Kecepatan Pengali vs. Kecepatan Potong: Perbedaan Kunci untuk Keberhasilan Pemesinan CNC

Apa itu Kecepatan Pengali (Feed Rate)?

Pemesinan CNC (Computerized Numerical Control) adalah proses manufaktur pengurangan bahan yang menggunakan kode terprogram untuk mengontrol gerakan sumbu alat. Kode yang diprogram mencakup semua parameter pemotongan yang diperlukan, seperti gerakan alat potong, kecepatan palang, pengali, RPM, dan sebagainya.

Parameter ini sangat penting dipertimbangkan saat merancang produk untuk operasi pemesinan CNC. Optimasi berbagai bagian proses pemesinan CNC dijamin oleh parameter ini. Umur alat dan konsumsi daya akan dioptimalkan oleh kecepatan potong. Sedang waktu pemesinan dan kehalusan permukaan produk jadi akan dikontrol oleh kecepatan pengali.

Oleh karena itu, insinyur dan pemesin harus mengetahui tentang kecepatan potong dan kecepatan pengali, beserta perbedaan keduanya dan cara menghitung keduanya. Simak selengkapnya di bawah ini.

Selama satu revolusi palang, jarak yang ditempuh oleh alat potong dikenal sebagai kecepatan pengali. Ini juga dapat disebut sebagai kecepatan pengalihan alat potong, dan untuk operasi pemilas, biasanya diukur dalam inci/menit atau milimeter/menit.

Untuk operasi bor dan putar, ini dapat diukur dalam inci/revolusi atau milimeter/revolusi. Variasi kecepatan pengali tergantung pada bahan kosong (Besi, Kayu, Aluminium, Stainless Steel, dll.), bahan alat (alat potong HSS, Keramik, Cermet, dll.), dan faktor pemotongan lainnya, seperti finishing permukaan dan karakteristik mesin CNC.

Estetika produk yang dipesanini akan tergantung pada kecepatan pengali, sehingga optimasi kecepatan pengali sangat penting dalam proses pemesinan CNC.

Pemilihan Kecepatan Pengali Optimum

Setiap aspek proses pemesinan CNC secara langsung terkait dengan kecepatan pengali, mulai dari keamanan hingga produktivitas, umur alat, dan kualitas produk. Saat memilih kecepatan pengali, faktor-faktor berikut harus dipertimbangkan.

Produktivitas

Untuk tingkat produktivitas yang lebih tinggi, kecepatan pengali dapat ditingkatkan dengan mengorbankan kualitas permukaan. Dalam kasus lain, dengan menjaga kecepatan pengali tetap stabil, kecepatan potong dapat ditingkatkan.

Finishing Permukaan

Finishing permukaan yang lebih baik dapat dicapai dengan kecepatan pengali yang lebih rendah. Kecepatan pengali kasar dapat dipertimbangkan untuk potongan kasar. Misalnya, kecepatan pengali dapat dipertimbangkan sebesar 0,01–0,05 mm/rev untuk operasi finishing dan 0,1–0,3 mm/rev untuk operasi putar kasar.

Batas Kecepatan Pengali

Alat mesin yang tersedia memiliki batas minimum dan maksimum untuk pengali-per-pengali. Untuk alat mesin ini, melebihi batas tersebut tidak diperbolehkan, namun hanya beberapa opsi kecepatan pengali dalam rentang yang dapat diterapkan untuk alat mesin konvensional.

Geometri Alat Potong

Finishing permukaan produk dapat terpengaruh oleh geometri alat, selain kecepatan pengali. Nilai yang lebih tinggi untuk geometri alat dapat diutamakan jika geometrinya memungkinkan.

Kemampuan Alat Mesin

Gaya potong yang tinggi dan getaran yang tinggi dapat terjadi karena kecepatan pengali yang lebih tinggi. Kecepatan pengali harus dipilih berdasarkan penyerapan dan transmisi gaya serta getaran yang tinggi pada alat mesin.

Apa itu Kecepatan Potong (Cutting Speed)?

Kecepatan relatif antara alat potong dan permukaan benda kerja umumnya dikenal sebagai kecepatan permukaan atau kecepatan potong. Ini juga dapat didefinisikan sebagai jarak linear meter per menit atau kaki per menit yang ditempuh oleh bahan alat potong melewati permukaan benda kerja untuk proses pemotongan.

Parameter utama pemesinan CNC, seperti konsumsi daya, suhu pemotongan, dan umur alat, dll., akan ditentukan oleh kecepatan potong. Nilai kecepatan potong akan bervariasi sesuai dengan berbagai bahan, seperti baja karbon tinggi, baja karbon rendah, aluminium, dan plastik. Beberapa alat atau proses, seperti alat pita dan alat kerucut, akan dioperasikan pada kecepatan potong yang lebih rendah dari yang disebutkan.

Pemilihan Kecepatan Potong Optimum

Untuk mendapatkan hasil terbaik dari proses pemesinan CNC, kecepatan potong optimum harus dipastikan. Kecepatan potong optimum untuk proses pemesinan CNC tertentu dapat diprediksi menggunakan faktor-faktor berikut.

Kekerasan Benda Kerja

Resistensi bahan terhadap deformasi yang disebabkan oleh abrasi, indensi, dan goresan umumnya disebut kekerasan. Selama proses pemesinan, perhatian tertentu harus dijaga untuk benda kerja yang lebih keras, karena mereka dapat dengan mudah menurunkan kinerja alat. Selama pemesinan bahan yang lebih keras, kecepatan potong yang lebih lambat harus diterapkan. Misalnya, kecepatan potong yang lebih rendah diperlukan untuk titanium dibandingkan baja.

Kekuatan Alat Potong

Untuk operasi pemesinan, kekuatan tepi alat potong memainkan peran penting dalam kecepatan potong yang diizinkan. Misalnya, selama pemesinan, untuk kecepatan potong yang lebih tinggi, alat potong yang terbuat dari bahan berkualitas tinggi seperti diamond dan boron nitride karbon dapat digunakan. Di sisi lain, untuk kecepatan potong yang lebih rendah, alat potong yang terbuat dari baja kecepatan tinggi dapat digunakan.

Umur Alat

Dengan kecepatan potong yang lebih tinggi, bahan alat potong yang lebih lunak akan aus dengan cepat, yang akan mengakibatkan umur alat yang lebih pendek. Faktor krusial lainnya untuk menentukan kecepatan potong adalah seberapa lama insinyur atau pemesin ingin bekerja pada alat tersebut. Utamanya, ini akan mencakup parameter seperti biaya alat dan jumlah bagian yang dihasilkan. Jika parameter ini berada dalam batas yang diizinkan, maka kecepatan potong yang tinggi dapat digunakan.

Mengapa Kecepatan dan Pengali Penting dalam Pemesinan?

Kecepatan dan pengali penting dalam pemesinan karena mereka menentukan tingkat di mana bahan dihapus dan seberapa banyak bahan yang dihapus.

Kecepatan dan pengali dapat mempengaruhi secara signifikan umur alat.

Perbedaan antara kecepatan pengali dan kecepatan potong dapat ditentukan oleh faktor krusial yang disebut suhu pemotongan karena suhu pemotongan yang tinggi dapat menghambat parameter seperti umur alat dan kehalusan permukaan.

Efek buruk kecepatan dan pengali tidak terlihat pada bahan yang lebih lunak (aluminium atau resin), karena terdapat ruang yang luas untuk kesalahan. Namun, efek buruk kecepatan dan pengali terlihat pada bahan yang lebih keras (titanium atau Inconel) karena terdapat rentang yang terbatas untuk kesalahan.

Alat potong akan patah segera jika ada perbedaan kecil antara kecepatan dan kecepatan pengali.

Kecepatan dan pengali wajib untuk mencapai kehalusan permukaan yang lebih baik. Jika mesin berjalan dengan nilai tingkat alat dan kecepatan palang yang tinggi, tanda getar akan muncul pada permukaan bahan.

Perbedaan Antara Kecepatan Pengali dan Kecepatan Potong

Sementara baik kecepatan pengali maupun kecepatan potong akan mempengaruhi kinerja keseluruhan mesin, mereka sebenarnya merujuk pada dua hal yang berbeda. Untuk mendapatkan hasil terbaik dari mesin CNC Anda, penting untuk memahami perbedaan keduanya.

1. Perbedaan utama antara kecepatan pengali dan kecepatan potong adalah bahwa kecepatan pengali adalah kecepatan alat bergerak melalui benda kerja, sedangkan kecepatan potong adalah kecepatan tepi potong alat bergerak.

Dengan kata lain, kecepatan pengali adalah ukuran seberapa cepat alat bergerak melalui bahan saat pemotongan, sedangkan kecepatan potong adalah ukuran seberapa cepat alat sebenarnya memotong.

2. Kecepatan potong memberikan garis pembangkit dan biasanya diukur dalam m/min atau ft./min, ditandai dengan Vc. Kecepatan pengali memberikan garis arah dan biasanya diukur dalam mm/rev atau mm/min, ditandai dengan s atau f.

3. Selama pemesinan, kecepatan potong akan mempengaruhi gaya pemotongan dan konsumsi daya. Tetapi kecepatan pengali tidak mempengaruhi.

4. Kecepatan potong tidak memiliki peran dalam mengarahkan arah chip dari ortogonal. Namun, hampir dalam setiap kasus, kecepatan pengali akan mempengaruhi aliran arah chip sebenarnya.

5. Suhu pemotongan, aus alat, dan umur alat kurang dipengaruhi oleh kecepatan pengali. Tetapi kecepatan potong akan sangat dipengaruhi.

6. Pembentukan scallop atau tanda pengali pada permukaan yang dipesanini tidak melibatkan secara langsung kecepatan potong. Namun, tanda scallop pada permukaan produk jadi akan melibatkan secara langsung kecepatan pengali dan ini akan secara langsung mewakili kehalusan permukaan.

Tabel berikut tentang kecepatan potong dan kecepatan pengali memberikan pemahaman visual tentang perbedaan.

Bagaimana Menentukan Kecepatan Pengali dan Kecepatan Potong?

Tabel di atas mengungkapkan semua parameter yang diperlukan untuk menentukan kecepatan potong dan kecepatan pengali. Untuk menentukan kecepatan potong dan pengali, kecepatan palang adalah persyaratan dasar. Pengali akhir dapat dicapai dengan dua metode, yaitu, dengan menentukan pengali per gigi, dan kedua, dengan menggunakan pengali per gigi ini, pengali alat dapat ditentukan.

Pertimbangan Penting Lainnya

Batas Kecepatan Palang

Surface feet per minute (SFM) berdasarkan bahan dan diameter cutter akan diperlukan untuk menentukan kecepatan cutter dalam RPM. Kadang-kadang, dengan tooling kecil dan/atau perhitungan kecepatan bahan tertentu, hasil kecepatan yang dihitung menghasilkan yang tidak layak.

Dalam hal ini, pemesin harus menjalankan alat dengan kecepatan maksimum mesin yang nyaman dan beban chip yang diperlukan untuk diameter dipertahankan. Dengan ini, pada kecepatan puncak mesin, parameter optimum dapat dicapai.

Jalur Non-Linier

Secara umum, kecepatan pengali diasumsikan sebagai gerakan linier, yaitu jarak linear yang ditempuh. Meskipun demikian, ada beberapa kasus di mana kecepatan pengali akan dipertimbangkan dalam jalur lingkaran atau interpolasi lingkaran (diameter luar atau diameter dalam). Seiring bertambahnya kedalaman potong, terjadi peningkatan sudut pegangan pada alat yang mengarah pada jalur non-linier. Pegangan alat lebih tinggi untuk sudut dalam dibandingkan sudut luar.

Interaksi Kecepatan Pemotongan dan Kecepatan Pengali

Selama pemesinan, alat potong menekan permukaan benda kerja dan menghapus lapisan tipis bahan dalam bentuk chip. Kecepatan relatif antara benda kerja dan cutter diinginkan untuk mentransmisikan gaya tekan yang diperlukan. Kecepatan relatif primer dihasilkan oleh kecepatan pemotongan, yang membantu dalam membayangkan pengeluran bahan.

Untuk membayangkan bahan yang dihapus dari seluruh permukaan benda kerja, gerakan sinkron lainnya yang dikenal sebagai gerakan pengali harus diberikan kepada cutter atau benda kerja (berbeda untuk setiap operasi pemilas) sepanjang arah yang dimaksud. Tindakan simultan kecepatan pengali dan kecepatan pemotongan bersama dengan gerakan pengali akan menyelesaikan persyaratan dasar pemesinan.

Kesimpulan

Kecepatan dan pengali diperlukan untuk mengoptimalkan berbagai bagian parameter pemesinan CNC seperti umur alat, konsumsi daya, waktu, dan kehalusan. Membuat interaksi antara kecepatan potong dan kecepatan pengali sangat bermanfaat untuk produksi bagian yang dipesanini CNC. Jadi, untuk memutuskan kecepatan dan pengali, insinyur dan pemesin harus memahaminya sepenuhnya.

Di WayKen, insinyur dan pemesin berpengalaman kami siap memenuhi berbagai kebutuhan pemesinan untuk memastikan bahwa bagian dan produk yang Anda butuhkan diproduksi. Jika Anda khawatir tentang kecepatan potong dan kecepatan pengali dalam bagian yang dipesanini CNC Anda, hubungi kami hari ini. Anda akan selalu mendapatkan bagian pemesinan terbaik yang Anda harapkan.

Pertanyaan Umum (FAQs)

Apakah kecepatan potong dan kecepatan pengali sama?

Tidak, kecepatan potong dan kecepatan pengali tidak sama. Kecepatan potong adalah kecepatan alat potong bergerak melalui bahan yang dipotong. Kecepatan pengali adalah kecepatan bahan yang dipotong bergerak melewati alat potong.

Apa arti SFM dalam pemesinan?

SFM, juga disebut kecepatan permukaan, singkatan dari Surface Feet per Minute dan merupakan pengukuran umum kecepatan potong dalam pemesinan. Ini mewakili jumlah kaki yang dapat ditempuh oleh alat melintasi benda kerja dalam satu menit. Semakin tinggi SFM, semakin cepat kecepatan potong.

Mengapa insinyur dan pemesin harus mempertimbangkan kecepatan potong dan kecepatan pengali selama pemesinan CNC?

Insinyur dan pemesin harus mempertimbangkan kecepatan potong dan kecepatan pengali selama pemesinan CNC karena ini secara langsung mempengaruhi kualitas produk jadi. Jika kecepatan potong terlalu lambat, maka bahan tidak akan dipotong secara bersih dan akan ada risiko burr atau ketidaksempurnaan lainnya.