Memilih Mesin Pemesinan yang Tepat untuk Setiap Tugas

Salah satu petunjuk pertama bahwa Precision Plus berbeda dari bengkel mesin lain adalah suara klik lembut. Suara itu berasal dari lebih dari selusin lathe Swiss-type yang di drive mekanis di tengah lantai bengkel. Disusun dalam baris rapi dan dilayani oleh bar feeder yang jelas lebih baru, mesin-mesin ini memotong tanpa tutup, tanpa enclosure yang menahan suara yang menjadi ciri khas mesin CNC bengkel. Pengamatan yang lebih dekat menunjukkan setengah dusun atau lebih alat yang secara bersamaan menusuk masuk dan keluar dari workpiece saat cam berputar.

Di sini, Mike Reader berdiri di samping lathe CNC twin-spindle Miyano BNX. Mike bertanggung jawab atas program magang bengkel, yang melatih karyawan baru dalam penggunaan mesin screw Swiss-type. Foto Kredit: Precision Plus

Beberapa mesin ini telah memproduksi bagian selama bertahun-tahun sebelum perusahaan pindah ke lokasi saat ini di Elkhorn, Wisconsin pada tahun 2000. Di bawah kepemimpinan presiden perusahaan Mike J. Reader, perusahaan sejak itu telah menambahkan berbagai peralatan CNC yang lebih baru, termasuk lathe two-spindle Miyano ABX dan BNX serta beberapa lathe CNC Swiss-type Star dan Tsugami. Dan yet, Precision Plus masih sangat bergantung pada peralatan yang bekerja lebih kurang sama seperti ketika Reader’s ayah, Phil, pertama kali membeli perusahaan pada tahun 1988 – yaitu, dengan menggunakan cam fisik daripada CNC untuk mengatur timing dan kedalaman potong. Mengapa?

Ini adalah pertanyaan pertama saya kepada Michael P. Reader, VP Engineering (dan putra Mike Reader). Jawabannya sederhana: “Mesin drive cam, ketika dapat digunakan, lebih murah untuk dioperasikan,” katanya.

Memilih Cam Di atas CAM

Bagian presisi kecil, seperti screw ini untuk oboe dan bassoon, ideal untuk mesin drive cam. Ranuran dipotong oleh palu gerinda yang terpasang pada pick-off attachment. Foto Kredit: Precision Plus

“Untuk bagian silinder kecil dengan volume tahunan yang lebih tinggi, mesin Swiss cam sangat ekonomis,” kata Reader. Armada lathe Swiss-type drive mekanis dari Tornos memiliki biaya listrik yang lebih rendah dan krusial dapat sering memotong bagian jauh lebih cepat.

Faktor terakhir ini mungkin mengejutkan beberapa orang, karena alat mesin yang dioperasikan komputer seharusnya tidak memiliki masalah untuk bersaing dengan mesin yang sama sekali tidak memiliki daya komputasi. Namun, mesin drive cam dapat menggunakan banyak alat potong sekaligus, dengan perjalanan yang sangat sedikit. “Semua alat ada dalam jarak kurang dari dua inci dari bagian,” kata Reader sambil menggerakkan tangan ke lingkaran setengah alat potong yang secara sibuk memotong firing pin dari batang tipis. “Ini membuatnya jauh lebih cepat daripada CNC.”

Lima alat potong mengelilingi workpiece pada mesin screw Swiss-type drive cam ini. Saat camshaft berputar, alat potong yang berbeda melakukan operasi mereka dan memotong bagian jadi sekali per rotasi shaft. Posisi alat potong yang dekat relatif terhadap workpiece menjadikannya opsi yang sangat baik untuk memproduksi bagian dengan hanya beberapa fitur dengan cepat. Foto Kredit: Precision Plus

Seberapa lebih cepat bisa? “Kami memiliki satu bagian yang akan memakan waktu delapan detik per potongan pada Swiss CNC,” kata Reader. “Pada mesin cam, memakan waktu tiga detik.” Menggandakan kecepatan produksi lebih dari dua kali adalah perbedaan besar, terutama saat menangani volume tinggi. “Jika kami harus menggunakan CNC untuk bagian itu,” katanya, “kami bahkan tidak akan break even.”

Tapi kapan mesin CNC lebih disukai?

Presisi dan Toleransi pada CNC

Manfaat lain dari mesin Tornos drive cam? Visual. “Mesin Swiss cam mudah diakses, jadi Anda dapat melihat apa yang terjadi,” kata Reader. Ini membuatnya sempurna untuk program magang perusahaan, yang menurut Reader telah menghasilkan tenaga kerja. Foto Kredit: Precision Plus

“Semuanya tergantung pada kebutuhan bagian,” kata Reader. “Beberapa bagian membutuhkan presisi yang ditingkatkan, yang disediakan oleh Swiss CNC.” Ambil contoh komponen gigi yang diproduksi fasilitas ini. Di satu ujung, diameternya hanya 0,01 inci tebal, dan rasio panjang-diameter-nya cukup tinggi, jadi membutuhkan dukungan tambahan untuk menghilangkan getaran dan mencegah patahnya komponen di dalam mesin. Fitur-fitur bagian ini membuat CNC diperlukan, karena mampu menghasilkan presisi yang lebih tinggi dan kekakuan yang lebih besar. Selain itu, kekasaran permukaan harus hampir sempurna, karena ketidaksempurnaan ringan dapat berakibat fatal. “Kami perlu memastikan kami mencapai toleransi dengan tepat,” kata Reader. “Jika komponen gigi ini memiliki ketidaksempurnaan permukaan, hal itu dapat menyebabkan penyebaran retak dan kegagalan saat digunakan.”

Saya pikir siapa pun yang pernah duduk di kursi gigi bersyukur atas presisi yang ditingkatkan dari mesin CNC.

Komponen gigi ini harus memenuhi toleransi yang ketat dan memiliki rasio panjang-diameter yang besar, sehingga perlu menggunakan mesin turning Swiss-type CNC alih-alih drive cam. Foto Kredit: Precision Plus

Faktor selain toleransi dapat mempengaruhi pilihan untuk menggunakan mesin CNC. Untuk memulai, mereka dapat menangani bagian yang lebih besar – 12, 20 atau 32 milimeter, tergantung pada mesin. Selain itu, bagian seperti komponen gigi memerlukan pendingin tekanan tinggi, yang tidak mungkin pada lathe Swiss drive cam. Pendingin juga dapat menjadi faktor utama untuk bahan yang menghasilkan irisan renggut atau lengket, serta komponen katup dengan ranuran O-ring yang membutuhkan tekanan tinggi untuk membersihkan irisan.

Terakhir, lathe headstock menemukan pekerjaan dengan bagian yang lebih besar dan lebih kompleks hingga 2,5 inci diameter. “Secara umum, ketika kita memiliki banyak penghapusan materi atau tingkat kompleksitas yang lebih tinggi, kami akan menggunakan platform Miyano kami,” kata Reader. Miyano ABX digunakan untuk pemesinan yang agresif dan presis – sebagian karena chuck yang dioperasikan hidrolis dan desain mesin yang kokoh yang ditawarkan platform ini. Satu bagian yang digunakan dalam produksi semikonduktor melibatkan banyak penghapusan materi ID, bor off-center, thread, dan turning OD pada stainless steel high-tensile, high-yield. Pada lathe two-spindle dengan tiga turret, komponen dapat diproses lengkap dalam satu operasi dengan tarif yang sangat kompetitif.

Digunakan dalam manufaktur semikonduktor, bagian ini lebih cocok untuk lathe tradisional. Ini melibatkan beberapa operasi bor off-center, penghapusan materi ID yang berat, dan beberapa fitur eksternal – semuanya dalam alloy stainless steel yang sulit diproses. Foto Kredit: Precision Plus

Lathe lainnya – Miyano BNX – terutama ada untuk efisiensi-nya. “BNX menawarkan tingkat produksi yang lebih cepat daripada ABX sambil juga memungkinkan offset lima desimal,” kata Reader. Precision Plus memproses komponen plus-or-minus 1 sepuluh ribuan inci pada OD turning, dan total 3 sepuluh ribuan pada ID bores. Ketika tidak perlu begitu presisi, ia mampu memesinan secara bersamaan pada spindle utama dan sub-spindle dengan turet tunggal, yang meningkatkan throughput pada banyak bagian. Keduaplatform dilengkapi dengan sistem chucking quick-change dari Hainbuch untuk memperbaiki waktu penyiapan dan konsentrisitas bagian dari spindle ke spindle.

Seperti banyak hal dalam pemesinan, semuanya kembali ke bagian. “Secara umum, semakin besar dan kompleks bagian, semakin mungkin ia akan pergi pada lathe headstock tetap,” kata Reader. “Bagian silinder kecil dengan toleransi yang sangat ketat atau yang memerlukan pendingin tekanan tinggi pergi pada mesin Swiss CNC. Tapi jika kami dapat membuatnya pada mesin Swiss CAM, kemungkinan besar akan lebih cepat, dan sama presisi, untuk diproduksi di sana.”