Kedalaman Lubang Mesin CNC: Pedoman Desain, Rasio Kedalaman, dan Contoh Praktis

Kedalaman lubang adalah pertimbangan desain penting untuk komponen yang dimesin CNC. Lubang dalam sering digunakan pada rumah aluminium, blok pemasangan, komponen optik, manifold pendingin, dan peralatan industri.

Namun, lubang yang mudah dimesin dengan kedalaman 10 mm bisa menjadi jauh lebih sulit pada kedalaman 40 mm jika diameternya tetap sama. Seiring bertambahnya kedalaman relatif terhadap diameter, defleksi bor, pembuangan chip, panas, dan kelurusan lubang menjadi lebih sulit dikendalikan.

Memahami kedalaman lubang pemesinan CNC membantu para insinyur merancang lubang yang lebih mudah dimesin, diperiksa, dan diproduksi secara konsisten dalam produksi.

Rasio kedalaman-ke-diameter lubang, sering ditulis sebagai L/D, membandingkan kedalaman lubang dengan diameternya.

Rasio L/D = Kedalaman lubang ÷ Diameter lubang

Misalnya, lubang dengan diameter 6 mm dan kedalaman 30 mm memiliki rasio:

30 ÷ 6 = 5:1

Lubang 5:1 umumnya lebih mudah diproduksi daripada lubang 20:1 dengan diameter yang sama, meskipun material, alat, dan kemampuan mesin juga penting.

Tabel berikut memberikan titik awal praktis untuk pengeboran CNC standar.

Ini bukan batas mesin universal. Beberapa bor standar dan pengaturan pemesinan dapat mencapai 8:1 atau 10:1, sementara kombinasi lain memerlukan perkakas khusus pada rasio yang lebih rendah.

Untuk produksi yang hemat biaya dan berulang, rasio 4:1 atau kurang adalah target desain awal yang berguna. Rasio antara 4:1 dan 5:1 seringkali praktis, sementara lubang yang lebih dalam harus ditinjau dengan pemasok CNC sebelum gambar diselesaikan.

Produsen yang berbeda menerbitkan rasio maksimum yang berbeda karena geometri bor, material, pengiriman pendingin, evakuasi chip, dan kekakuan mesin bervariasi.

Panduan desain praktis adalah:

Hingga 4:1: Biasanya titik awal yang baik untuk pengeboran konvensional.

4:1 hingga 5:1: Umumnya dapat dicapai dengan pengaturan pengeboran standar yang sesuai.

5:1 hingga 10:1: Mungkin memerlukan pengeboran peck, panjang bor khusus, atau perkakas pendingin tembus.

Di atas 10:1: Evaluasi sebagai aplikasi pengeboran lubang dalam daripada mengasumsikan bor standar akan berfungsi.

Proses lubang dalam khusus dapat melebihi 10:1 secara substansial, tetapi kemampuan tersebut harus dikonfirmasi untuk persyaratan diameter, material, kelurusan, dan toleransi yang sebenarnya.

Menghitung kedalaman lubang sebelum mengirim file CAD untuk penawaran membantu para insinyur mengidentifikasi potensi masalah manufaktur sejak dini.

Misalnya, lubang 4 mm dengan kedalaman yang dibutuhkan 32 mm memiliki rasio L/D 8:1. Ini secara signifikan lebih menuntut daripada lubang 4 mm yang hanya sedalam 12 mm.

Lubang berdiameter 10 mm dengan kedalaman 50 mm memiliki rasio 5:1. Meskipun lubang tersebut jauh lebih besar dalam ukuran absolut, rasio yang lebih rendah umumnya membuat akses alat dan pembuangan chip lebih mudah.

Penting: Perhitungan ini menggambarkan rasio geometris, bukan jaminan bahwa proses pemesinan tertentu akan mencapai kelurusan, toleransi diameter, hasil akhir permukaan, atau biaya yang dibutuhkan.

Saat bor memanjang lebih jauh ke dalam benda kerja, panjangnya yang tidak didukung bertambah.

Bor yang lebih panjang lebih rentan terhadap lenturan dan penyimpangan, terutama ketika diameternya kecil atau materialnya sulit dimesin.

Misalnya, bor 4 mm yang menghasilkan lubang sedalam 40 mm beroperasi pada rasio 10:1. Desain yang mengharuskan lubang tetap lurus dan posisinya akurat di sepanjang seluruh panjangnya memerlukan perhatian lebih daripada lubang bebas biasa.

Pengeboran menghilangkan material dalam bentuk chip. Di lubang dalam, chip tersebut harus menempuh jarak jauh untuk meninggalkan zona pemotongan.

Jika chip menumpuk, gesekan dan suhu dapat meningkat. Bor dapat kelebihan beban, permukaan lubang dapat memburuk, atau alat dapat patah.

Pengeboran peck membantu dengan menarik alat secara berkala untuk membersihkan chip. Untuk aplikasi yang menuntut, bor pendingin tembus atau perkakas lubang dalam khusus mungkin diperlukan.

Lubang dalam dapat membatasi akses pendingin dan membuat pembuangan panas lebih sulit.

Ini sangat penting untuk baja tahan karat dan material lain yang lebih sulit dimesin.

Lubang aluminium dengan rasio kedalaman sedang mungkin mudah, sementara rasio yang sama pada material yang lebih keras mungkin memerlukan parameter pemotongan, perkakas, dan pengiriman pendingin yang berbeda.

Toleransi diameter lubang tidak sama dengan kemampuan kedalamannya.

Produsen mungkin dapat mengebor lubang dalam tetapi masih memerlukan operasi sekunder untuk mencapai diameter yang ketat atau hasil akhir permukaan yang lebih baik.

Untuk kesesuaian presisi, proses seperti reaming atau boring mungkin sesuai setelah pengeboran. Metode akhir tergantung pada ukuran, lokasi, kelurusan, dan kualitas permukaan yang dibutuhkan.

Lubang tembus melewati seluruh benda kerja. Lubang buta berhenti pada kedalaman yang ditentukan.

Lubang tembus umumnya memungkinkan chip dan pendingin keluar lebih mudah. Lubang buta memerlukan perhatian ekstra karena chip dapat menumpuk di bagian bawah dan ujung bor menciptakan bagian bawah yang berbentuk kerucut.

Banyak bor ulir konvensional menggunakan sudut ujung 118° atau 135°.

Untuk ujung bor kerucut yang ideal, kedalaman ujung perkiraan adalah:

Kedalaman ujung = (Diameter lubang ÷ 2) ÷ tan(Sudut ujung ÷ 2)

Untuk lubang 6 mm menggunakan ujung bor 118°:

1. Diameter lubang: 6 mm

2. Kedalaman ujung perkiraan: 1,8 mm

3. Kedalaman diameter penuh yang dibutuhkan: 20 mm

4. Kedalaman bor keseluruhan perkiraan hingga ujung: 21,8 mm

Perhitungan yang disederhanakan ini tidak termasuk tunjangan tambahan untuk geometri alat dan proses manufaktur.

Ini menggambarkan mengapa gambar yang membutuhkan kedalaman diameter penuh 20 mm tidak selalu dapat diartikan sebagai perjalanan bor total tepat 20 mm.

Jika lubang buta harus memiliki bagian bawah yang rata, operasi pemesinan tambahan mungkin diperlukan. Hanya tentukan lubang dengan bagian bawah rata ketika fungsinya benar-benar membutuhkannya.

Kedalaman ulir dan kedalaman bor adalah dua persyaratan yang berbeda.

Misalnya, gambar mungkin memerlukan ulir M6 × 1 dengan 9 mm keterlibatan ulir penuh. Lubang bor harus memungkinkan kedalaman tambahan yang cukup untuk timbal ketuk, geometri ujung bor, dan jarak bebas chip.

Panduan teknik awal yang umum adalah mempertimbangkan keterlibatan ulir penuh sekitar 1,5 hingga 2 kali diameter ulir nominal untuk banyak aplikasi logam. Untuk M6, itu sesuai dengan sekitar 9–12 mm keterlibatan.

Ini bukan aturan kekuatan universal. Keterlibatan yang dibutuhkan tergantung pada material induk, material pengencang, beban, dan persyaratan desain. Beberapa aplikasi memerlukan keterlibatan yang lebih sedikit, sementara material yang lebih lunak atau sambungan yang sangat terbebani mungkin memerlukan lebih banyak.

Saat merancang lubang berulir buta:

1. Nyatakan spesifikasi ulir yang dibutuhkan.

2. Bedakan kedalaman ulir dari kedalaman bor total.

3. Beri ruang untuk ujung bor dan timbal ketuk.

4. Hindari memaksa ketuk untuk mencapai bagian bawah fisik lubang.

5. Konfirmasikan keterlibatan yang dibutuhkan dengan desain mekanis.

Untuk lubang M6 buta dengan 9 mm keterlibatan ulir penuh, pemasok harus meninjau kedalaman bor yang dibutuhkan daripada secara otomatis memprogram kedalaman total 9 mm.

Menggunakan diameter bor standar seringkali membuat pemesinan CNC lebih mudah dikutip dan diproduksi.

Ukuran bor metrik umum meliputi:

Ini adalah contoh diameter alat umum, bukan ukuran bebas pengencang universal atau rekomendasi bor ketuk.

Jika gambar Anda menentukan diameter yang tidak biasa, bengkel mungkin memerlukan operasi tambahan seperti boring, reaming, atau interpolasi melingkar daripada menggunakan bor standar yang sesuai secara langsung.

Operasi tambahan itu dapat meningkatkan waktu pemesinan dan persyaratan inspeksi.

Jika memungkinkan, pilih diameter standar yang memenuhi persyaratan fungsional. Jika diameter khusus diperlukan, tentukan dengan jelas daripada mengubahnya hanya untuk kenyamanan manufaktur.

Pertimbangkan penyangga optik aluminium 6061 yang dimesin CNC ilustratif dengan lubang 6 mm dan kedalaman yang dibutuhkan 40 mm.

Rasio kedalaman-ke-diameter adalah:

40 ÷ 6 = 6,67:1

Ini berada di luar titik awal konservatif 4:1 untuk pengeboran konvensional, tetapi tidak secara otomatis memerlukan proses lubang dalam khusus.

Produsen harus meninjau:

1. Apakah lubang itu buta atau tembus

2. Toleransi diameter yang dibutuhkan

3. Akurasi kelurusan dan posisi yang dibutuhkan

4. Material dan hasil akhir permukaan lubang

5. Panjang bor yang tersedia dan pengiriman pendingin

6. Apakah reaming atau boring diperlukan

7. Jumlah produksi yang diharapkan

Jika lubang digunakan untuk menempatkan atau menyelaraskan komponen optik, akurasi posisi dan kelurusan mungkin lebih penting daripada sekadar mencapai kedalaman yang ditentukan.

Untuk contoh produk nyata, halaman Bagian Instrumen Optik yang Dimesin CNC Presisi kami mencantumkan pengeboran, pemesinan lubang dalam, dan pemesinan multi-sumbu di antara proses yang tersedia untuk komponen optik kustom.

Ini adalah contoh kemampuan yang relevan, bukan klaim bahwa komponen tertentu ini memiliki lubang 6 mm × 40 mm.

Sebelum merilis gambar Anda, periksa hal berikut:

1. Jaga kedalaman lubang dalam rasio praktis jika memungkinkan.

2. Gunakan diameter bor standar jika memenuhi persyaratan desain.

3. Lebih sukai lubang tembus jika fungsi komponen memungkinkannya.

4. Tentukan kedalaman lubang buta dan geometri bawah dengan jelas.

5. Identifikasi apakah diameter, kelurusan, atau lokasi sangat penting.

6. Beri jarak yang tepat untuk lubang berulir buta.

7. Diskusikan pengeboran peck atau pemesinan lubang dalam khusus ketika rasio menjadi tinggi.

8. Konfirmasikan apakah operasi penyelesaian sekunder diperlukan.

Untuk komponen berbasis gambar, layanan Layanan Pemesinan CNC Kustom kami mendukung pengeboran, penggilingan, pembubutan, dan penguliran sesuai dengan persyaratan proyek.

Untuk komponen dengan lubang dalam, berikan:

1. Gambar teknik 2D

2. File CAD 3D

3. Material dan grade

4. Diameter lubang dan kedalaman yang dibutuhkan

5. Spesifikasi lubang buta atau lubang tembus

6. Toleransi diameter

7. Persyaratan posisi dan kelurusan, jika penting

8. Spesifikasi ulir dan kedalaman keterlibatan

9. Persyaratan hasil akhir permukaan

10. Persyaratan kuantitas dan pengiriman

Identifikasi dengan jelas lubang terdalam pada gambar. Ini membantu pemasok CNC mengevaluasi akses perkakas, evakuasi chip, inspeksi, dan proses pemesinan yang sesuai.

Batas praktis untuk kedalaman lubang pemesinan CNC tergantung pada rasio kedalaman-ke-diameter, material, perkakas, evakuasi chip, dan akurasi yang dibutuhkan.

Untuk banyak aplikasi pengeboran konvensional, rasio 4:1 atau kurang adalah titik awal desain yang masuk akal. Rasio antara 5:1 dan 10:1 seringkali memerlukan perencanaan proses yang lebih hati-hati, sementara rasio di atas 10:1 harus ditinjau untuk pengeboran lubang dalam khusus.

Desain terbaik bukanlah sekadar yang memiliki lubang terdalam yang mungkin. Ini adalah yang memenuhi persyaratan fungsional sambil tetap akurat, berulang, dan hemat biaya untuk diproduksi.

Apakah Anda memiliki komponen yang dimesin CNC dengan lubang dalam, lubang presisi, atau fitur berulir buta?

Kirimkan gambar 2D, file CAD 3D, material, diameter lubang, kedalaman yang dibutuhkan, toleransi, dan kuantitas Anda untuk ditinjau.

Minta Penawaran

Tim kami dapat meninjau geometri aktual dan membantu mengevaluasi persyaratan pemesinan untuk komponen CNC kustom Anda.