Pemegang Alat Memberikan Tautan Penting ke Produktivitas Pemesinan
Perkakas mesin yang presisi dan alat pemotong canggih bersama-sama menghasilkan produktivitas pemotongan logam yang luar biasa. Namun, hubungan antara pahat potong dan spindel mesin – pemegang pahat – sangat penting dalam mencapai produktivitas tersebut sepenuhnya. Produsen perkakas menawarkan berbagai macam gaya pemegang pahat, dengan masing-masing direkayasa untuk kinerja optimal dalam aplikasi pemesinan tertentu. Oleh karena itu, bengkel pemesinan harus mendasarkan pilihan pemegang pahatnya pada operasi spesifiknya serta pada suku cadang yang diproduksinya. Namun demikian, sementara toko berusaha memperoleh teknologi mesin dan bahan alat pemotong paling canggih, mereka sering kali tidak terlalu mementingkan pemilihan, penerapan, dan pemeliharaan pemegang alat yang paling sesuai dengan kebutuhan produksi spesifik mereka.
Semua Pemegang Tidak Diciptakan Sama
Tidak ada satu metode toolholding yang sesuai untuk semua kemungkinan aplikasi. Pemegang pahat yang direkayasa untuk melakukan operasi penyelesaian kecepatan tinggi biasanya akan kekurangan kekakuan dan kekuatan yang dibutuhkan agar efektif, misalnya, pengasaran dalam coran mentah. Sebaliknya, dudukan yang dimaksudkan untuk pemesinan kasar biasanya akan kekurangan kualitas keseimbangan yang memungkinkannya berjalan dengan lancar pada kecepatan tinggi dalam operasi penyelesaian. Selain itu, desain yang kokoh dan sebagian besar penahan roughing dapat membatasi aksesnya ke fitur bagian yang halus atau dalam. Material benda kerja yang tangguh membutuhkan toolholder dengan kekuatan dan kekakuan yang ditingkatkan. Kemampuan pemegang alat untuk meredam getaran serta mengalirkan cairan pendingin juga merupakan kriteria pemilihan yang penting.
Penggunaan pemegang pahat yang tidak tepat dapat mengakibatkan kesalahan dimensi dan bagian yang terkelupas bersama dengan keausan yang berlebihan pada spindel pahat mesin, masa pakai pahat yang lebih pendek, dan peningkatan kerusakan pahat. Dalam pekerjaan yang tidak kritis, pemegang alat dengan harga-nilai dapat menghasilkan hasil yang memuaskan. Namun dalam operasi di mana presisi berulang adalah wajib – dan terutama saat membuang benda kerja yang mahal akan mengurangi sebagian margin keuntungan – investasi pada toolholder berkualitas tinggi yang berfokus pada aplikasi memberikan asuransi berbiaya rendah terhadap kerugian tak terduga tersebut.
Untuk beberapa manajer toko, versi panjang pemegang alat yang digunakan di berbagai aplikasi adalah strategi penghematan biaya yang valid. Namun, selalu menerapkan penahan sesingkat mungkin akan memaksimalkan kekakuan, meminimalkan getaran yang menurunkan permukaan, dan mempertahankan masa pakai alat.
Pemegang alat mewakili kurang dari dua persen dari total biaya produksi. Bahkan memotong biaya itu menjadi setengahnya menghasilkan penghematan yang dapat diabaikan, sementara benda kerja yang rusak atau alat yang rusak memiliki efek keuangan yang terukur. Alat dan pemegang premium dapat meningkatkan tingkat produksi pemotongan logam untuk pengembalian langsung atas investasi perkakas. Khususnya di industri seperti manufaktur komponen dirgantara di mana stabilitas proses pemesinan adalah yang terpenting, banyak pabrikan yang terutama berfokus pada perolehan perkakas premium untuk menghindari produksi suku cadang yang cacat dan membuang waktu dalam aktivitas pemecahan masalah dan penghentian produksi. Produsen kedirgantaraan biasanya membutuhkan waktu lama untuk memvalidasi konsep pemegang baru sebelum mensertifikasi mereka untuk produksi.
Faktor Benda Kerja Mempengaruhi Pemilihan Holder
Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan toolholder termasuk machinability material benda kerja di setiap pekerjaan serta konfigurasi bagian akhir, yang dapat menentukan dimensi toolholder yang diperlukan untuk mencapai kontur dan/atau fitur tertentu. Namun, toolholder harus sesederhana dan semudah mungkin digunakan untuk meminimalkan kemungkinan kesalahan operator.
Terlepas dari teknologi toolholding mana yang diterapkan, kekakuan, kekuatan spindel, dan kemampuan alat mesin untuk menghasilkan toleransi yang ketat akan menentukan operasi apa yang layak dilakukan. Misalnya, mencoba menghasilkan toleransi skala mikron pada mesin yang aus adalah buang-buang waktu.
Elemen dasar alat mesin memainkan peran kunci – alat berat yang cepat dengan pemandu linier akan memanfaatkan pemegang alat yang dirancang untuk aplikasi kecepatan tinggi, sementara alat berat dengan cara kotak memberikan dukungan untuk pemesinan berat. Mesin multitugas akan sepenuhnya memanfaatkan kemampuan pemegang alat yang dapat menyelesaikan operasi pembubutan dan penggilingan/pengeboran.
Strategi pemesinan yang digunakan juga akan memandu pemilihan toolholder. Misalnya, toko dapat memilih alat untuk memaksimalkan produktivitas dalam operasi pemotongan kecepatan tinggi (HSC) yang melibatkan kedalaman pemotongan yang lebih ringan, atau dalam situasi pemotongan kinerja tinggi (HPC) yang berfokus pada menghasilkan tingkat penghilangan logam yang tinggi pada alat berat dengan daya yang memadai tetapi kemampuan kecepatan terbatas. .
Runout yang rendah dan berulang dapat membantu memastikan keterlibatan alat yang konstan dan dengan demikian mengurangi getaran dan memaksimalkan masa pakai alat. Keseimbangan sangat penting, dan pemegang alat berkualitas tinggi harus seimbang pada kualitas G2,5-25000 RPM (1 g.mm). Bengkel permesinan dapat melakukan penelitian sendiri dan berkonsultasi dengan pemasok perkakas mereka untuk menentukan sistem atau sistem penyimpanan perkakas yang akan memenuhi kebutuhan produksi mereka secara hemat biaya.
Setiap Pemegang Memiliki Niche
Baik Weldon sederhana, collet, heat shrink, tipe mekanis atau hidrolik, toolholder juga harus disesuaikan dengan persyaratan operasional tertentu. Pemegang end mill sederhana untuk alat shank Weldon, misalnya, kaku, mudah digunakan, dapat mengirimkan torsi tinggi dan memberikan penjepitan yang aman dan kuat dengan tindakan anti-tarik yang kuat. Mereka sangat cocok untuk roughing berat tetapi kurang konsentrisitas yang tepat. Secara umum, mereka secara inheren tidak seimbang dan tidak secara produktif berlaku untuk aplikasi yang menggunakan kecepatan rotasi tinggi.
Collet chuck dan collet yang dapat dipertukarkan adalah bentuk paling umum dari teknologi penahan alat bundar. Gaya ER hemat biaya tersedia dalam berbagai ukuran dan menawarkan cengkeraman yang cukup untuk operasi penggilingan dan pengeboran ringan yang andal. Collet holder ER presisi tinggi memiliki runout rendah (<5μm di ujung pahat) dan desain simetris yang dapat diseimbangkan untuk operasi kecepatan tinggi, dan versi yang diperkuat tersedia untuk pemesinan tugas berat. Pemegang ER memfasilitasi pergantian cepat dan dapat mengakomodasi berbagai diameter pahat.
Heat shrink fit holder menawarkan kekuatan penjepitan yang kuat, konsentrisitas 3 m pada 3xD dan kualitas keseimbangan yang sangat baik. Konfigurasi hidungnya yang kecil dan sederhana memberikan akses yang baik ke fitur bagian yang sempit.
Versi yang diperkuat dapat melakukan penggilingan sedang hingga berat, tetapi gaya cengkeraman bergantung pada toleransi ID dari shank dan dudukan pahat. Alat shrink fit memerlukan pembelian unit pemanas khusus, dan proses pemanasan/pendinginan menghabiskan lebih banyak waktu penyiapan daripada sekadar mengganti collet.
Chuck penggilingan mekanis memberikan kekuatan cengkeraman yang kuat dan kekakuan radial yang tinggi melalui beberapa baris bantalan jarum. Desainnya memungkinkan penggilingan berat dan perubahan pahat yang cepat, tetapi runout bisa lebih besar daripada sistem collet. Chuck mekanis umumnya berukuran lebih besar daripada gaya pemegang pahat lainnya, yang dapat membatasi akses pahat ke beberapa fitur bagian.
Chuck hidraulik yang menggunakan tekanan oli untuk menghasilkan gaya klem memiliki elemen internal yang lebih sedikit daripada chuck mekanis, dan sebagai hasilnya memiliki profil yang relatif lebih ramping. Chuck hidraulik memiliki runout rendah dan efektif untuk reaming, pengeboran, dan milling ringan pada kecepatan spindel tinggi, tetapi sensitif terhadap beban radial yang berat.
Sama pentingnya dengan cara dudukan mengamankan alat pemotong, demikian juga cara dudukan dipasang ke poros alat mesin. Ujung spindel atau lancip dari pemegang pahat menentukan kemampuan transfer torsi dan menetapkan akurasi pemusatan pahat. Taper alat BT, DIN, dan CAT tradisional efektif pada alat berat yang lebih kecil tetapi mungkin terbatas pada kemampuan kecepatan tinggi. Versi yang memberikan kontak pada dudukan lancip dan muka memberikan peningkatan kekakuan dan akurasi, terutama dalam situasi overhang yang panjang. Ukuran lancip yang lebih besar diperlukan untuk mentransmisikan torsi yang lebih besar secara andal. Pemegang HSK-E32, misalnya, tidak dapat menggantikan HSK-A125A dalam situasi pemesinan yang berat.
Pilihan gaya lancip pemegang sering ditentukan oleh preferensi daerah. HSK muncul di Jerman pada pertengahan 1990-an ketika mesin 5-sumbu semakin populer. Taper CAT sebagian besar di Amerika Serikat, sedangkan di Asia shank BT populer, sering kali dalam versi taper/kontak wajah.
HSK sangat umum untuk pemesinan 5-sumbu. Sambungan PSC (sistem penjepit poligonal:Capto) dan KM digunakan terutama pada mesin multi-tugas dan sekarang menjadi standar ISO. Baik KM dan Capto juga merupakan sistem modular, memungkinkan perakitan alat khusus dalam panjang yang berbeda dengan menumpuk ekstensi atau reduksi. Gaya toolholder yang memungkinkan untuk memutar, menggiling, atau mengebor suku cadang dalam satu pemasangan semakin populer seiring meningkatnya penggunaan mesin multi-tugas.
Meskipun ada sistem kepemilikan alat yang menggunakan pemegang dan collet unik dengan cara inovatif untuk mencapai hasil yang mengesankan, toko harus menghitung manfaatnya. Sistem ini biasanya melibatkan biaya yang lebih besar dan pilihan alat yang terbatas dari satu pemasok.
Biaya dan Pertimbangan Lain
Sementara biaya dasar dudukan tipe hidrolik atau mekanis lebih tinggi dibandingkan dengan dudukan collet atau shrink fit, faktor lain yang terlibat, seperti biaya sistem pemanas shrink fit, dan waktu yang dibutuhkan untuk mengganti alat. Anda juga perlu memiliki penahan shrink fit agar pas dengan setiap diameter pahat, dibandingkan dengan mengakomodasi diameter yang berbeda hanya dengan mengganti collet dalam sistem collet chuck holder.
Operator alat berat dan personel perawatan alat juga memainkan peran penting dalam keberhasilan aplikasi pemegang alat. Seperti halnya peralatan mesin dan peralatan manufaktur lainnya, pemegang alat memerlukan penggunaan dan pemeliharaan yang benar untuk memaksimalkan manfaatnya dan menggunakannya secara maksimal. Misalnya, operator harus memasukkan shank pahat ke dudukan sepenuhnya, karena tempat duduk yang tidak tepat akan menyebabkan akurasi yang merusak getaran atau bahkan ejeksi pahat. Mengikuti spesifikasi perakitan alat sangat penting. Operator tidak boleh menggunakan pegangan ekstensi untuk menerapkan torsi berlebihan saat mengencangkan chuck, yang memutar collet dan menghasilkan alat yang tidak sejajar.
Perawatan alat juga penting tetapi sering diabaikan. Operator harus selalu membersihkan dudukan sebelum digunakan dan juga memeriksa spindel perkakas mesin. Pemegang harus disimpan bersih dan kering, dengan tutup untuk melindungi alat lancip. Tekanan fluida chuck hidrolik harus diperiksa secara teratur.
Kesimpulan
Toko mesin perlu menyadari pentingnya toolholder dalam sistem pemesinan dan mempelajari cara mencocokkan toolholder yang tepat dengan peralatan mesin khusus mereka, strategi pemesinan, dan benda kerja dapat meningkatkan produktivitas dan mengurangi biaya. Pada saat yang sama, produsen toolholder menawarkan pilihan holder yang lebih lengkap (lihat sidebar) direkayasa untuk memenuhi kebutuhan operasional individu.
Perbaikan di masa depan melampaui perangkat keras pemegang itu sendiri. Manajemen alat menggunakan perangkat lunak dan tag RFID merupakan elemen manufaktur berbasis data dan menjadi lebih umum. Kemajuan dalam teknologi toolholder termasuk holder yang dilengkapi sensor yang memungkinkan pemantauan gaya pada holder secara real time. Data yang dikumpulkan memungkinkan penyesuaian parameter pemesinan dalam proses baik oleh operator atau bahkan secara otomatis melalui kecerdasan buatan (AI) yang terhubung dengan unit kontrol alat berat. Teknologi ini dan teknologi baru lainnya akan semakin memperkuat kontribusi produktif yang diberikan oleh pemegang alat dalam operasi pemesinan.
