2 mm atau 4 mm dapat melakukan penyelesaian akhir yang halus dengan nilai langkah yang sangat kecil untuk menciptakan transisi permukaan yang mulus.

Namun, alat ball nose lebih lambat dalam proses roughing karena area kontak pemotongannya lebih kecil dibandingkan dengan flat end mill.

Pabrik akhir radius sudut banyak digunakan dalam permesinan industri dan ruang angkasa karena menggabungkan keunggulan pabrik ujung datar dengan kekuatan tepi yang ditingkatkan. Alih-alih menggunakan sudut tajam, perkakas ini menggunakan jari-jari kecil pada ujung tombak untuk mengurangi konsentrasi tegangan dan meningkatkan umur pahat.

Ukuran umum meliputi:

• R0.5
• R1
• Alat radius sudut R2

Hal ini sangat berguna ketika mengerjakan baja tahan karat atau titanium karena sudut tajam pada end mill standar cenderung pecah akibat beban pemotongan yang berat.

Ukuran bor juga dipilih dengan cermat berdasarkan aplikasi. Dalam produksi CNC, pemilihan bor bergantung pada:

• Diameter lubang
• Kedalaman lubang
• Jenis bahan
• Persyaratan toleransi

Untuk aluminium:

• Bor karbida berukuran 3 mm hingga 10 mm sangat umum digunakan

Untuk lubang yang dalam:

• Latihan melalui cairan pendingin lebih disukai

Untuk baja tahan karat:

• Bor karbida berlapis TiAlN biasanya digunakan karena lebih tahan terhadap panas

Lubang yang lebih besar seringkali tidak dibor langsung menggunakan bor berukuran besar. Sebaliknya, masinis dapat:

1. Latihan percontohan
2. Latihan langkah
3. Akhiri dengan membosankan atau interpolasi

Hal ini mengurangi gaya pemotongan dan meningkatkan akurasi lubang.

Alat talang adalah jenis alat penting lainnya dalam pemesinan CNC. Sudut talang yang umum meliputi:

• 45°
• 60°
• 90°

Alat talang menghilangkan bagian tepi yang tajam, meningkatkan kesesuaian rakitan, dan menyiapkan lubang untuk penyadapan. Pada produk kelas atas seperti komponen robotika atau peralatan kamera, konsistensi talang juga mempengaruhi kualitas kosmetik secara signifikan.

Pabrik benang dan keran digunakan untuk pembuatan benang. Benang yang lebih kecil seperti:

• M2
• M3
• M4

biasanya memerlukan perkakas yang sangat rumit karena keran kecil rapuh dan rentan pecah.

Untuk bahan yang lebih keras seperti baja tahan karat atau titanium, banyak toko lebih memilih penggilingan benang karena mengurangi risiko kerusakan dan memberikan kontrol benang yang lebih baik.

Panjang pahat sama pentingnya dengan diameter pahat. Perkakas yang lebih panjang mengurangi kekakuan dan meningkatkan defleksi selama pemotongan. Oleh karena itu, insinyur CNC profesional selalu mencoba menggunakan:

• Alat sesingkat mungkin
• Diameter kaku sebesar mungkin

sambil tetap mencapai geometri yang dibutuhkan.

Misalnya:

• Pahat berdiameter 6 mm dengan stick-out 50 mm jauh lebih tidak stabil dibandingkan perkakas yang sama dengan stick-out 20 mm.

Hal ini secara langsung mempengaruhi:

• Permukaan akhir
• Getaran
• Akurasi dimensi
• Kehidupan alat

Faktor utama lainnya adalah jumlah seruling. Bahan yang berbeda memerlukan desain seruling yang berbeda.

Konfigurasi umum meliputi:

Untuk aluminium:

• 2 seruling
• 3 seruling

Untuk baja:

• 4 seruling
• 5 seruling

Untuk titanium:

• Geometri seruling variabel untuk pengurangan getaran

Lebih banyak seruling umumnya meningkatkan kekakuan dan penyelesaian permukaan tetapi mengurangi ruang evakuasi chip.

Pelapisan juga sangat penting. Pelapis umum meliputi:

• Timah
• TiAlN
• AlTiSiN
• Pelapis DLC

Untuk pemesinan aluminium, perkakas yang dipoles dan tidak dilapisi sering kali lebih disukai karena mengurangi daya rekat serpihan. Untuk baja tahan karat dan titanium, pelapis tahan panas sangat penting untuk menjaga umur alat.

Pada akhirnya, pemesinan CNC profesional bukan sekadar tentang “memotong logam.” Pemilihan alat secara langsung mempengaruhi:

• Presisi
• Kecepatan pemesinan
• Kualitas permukaan
• Keausan alat
• Stabilitas
• Biaya produksi
• Pengulangan

Insinyur CNC yang berpengalaman tidak memilih alat hanya berdasarkan ukuran. Mereka mengevaluasi:

• Perilaku materi
• Kekuatan pemotongan
• Kekakuan alat
• Pembangkitan panas
• Evakuasi chip
• Kemampuan mesin
• Persyaratan penyelesaian permukaan

Alat yang tepat belum tentu merupakan pilihan terbesar atau tercepat. Ini adalah alat yang menciptakan proses pemesinan paling stabil dan dapat diulang dengan tetap menjaga presisi dan efisiensi produksi dari waktu ke waktu