Perbedaan Antara Pemesinan dan Penggilingan

Fabrikasi produk berbentuk rumit dengan permukaan akhir yang baik dengan pengecoran tidak selalu layak dan ekonomis. Berbagai operasi sekunder dapat dilakukan pada produk yang dicor untuk akhirnya menghasilkan objek yang diinginkan. Operasi tersebut mencakup penyambungan (seperti pengelasan), pemindahan atau pemesinan material, perlakuan panas atau perubahan properti, pewarnaan dan pelapisan, dll. Proses penghilangan material pada dasarnya menghilangkan material dari permukaan benda kerja untuk memberikan dimensi dan toleransi yang diinginkan. Sejumlah besar proses semacam itu ada untuk memenuhi kebutuhan pemrosesan berbagai bahan dengan berbagai cara dan untuk menyelesaikan permukaannya pada tingkat yang berbeda. Di antara mereka proses pemesinan konvensional sudah tua dan pada saat yang sama dapat diandalkan; namun, berbagai proses pemotongan abrasif dan apa yang disebut proses pemesinan non-tradisional (NTM) juga dapat menyediakan fasilitas serupa.

Menurut definisi, pemesinan atau pemotongan logam adalah salah satu proses manufaktur sekunder dimana bahan lapis demi lapis secara bertahap dihilangkan dalam bentuk keripik dari blanko yang telah dibentuk sebelumnya untuk mendapatkan bentuk, ukuran dan penyelesaian yang diinginkan. Untuk memenuhi permintaan ini, terdapat berbagai proses pemesinan seperti turning, threading, tapering, chamfering, spinning, tapping, necking, filleting, menghadapi, grooving, parting, knurling, pengeboran, penggilingan, pembentukan, perencanaan, slotting, membosankan, hobbing, broaching , dll. Proses tersebut dapat memberikan tingkat pemindahan material (MRR) yang lebih tinggi dan dengan demikian cocok, produktif, dan ekonomis untuk pemindahan material kerja secara massal. Alat pemotong atau pemotong yang keras dan tajam wajib digunakan untuk menghilangkan material dengan cara menggunting. Alat pemotong ini juga harus memiliki spesifikasi yang ditentukan dan bahan yang kompatibel untuk pemesinan yang tidak terputus dan efisien. Sebagian besar proses konvensional ini dapat memproses berbagai macam bahan; namun, material kerja tertentu tidak memberikan kemampuan mesin yang dapat diterima dan oleh karena itu proses pemindahan material lainnya (seperti pemotongan abrasif atau NTM) direkomendasikan dalam kasus tersebut.

Menggiling , salah satu jenis proses pemotongan abrasif, dapat memenuhi berbagai keterbatasan pemesinan konvensional. Di sini roda gerinda digunakan sebagai pengganti alat pemotong. Roda pada dasarnya terbuat dari partikel abrasif berukuran kecil dan lebih keras, seperti alumina, silika, berlian, dll., yang direkatkan dalam media yang sesuai. Abrasive semacam itu memiliki bentuk yang berubah-ubah dan karenanya tidak memiliki geometri yang pasti; meskipun roda itu sendiri memiliki konfigurasi tertentu. Meski material yang dikeluarkan berupa keripik, di sini keripik berukuran mikro. Proses ini tidak cocok untuk pemindahan material secara massal; sebagai gantinya, lebih disukai untuk menyelesaikan permukaan dalam tingkat mikron (0,5 – 2,0µm). Itu juga dapat secara efisien menggiling bahan keras dan keras. Berbagai perbedaan antara pemesinan konvensional dan penggilingan diberikan di bawah ini dalam bentuk tabel.

Tabel:Perbedaan antara pemesinan dan penggilingan

Penghapusan massal vs. proses penyelesaian: Material removal rate (MRR) didefinisikan sebagai laju volume material kerja yang dipindahkan dari permukaan kerja selama proses pemotongan. Sebagian besar proses pemesinan konvensional (kecuali beberapa seperti knurling) digunakan untuk menghilangkan jumlah material yang lebih besar untuk memberikan bentuk dan ukuran dasar. Ini memberikan MRR yang lebih tinggi dan dengan demikian lebih produktif. Itu juga dapat membuat permukaan produk setengah jadi pada level 1 – 50µm berdasarkan operasi dan parameter proses yang sesuai. Grinding, di sisi lain, terutama digunakan untuk menyelesaikan permukaan dengan tingkat yang jauh lebih baik. Kekasaran permukaan dalam urutan 0,5 – 2µm mudah dilakukan dengan penggilingan. Sehingga dapat memberikan akurasi dimensi yang tinggi dan toleransi yang dekat.

Alat pemotong – material dan geometrinya: Setiap proses pemesinan konvensional wajib menggunakan alat potong (juga disebut pemotong) yang memiliki geometri dan material tertentu. Pemotong ini berisi satu atau lebih ujung tombak yang tajam untuk memotong material secara efisien dari permukaan kerja. Bahan pemotong ini juga merupakan faktor penting untuk menentukan kinerja pemesinan. Yang paling penting kekerasan bahan pemotong harus jauh lebih tinggi daripada bahan kerja. Mulai dari baja berkecepatan tinggi (HSS), karbida dan keramik, boron nitrat kubik (cBN) saat ini dan pemotong berlian sudah tersedia. Penggilingan menggunakan roda, bukan pemotong, dan bahan abrasif pada roda benar-benar menghilangkan material. Tidak seperti pemotong, abrasif tersebut tidak memiliki geometri yang ditentukan (berbagai sudut, radius tepi, radius hidung, panjang tepi tajam, dll. bervariasi secara sewenang-wenang); namun, bahan abrasif dapat diperbaiki seperti alumina, silika, atau berlian.

Sudut penggaruk dan sudut jarak bebas: Sudut garu pahat potong menunjukkan kemiringan permukaan garu dari bidang referensi. Ini adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi deformasi geser, arah aliran chip, ketebalan chip, gaya potong, regangan geser, konsumsi daya, dll. Pemotong, yang digunakan dalam pemesinan konvensional, mungkin memiliki sudut rake positif, negatif atau bahkan nol dan nilainya biasanya bervariasi antara +15° hingga -15°. Abrasive dari roda gerinda memiliki sudut penggaruk yang tiba-tiba dan dapat bervariasi dari +60° hingga –60°, terkadang bahkan di luar batas ini. Sudut rake yang tinggi seperti itu biasanya tidak diinginkan karena menyebabkan ketidakseimbangan dalam pemotongan dan meningkatkan konsumsi daya pemotongan (positif tinggi) atau kegagalan pahat (negatif tinggi). Tidak seperti sudut rake, sudut celah pemotong tidak boleh negatif atau nol—harus memiliki nilai positif. Kualitas dan toleransi permukaan jadi tergantung pada sudut ini. Untuk sudut celah pemotong biasanya terletak di antara +3° hingga +15°; sedangkan untuk abrasive bisa arbitrer (bisa nol atau setinggi +90°).

Penggeseran dan partisipasi ujung tombak: Pemotong dapat terdiri dari satu atau lebih ujung tombak dan karenanya dapat berupa pemotong titik tunggal atau pemotong multi titik. Terlepas dari jumlahnya, masing-masing ujung tombak sama-sama berpartisipasi dalam tindakan pemindahan material. Selain itu, dalam pemesinan, material dihilangkan dengan menggeser lapisan tipis material ketika gaya tekan yang cukup diterapkan oleh pemotong. Dalam roda gerinda, hanya beberapa abrasive yang terbuka (kadang-kadang bahkan di bawah 1%) yang berpartisipasi dalam tindakan pemindahan material. Sisa abrasif tidak menyentuh permukaan kerja (perhatikan bahwa infeed sangat rendah, bahkan di bawah 10µm) atau menyebabkan goresan, pembajakan, atau gesekan alih-alih geser. Namun, material dihilangkan hanya dengan pemotongan; yang lain hanya meningkatkan kekuatan normal yang tidak diinginkan.

Konsumsi energi spesifik: Energi pemotongan yang diperlukan untuk menghilangkan satuan volume material disebut sebagai energi spesifik, diukur dalam J/mm ³ . Secara matematis pangkat dibagi dengan MRR memberikan energi spesifik. Pemesinan konvensional menghasilkan laju penyisihan material (MRR) yang tinggi dan dengan demikian energi spesifik relatif rendah. Di sisi lain, dalam penggilingan, MRR rendah dan sebagian besar energi terbuang karena menggaruk, membajak atau menggosok bukannya geser. Dengan demikian energi spesifik meningkat tajam; bahkan bisa 5 – 20 kali lipat lebih tinggi.

Kerusakan permukaan oleh pembangkitan panas: Dalam pemesinan konvensional, sebagian besar panas pemotongan dihasilkan di zona deformasi sekunder di mana terjadi gesekan yang intens antara permukaan chip dan rake. Zona geser primer juga berkontribusi sampai batas tertentu. Namun, sebagian besar panas yang dihasilkan (70 – 80%) terbawa oleh chip yang terus mengalir dan hanya sebagian kecil yang masuk ke dalam pemotong atau benda kerja. Jadi kerusakan termal benda kerja dan pemotong biasanya tidak signifikan, terutama bila cairan pemotongan yang sesuai diterapkan. Dalam penggilingan, pembentukan panas terjadi terutama karena menggaruk, membajak dan menggosok. Panas seperti itu terakumulasi di dalam benda kerja karena bahan abrasif adalah isolator termal dan volume bentuk chip mikro yang sangat kecil. Akumulasi panas yang ekstrem dapat menyebabkan berbagai kerusakan termal pada permukaan akhir termasuk pembakaran permukaan, perubahan sifat mekanik, ketidakakuratan dimensi karena ekspansi termal, dll.

Pemesinan material keras dan keras: Material seperti itu memiliki banyak tantangan saat diproses dengan proses pemesinan konvensional seperti keausan pahat yang tinggi, chip yang terfragmentasi, dll., yang pada akhirnya menyebabkan kemampuan permesinan yang buruk. Penggilingan dapat diterapkan secara menguntungkan terlepas dari ketangguhan dan kekerasan material kerja.

Perbandingan ilmiah antara mesin konvensional dan penggilingan disajikan dalam artikel ini. Penulis juga menyarankan Anda untuk membaca referensi berikut untuk pemahaman topik yang lebih baik.

• Permesinan dan Peralatan Mesin oleh A. B. Chattopadhyay (1 ^pertama edisi, Wiley).
• Teknologi dan Rekayasa Manufaktur:Edisi SI oleh S. Kalpakjian dan S. R. Schmid (7 ^th edisi, Pearson Ed Asia).
• Perbedaan antara Machining dan Grinding menurut perbedaan.minaprem.com.