Dunia Toko Cetakan dan Cetakan Ini Bulat

Bagi banyak toko pekerjaan di bidang manufaktur, pekerjaan cetakan dan cetakan biasanya mengacu pada pembuatan suku cadang yang asimetris. Komponen lembaran logam memiliki berbagai bentuk, dan komponen plastik cetakan injeksi berkisar dari telepon hingga lemari komputer.

Namun, ada, di dunia pembuatan cetakan dan cetakan, banyak sekali bagian yang bulat. Tutup, segel, gasket, dan lain-lain, adalah bagian yang memerlukan komponen die dan mold yang berbentuk bulat.

Banyak yang telah ditulis tentang rongga cetakan mesin dan set mati untuk bagian asimetris. Dalam artikel ini, fokusnya adalah pembubutan keras sebagaimana diterapkan pada pembuatan komponen cetakan dan cetakan untuk menghasilkan banyak komponen logam dan plastik yang berbentuk bulat.

Untuk mengetahui tentang ceruk manufaktur ini, kami mengunjungi Reliance Tool and Manufacturing (Elgin, Illinois). Ini adalah bengkel kerja berusia 50 tahun yang telah mengembangkan spesialisasi dalam pembubutan keras dan menggunakannya untuk membuat komponen cetakan dan set cetakan yang menghasilkan produk bulat.

Kami berbicara dengan Dale Schrieber, manajer pabrik, untuk mengetahui manfaat Reliance dari proses produksi yang sulit.

Progresif Dan Senyawa Mati

Set mati menggabungkan sejumlah komponen. Ini sering merupakan bagian individu yang dipasang ke bagian atas dan bawah pelat mati. Desain ini memungkinkan penyesuaian dilakukan pada masing-masing komponen set die daripada di seluruh unit.

Dalam die progresif, gulungan lembaran logam diumpankan di antara bagian atas dan bawah set die. Setiap kali pers ditutup, bagian yang lengkap dikeluarkan di akhir akhir pers.

Sebuah die progresif mungkin memiliki dua, empat atau bahkan 16 stasiun yang berbeda untuk menghasilkan stamping lengkap. Setelah pers menyelesaikan satu langkah, koil diumpankan dari satu stasiun mati ke stasiun berikutnya. Beberapa set cetakan dirancang untuk mencap bentuk datar secara progresif dan kemudian melipat stempel menjadi bagian 3D. Ini semua dilakukan dalam sekali tekan pada satu dadu progresif.

Dies majemuk berbeda dari progresif karena mereka membuat stamping lengkap dengan satu pukulan pers. Gabungan mati akan terbentuk, membuat lubang dan membentuk benda kerja semuanya dalam satu pukulan dari pers.

Seperti dies progresif, dies majemuk juga dibuat dari komponen yang dipasang di pelat atas dan bawah. Komponen inilah yang diproduksi dan dirakit oleh Reliance menjadi set lengkap. Untuk sebagian besar pelanggan mereka, komponen ini berbentuk bulat.

Mengapa Berbelok Keras?

Sekitar enam tahun yang lalu, Reliance mulai bereksperimen dengan putaran yang sulit. Idenya adalah untuk meningkatkan operasi penggilingan tradisional dengan proses yang lebih fleksibel dan proses yang dapat menempatkan lebih banyak suku cadang di toko.

Sebelum menerapkan pembubutan keras, Reliance memproduksi set cetakan dan komponen cetakannya dengan cara tradisional. Mereka akan memutar bagian dengan kasar meninggalkan stok gilingan, kemudian memanaskan dan menyelesaikan gilingan.

Seperti halnya bengkel kerja, tekanan untuk mengirimkan suku cadang yang semakin cepat mendorong banyak perburuan untuk teknologi alternatif. Satu-satunya ketentuan Reliance yang dipaksakan untuk mencari cara baru untuk memproduksi set cetakan dan komponen cetakan adalah memberikan kepada pelanggannya suku cadang yang sama bagusnya atau lebih baik daripada suku cadang yang telah digiling.

"Awalnya pendekatan kami terhadap hard turning adalah coba-coba," kata Jeff Staes, yang mengembangkan proses hard turning di Reliance. "Kelebihan dibandingkan penggilingan langsung terlihat untuk beberapa aplikasi kami."

Sebagian besar pekerjaan yang ditujukan untuk pembubutan keras memiliki persyaratan toleransi 0,0005 inci. Tetapi dengan jari-jari sekecil 0,005 inci dan kebutuhan untuk memadukan lancip ke jari-jari, pembubutan titik tunggal memiliki keunggulan berbeda dibandingkan penggilingan. Taper, baik ID maupun OD, yang diperlukan untuk sudut draf dan geometri bagian, juga mudah dibuat pada pusat belok.

"Mencoba mempertahankan jari-jari kecil atau menghasilkan lancip dengan roda gerinda membutuhkan pembetulan yang sering yang memperlambat proses produksi," kata Mr. Schrieber. "Penggilingan akhir dalam seperseribu terakhir juga memakan waktu karena roda harus lebih sering diluruskan. Grit yang lebih halus dari roda akhir memuat lebih cepat daripada roda roughing yang membatasi laju pelepasan logam."

Apa yang Telah Mereka Pelajari

Kunci dari hard turning yang sukses dimulai dengan soft turning. Mencapai penyelesaian permukaan yang konsisten dan akurasi dimensi pada benda kerja yang dikeraskan memerlukan jumlah stok yang tepat yang tersisa setelah pembubutan kasar sebelum perlakuan panas pada blanko.

Fitur geometris seperti bagian dinding yang tipis sering kali perlu memiliki lebih banyak stok tersisa untuk putaran yang sulit karena kecenderungan untuk sedikit melengkung dalam perlakuan panas. Idenya adalah untuk menambah berat bagian tipis agar memiliki stok yang cukup untuk memungkinkan perubahan dimensi dari perlakuan panas.

"Perlakuan panas kami melakukan pekerjaan yang baik dengan menjaga lengkungan seminimal mungkin," kata Mr. Schrieber. "Mereka menggunakan pelat keramik untuk benda kerja penampang tipis bersama dengan teknik lain untuk mengontrol perubahan dimensi. Kami bahkan memeras komponen kami sebelum mengirimkannya untuk perlakuan panas guna mengontrol konsistensi."

Mempertahankan penyisihan stok yang sama untuk pembubutan keras adalah penting karena keausan pahat. Umumnya proses hard turning adalah dua langkah:satu atau lebih roughing pass diikuti dengan finish pass. Menghapus stok paling sedikit pada roughing pass menghemat waktu produksi tetapi yang lebih penting, menghemat alat hard-turn kasar. "Keausan pahat yang kasar dan sulit dibelokkan akan memengaruhi penyelesaian permukaan dan ukuran pada lintasan akhir," kata Mr. Staes.

Pemotong pilihan untuk Reliance adalah CBN (kubik boron nitrida). Untuk proses yang sangat pendek atau pemotongan terputus digunakan keramik, tetapi jangan memakai CBN sebaik CBN untuk proses produksi yang lebih besar.

"CBN memiliki keserbagunaan yang luar biasa," kata Mr. Staes. Namun, pemilihan sisipan merupakan faktor pembatas. "Kami merancang sisipan dan membuatnya khusus untuk kami oleh pemasok perkakas kami. Kami membuat geometri sisipan lain dengan mengolah sisipan yang ada menjadi bentuk yang kami butuhkan," lanjut Mr. Staes. "Belum ada variasi bentuk dan geometri sisipan untuk CBN, tetapi sudah semakin baik."

Alat Baja Dalam Pemotongan

Sebagian besar material yang digunakan oleh Reliance adalah baja perkakas A-3 dan D-2 yang dikeraskan antara 48 dan 64 Rc. Pemotong sisipan CBN bekerja dengan baik pada aplikasi pembubutan yang sulit ini.

Sementara CBN adalah bahan terkeras kedua, setelah intan, sisipan yang dibuat dengan CBN bisa rapuh. Beberapa proses pembubutan perlu dimodifikasi dari apa yang dianggap konvensional untuk memungkinkan kerapuhan ini.

Secara umum, sisipan CBN dibuat dari mematri atau dengan cara lain bergabung dengan tepi bahan CBN yang telah dibentuk sebelumnya ke substrat karbida. Sambungan ini cenderung menjadi titik lemah pemotong.

Komponen die dan mold harus memiliki akurasi dimensi yang tinggi dan permukaan akhir yang sangat baik. Untuk mencapai tujuan ini menggunakan putaran yang sulit, Mr. Staes telah mengembangkan beberapa panduan.

"Arah pemotongan ke bahu pada OD atau ID dapat menjadi faktor jika toleransi yang dekat pada kedalaman dan penyelesaian dinding diperlukan," katanya. "Daripada masuk ke muka dari ID atau OD, lebih baik menghadap ke bawah dinding dulu untuk menghilangkan kelebihan material. Sisakan antara 0,0005 dan 0,0010 inci stok untuk finish pass.

"Dengan roughing pass selesai dan sebagian besar stok dihilangkan, finish pass kemudian dapat dibuat ke dinding. Melepaskan sisa 0,0010 inci atau kurang dari logam akan menurunkan tekanan pahat pada insert, terutama jika pahat bersudut timah kecil. geometri digunakan," kata Mr. Staes.

Pada operasi membosankan, tinggi tengah insert merupakan faktor penting untuk berhasil menahan ukuran dan selesai. Jika batang tertekuk, bilah dapat menjatuhkan ujung tombak di bawah garis tengah, sehingga masa pakai pahat lebih pendek dan hasil akhir yang buruk. Tuan Staes merekomendasikan batang bor karbida padat untuk putaran yang keras. "Mereka akan mengurangi masalah pelenturan dan memberikan kapasitas kedalaman yang lebih besar," katanya.

Pertimbangan Suhu Dan Pekerjaan

Pada saat benda kerja diputar keras, nilainya telah meningkat secara signifikan. Akumulasi biaya termasuk material, waktu pengerjaan kasar, dan perlakuan panas. Ini jelas bukan waktunya untuk membuang bagian seperti itu.

Saat Pak Staes membalik potongan-potongan ini, dia suka mengawasi alat-alatnya, terutama saat menggunakan CBN. Beberapa aplikasi dapat dipotong kering, tetapi yang lain terpengaruh oleh suhu tinggi dari proses pemesinan. Untuk mengontrol ini, sambil tetap memungkinkan pandangan yang jelas dari zona kerja, Reliance menggunakan udara toko atau senapan angin dingin untuk mempertahankan suhu bagian.

Workholding adalah pertimbangan lain untuk membuat komponen die dan cetakan bulat. Kebulatan adalah dimensi penting untuk banyak bagian ini, yang seringkali berdinding sangat tipis.

"Kami menggunakan pencekam tiga rahang manual enam inci yang dipegang oleh pencekam hidrolik yang dipasang di pusat belok," kata Mr. Staes. "Rahang lembut pada gerendel manual dipasang pada mesin dalam konsentrisitas 0,0005 inci."

Teknik Inspeksi

Sebagian besar pekerjaan komponen cetakan dan cetakan yang dilakukan Reliance relatif mudah untuk diperiksa untuk akurasi dimensi dan permukaan akhir. Mereka memiliki semua peralatan inspeksi, dokumentasi, dan teknik penelusuran yang diperlukan untuk memenuhi syarat ANSI/ASQC Q9001-1994 dan ISO 9000.

Tetapi beberapa benda kerja yang dihasilkan tidak mudah diukur. Reliance telah mengembangkan teknik menarik untuk memverifikasi fitur tersembunyi di ID dan tempat lain yang sulit dijangkau pada benda kerja.

"Untuk formulir ID dan OD, kami biasanya secara berkala memotong sebagian untuk memeriksa fitur-fiturnya," kata Mr. Schrieber. "Sekarang kami menggunakan bahan gigi [vinil polisilikon dengan viskositas tinggi] untuk mengambil kesan fitur tersebut. Bahan tersebut kemudian diperiksa pada komparator optik. Ini adalah teknik yang bekerja dengan baik bagi kami dan sangat akurat jika dilakukan dengan benar."

Bermitra dengan Toko Kerja

Reliance telah membangun reputasi yang mengesankan untuk pembuatan komponen cetakan bulat dan cetakan. "Banyak dari pelanggan terbaik kami adalah toko alat lain yang membutuhkan keahlian kami dalam memproduksi suku cadang bulat," kata Mr. Schrieber. "Terutama jika aplikasi yang sulit untuk dikerjakan datang. Kami mendapatkan banyak bisnis untuk hard turning."

Sebut saja partnering atau spesialisasi, toko-toko yang mungkin dulunya saling menganggap kompetitor bekerja sama untuk mengirimkan suku cadang yang bagus kepada pelanggan. Ini adalah tren dalam operasi toko kontrak yang mencerminkan realitas lingkungan manufaktur saat ini.

Toko seperti Reliance menyediakan layanan khusus ke toko pekerjaan lain yang membutuhkan spesialisasi tersebut. Demikian juga, ketika Reliance menghadapi masalah proses di luar kemampuannya, Reliance akan meminta bantuan dari toko lain.

Standarisasi dokumentasi proses menggunakan teknik ISO 9000 dan lainnya membantu toko melakukan bisnis bersama. Ini mudah terlihat dengan meninjau dokumentasi proses jika toko dapat melakukan apa yang dikatakannya
bisa.

Hasil

Reliance, seperti kebanyakan bengkel kerja lainnya, berada di bawah tekanan ekstrem dari pelanggannya untuk mengurangi waktu tunggu. Tekanan ini dihasilkan oleh siklus hidup produk yang dipersingkat dan program peningkatan berkelanjutan dalam perusahaan-perusahaan ini.

Selain membuat komponen die set dan cetakan untuk bisnis lain, Reliance memiliki bisnis fabrikasi in-house yang bagus. Mereka membuat banyak stempel mereka sendiri.

"Pembalikan yang keras telah membantu kami mengurangi pengiriman ke pelanggan kami dari rata-rata 16 hingga 18 minggu menjadi enam," kata Mr. Schrieber. "Ini juga membuat kami mendapatkan bisnis dari toko die dan mould lain yang tidak memiliki keahlian pembubutan tetapi melihat keuntungan dari pembubutan keras penggilingan untuk beberapa aplikasi.

"Operasi stamping kami sendiri, pada dasarnya, telah menjadi situs pengujian beta untuk proses dan teknik baru. Kami mencobanya sendiri sebelum mencobanya pada aplikasi pelanggan," tambah Mr. Schrieber.

Untuk Reliance, putaran yang sulit tampaknya berhasil. Penjualan naik 44 persen, basis pelanggan berkembang, dan pertumbuhan diproyeksikan selama beberapa tahun ke depan antara 15 dan 20 persen.