Mengungkap Mekanisme End Mill Tinggi Pakan untuk Performa Pemesinan yang Unggul
End Mill Tinggi Pakan adalah jenis alat Pemesinan Efisiensi Tinggi (HEM) dengan profil ujung khusus yang memungkinkan alat untuk menggunakan efek penipisan irisan sehingga laju pakan meningkat secara dramatis. Alat ini dimaksudkan untuk beroperasi dengan kedalaman aksial rendah sangat rendah sehingga tindakan pemotongan terjadi di sepanjang tepi lengkung profil bawah. Ini memungkinkan beberapa fenomena yang berbeda terjadi:
- Sudut pengarah rendah menyebabkan sebagian besar gaya pemotongan ditransfer secara aksial kembali ke spindle. Ini berarti kurang defleksi, karena ada jauh lebih sedikit gaya radial yang mendorong pemotong dari sumbu pusatnya.
- Profil lengkung yang diperpanjang di tepi bawah menyebabkan efek penipisan irisan yang memungkinkan laju pakan yang agresif.
Sudut Pengarah Rendah dari End Mill Tinggi Pakan
Seperti yang terlihat pada Gambar 1 di bawah, saat End Mill Tinggi Pakan terlibat dengan benar dengan benda kerja, sudut pengarah rendah, bersama dengan kedalaman potong aksial rendah, mentransfer sebagian besar gaya pemotongan ke atas sepanjang sumbu pusat alat. Jumlah gaya radial yang rendah memungkinkan jangkauan lebih lama untuk digunakan tanpa efek buruk getaran, yang akan menyebabkan kegagalan alat. Ini bermanfaat untuk aplikasi yang memerlukan jumlah gaya radial yang rendah, seperti memesin dinding tipis atau kontur kantong dalam.
Feed Mills Have Aggressive Feed Rates
Gambar 1 juga menggambarkan gambaran seketika dari irisan yang terbentuk saat terlibat dalam jalur alat roughing yang tepat. Perhatikan bagaimana irisan (ditandai dengan garis diagonal) menipis saat mendekati sumbu pusat alat. Ini disebabkan oleh geometri lengkung tepi bawah. Karena fenomena penipisan irisan ini, pakan alat harus ditingkatkan sehingga alat secara aktif terlibat dalam pemotongan dan tidak menggosok benda kerja. Menggosok akan meningkatkan gesekan, yang pada gilirannya meningkatkan tingkat panas di sekitar zona pemotongan dan menyebabkan aus alat premature. Karena alat ini membutuhkan beban irisan yang ditingkatkan untuk mempertahankan tepi pemotongan yang viable, alat ini telah diberi nama “High Feed Mill.”
Fenomena Lainnya Akibat Geometri Lengkung Tepi Bawah
Geometri lengkung tepi bawah juga menyanksi tindakan berikut untuk terjadi:
- Radius yang dapat diprogram ditambahkan ke jalur alat CAM
- Bentuk cengkeruk terbentuk selama operasi pemutaran permukaan
- Irisan dengan bentuk berbeda yang dibuat selama aplikasi slotting, dibandingkan dengan roughing HEM
Radius yang Dapat Diprogram
Pemotong Akhir Tinggi Pakan Helical Solutions memiliki desain tepi bawah double radius. Karena ini, profil yang tepat tidak dapat dengan mudah diprogram oleh beberapa perangkat lunak CAM. Oleh karena itu, radius teoretis digunakan untuk memungkinkan integrasi yang mudah. Cukup program jalur alat bullnose dan gunakan radius teoretis (terlihat di bawah dalam Gambar 2) dari tabel dimensi sebagai corner radius.
Mengelola Cengkeruk
Cengkeruk adalah sisa material yang tertinggal oleh alat pemotong dengan profil lengkung. Tiga faktor utama yang menentukan tinggi dan lebar cengkeruk adalah:
- Kedalaman Potong Aksial
- Kedalaman Potong Radial
- Lengkungan Tepi Bawah atau Sudut Pengarah
Gambar 3 di bawah adalah gambaran profil cengkeruk dari potongan roughing typis dengan 65% radial step over dan 4% kedalaman potong aksial. Daerah yang diarsir mewakili cengkeruk yang tertinggal setelah 2 lewat roughing dan bersejajar dengan jalur alat.
Gambar 4 dan 5 menunjukkan efek kedalaman potong radial dan aksial pada tinggi dan lebar cengkeruk. Gambar ini harus dilihat dalam konteks Gambar 3. Persentase berdasarkan diameter digunakan daripada satuan pengukuran standar untuk menunjukkan bahwa efek ini dapat diprediksi pada setiap ukuran alat. Gambar 4 menunjukkan bahwa cengkeruk mulai terbentuk saat alat diprogram untuk memiliki radial step over antara 35% dan 40%. Tinggi meningkat secara eksponensial hingga mencapai maksimum pada kedalaman potong aksial. Gambar 5 menunjukkan bahwa ada hubungan linear antara radial step over dan lebar cengkeruk. Tidak ada hubungan yang terlihat antara lebar cengkeruk dan kedalaman potong aksial selama ADOC dan radius kelengkungan tepi pemotongan bawah tetap konsisten.
Dari grafik pada Gambar 4 dan 5 kita mendapatkan persamaan berikut untuk dimensi cengkeruk.
Catatan mengenai persamaan ini:
- Persamaan ini hanya berlaku untuk Pemotong Akhir Tinggi Pakan Helical Solutions
- Persamaan ini adalah perkiraan
- Persamaan tinggi cengkeruk tidak akurat setelah kedalaman potong aksial tercapai
- RDOC dinyatakan dalam persentase diameter (.55 x Diameter, .65 x Diameter, dll…)
Lengkungan Tepi Bawah Pemotong Akhir Tinggi Pakan
Semakin kecil radius kelengkungan, semakin tinggi cengkeruk. Misalnya, radius parsial besar dari tepi pemotongan bawah Pemotong Akhir Tinggi Pakan Helical Solutions akan meninggalkan cengkeruk yang lebih kecil dibandingkan dengan pemotong akhir bola yang diprogram dengan jalur alat yang sama. Gambar 6 menunjukkan perbandingan sampingan antara pemotong akhir bola dan pemotong akhir tinggi pakan dengan kedalaman potong radial dan aksial yang sama. Lebar dan tinggi cengkeruk jauh lebih besar untuk pemotong akhir bola karena memiliki radius kelengkungan yang lebih kecil.
Full Slotting
Saat slotting, laju pakan harus sangat dikurangi relatif terhadap roughing karena bagian lebih besar dari tepi pemotongan bawah terlibat. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7, axial step down tidak setara dengan axial engagement. Setelah terlibat dalam slot penuh, irisan menjadi bentuk kompleks. Saat melihat irisan dari samping, Anda dapat melihat bahwa alat tidak memotong seluruh axial engagement pada satu waktu. Irisan mengikuti kontur pada slot yang dipotong dalam bentuk tepi bawah alat. Karena fenomena ini, irisan melonjak ke titik terendah slot dan kemudian kembali ke titik tertinggi axial engagement di samping. Ini menciptakan irisan panjang dan tipis yang dapat menyumbat lubang kecil flute alat, yang mengakibatkan kegagalan alat premature. Ini dapat diatasi dengan mengurangi laju pakan dan meningkatkan jumlah pendingin yang digunakan dalam operasi.
Secara singkat, profil lengkung tepi bawah alat memungkinkan laju pakan yang lebih tinggi saat pemesinan tinggi pakan, karena efek penipisan irisan yang diciptakannya dengan sudut pengarah rendah. Sudut pengarah rendah ini juga mendistribusikan gaya pemotongan secara aksial daripada radial, mengurangi jumlah getaran yang mungkin dialami oleh pemotong akhir biasa dalam kondisi yang sama. Pemesin harus hati-hati meskipun karena tepi bawah lengkung juga memungkinkan pembentukan cengkeruk, memerlukan radius yang dapat diprogram saat menggunakan beberapa paket CAM, dan membuat slotting tidak seproduktif roughing operasi.
