Pengenalan Mesin, Faktor Pengaruh, Peningkatan Dan Pengukuran

Kemudahan memotong logam dengan alat pemotong disebut machinability. Namun, sulit untuk mengukur karakteristik ini karena banyak faktor yang menentukan kemampuan mesin logam. Artikel ini memperkenalkan dasar-dasar machinability:apa itu machinability, faktor-faktor yang mempengaruhi machinability, bagan metal machinability, bagaimana meningkatkan machinability dan bagaimana mengukur machinability.

Apa Itu Machinability?

Machinability adalah ukuran seberapa mudah untuk memotong suatu bahan dengan alat pemotong, atau seberapa mudah untuk memotong logam. Mendefinisikan seberapa mudah suatu bahan (terutama logam) dapat dipotong atau dibentuk sambil memberikan permukaan akhir yang memuaskan. Bahan dengan kemampuan mesin yang baik membutuhkan daya yang sangat kecil untuk memotong, menghasilkan permukaan akhir yang halus dan meminimalkan keausan pahat. Sebaliknya, material yang kurang dapat dikerjakan membutuhkan gaya potong yang lebih tinggi, permukaan akhir yang buruk, dan alat yang aus. Oleh karena itu, bahan dengan kemampuan mesin yang buruk lebih mahal untuk diproses.

American Iron and Steel Institute (AISI) telah menetapkan peringkat kemampuan mesin 100% relatif terhadap kemampuan mesin 160 baja Brinell B1112 untuk berbagai bahan. Logam dengan kemampuan mesin lebih tinggi dari B1112 dinilai di atas 100%, sedangkan logam dengan kemampuan mesin lebih rendah dinilai di bawah 100%. Peringkat kemampuan mesin ditentukan dengan mengukur rata-rata tertimbang dari kecepatan potong normal, permukaan akhir, dan umur pahat untuk setiap material.

Bagan Kemampuan Mesin Logam

(Sumber dari:https://www.cnclathing.com/guide/cnc-machining-material-machinability-chart-machinability-of-metals-and-plastics-cnclathing )

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kemampuan Mesin Logam

1) Faktor yang terkait dengan karakteristik benda kerja

Kekerasan logam:

Jika logamnya keras, maka membutuhkan konsumsi daya yang lebih besar dan menghasilkan suhu tinggi. Oleh karena itu, keausan pahat dapat terjadi, yang mengakibatkan kemampuan mesin yang buruk.

Komposisi kimia:

Saat mengerjakan logam murni, gaya potong dan keausan pahat sangat tinggi. Namun, jika sejumlah kecil karbon, mangan, timbal, belerang dan fosfor ditambahkan ke baja, kemampuan mesin dapat ditingkatkan. Produktivitas dan permukaan akhir juga ditingkatkan.

Baja karbon rendah yang mengandung 0,01% hingga 0,15% karbon menunjukkan kemampuan mesin yang buruk karena keuletan dan ketangguhannya yang tinggi.

Jika kandungan karbon lebih banyak (yaitu dari 0,25% menjadi 0,3%), ini menunjukkan kemampuan mesin yang baik.

Penambahan 1% mangan dan 0,15% fosfor meningkatkan kemampuan pengerjaan logam.

Jika sulfur dan fosfor ada dalam logam, chip pemesinan cenderung pecah karena rapuh.

Namun, beberapa logam yang ditambahkan ke baja, seperti silikon, nikel, kromium, vanadium, dan molibdenum, memiliki efek merugikan pada kemampuan mesin.

Mikrostruktur:

Logam akan menunjukkan kemampuan mesin yang buruk jika mengandung inklusi abrasif dan struktur yang tidak seragam, butiran yang besar dan terdistorsi.

Penanganan Logam:

Baja pengerjaan dingin menunjukkan kemampuan mesin yang lebih baik karena meningkatkan umur pahat dan dapat dikerjakan pada kecepatan pemotongan tinggi.

Kemampuan mesin baja karbon tinggi dapat ditingkatkan dengan pengerjaan panas.

Berbagai perlakuan panas, seperti normalisasi, anil, temper, dll., membantu meningkatkan kemampuan mesin.

2) Faktor terkait alat

Berbagai faktor terkait alat pemotong yang memengaruhi kemampuan pengerjaan logam tercantum di bawah ini.

Bahan alat

Geometri alat

memotong alam

Kekakuan alat

3) Faktor yang terkait dengan kondisi pemotongan

Berbagai faktor yang terkait dengan kondisi pemotongan yang memengaruhi kemampuan pengerjaan logam tercantum di bawah ini.

kecepatan potong

Umpan dan kedalaman pemotongan

suhu pemotongan

cairan pemotong

4) Faktor yang berhubungan dengan mesin

Perkakas mesin yang digunakan untuk operasi pemesinan harus kaku dan kuat untuk kemampuan pemesinan benda kerja yang lebih baik.

Meningkatkan Machinability Material

Meskipun logam memiliki sifat fisik yang tetap, keadaan benda kerja dapat diubah agar lebih mudah dikerjakan. Aditif juga dapat ditambahkan ke paduan untuk meningkatkan kemampuan mesin.

Aditif:Salah satu cara untuk meningkatkan kemampuan mesin dari material tertentu adalah dengan menambahkan elemen material lain agar lebih mudah dipotong. Misalnya, saat mengerjakan baja, menambahkan timbal dan belerang dapat membuat benda kerja lebih mudah dipotong.

Perlakuan Panas:Logam sering dipanaskan dan didinginkan untuk mengubah sifatnya. Perlakuan panas mengurangi kekerasan logam, membuatnya lebih mudah untuk bekerja. Misalnya, anil paduan berbasis nikel dapat meningkatkan kemampuan mesin.

Faktor eksternal:Membuat pemesinan lebih mudah tanpa benar-benar mengubah material benda kerja. Misalnya, menyesuaikan material pahat, kecepatan potong, sudut pemotongan, kondisi pengoperasian, dan parameter lainnya mempermudah pemotongan material yang sulit dikerjakan.

Pengukuran Kemampuan Mesin

Karena ada banyak faktor berbeda yang mempengaruhi kemampuan mesin suatu material, kemampuan mesin dapat dianggap sebagai konsep yang tidak jelas yang sulit untuk diukur.

Namun, insinyur dan ilmuwan material mencoba mengukur kemampuan mesin melalui metrik seperti konsumsi daya (berapa banyak energi yang diperlukan untuk memotong material), umur pahat potong (seberapa cepat pahat aus saat memotong material), dan permukaan akhir (hasil kehalusan bahan yang dipotong) .

Konsumsi daya:Kemampuan mesin dapat dinilai dengan gaya yang dibutuhkan untuk memotong material, diukur menggunakan metrik energi standar.

Umur Alat Pemotong:Kemampuan mesin dapat dinilai dengan menghitung berapa lama alat akan bertahan saat memotong bahan tertentu.

Permukaan akhir:Kemampuan mesin dapat dinilai dengan memperhatikan tingkat tepi yang terbentuk yang berkembang selama pemesinan, material yang sangat mudah dikerjakan tidak mengembangkan tepi yang terbentuk.