Mengoptimalkan Produksi dengan Pemesinan Sumbu Y: Kurangi Waktu Pengaturan dan Biaya
Salah satu megatren manufaktur dari beberapa dekade terakhir adalah untuk menyederhanakan dan meminimalkan jumlah pengaturan pemesinan yang diperlukan untuk memproduksi komponen tertentu. Pasar meminta waktu pengiriman yang lebih singkat dan inventaris yang lebih rendah, dan ini menciptakan insentif yang jelas bagi OEM dan mungkin lebih bagi pemasok mereka untuk mencari cara untuk menyederhanakan produksi komponen sebanyak mungkin.
Profitabilitas suatu bagian bahkan dapat tergantung pada kemampuan untuk menggabungkan beberapa pengaturan dalam satu mesin.
Salah satu aspek dari tren satu pengaturan adalah menambahkan "live tooling," atau alat berputar, ke turning centers. Untuk mencapai ini, mesin turn-mill sumbu Y diperkenalkan pada akhir tahun 1990. Jenis live tools sederhana pertama dalam turning centers memiliki keterbatasan yang signifikan. Karena pemotong berputar dalam sebagian besar desain mesin secara sederhana ditambahkan ke turret, mereka hanya dapat dioperasikan pada dua sumbu gerakan yang sama dengan alat pemutaran, dengan kata lain pada sumbu X dan Z. Untuk meningkatkan jangkauan, satu set cara tambahan ditambahkan untuk memindahkan live tool di seluruh wajah poros. Ini dicapai dengan memasang live tools di sisi revolver atau di wajahnya, dengan memasang cara sumbu Y pada ranjang miring, atau dengan menggunakan milling head independen. Baik pembuat alat mesin maupun produsen segera mengenali manfaat pendekatan ini. Sekitar dua dekade kemudian, sumbu Y telah menjadi fitur standar dalam hampir semua mesin multi-task dan opsi dalam banyak turning centers baru.
Menambahkan sumbu Y ke dalam turning center menyediakan sudut 90 derajat antara tiga sumbu linear, dengan cara yang mirip dengan mesin pemotong 3 sumbu.
Tantangan dalam operasi parting-off
Parting off adalah tahap krusial dalam setiap proses pemutaran di mana diperlukan. Ini hanya mengambil persentase kecil dari waktu pemotongan total tetapi biasanya adalah operasi terakhir sebelum bagian selesai. Kerusakan pada alat parting-off dapat dengan mudah mengakibatkan downtime mesin dan masalah kualitas, dan dalam skenario terburuk benda kerja mungkin harus dibuang dan semua nilai yang ditambahkan selama tahap kerja sebelumnya hilang. Biaya materi adalah faktor utama lainnya. Khususnya saat bekerja dengan bahan mahal, seperti legasi resisten panas super (HRSA), ada insentif kuat untuk menggunakan insert yang sempit mungkin.
Faktor-faktor ini menghasilkan dua kebutuhan yang berseberangan untuk alat parting-off: Mereka harus sempit dan ramping mungkin untuk meminimalkan kehilangan materi dan mengoptimalkan jangkauan alat untuk diameter kerja maksimal. Namun alat ramping mudah menderi stabilitas yang buruk dan akibatnya getaran dan kebisingan. Finishing permukaan dan toleransi dimensi yang rusak oleh chattering adalah risiko yang umumnya tidak dapat diterima dalam operasi parting-off. Meskipun sumbu Y secara substansial memperluas kemungkinan penggunaan alat berputar dalam mesin multi-task dan turning centers, kini kemampuan ini telah menginspirasi inovasi besar dalam salah satu misi asli dari jenis mesin ini: parting-off sumbu Y.
Alat parting-off dan metode baru ini menawarkan peningkatan produktivitas dan keamanan proses yang signifikan dalam potensi setiap operasi parting-off. Inovasi dari Sandvik Coromant, parting-off sumbu Y, didasarkan pada prinsip yang sangat sederhana. Sementara alat parting-off konvensional selaras dengan sumbu X dari alat mesin, alat sumbu Y hanya telah diputar 90° berlawanan arah jarum jam untuk selaras dengan sumbu Y. Dalam konfigurasi alat parting-off konvensional, pemotong blade yang relatif panjang dan ramping dan pemegangnya dihubungkan ke dalam benda kerja berputar pada sudut 90° dan gaya pemotongan terbesar dihasilkan oleh kecepatan pemotongan, dan sisanya oleh gerakan umpan.
Manfaat parting-off sumbu Y
Dengan memutar tip seat 90 derajat dan memanfaatkan sumbu Y, alat dapat memotong masuk ke dalam benda kerja pada dasarnya dengan bagian depannya, yang hampir menyelaraskan vektor gaya pemotongan yang dihasilkan dengan sumbu panjang blade. Distribusi gaya yang lebih menguntungkan menghilangkan stres kritis yang khas pada blade konvensional dan meningkatkan kekeruhan lentur pada kedalaman potong maksimum (CDX) 60 mm (2,36 inci) lebih dari enam kali. Atau, sebaliknya, kerentanan terhadap deformasi plastis dan ketidakstabilan sebesar satu enam bagian dalam desain sumbu Y dibandingkan dengan deformasi yang khas pada blade parting-off konvensional. Peningkatan kekeruhan blade lebih dari 500% memungkinkan laju umpan yang jauh lebih tinggi dan overhang yang lebih lama tanpa kehilangan stabilitas, yang akibatnya meningkatkan produktivitas alat dengan cara yang sama. Rekomendasi umum untuk parting-off batang adalah untuk meminimalkan overhang (OH) atau, pada OH panjang, untuk menggunakan geometri pemotongan ringan atau untuk mengurangi umpan. Nilai ambang umum untuk umpan yang dikurangi adalah OH yang melebihi 1,5 kali tinggi blade. Dengan tooling sumbu Y, overhang yang lebih lama dapat dicapai tanpa menyetujui laju umpan, geometri pemotongan atau dimensi alat yang kurang dari optimal.
Berkat kekeruhan yang ditingkatkan dan akibatnya lenturan yang berkurang, tooling sumbu Y dapat menghilangkan kebutuhan akan pengaturan over-center dan mencegah kerugian terkait seperti pecahan insert yang dini saat mendorong melalui tengah dan aus sisi yang cepat. Manfaat lainnya termasuk tingkat kebisingan yang lebih rendah, finishing permukaan yang lebih baik dan proses yang lebih andal serta kemampuan untuk parting-off diameter yang lebih besar daripada yang saat ini memungkinkan.
Aspek spesifik mesin dari parting-off sumbu Y
Turning centers: Biasanya digunakan untuk produksi massal dari batang stok, biasanya berdiameter 65 mm (2,56 inci). Dalam jenis pemesinan ini, manfaat terbesar dari parting-off sumbu Y adalah produktivitas dan kualitas permukaan yang ditingkatkan. Peluang untuk optimasi kualitas juga dapat menarik, karena parting-off biasanya adalah tahap terakhir untuk sebuah komponen. Peluang tambahan adalah untuk meningkatkan ekonomi pemesinan dengan mengurangi lebar parting-off.
Multi-task machines: Blade parting-off sumbu Y terutama menawarkan aksesibilitas dan kemampuan untuk diameter yang lebih besar. Sebuah uji pra mengonfirmasi peningkatan 50% dalam overhang saat memotong batang konvensional berdiameter 120 mm pada kapasitas umpan maksimum insert. Peningkatan produktivitas 300% dicapai tanpa komplikasi keamanan proses. Dalam tes pelanggan, parting-off sumbu Y berhasil mengganti pemotongan gang saw untuk batang Inconel berdiameter 180 mm, menghasilkan peningkatan produktivitas yang signifikan berkat waktu pemesinan yang jauh lebih pendek.
Slant-bed machines: Biasanya, sumbu X menciptakan kemiringan "menanjak" ke depan mesin, dengan poros di satu atau kedua ujung ranjang miring, dan perjalanan sumbu X biasanya jauh lebih lama dari perjalanan sumbu Y. Keterbatasan ruang kerja yang dihasilkan harus dipertimbangkan ketika mempertimbangkan kegunaan parting-off sumbu Y untuk komponen tertentu. Dalam mesin multi-task, yang pada dasarnya dapat dikarakterisir sebagai mesin pemotong dengan opsi pemutaran, rangkaian alat yang umum, seperti Coromant Capto® C6 atau HSK63T blade adaptor, biasanya cukup panjang untuk memungkinkan jangkauan yang cukup antara chuck utama dan chuck bawah. Karena ini, total pengaturan lemah di arah X dibandingkan dengan beban sumbu Y, di mana gaya pemotongan diarahkan ke rangkaian alat dan ke poros mesin. Rangkaian alat sumbu Y yang umum, biasanya berdasarkan adaptor VDI atau adaptor blade bolt-on untuk unit klamping yang disesuaikan mesin (MACU), panjang dan ramping untuk mencapai antara chuck utama dan bawah dan memungkinkan parting-off dekat chuck.
Memulai
Investasi dalam parting-off sumbu Y terutama adalah perubahan dalam pendekatan terhadap operasi parting-off dan cara kerja yang terkait. Ini menawarkan cara untuk memanfaatkan lebih sepenuhnya kemampuan mesin yang sudah dilengkapi dengan sumbu Y. Atau, ini adalah opsi yang dapat secara substansial meningkatkan produktivitas operasi parting-off dalam mesin baru atau pengaturan proses yang dimodifikasi. Parting-off sumbu Y bahkan dapat menawarkan kesempatan untuk mengurangi inventaris alat karena ada kurang kebutuhan akan blade khusus karena blade sumbu Y baru dapat dimasukkan ke dalam adaptor standar dan menggunakan CoroCut® QD inserts standar.
Sebagai pertimbangan praktis, perlu dicatat bahwa tepi pemotong adalah 7 mm (0,276 inci) di atas posisi Y = 0 saat dipasang pada adaptor blade standar. Operator harus memastikan bahwa penggenjolan ini dikompensasi dalam program CNC.
Watch Behind the Scenes of Y-Axis and Demo Y-Axis.
