Bagaimana Penyeimbangan Alat Meningkatkan Umur dan Produktivitas Alat

Runout pahat pemotong dan ketidakseimbangan pemegang pahat membuat pemesinan menjadi menantang. Inilah yang perlu Anda ketahui tentang teknik penyeimbangan alat dan bagaimana melakukan prosedur ini dengan benar dapat meminimalkan getaran, meningkatkan penyelesaian permukaan, dan masa pakai alat.

Penyeimbangan pahat adalah suatu keharusan untuk pemesinan berkecepatan tinggi, di mana kecepatan spindel mencapai 20.000 rpm atau lebih tinggi. Namun, banyak pakar akan memberi tahu Anda bahwa penyeimbangan dimulai hanya pada 6.000 rpm dan melewatkan langkah penting ini akan mengurangi masa pakai alat dan produktivitas.

Brendt Holden, presiden Haimer Inc., adalah salah satunya. Dia suka menceritakan sebuah cerita dari 15 tahun yang lalu tentang sebuah toko mesin di Wisconsin yang berjuang dengan operasi yang membosankan. Setelah memasang salah satu penyeimbang alat Haimer, toko mesin dapat meningkatkan hasil kerja secara signifikan, bersama dengan banyak lainnya.

“Toko itu tidak memiliki satu mesin pun yang lebih cepat dari 6.000 rpm,” kenang Holden. “Itu adalah kesaksian yang luar biasa tentang pentingnya penyeimbangan alat, terlepas dari kecepatan spindel.”

Mereka tidak sendirian. Pabrikan mesin utama AS menghemat $250.000 per tahun untuk waktu henti yang tidak direncanakan setelah menerapkan solusi penyeimbangan alat. K&G Manufacturing di Minneapolis menemukan bahwa rakitan pemegang alat prasetel offline dipotong sesuai ukuran pertama kali saat seimbang. Bahkan industri penggilingan mengetahui nilai penyeimbangan, seperti yang dapat dibuktikan oleh produsen alat pemotong OSG:setelah menyeimbangkan paket roda, perusahaan menemukan bahwa output meningkat sebesar 20 persen, masa pakai spindel naik 30 persen dan konsumsi daya menurun 18 persen.
 

Jika anekdot ini gagal mempengaruhi para skeptis di luar sana, inilah contoh yang lebih ilmiah—contoh yang membantu menjelaskan efektivitas alat penyeimbang.

Insinyur Haimer memasang pabrik akhir di dua pemegang alat, satu seimbang, yang lain tidak. Keduanya diperiksa di salah satu unit penyetelan alat perusahaan dan memiliki runout kurang dari 2 mikron. Kemudian mereka memutar setiap rakitan toolholder pada 18.000 rpm sambil menganalisisnya dengan akselerometer. Hasil? Di mana perakitan seimbang mempertahankan tingkat runout mendekati nol yang sama, yang tidak seimbang meningkat menjadi 11 mikron (0,0004")—peningkatan lima kali lipat.

Jika runout tool life-killing tidak cukup untuk meyakinkan Anda, coba ini:Tanyakan kepada pembuat ulang spindel peralatan mesin apa pun penyebab utama kegagalan prematur. Sebagian besar akan menyarankan itu a) crash, atau b) ketidakseimbangan pemegang alat. Untuk banyak pusat permesinan—terutama yang memiliki spindel berkecepatan tinggi—penggantian dapat dengan mudah menghabiskan biaya lebih dari satu unit penyeimbang pahat, dan itu tanpa memperhitungkan waktu henti mesin dan penundaan produksi yang diakibatkannya.

Anda mungkin berpikir, “Saya mengerti. Itu sebabnya kami membeli pemegang alat yang seimbang.” Dan sementara Holden dan yang lainnya akan memberi tahu Anda bahwa ini adalah awal yang baik, ini setara dengan membeli ban berkualitas tinggi untuk mobil Anda—mereka masih perlu diseimbangkan, dan seperti halnya alat pemotong dan pemegang alat, itu harus dilakukan sebagai perakitan lengkap. .

Truing Up Toolholder

Agak ironis, prosesnya tidak jauh berbeda. Sama seperti montir mobil akan menambahkan beban kecil ke satu sisi roda untuk mengimbangi ketidakseimbangan, demikian juga petugas tempat tidur alat dapat menambahkan sekrup logam berat atau cincin berbentuk aneh ke dudukan alat, dengan hati-hati menyesuaikan masing-masing sampai kondisi tidak seimbang telah telah dibatalkan. Dimungkinkan juga untuk mengebor atau menggiling pemegang alat itu sendiri, menghilangkan sejumlah kecil logam sampai keseimbangan tercapai, meskipun ini jelas merupakan pendekatan yang lebih mahal (dan permanen).

Ban dan toolholder juga mengalami jenis ketidakseimbangan yang sama, yaitu statis dan dinamis. Lepaskan mur roda dari roda pada F-150 Anda dan Anda akan menciptakan ketidakseimbangan statis, yang dapat dianggap sebagai terlalu banyak beban di satu sisi. Pukul batu dengan baling-baling perahu nelayan Anda dan kemungkinan besar Anda akan menghadapi ketidakseimbangan dinamis, atau ketidakseimbangan dalam dua bidang rotasi. Kondisi terakhir inilah yang paling umum di pusat permesinan CNC, terutama dengan alat dan pemegang alat yang lebih panjang.

Ironisnya, toolholder gaya CAT—favorit pembuat peralatan mesin di sini di AS—secara inheren tidak seimbang karena slot flensa yang tidak simetris. Begitu juga pemegang alat gaya Weldon dengan sekrup set di satu sisi. Bahkan perkakas HSK, terutama bentuk-A yang lebih umum, mengalami beberapa tingkat ketidakseimbangan, meskipun tidak jauh dari pemegang pahat lancip yang curam. Pabrikan perkakas berusaha untuk mengimbangi kondisi yang tidak menguntungkan ini, tetapi pasang kenop penahan ke salah satu ujung dudukan pahat, bor atau gilingan ujung di ujung lainnya, dan semua taruhan dibatalkan. Oleh karena itu saran untuk selalu menyeimbangkan pemegang alat sebagai satu kesatuan yang lengkap.

Bukti Penyeimbangan Alat dalam Puding

Ketidakseimbangan ini dapat diukur. Ini disebut sebagai nilai G, dan sebagian besar pakar industri menyarankan bahwa alat harus diseimbangkan ke 2,5 G atau lebih baik (artinya nilai lebih rendah dari 2,5). Untuk yang cenderung matematis, situs web Haimer menawarkan formula yang membingungkan tentang ilmu penyeimbangan alat di sini, bersama dengan alasan tambahan mengapa penting bagi siapa saja yang tertarik untuk meningkatkan operasi penggilingan, pengeboran, dan pengeboran mereka.

Jadi apa yang harus dilakukan? Jawabannya seharusnya sudah jelas sekarang:Berinvestasilah pada mesin penyeimbang alat, seperti yang dilakukan pelanggan Brendt Holden lainnya beberapa tahun lalu ketika ia membeli pusat permesinan 20.000 rpm pertamanya. Hasilnya sangat bagus sehingga dia mulai menyeimbangkan semua yang ada di bengkel, bahkan untuk mesin lamanya yang dibatasi hingga 8.000 rpm.

“Masa pakai alat yang lebih baik dan permukaan akhir adalah catatan tambahan,” kata Holden. “Yang paling dia perhatikan adalah tingkat penghilangan logam yang ditingkatkan. Di mana sebelumnya dia mungkin memotong bagian pada 3.000 rpm, dia menemukan bahwa dia biasanya dapat menggandakannya dengan menyeimbangkan, dengan peningkatan laju umpan yang sesuai. Dia senang."

Melampaui Keseimbangan Alat

Matt Brothers, manajer Pusat Teknologi Industri 4.0 di Zoller Inc., dapat berbagi kisah sukses serupa dari pelanggan yang telah menerapkan salah satu solusi penyeimbangan alat perusahaan. Namun dia dengan cepat menunjukkan bahwa mesin penyeimbang hanyalah salah satu bagian dari strategi boks alat yang jauh lebih besar. Sama pentingnya adalah kebutuhan untuk mengatur alat secara offline, menghilangkan kemungkinan kesalahan operator saat menyentuh alat mesin dan sangat meningkatkan ketersediaan alat berat untuk boot.

Karena kemampuan pencitraan optik canggih dari sebagian besar presetter, mereka juga memungkinkan petugas boks alat untuk memeriksa alat secara menyeluruh sebelum digunakan, dan untuk mengukur runout yang sangat penting yang disebutkan sebelumnya. Dan untuk toko-toko yang menggunakan perkakas shrink-fit, Zoller (dan Haimer) menawarkan mesin kombo yang dapat melakukan keduanya dalam satu operasi.

Brothers menyarankan bahwa, ketika diimplementasikan dengan solusi manajemen alat (TMS), prasetel alat offline menyediakan visibilitas penggunaan alat dari awal hingga akhir, sementara juga meningkatkan seluruh alur proses pemrograman dan pengaturan.

“TMS Zoller dapat berkomunikasi langsung dengan alat mesin,” katanya. “Ini dapat berinteraksi dengan sistem CAM toko, perangkat lunak simulasinya, atau sistem pemantauan masa pakai alatnya. Ada banyak keuntungan untuk menyimpan informasi pahat potong dan pemegang pahat dalam satu database, termasuk akurasi data yang ditingkatkan, inventaris pahat yang berkurang, waktu henti yang lebih sedikit, dan aliran proses yang lebih efisien. Inilah mengapa kami merasa bahwa TMS harus menjadi bagian integral dari setiap toko yang berfokus pada Industri 4.0.”

Untuk toko yang tertarik dengan salah satu dari teknologi peningkatan produktivitas ini, sekaranglah waktunya untuk menyelidiki. Potongan Bagian 179 Peralatan berakhir pada bulan Desember. Hubungi MSC—atau salah satu perusahaan yang tercantum dalam artikel ini—untuk mengetahui lebih lanjut.

Apakah Anda Menuai Manfaat Penyeimbangan Alat?

Penyeimbangan alat sering dianggap hanya diperlukan untuk pemesinan berkecepatan tinggi, tetapi banyak toko dapat memperoleh manfaat darinya.

Para ahli akan memberi tahu Anda bahwa penyeimbangan dimulai hanya dengan 6.000 rpm dan melewatkan langkah penting ini akan mengurangi masa pakai alat dan produktivitas.

Ikuti jajak pendapat kami di bawah ini untuk membagikan pandangan Anda tentang penyeimbangan alat dan melihat apa yang dipikirkan orang lain.

Apakah Anda sudah menyeimbangkan alat Anda?

Manfaat apa yang Anda lihat dari penyeimbangan alat? Apa tantangan yang Anda hadapi? Bagikan pemikiran Anda di komentar di bawah.