Apa itu penggilingan CNC?

Apa itu Penggilingan CNC?

Penggilingan CNC, nama lengkapnya adalah Penggilingan Kontrol Numerik Komputer, adalah proses pemesinan yang menggunakan alat pemotong multi-titik yang dikendalikan komputer dan berputar untuk secara bertahap menghilangkan material dari benda kerja dan menghasilkan bagian atau produk yang dirancang khusus. Proses ini cocok untuk pemesinan berbagai bahan, seperti logam, plastik, kayu, dan memproduksi berbagai suku cadang dan produk yang dirancang khusus.
Berbagai kemampuan tersedia di bawah payung layanan pemesinan CNC presisi, termasuk pemesinan mekanis, kimia, elektrik, dan termal. Penggilingan CNC adalah proses mekanis yang mencakup pengeboran, pembubutan, dan berbagai proses pemesinan lainnya, yang berarti bahwa material dikeluarkan dari benda kerja dengan cara mekanis, seperti aksi alat pemotong mesin penggilingan.
Artikel ini berfokus pada proses penggilingan CNC, menguraikan dasar-dasar proses, serta komponen dan alat mesin penggilingan CNC. Selain itu, artikel ini mengeksplorasi berbagai operasi penggilingan dan memberikan alternatif untuk proses penggilingan CNC.

Definisi penggilingan

Apa itu penggilingan? Ini adalah jenis pemesinan yang menggunakan pahat untuk membentuk benda kerja di atas meja yang biasanya dapat dipindah-pindahkan, meskipun beberapa mesin frais juga memiliki pahat yang dapat dipindah-pindahkan. Penggilingan pada awalnya merupakan operasi manual yang dilakukan oleh pekerja, tetapi saat ini, sebagian besar penggilingan dilakukan oleh mesin penggilingan CNC, yang memanfaatkan komputer untuk mengawasi proses penggilingan. Penggilingan CNC dapat memberikan presisi, akurasi, dan produktivitas yang lebih besar, tetapi ada situasi di mana penggilingan manual dapat berguna. Penggilingan manual membutuhkan banyak keterampilan dan pengalaman teknis, sehingga mengurangi waktu penyelesaian. Ini juga memiliki manfaat tambahan bahwa pabrik manual lebih murah dan pengguna tidak perlu khawatir tentang pemrograman mesin.

Ikhtisar Penggilingan CNC

Seperti kebanyakan proses pemesinan CNC mekanis tradisional, proses penggilingan CNC menggunakan kontrol komputer untuk mengoperasikan dan memanipulasi peralatan mesin yang memotong dan membentuk blanko. Selain itu, proses ini mengikuti tahapan produksi dasar yang sama dengan semua proses pemesinan CNC, termasuk:

• Desain model CAD
• Konversi model CAD ke program CNC
• Menyiapkan mesin penggilingan CNC
• Lakukan operasi penggilingan

Apa itu Penggilingan CNC?

Grafik Penggilingan CNC proses dimulai dengan pembuatan desain bagian CAD 2D atau 3D. Desain lengkap kemudian diekspor ke format file yang kompatibel dengan CNC dan diubah oleh perangkat lunak CAM menjadi program mesin CNC yang menentukan gerakan mesin dan pergerakan pahat di seluruh benda kerja. Sebelum operator menjalankan program CNC, mereka mempersiapkan mesin penggilingan CNC dengan menempelkan benda kerja ke permukaan kerja alat mesin (yaitu meja) atau ke dudukan benda kerja (seperti catok) dan memasang alat penggilingan ke mesin. poros alat. Proses penggilingan CNC menggunakan mesin penggilingan CNC horizontal atau vertikal yang kuat – tergantung pada spesifikasi dan persyaratan aplikasi penggilingan – serta alat pemotong multi-titik yang berputar (yaitu, multi-gigi) seperti pemotong frais dan bor. Saat alat berat siap, operator memulai program melalui antarmuka alat berat yang meminta alat berat untuk melakukan operasi penggilingan.

Setelah proses penggilingan CNC dimulai, alat mesin mulai memutar alat pemotong dengan kecepatan hingga beberapa ribu putaran per menit. Tergantung pada jenis mesin penggilingan yang digunakan dan persyaratan aplikasi penggilingan, ketika pahat masuk ke benda kerja, mesin akan melakukan salah satu dari yang berikut untuk membuat pemotongan yang diperlukan pada benda kerja:

1. Masukkan benda kerja secara perlahan ke dalam alat berputar stasioner
2. Memindahkan pahat pada benda kerja stasioner
3. Gerakan relatif alat dan benda kerja

Berlawanan dengan proses penggilingan manual, dalam penggilingan CNC, mesin perkakas biasanya mengumpankan benda kerja bergerak dengan rotasi pahat potong bukan dengan rotasi pahat potong. Operasi penggilingan yang mengikuti konvensi ini disebut operasi penggilingan pendakian, sedangkan operasi sebaliknya disebut operasi penggilingan konvensional.
Secara umum, penggilingan paling cocok sebagai proses tambahan atau penyelesaian pada benda kerja mesin untuk memberikan definisi fitur bagian seperti lubang, slot, dan ulir, atau untuk menghasilkan fitur bagian. Namun, prosesnya juga dapat digunakan untuk membentuk bahan stok dari awal hingga akhir. Dalam kedua kasus tersebut, proses penggilingan secara bertahap menghilangkan material untuk menciptakan bentuk dan bentuk bagian yang diinginkan. Pertama, pahat memotong potongan-potongan kecil, atau serpihan, dari benda kerja untuk membuat bentuk perkiraan. Benda kerja kemudian digiling pada jadwal yang lebih tinggi dan dengan presisi yang lebih tinggi untuk menyelesaikan bagian dengan fitur dan spesifikasi yang tepat. Seringkali, bagian yang sudah jadi perlu dikerjakan beberapa kali untuk mencapai akurasi dan toleransi yang diinginkan. Untuk suku cadang dengan geometri yang lebih kompleks, setelah operasi penggilingan selesai dan suku cadang diproduksi sesuai spesifikasi yang dirancang khusus, suku cadang yang digiling masuk ke tahap penyelesaian dan pasca-pemrosesan produksi.
Operasi Penggilingan CNC

Penggilingan CNC adalah proses pemesinan yang cocok untuk memproduksi suku cadang berpresisi tinggi dan bertoleransi tinggi dalam prototipe, sekali pakai, dan produksi kecil hingga menengah. Sementara suku cadang biasanya diproduksi dengan toleransi mulai dari +/- 2 filamen hingga +/- 10 filamen, beberapa mesin penggilingan dapat mencapai toleransi setinggi +/- 1 filamen atau bahkan lebih tinggi. Keserbagunaan proses penggilingan memungkinkannya untuk digunakan di berbagai industri dan untuk berbagai fitur dan desain suku cadang, termasuk slot, talang, ulir, dan kantong. Operasi penggilingan CNC yang paling umum meliputi:

• Penggilingan wajah
• Penggilingan rata
• Penggilingan sudut
• Bentuk penggilingan

wajah berseliweran

Face milling dimana sumbu putaran pahat potong tegak lurus dengan permukaan benda kerja. Metode ini menggunakan face mill yang memiliki gigi pada perimeter dan permukaan pahat, di mana gigi perimeter terutama digunakan untuk memotong dan gigi muka digunakan untuk aplikasi finishing. Biasanya, face milling digunakan untuk membuat permukaan dan kontur yang rata pada bagian yang sudah jadi dan mampu menghasilkan kualitas akhir yang lebih tinggi daripada proses milling lainnya. Baik mesin penggilingan vertikal dan horizontal mendukung proses ini.
Jenis penggilingan muka termasuk penggilingan akhir dan penggilingan samping, yang masing-masing menggunakan penggilingan akhir dan penggilingan samping.

Penggilingan rata

Face milling disebut juga face milling atau slab milling, dimana sumbu putaran pahat potong sejajar dengan permukaan benda kerja. Proses ini menggunakan gigi pemotong penggilingan biasa untuk melakukan operasi pemotongan di pinggiran. Tergantung pada spesifikasi aplikasi penggilingan, seperti kedalaman potong dan ukuran benda kerja, pemotong sempit dan lebar tersedia. Pisau yang sempit memungkinkan pemotongan yang lebih dalam, sedangkan pisau yang lebar dapat digunakan untuk memotong area permukaan yang lebih besar. Jika aplikasi face milling memerlukan pemindahan material dalam jumlah besar dari benda kerja, operator memulai dengan menggunakan pemotong bergigi kasar, kecepatan potong yang lambat, dan kecepatan pengumpanan yang cepat untuk menghasilkan perkiraan geometri dari bagian yang dirancang khusus. Operator kemudian memperkenalkan pemotong bergigi lebih halus, kecepatan potong yang lebih cepat, dan laju pengumpanan yang lebih lambat untuk menghasilkan detail bagian yang sudah jadi.

Penggilingan sudut

Sudut frais adalah dimana sumbu putaran pahat potong membentuk sudut relatif terhadap permukaan benda kerja. Proses ini menggunakan pemotong frais sudut tunggal (dimiringkan sesuai dengan desain spesifik yang dikerjakan) untuk membuat fitur sudut seperti talang, gerigi, dan alur. Aplikasi umum untuk penggilingan sudut adalah produksi pas, yang menggunakan pemotong pas 45°, 50°, 55° atau 60° tergantung pada desain pas.

Bentuk penggilingan

Penggilingan profil mengacu pada operasi penggilingan yang melibatkan permukaan, kontur, dan profil yang tidak beraturan, seperti bagian dengan permukaan melengkung dan datar atau permukaan melengkung penuh. Proses ini menggunakan pemotong profil atau pemotong lalat yang dirancang untuk aplikasi tertentu, seperti pemotong fillet cembung, cekung, dan sudut. Beberapa aplikasi umum untuk penggilingan bentuk termasuk produksi rongga setengah bola dan setengah lingkaran, manik-manik dan profil, serta desain kompleks dan bagian rumit dari pengaturan mesin tunggal.

Operasi penggilingan lainnya

Selain operasi di atas, mesin penggilingan dapat digunakan untuk melakukan operasi penggilingan dan pemesinan khusus lainnya. Contoh jenis operasi penggilingan lain yang tersedia meliputi:

Langkah Penggilingan: Langkah penggilingan mengacu pada operasi penggilingan di mana mesin perkakas mesin dua atau lebih permukaan benda kerja paralel dalam satu pemotongan. Prosesnya menggunakan dua buah pemotong pada spindel mesin yang sama, disusun sedemikian rupa sehingga pemotong berada di kedua sisi benda kerja dan dapat menggiling kedua sisi secara bersamaan

Penggilingan Gabungan: Apa itu Penggilingan Gabungan? Penggilingan gabungan adalah operasi penggilingan yang dilakukan dengan dua atau lebih alat (biasanya dengan ukuran, bentuk, atau lebar yang berbeda) pada punjung mesin yang sama. Setiap pemotong dapat melakukan operasi pemotongan yang sama pada waktu yang sama, atau operasi pemotongan yang berbeda pada saat yang sama, memungkinkan bagian yang lebih kompleks untuk diproduksi dalam waktu produksi yang lebih singkat.

Penggilingan kontur: Penggilingan kontur adalah tempat alat mesin membuat jalur pemotongan pada benda kerja di sepanjang permukaan vertikal atau miring. Prosesnya menggunakan peralatan penggilingan profil dan alat pemotong, yang dapat sejajar atau tegak lurus dengan permukaan benda kerja.

Pemotongan Gigi: Pemotongan roda gigi adalah operasi penggilingan yang menggunakan pemotong roda gigi involute untuk membuat gigi roda gigi. Pemotong ini adalah jenis pemotong penggilingan profil dan tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran pitch tergantung pada jumlah gigi yang diperlukan untuk desain roda gigi tertentu. Dalam proses ini, mata pahat pembubutan khusus juga dapat digunakan untuk menghasilkan gigi gerigi.

Proses Pemesinan Lainnya: Karena mesin frais mendukung penggunaan perkakas mesin selain perkakas frais, mesin frais dapat digunakan untuk proses pemesinan selain frais, seperti pengeboran, pemboran, reaming, dan penyadapan.
Seperti kebanyakan proses pemesinan CNC, proses penggilingan CNC menggunakan perangkat lunak CAD untuk menghasilkan desain bagian awal dan perangkat lunak CAM untuk menghasilkan program CNC yang menyediakan instruksi pemesinan untuk menghasilkan bagian. Program CNC kemudian dimuat ke mesin CNC pilihan untuk memulai dan menjalankan proses penggilingan.

Tindakan Pencegahan Mesin Penggilingan

Secara umum, mesin frais dibagi menjadi konfigurasi mesin horizontal dan vertikal dan dibedakan berdasarkan jumlah sumbu gerak.

Pada mesin frais vertikal, spindel mesin diorientasikan secara vertikal, sedangkan pada orientasi horizontal spindel mesin frais diposisikan secara horizontal. Mesin horizontal juga menggabungkan spindel selama penggilingan untuk dukungan dan stabilitas tambahan, serta kemampuan untuk mendukung berbagai macam alat pemotong, seperti penggilingan di roda dan mengangkang.

Kontrol mesin penggilingan vertikal dan horizontal tergantung pada jenis mesin yang digunakan. Misalnya, beberapa mesin dapat menaikkan dan menurunkan spindel dan memindahkan meja ke samping, sementara mesin lain memiliki spindel dan meja tetap yang dapat bergerak secara horizontal, vertikal, dan rotasi. Saat memilih mesin penggilingan vertikal dan horizontal, pabrikan dan toko harus mempertimbangkan persyaratan aplikasi penggilingan, seperti jumlah permukaan yang perlu digiling dan ukuran serta bentuk bagiannya. Misalnya, benda kerja berat lebih cocok untuk operasi penggilingan horizontal, sedangkan aplikasi sinker lebih cocok untuk operasi penggilingan vertikal. Peralatan bantu juga tersedia yang dapat memasang kembali mesin vertikal atau horizontal untuk mendukung proses sebaliknya.

Sebagian besar pabrik CNC dapat menggunakan 3 hingga 5 sumbu – biasanya memberikan kinerja di sepanjang sumbu XYZ dan (jika berlaku) di sekitar sumbu rotasi. Sumbu X dan Y mewakili gerakan horizontal (bergerak ke kiri dan kanan dan bolak-balik pada bidang, masing-masing), sedangkan sumbu Z mewakili gerakan vertikal (bergerak ke atas dan ke bawah), dan W mewakili gerakan horizontal. – Sumbu mewakili gerakan diagonal pada bidang vertikal. Pada mesin penggilingan CNC dasar, gerakan horizontal dimungkinkan dalam dua sumbu (XY), sedangkan model yang lebih baru memungkinkan sumbu gerak tambahan, seperti mesin CNC 3, 4, dan 5 sumbu. Di bawah ini adalah gambaran beberapa karakteristik mesin frais yang diklasifikasikan berdasarkan jumlah sumbu geraknya.

3 Sumbu

• Mampu memenuhi sebagian besar kebutuhan permesinan
• Pengaturan mesin sederhana.
• Hanya satu stasiun kerja yang diperlukan
• Persyaratan pengetahuan yang lebih tinggi untuk operator
• efisiensi dan kualitas yang lebih rendah

4 Sumbu

• Kemampuan yang lebih baik daripada mesin 3-sumbu
• Presisi dan akurasi yang lebih tinggi daripada mesin 3-sumbu
• Pengaturan mesin lebih kompleks daripada mesin 3-sumbu
• Lebih mahal dari mesin tiga sumbu

5 Sumbu

• Dapat dikonfigurasi dengan beberapa sumbu (misalnya 4+1, 3+2 atau 5)
• lebih bertenaga
• Tergantung pada konfigurasinya, tombol yang lebih cepat lebih mudah dioperasikan daripada mesin tiga dan empat sumbu
• Tingkat kualitas dan presisi yang lebih tinggi
• Bergantung pada konfigurasi, ini berjalan lebih lambat dari pemesinan 3-sumbu dan 4-sumbu
• Lebih mahal daripada mesin 3-sumbu dan 4-sumbu

Tergantung pada jenis mesin penggilingan yang digunakan, mesin, meja mesin atau kedua komponen bisa dinamis. Biasanya, tabel dinamis bergerak di sepanjang sumbu XY, tetapi mereka juga dapat bergerak ke atas dan ke bawah untuk menyesuaikan kedalaman pemotongan, dan berputar di sepanjang sumbu vertikal atau horizontal untuk memperluas pemotongan. Untuk aplikasi penggilingan yang membutuhkan pahat dinamis, selain gerakan rotasi bawaannya, pahat mesin bergerak secara vertikal di sepanjang beberapa sumbu, memungkinkan keliling pahat (bukan hanya ujungnya) untuk memotong benda kerja. Mesin penggilingan CNC dengan derajat kebebasan yang lebih besar memungkinkan keserbagunaan dan kompleksitas yang lebih besar dari bagian yang digiling yang dihasilkan.

Jenis mesin penggilingan

Beberapa jenis mesin penggilingan yang berbeda tersedia untuk berbagai aplikasi permesinan. Selain diklasifikasikan hanya berdasarkan konfigurasi mesin atau jumlah sumbu gerak, mesin frais juga dapat diklasifikasikan menurut karakteristik spesifiknya. Beberapa jenis mesin penggilingan yang paling umum meliputi:

• tipe lutut
• jenis ram
• Jenis tempat tidur (atau jenis manufaktur)
• planer

Jenis lutut: Mesin penggilingan jenis lutut memiliki spindel tetap dan meja yang dapat disesuaikan secara vertikal yang bertumpu pada pelana yang didukung oleh lutut. Tergantung pada posisi mesin, lutut dapat diturunkan dan dinaikkan pada kolom. Beberapa contoh pabrik lutut termasuk pabrik horizontal lantai-berdiri dan atas meja.

Jenis Ram: Mesin penggilingan jenis Ram menggunakan spindel yang dipasang pada kolom, yang memungkinkan mesin bergerak sepanjang sumbu XY dengan rumah yang dapat dipindahkan (yaitu, RAM). Dua jenis mesin penggilingan vertikal yang paling umum termasuk mesin penggilingan kepala pemotong horizontal dan kepala pemotong putar yang berdiri di lantai.

Jenis tempat tidur: Mesin penggilingan jenis tempat tidur menggunakan meja yang dipasang langsung pada mesin untuk mencegah benda kerja bergerak sepanjang sumbu Y dan Z. Benda kerja terletak di bawah pahat, yang, tergantung pada mesin, dapat bergerak di sepanjang sumbu XYZ. Beberapa mesin penggilingan tipe tempat tidur yang tersedia termasuk mesin penggilingan satu sisi, dua sisi dan tiga sisi. Mesin satu sisi menggunakan spindel tunggal yang bergerak sepanjang sumbu X atau Y, sedangkan mesin dua sisi menggunakan dua spindel, sedangkan mesin tiga sisi menggunakan tiga spindel (dua horizontal dan satu vertikal) untuk mesin di sepanjang sumbu XY dan XYZ, masing-masing.

Pabrik Planer: Pabrik Planer mirip dengan pabrik tempat tidur karena mereka memiliki meja yang dipasang di sepanjang sumbu Y dan Z dan poros yang dapat bergerak di sepanjang sumbu XYZ. Namun, planer dapat secara bersamaan mendukung beberapa mesin (biasanya hingga empat), mengurangi waktu tunggu untuk bagian yang kompleks.

Beberapa jenis khusus mesin penggilingan yang tersedia termasuk meja putar, drum dan mesin penggilingan planet. Mesin penggilingan meja putar memiliki meja bundar yang berputar di sekitar sumbu vertikal dan menggunakan mesin yang terletak pada ketinggian yang berbeda untuk pengasaran dan penyelesaian. Mesin penggilingan drum mirip dengan mesin meja putar, kecuali bahwa meja disebut "drum" dan berputar di sekitar sumbu horizontal. Dalam mesin planetary, meja diperbaiki dan benda kerja berbentuk silinder. Mesin yang berputar bergerak melintasi permukaan benda kerja, memotong fitur internal dan eksternal seperti ulir.

Mengolah bahan

Proses penggilingan CNC paling baik digunakan sebagai proses pemesinan sekunder untuk memberikan kemampuan penyelesaian akhir untuk suku cadang yang dirancang khusus, tetapi juga dapat digunakan untuk memproduksi suku cadang yang dirancang khusus dan khusus dari awal hingga akhir. Teknologi penggilingan CNC memungkinkan proses untuk bagian mesin dalam berbagai bahan, termasuk:

• Logam (termasuk paduan, logam khusus, logam berat, dll.)
• Plastik (termasuk termoset dan termoplastik)
• Elastomer
• material komposit
• kayu

Seperti semua proses pemesinan, beberapa faktor harus dipertimbangkan saat memilih material untuk aplikasi penggilingan, seperti sifat material (yaitu kekerasan, kekuatan tarik dan geser, serta ketahanan kimia dan suhu tinggi) dan efektivitas biaya material . bahan pengolahan. Kriteria ini menentukan, masing-masing, apakah bahan tersebut cocok untuk proses penggilingan dan kendala anggaran dari aplikasi penggilingan. Bahan yang dipilih menentukan jenis mesin yang digunakan dan desainnya, serta pengaturan mesin yang optimal termasuk kecepatan potong, laju pemakanan, dan kedalaman potong.

Jadi apa itu penggilingan CNC?

Penggilingan CNC adalah proses pemesinan yang cocok untuk pemesinan berbagai bahan dan memproduksi berbagai suku cadang yang dirancang khusus. Meskipun proses ini mungkin menunjukkan keunggulan dibandingkan proses pemesinan lainnya, proses ini mungkin tidak cocok untuk setiap aplikasi manufaktur, dan proses lain mungkin terbukti lebih sesuai dan hemat biaya.

Beberapa proses pemesinan konvensional lainnya termasuk pengeboran dan pembubutan. Seperti penggilingan, pengeboran biasanya dilakukan dengan alat multi-titik (yaitu bor), sedangkan pembubutan dilakukan dengan alat satu titik. Namun, saat berputar, benda kerja dapat bergerak dan berputar seperti beberapa aplikasi penggilingan, sedangkan selama pengeboran, benda kerja tidak bergerak selama proses pengeboran.

Beberapa proses pemesinan yang tidak konvensional (yaitu, tanpa menggunakan perkakas mesin, tetapi masih dengan proses penghilangan material mekanis) termasuk pemesinan ultrasonik, pemotongan jet air, dan pemesinan jet abrasif. Proses non-pemesinan yang tidak konvensional (yaitu proses pemesinan kimia, listrik, dan termal) memberikan alternatif lain untuk menghilangkan material dari benda kerja yang tidak menggunakan peralatan mesin atau proses penghilangan material mekanis, termasuk penggilingan kimia, deburring elektrokimia, Pemotongan laser dan pemotongan busur plasma . Metode pemesinan yang tidak konvensional ini mendukung produksi suku cadang yang lebih kompleks, lebih menuntut, dan terspesialisasi yang seringkali tidak mungkin dilakukan dengan pemesinan konvensional.