Hilangkan Getaran: Strategi Teruji untuk Mengoptimalkan Pengaturan Mesin untuk Produksi yang Lebih Cepat dan Bersih

Apakah getaran memperlambat produktivitas bengkel Anda? Kami berbicara dengan para ahli tentang pendekatan baru untuk meminimalkan getaran dalam manufaktur bagian yang dipesan yang berarti Anda dapat mengirim lebih banyak bagian ke pasar dengan lebih cepat dan dengan lebih sedikit limbah.

Getaran pemesinan berlebihan, juga disebut chatter, adalah musuh semua operasi pengolahan logam yang efisien.

Getaran yang tidak diinginkan—yang berkorespondensi dengan gerakan relatif antara workpiece dan alat pemotong—menempatkan aus yang tidak wajar pada alat dan mesin Anda, dan meningkatkan kemungkinan bahwa proses pemesinan akan menghasilkan produk yang tidak sesuai spesifikasi bagian, kata Tony Schmitz, profesor teknik mekanik, penerbangan dan biomedis di University of Tennessee, Knoxville.

Selama dua tahun terakhir, Schmitz dan rekan sekerja Dave Barton, veteran industri manufaktur, telah bekerja dengan tim insinyur di Oak Ridge National Laboratory untuk memperkenalkan alat yang membantu bengkel lebih baik mengoptimalkan untuk getaran mesin.

“Dalam milling, Anda memiliki pemutar cutter—yang menghapus chip,” menjelaskan Schmitz, yang juga Joint Faculty di ORNL. Gaya pemotong tumbuh dan menurun dengan setiap gigi yang terlibat, katanya. “Pikirkan itu seperti denyut jantung—dengan gigi yang masuk dan keluar kontak. Itulah gaya yang naik dan turun yang menyebabkan getaran.”

Menemukan cara untuk secara cerdas mengurangi getaran dan menjaga “denyut jantung” pemesinan yang berirama bukan hanya tentang kontrol kecepatan, itu juga tentang mengoptimalkan mesin dengan memahami getaran yang terjadi di ujung alat relatif terhadap material yang dikerjakan, dan pengaturan spesifik pada setiap mesin, Barton menjelaskan.

Tantangannya berasal dari fakta bahwa setiap setup mesin-alat memiliki serangkaian frekuensi getaran uniknya. Itu membuat pengujian setiap setup tool-holder-spindle-machine untuk produk menjadi kritis, dan seringkali itu pekerjaan yang memakan waktu bagi bengkel. Namun, informasi ini diperlukan untuk menemukan parameter pemesinan yang optimal tanpa coba-coba yang mahal.

Pelajari lebih lanjut tentang MSC MillMax.

Bagaimana Bengkel Biasanya Meminimalkan Getaran

Untuk sebagian besar tukang mesin dan bengkel, mengelola getaran adalah proses coba-coba—itu lebih atau kurang sekadar tebakan, kata Barton.

Cukup umum bagi tukang mesin untuk bergantung pada pengaturan yang direkomendasikan oleh produsen alat untuk mengurangi getaran, atau pada tabel kecepatan-umpan yang padat, kata Schmitz. Kemudian, tukang mesin menyesuaikan pengaturan sesuai kebutuhan, katanya: “Tantangannya adalah kecepatan dan umpan yang ditemukan dalam buku atau online tidak mengakomodasi dinamika mesin dan setup Anda.”

Secara umum, produsen mesin dan alat menerbitkan parameter pada kecepatan tinggi, sedang dan rendah untuk surface footage dan feed, kata Jamie Goettler, direktur Metalworking Innovation di MSC.

Berdasarkan informasi tersebut, sebagian besar tukang mesin akan “pergi ke tengah,” kata Goettler. “Jika ada masalah atau getaran, mereka menurunkan hingga menemukan tingkat operasi yang stabil.”

Menggunakan pendekatan ini, bengkel biasanya melakukan percobaan untuk setiap material atau bagian produk baru, katanya. Seorang tukang mesin akan memulai dengan menjalankan alat pada kecepatan, umpan, dan kedalaman potong yang direkomendasikan oleh produsen, kemudian harus secara intuitif menyesuaikan setiap parameter ini melalui beberapa tes lewat.

Inilah cara kerja MSC MillMax:

Apakah Anda membutuhkan jawaban atas pertanyaan teknis? Tanyakan kepada Tim Teknis Metalworking MSC di Forum Pemesinan kami.

Tidak jarang bagi bengkel untuk menghabiskan sebagian besar satu shift untuk mengoptimalkan setupnya sebelum memulai produksi bagian, kata Goettler. Mudah untuk memahami mengapa bisnis meluangkan waktu ini, katanya: Mereka berusaha mencapai produktivitas maksimum, mengontrol limbah dan memperpanjang umur alat dan mesin.

Beberapa bengkel mungkin menyimpan log dan spreadsheet rinci untuk berbagai kombinasi setup alat untuk produk kerja tertentu, hanya untuk menemukan bahwa pada kali berikutnya mereka menggunakan kombinasi itu mungkin terjadi getaran karena temuan awal mereka tidak kuat atau dapat diulang. Bengkel lain memerangi getaran setiap hari menggunakan manual override atau mencoba alat yang berbeda.

Teknologi Alat Baru untuk Mengurangi Getaran

Barton dan Schmitz mengatakan MSC MillMax, alat pemilihan parameter milling yang mereka kembangkan, dapat membuat optimisasi menjadi proses yang lebih cepat.

Yang paling menarik adalah bagaimana alat memotong di ujungnya, kata Schmitz. Mengukur “perilaku getaran spesifik di ujung alat” memberikan data penting yang dibutuhkan bengkel untuk menyempurnakan setiap kombinasi setup, katanya. “Anda dapat memikirkan setiap kombinasi tool-holder-spindle-machine sebagai memiliki sidik jari dinamis yang unik. MillMax memungkinkan Anda untuk mengukur sidik jari dan memanfaatkan kombinasi tersebut secara maksimal.”

MillMax adalah kit kecil yang menggunakan sensor untuk mengumpulkan data frekuensi getaran dan kemudian menampilkan secara hampir real-time di dashboard digital. Dengan informasi tersebut, bengkel dapat membangun setup yang akan memungkinkan tukang mesinnya memproduksi bagian dengan kecepatan tercepat mungkin dan memaksimalkan pengesanan logam, kata Barton.

“Kami memasang sensor kecil di ujung alat, kemudian mengetuk alat dengan palu yang diinstrumenkan untuk mendapatkan data getaran,” katanya. Ada “miliaran kombinasi potensial sistem milling dari item dalam sistem MillMax.”

Setelah Anda memiliki setup untuk produk kerja tertentu pada mesin tertentu, tidak perlu untuk mengetuk ulang, kata Schmitz. Anda hanya perlu mengetuk ulang jika Anda mengubah panjang alat atau mesin yang akan Anda gunakan.

“Kami tidak mencoba untuk menjual alat tertentu, tetapi membantu mereka menemukan alat yang tepat,” kata Barton. Esensinya, “kami adalah detektor kebenaran” yang dapat menunjukkan kepada bengkel data aktual tentang apa yang terjadi dengan frekuensi getaran pada setup unik mereka atau untuk membandingkan beberapa setup. “Dan kami dapat melakukannya dalam waktu beberapa menit,” katanya.

Apakah Anda menggunakan end mill yang tepat untuk pekerjaan? Baca artikel kami “Kapan Mengupgrade End Mills” untuk mengetahuinya.