Memotong Sudut 90° Internal yang Tajam Tanpa EDM:Memanfaatkan Orientasi Spindel

Mengapa Pemesinan Sudut Kanan Internal Begitu Menantang?

Dalam milling CNC, mencapai sudut internal yang tajam tidak hanya sulit, tetapi juga secara fisik tidak mungkin dilakukan dengan alat standar.

Masalah Inti

Penggilingan CNC menggunakan alat berputar, yang tidak dapat memotong sudut internal 90° dengan sempurna. Jari-jari pahat meninggalkan sudut internal yang melengkung, yang dikenal sebagai “sisa R”. Bentuk ini tidak memenuhi persyaratan sudut lurus slot persegi.

Solusi Tradisional

• Pemesinan Pelepasan Listrik (EDM):Akurat, namun lambat dan mahal.
• Slotting/Grooving:Membutuhkan peralatan khusus.
• Penyelesaian Manual:Rawan terhadap inkonsistensi dan ketidakakuratan.

Keuntungan Orientasi Spindel

Orientasi spindel memungkinkan spindel diposisikan pada sudut tertentu, biasanya akurat hingga 0,2°, menggunakan umpan balik dari encoder motor. Dengan menggunakan pemotong penggilingan sudut kanan khusus, slot sudut kanan dapat dikerjakan tanpa pengaturan tambahan atau operasi sekunder. Pahat ini secara otomatis diambil dari magazine, sehingga memungkinkan pemesinan yang berkelanjutan dan berulang.

Keunggulan Spesifik

• Pemesinan Slot Presisi :Alat khusus memotong slot internal pada sudut yang terkendali.
• Pemesinan dengan Pengaturan Tunggal: Tidak perlu menjepit kembali benda kerja. Penyelarasan disederhanakan.
• Hemat Biaya :Menghilangkan proses EDM atau pihak ketiga, terutama dalam batch kecil.

Kuncinya adalah mengintegrasikan fungsi ini melalui pemrograman cerdas, desain alat yang disesuaikan, dan pengembangan sistem CNC. Hal ini dapat dilakukan tanpa peningkatan peralatan besar-besaran.

Studi Kasus:Bagian Aluminium Silinder dengan Slot Sudut Kanan

Bagian aluminium ini digunakan pada peralatan komunikasi tingkat militer. Bahannya aluminium 6061-T6. Setiap bagian memiliki 20 slot sudut kanan internal yang dalam dan sempit. Sudut internal yang tajam sangat penting untuk menggeser rel PCB. (Gambarnya telah disederhanakan.)

Dimensi Utama

• Kedalaman celah:13,5 mm
• Lebar slot:4,0 mm
• Persyaratan radius sudut internal:R ≤ 0,2 mm
• Toleransi lebar slot:±0,05 mm

Bagaimana Mencapai Sudut Tajam Tanpa EDM?

EDM bukan satu-satunya cara untuk menciptakan sudut kanan internal jika Anda dilengkapi dengan alat dan teknik yang tepat. Berikut cara kerjanya:

1. Analisis Desain dan Penilaian Persyaratan

Tinjauan awal menunjukkan bahwa pabrik akhir standar akan meninggalkan radius sekitar 2 mm, yang jauh melampaui batas yang dapat diterima. Pilihannya adalah:

• EDM
• Penetapan slot sekunder menggunakan mesin khusus (tidak memungkinkan karena volume rendah dan tenggat waktu ketat)

Tim teknik malah memilih metode penempatan khusus. Mereka menggunakan orientasi sudut spindel yang berubah-ubah dan alat slot mikro yang dirancang khusus.

2. Penyiapan Mesin

• Model mesin :VH-85 dengan sistem kontrol FANUC Oi-MF
• Alat :Perkakas slot khusus yang terbuat dari baja perkakas paduan, tebal 4,0 mm, dirancang untuk pemotongan kecil.
• Penyesuaian sudut spindel :Dicapai melalui penyesuaian sistem CNC menggunakan kode M88/M89 dan parameter diagram tangga.

3. Strategi Jalur Alat:5 Langkah Pemesinan Slot Sudut Tajam

Untuk mencapai pemesinan sudut tajam tanpa menggunakan EDM, tim teknik mengembangkan strategi pemesinan lima langkah yang jelas dan efisien. Fokusnya adalah mengatur urutan pahat secara logis dan menggunakan kontrol sudut spindel untuk meningkatkan akurasi pemesinan. Di bawah ini adalah versi sederhana dari proses ini:

Langkah 1:Pemesinan Kasar pada Kontur Umum

Pabrik akhir berdiameter 10 mm digunakan untuk melakukan pemotongan awal rongga internal. Tujuan dari langkah ini adalah menghilangkan sebagian besar material dengan cepat dan mempersiapkan penyelesaian selanjutnya.

Langkah 2:Selesaikan Pemesinan Kontur Bagian Dalam dan Permukaan

Pabrik akhir berdiameter 8 mm kemudian digunakan untuk menghaluskan kontur bagian dalam dan permukaan akhir. Kontur luar tetap terhubung ke stok mentah untuk mempertahankan dukungan struktural untuk proses penggilingan slot berikutnya.

Langkah 3:Menyelesaikan Slot Sudut Kanan

End mill 3mm digunakan untuk menghaluskan slot lurus selebar 4mm, sehingga mengurangi volume material dan beban pemotongan untuk operasi slotting sudut kanan berikutnya.

Langkah 4:Penggilingan Terjun Berorientasi Spindel

Menggunakan perintah khusus (M98S…), spindel diorientasikan secara tepat ke posisi slot pertama (dalam hal ini, M98S0). Sebuah subprogram dipanggil untuk terjun ke pabrik dan menyelesaikan slot horizontal pertama. Entri bergaya terjun ini agak mirip dengan “mencukur” dan lebih cocok untuk menghasilkan tepi sudut kanan yang bersih dan tajam. Setelah menyelesaikan satu slot, spindel berputar 18° dan berlanjut hingga semua slot selesai.

Langkah 5:Pemisahan Bagian Jadi dari Stok

Profil luar dipotong untuk memisahkan bagian jadi dari stok, diikuti dengan finishing dan chamfering pada tepi luar. Ini menandai berakhirnya proses pemesinan.

Tips Praktis:Bagaimana Memastikan Presisi Pada Setiap Pemotongan?

Mesin CNC biasanya dilengkapi dengan perintah orientasi spindel “M19”, yang mengunci spindel pada sudut tetap. Namun sudut ini konstan dan tidak dapat diubah. Dengan memodifikasi sistem kontrol CNC, orientasi spindel dapat dicapai pada sudut mana pun yang diinginkan, sehingga sangat meningkatkan fleksibilitas. Kombinasi tips berikut inilah yang memungkinkan tim berhasil menyelesaikan tugas:

Uji Pemotongan untuk Penyempurnaan

Sebelum pemesinan sebenarnya, pemotongan uji dilakukan pada material bekas. Sebuah probe mengukur sudut setelah setiap pemotongan. Hasilnya ditampilkan pada tampilan mesin dan digunakan untuk mengatur data sudut di program utama secara real time.

Kunci Sudutnya

Setelah alat disejajarkan dan sudutnya diatur, alat tersebut tetap tidak berubah untuk keseluruhan batch. Hal ini menghindari kalibrasi ulang saat mengganti alat atau komponen.

Pengaturan Pemosisian Spindel FANUC Oi-MF

Setelah pengaturan, spindel dapat diposisikan pada sudut mana pun menggunakan M88S… dalam program. Gunakan M89 untuk keluar dari mode.

• Setel K0013.2 ke “1” pada 'SISTEM'> “Pemeliharaan PMC”
• Setel parameter #3729 S1 ke “1”
• Tentukan kode pengguna:'M88' untuk mengaktifkan, 'M89' untuk menonaktifkan

EDM Tradisional Vs. Penempatan Spindel

InformasiMetode EDM TradisionalMetode Pemosisian SpindelWaktu satu bagian153 menit28 menitRadius sudut<0,15 mm<0,2 mmKekasaran permukaanRa 1,6–2,0Ra 1,2–1,6BiayaTinggi (elektroda)Rendah (alat khusus)Aliran prosesDialihdayakan, beberapa pengaturanPenyiapan tunggal, all-in-one

Dari tabel diatas terlihat bahwa radius minimum (R) sudut siku-siku sangat mendekati nilai yang dicapai oleh EDM. R ini sengaja dibuat untuk mencegah pahat terkelupas pada saat pemotongan gaya “mencukur” saat pahat tidak berputar. Radius kecil dipasang pada tepi alat untuk meningkatkan ketahanan terhadap benturan.

Jika mengerjakan material lunak non-logam seperti plastik, R ini tidak diperlukan, dan sudut kanan teoritis R=0 dapat dicapai. Dalam kebanyakan kasus, radius R 0,2 mm atau lebih kecil dianggap dapat diterima untuk sudut siku-siku. Dengan mempertimbangkan semua faktor, teknologi orientasi spindel menawarkan keunggulan efisiensi biaya yang jelas.

Ringkasan Pengalaman Praktis

• Pastikan Keselarasan Alat dan Benda Kerja :Pemesinan sudut tajam sangat sensitif terhadap orientasi pahat— bahkan penyimpangan sebesar 0,5° dapat memengaruhi kinerja pemotongan.
• Pilih Sistem Penjepit dengan Kekakuan Tinggi :Penggunaan dudukan alat yang dapat menyusut menawarkan kekakuan yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan collet ER tradisional, sehingga sangat cocok untuk rongga yang sempit dan dalam.
• Hindari Melepaskan Alat di Tengah Proses :Jika pahat dikeluarkan dari magasin, sudutnya harus diatur ulang. Yang terbaik adalah menyelesaikan seluruh batch tanpa mengubah alat.