Apa itu Pemotongan Kecepatan Tinggi?

Istilah "Pemotongan Berkecepatan Tinggi" (juga dikenal sebagai pemesinan berkecepatan tinggi) adalah istilah yang telah berkembang di industri manufaktur secara signifikan dalam 5 hingga 10 tahun terakhir. Terlepas dari status 'kata kunci' yang baru ditemukan, definisi proses ini tetap agak sulit dipahami, atau paling baik didefinisikan secara longgar hanya sebagai penggilingan pada RPM yang cukup tinggi. Realitas pemotongan kecepatan tinggi sedikit lebih bernuansa, tetapi tetap menuntut perhatian karena efisiensi signifikan yang diberikannya. Dalam posting ini kita akan melihat awal dan perkembangan pemotongan berkecepatan tinggi sebagai sebuah proses. Penelitian dan pengembangan metodologi pemotongan kecepatan tinggi paling maju secara signifikan pada akhir 70-an dan awal 80-an melalui Program Penelitian Manufaktur Lanjutan, yang didanai oleh DARPA. Tujuan dari program ini adalah untuk mengidentifikasi cara penghilangan material yang lebih cepat dengan menggunakan RPM dan laju umpan yang jauh lebih tinggi daripada yang digunakan secara tradisional. Program ini menguji kecepatan potong (Vc) yang berkisar dari sesedikit 0,05 in/mnt hingga setinggi 960,000 in/mnt dan seterusnya. Penelitian serupa sedang dilakukan di Eropa selama pertengahan 1980-an di Universitas Teknik Darmstadt. Hasil dari upaya penelitian ini adalah realisasi bahwa 'sweet spot' dari proses pemotongan kecepatan tinggi bervariasi tergantung pada bahan yang digiling serta geometri alat pemotong. Secara umum, sweet spot ini didefinisikan sebagai berikut:

Setelah ambang batas ke kisaran HSM telah tercapai, manfaat dari metode pemotongan ini mulai terlihat. Keuntungan pemotongan kecepatan tinggi diwujudkan dalam empat bidang utama:

1.) Meningkatkan akurasi pemesinan

Saat kecepatan potong meningkat, gaya potong berkurang karena fenomena yang disebut tiksotropi – atau sifat material yang “bekerja melunak” karena regangan geser yang diberikan padanya oleh ujung tombak pahat, dan kemudian kembali ke bentuk semula. sifat kekerasan asli setelah proses pemotongan selesai. Sifat ini terutama berlaku untuk paduan aluminium, yang menjadikan aluminium kandidat ideal untuk proses pemotongan kecepatan tinggi.

2.) Peningkatan pada permukaan akhir

Pengetahuan pemesinan umum memberi tahu kita bahwa panas gesekan dalam proses penggilingan dihasilkan secara merata di setiap sisi tepi potong pahat (menyumbang hampir 80% dari semua panas gesekan yang diinduksi) dengan 20% lainnya dihasilkan oleh deformasi atau pembengkokan chip yang dihasilkan . Dalam proses pemotongan kecepatan tinggi, beban chip dievakuasi dengan kecepatan tinggi sehingga sebagian besar (sekitar 60%) panas berbasis gesekan ini tidak memiliki waktu yang cukup untuk mengalir ke benda kerja di sekitarnya atau ke pahat itu sendiri. Hasilnya, permukaan akhir yang dikerjakan dengan mesin menunjukkan kualitas unggul dengan pengurangan yang cukup besar dalam degradasi benda kerja yang disebabkan oleh suhu.

3.) Mengurangi pembentukan bur

Berdasarkan studi yang berfokus pada praktik terbaik pemesinan kecepatan tinggi, penurunan yang mencolok dalam pembentukan bur diamati setelah kecepatan potong yang cukup tinggi telah dicapai. Pengurangan pembentukan bur ini merupakan fungsi dari kecepatan potong itu sendiri tetapi juga desain geometrik yang tepat dari ujung tombak. Singkatnya, pahat potong yang telah dirancang dengan benar agar sesuai dengan material kerja yang diputar dengan kecepatan yang cukup mempengaruhi pemotongan yang cukup cepat untuk menggunting material secara utuh dan bersih – sehingga mengurangi atau menghilangkan pembentukan bur.

4.) Evakuasi Chip yang Lebih Baik

Mirip dengan pengurangan pembentukan bur, peningkatan evakuasi chip yang dinikmati oleh mereka yang menggunakan praktik pemotongan kecepatan tinggi terutama merupakan hasil dari geometri pahat pemotong yang dikombinasikan dengan keadaan energi tinggi yang dihasilkan oleh RPM yang diterapkan. Dengan kecepatan potong lebih dari 500 m/mnt, dan alat pemotong yang dioptimalkan untuk mengevakuasi sejumlah besar chip dalam waktu singkat, chipload yang dihasilkan dapat dikeluarkan dari area pemrosesan dengan kecepatan tinggi, sangat mengurangi kemungkinan pemesinan ulang chip atau kerusakan pada benda kerja karena banyaknya sisa chip. Dengan kecepatan spindel di kisaran 8.000 hingga 12.000 RPM yang menjadi sangat umum di pasar peralatan mesin, kemampuan untuk memanfaatkan keunggulan pemotongan kecepatan tinggi pada baja, besi tuang, dan paduan berbasis nikel sudah tersedia bagi produsen yang bersedia beradaptasi strategi mereka ke strategi yang sesuai dengan praktik terbaik HSC. Pemotongan kecepatan tinggi dari bahan non-ferrous seperti kuningan, aluminium dan plastik rekayasa menuntut kemampuan RPM yang jauh lebih tinggi, dan oleh karena itu mereka yang ingin memanfaatkan keuntungan pemotongan kecepatan tinggi untuk bahan-bahan ini harus fokus pada peralatan penggilingan yang mampu beroperasi pada kecepatan tinggi. kecepatan spindel kecepatan tinggi 25.000 hingga 50.000 RPM atau lebih. Dengan kebutuhan akan suku cadang mesin yang menampilkan tingkat presisi dan kualitas yang semakin meningkat, pemotongan kecepatan tinggi menawarkan cara kerja yang “lebih cerdas, bukan lebih keras” – dengan memanfaatkan sistem penggilingan CNC di mana sinergi antara material, alat potong, dan kecepatan potong memungkinkan tingkat kinerja yang tidak terlihat dalam praktik pemesinan tradisional.