Tunjangan Pemesinan 101:Menghitung dan Menerapkan Toleransi yang Tepat

Apa itu Tunjangan Pemesinan?

Kita akan mulai dengan menetapkan definisi tentang tunjangan pemesinan. Tunjangan pemesinan adalah material tambahan yang sengaja ditinggalkan pabrikan pada benda kerja, yang akan dibuang dalam lingkungan terkendali pada operasi pemesinan selanjutnya.

Membiarkan kelonggaran pemesinan menjamin bahwa terdapat cukup material yang tersisa di permukaan benda kerja untuk mencapai dimensi pemesinan yang akurat dan tepat, persyaratan penyelesaian permukaan, dan toleransi komponen.

Tunjangan Pemesinan vs. Toleransi

Mari kita mengambil jalan memutar kecil dan membahas tentang tunjangan pemesinan vs. toleransi.

Pada bagian sebelumnya, kami menekankan penggunaan kata 'disengaja' karena ini adalah faktor pembeda utama antara konsep toleransi dan kelonggaran pemesinan yang sering membingungkan. Meskipun toleransi juga berarti seberapa banyak material berlebih/kurang pada suatu benda kerja, toleransi bukanlah sesuatu yang dilakukan dengan sengaja.

Sebaliknya, hal ini menjelaskan jumlah variasi yang tidak disengaja yang dapat diterima pada dimensi benda kerja. Hal ini berkaitan dengan fakta bahwa tidak mungkin mencapai dimensi yang tepat dari suatu komponen, sehingga para insinyur menentukan toleransi pemesinan CNC agar produsen dapat mencapai kisaran target yang sesuai.

Mengapa Tunjangan Pemesinan Penting?

Memberikan tunjangan pemesinan pada komponen penting karena berbagai alasan praktis. Bagian ini membahas alasan mengapa hal ini merupakan praktik teknik yang umum.

• Akurasi Dimensi :Membiarkan kelonggaran pemesinan pada suku cadang memberikan margin keamanan bagi masinis untuk melakukan operasi pemesinan akhir. Dengan memanfaatkan parameter pemotongan seperti kecepatan tinggi dan kedalaman pemotongan rendah, mesin ini dapat mencapai akurasi dimensi tinggi selama pemotongan akhir.
• Permukaan Akhir :Seperti halnya akurasi dimensi, memiliki material tambahan pada permukaan benda kerja memungkinkan masinis mengatur kualitas permukaan selama pemotongan akhir.
• Kontrol Kualitas :Tunjangan pemesinan juga mendorong pengendalian kualitas dalam proses. Insinyur mendapat kesempatan untuk memantau kualitas produksi antara siklus roughing dan finishing serta memperbarui rencana produksi mereka, sehingga mengurangi penolakan suku cadang.

Bagaimana Menghitung Tunjangan Pemesinan?

Meninggalkan tunjangan pemesinan adalah praktik teknik profesional, namun berapa banyak tunjangan yang harus tersisa? Jawaban terhadap pertanyaan ini lebih berdasarkan pengalaman dibandingkan berdasarkan ilmu pengetahuan. Insinyur dan teknisi mempertimbangkan beberapa faktor saat menghitung tunjangan pemesinan yang sesuai untuk suatu komponen.

Faktor utamanya adalah sebagai berikut:

Proses Pembuatan

Proses manufaktur yang digunakan untuk memproduksi komponen sebelum pemesinan memberikan banyak informasi tentang seberapa ‘kasar’ komponen tersebut. Antara pengecoran dan penempaan, misalnya, komponen cor umumnya kurang akurat secara dimensi sehingga biasanya memerlukan kelonggaran pemesinan yang lebih besar yaitu 2-5 mm. Untuk penempaan mungkin 1-3 mm karena hasil bentuknya yang mendekati jaring.

Properti Bahan

Material yang rentan terhadap perubahan dimensi atau kecelakaan selama pemesinan biasanya memerlukan tunjangan pemesinan yang lebih besar. Oleh karena itu, para insinyur memilih untuk memberikan tunjangan yang lebih tinggi untuk material yang ulet. Aluminium lebih ulet dibandingkan baja tahan karat, misalnya. Tunjangan pemesinan masing-masing untuk geometri yang sama mungkin masing-masing 1-2 mm dan 0,5-1 mm.

Jenis Pemesinan

Operasi pengasaran dengan penghilangan material dalam jumlah besar memerlukan kelonggaran pemesinan yang lebih besar dibandingkan operasi penyelesaian dengan pemotongan yang lebih halus. Ambil contoh operasi pemesinan sudu turbin. Pada pemotongan kasar awal pada benda kerja, kelonggaran pemesinan tinggi (3-4 mm), namun seiring dengan kemajuan proses dan profil bilah mulai terbentuk, kelonggaran pemesinan yang lebih kecil dalam kisaran 0,5-1 mm dapat digunakan untuk pemotongan semi-finishing dan finishing.

Toleransi/Selesai

Suku cadang dengan persyaratan kualitas tinggi (toleransi yang ketat, permukaan akhir yang halus) biasanya direncanakan dengan kelonggaran yang lebih besar untuk memastikan bahwa penyimpangan kecil dapat diperbaiki selama lintasan akhir.

Rumus Tunjangan Pemesinan

Meskipun tidak ada rumus pasti untuk menghitung tunjangan pemesinan, pedoman umum yang memperhitungkan faktor-faktor utamanya adalah sebagai berikut:

Tunjangan Pemesinan =Variasi Permukaan + Margin Akses Pahat + Buffer Persyaratan Selesai

Mari kita perhatikan kasus gambar teknik di bawah ini dan buat perhitungan kasar tunjangan pemesinan. Dengan asumsi bagian tersebut akan dikerjakan dari Aluminium, kelonggaran mesin konservatif sebesar 0,5-1 mm sudah cukup, mengingat geometrinya yang sederhana dan tidak ada persyaratan toleransi pada dimensi utama.

Namun, untuk menentukan posisi lubang, mungkin diperlukan kelonggaran yang lebih besar. Terdapat toleransi posisi (±0,05mm) dan toleransi unilateral pada diameter lubang (+0,1 – +0,3mm); tunjangan variasi permukaan bisa 0,5 mm. Tidak ada masalah dalam akses alat, sehingga tunjangan dapat diabaikan. Namun, kami membutuhkan lubang yang halus dan mungkin memerlukan operasi penyelesaian dengan reaming atau pemolesan. Dengan demikian, penyangga persyaratan akhir dapat mencapai 0,1 mm.

Oleh karena itu, tunjangan pemesinan untuk penentuan posisi dan pengeboran lubang adalah:

Tunjangan Pemesinan =Default (0,5) + Variasi Permukaan (0,5) + Buffer Persyaratan Selesai (0,1) =1,1 mm

Tantangan Umum dalam Mengelola Tunjangan Pemesinan

Tunjangan pemesinan adalah proses perantara yang penting dalam pemesinan, dan mengelolanya dengan benar sangat penting untuk keberhasilan produksi. Bengkel mesin mungkin menghadapi tantangan berikut saat mengelola tunjangan pemesinan:

Penyisihan Berlebih

Membiarkan tunjangan pemesinan adalah pendekatan rekayasa yang aman, dan memungkinkan untuk mengizinkan bagian secara berlebihan dalam desain berisiko tinggi. Tunjangan tambahan ini menyebabkan pemborosan energi dan material yang tidak perlu, keausan alat, dan waktu produksi yang lebih lama.

Kekurangan Penyisihan

Demikian pula, para insinyur mungkin kekurangan suku cadang ketika mencoba memprioritaskan efisiensi operasional. Hal ini juga menimbulkan masalah karena mungkin tidak menyisakan cukup material untuk mengontrol toleransi atau penyelesaian permukaan dengan benar. Akibatnya, hal ini dapat menyebabkan pengerjaan ulang atau kerusakan sebagian.

Fitur Geometris Kompleks

Tunjangan pemesinan mudah ditentukan untuk geometri prismatik atau silinder sederhana, namun cukup rumit untuk komponen dengan profil atau potongan bawah yang rumit. Untuk fitur seperti itu, teknisi perlu menetapkan tunjangan pemesinan lokal dan menggunakan solusi CAD/CAM tingkat lanjut.

Inkonsistensi Materi

Definisi kelonggaran pemesinan sangat bergantung pada material, namun biasanya terdapat sedikit variasi pada sifat material dalam batch, merek, dan arah yang berbeda. Ketidakkonsistenan ini membuat pengelolaan tunjangan pemesinan menjadi tantangan di industri dengan presisi tinggi.

Keausan Perkakas

Alat pemotong akan rusak seiring berjalannya waktu, dan hal ini dapat mengubah jumlah material yang dihilangkan. Hal ini dapat menjadi masalah ketika menangani tunjangan pemesinan karena dimensi komponen menjadi bervariasi.

Kondisi Peralatan Mesin

Keakuratan mesin CNC menurun seiring waktu. Hal ini membuat mereka tidak dapat diprediksi dalam menjaga toleransi yang ketat, sehingga menyulitkan pengelolaan tunjangan pemesinan di lantai pabrik.

Membiarkan tunjangan pemesinan adalah praktik yang membantu mencapai kualitas komponen yang lebih baik dengan memastikan keakuratan dimensi, kontrol yang lebih besar terhadap penyelesaian permukaan, dan manajemen proses pemotongan yang lebih baik. Hal ini juga memerlukan pengalaman praktis untuk memutuskan tunjangan pemesinan apa yang akan digunakan, karena tunjangan tersebut bergantung pada faktor-faktor seperti sifat material, geometri, dan persyaratan kualitas.

Bagaimana pengaruh tunjangan pemesinan terhadap biaya produksi?

Tunjangan pemesinan secara langsung mempengaruhi biaya produksi. Pengoperasian pemesinan yang presisi dengan toleransi yang ketat memerlukan kehati-hatian dan waktu ekstra serta memiliki kemungkinan penolakan suku cadang yang lebih besar. Persyaratan ini meningkatkan biaya produksi.

Apakah suhu mempengaruhi tunjangan pemesinan?

Perbedaan suhu selama pemesinan dapat menyebabkan bahan memuai/menyusut secara termal, yang pada gilirannya dapat berdampak negatif terhadap tunjangan pemesinan.

Apakah penyelesaian permukaan terkait dengan tunjangan pemesinan?

Umumnya, komponen dengan persyaratan penyelesaian permukaan berkualitas tinggi juga memiliki tunjangan pemesinan yang kecil, karena kedua atribut tersebut dikaitkan dengan presisi tinggi. Misalnya, kursi bantalan memiliki tingkat toleransi yang ketat dan permukaan akhir yang halus.