Tingkatkan Produktivitas Mesin dengan Teknik Chip Thinning Ahli

Dari memperpanjang umur alat hingga menerima alat dan teknik pengelaran logam yang dipatenkan, chip thinning adalah inti dari memaksimalkan produktivitas mesin dalam pengolahan logam saat ini.

Sejak lama tukang mesin berdiri di depan mesin frais manual, mereka telah tahu bahwa seiring menurunnya lebar potong, gaya pemotongan juga turun. Spindle menjadi lebih tenang; pegangan lebih mudah diputar. Namun, ambil potongan terlalu ringan tanpa meningkatkan feedrate secara bersamaan, dan umur alat terpukau karena end mill gores pada dirinya sendiri—dan menjadi tumpul seperti pisau mentega lama. Pelajari cara menggunakan chip thinning keuntungan Anda dengan teknologi saat ini. Baik chip thinning radial atau axial—atau trochoidal toolpaths—bukti ada pada alat dan teknik.

Feedrates untuk Chip Thinning Radial dan Face Milling: Lakukan Perhitungan

Chip thinning radial, yang terjadi setiap kali keterlibatan cutter radial jatuh di bawah 50 persen diameter cutter, sama relevannya pada mesin pemesinan CNC seperti pada knee mill yang dioperasikan manual. Misalnya, end mill 4-flute 1/2 inci dengan feed 0.01 inci per gigi (IPT) dengan stepover 1/4 inci atau lebih (kedalaman potong radial) menghasilkan tebal chip sama dengan IPT feed yang diprogram, atau 0.010 inci. Tetapi kurangi stepover menjadi 10 persen (0.050 inci) dan nilai IPT harus ditingkatkan ke 0.0167 inci untuk mencapai tebal chip yang sama.

Tetapi tidak semua chip thinning adalah radial. Operasi face milling biasanya dilakukan dengan insert button cutter 45 derajat atau round insert, yang keduanya menipiskan chip secara axial. Mereka juga mengarahkan gaya pemotongan ke atas dan ke dalam spindle, yang tepat di tempat yang Anda inginkan. Dalam kedua kasus, feedrate kemungkinan perlu ditingkatkan untuk mengompensasi efek chip thinning, seringkali jauh lebih tinggi dari yang diharapkan.

Skenario chip thinning menjadi lebih kompleks ketika alat potong memasuki sudut, berputar di sekitar pulau, dan menyelam ke dalam kantong. Feedrate harus disesuaikan secara terus-menerus (begitu juga dengan toolpath itu sendiri) untuk mengompensasi sudut keterlibatan cutter yang berubah dan dampaknya pada tebal chip. Untungnya, sebagian besar sistem CAM saat ini cukup mampu melakukan perhitungan ini, dan banyak yang memanfaatkan efek chip thinning untuk sangat meningkatkan tingkat pengelaran logam.

Menjadi Dinamis dengan Trochoidal Toolpaths

Dengan mengambil potongan radial yang lebih ringan pada feedrate yang lebih tinggi dan keterlibatan axial yang lebih panjang (seringkali menutupi end mill sepanjang seluruh panjangnya), gaya pemotongan berkurang dan umur alat meningkat. Toolpath “trochoidal” ini menawarkan peluang yang besar bagi komunitas pemesinan. Zaman stepover sederhana gaya balapan dan potongan Z-axis bertahap sedang ditinggalkan untuk “Dynamic Motion,” “Volumetric Milling,” “Adaptive Clearing,” dan strategi roughing yang dipatenkan serupa, yang sebagian besar menjanjikan tingkat pengelaran logam 1-1/2 hingga 2 kali lebih besar dari metode tradisional.

Jika bengkel Anda belum menyelidiki paradigma pemrograman baru ini, sudah saatnya untuk melakukannya. Tetapi bahkan bagi mereka yang sudah menggunakan toolpath semacam ini, sejumlah strategi pemesinan tambahan harus diterapkan jika produktivitas maksimum ingin dicapai.

Gunakan End Mill yang Lebih Baru

End mill kemungkinan tidak cocok lagi untuk toolpath saat ini. Feedrate dan kecepatan spindle yang lebih tinggi lebih mungkin menyebabkan chatter, kondisi yang sering diperburuk oleh mesin alat linear guideway yang lebih ringan dan lebih cepat yang umum di bengkel saat ini. Tersedia berbagai macam end mill performa tinggi, banyak dilengkapi dengan geometri shear tinggi, variable pitch, dan terkadang variable helix yang menghentikan chatter sebelum dapat dimulai. Beberapa memiliki 5, 6, dan bahkan 7 flutes, membuatnya sangat cocok untuk potongan ringan dan feedrate tinggi.

Manfaatkan Evakuasi Chip

Pendapat bervariasi tentang ini, tetapi sedikit yang akan berpendapat bahwa sebagian besar panas yang dihasilkan selama operasi frais yang efisien keluar dengan chip. Karena ini, beberapa orang menyarankan bahwa angin blast untuk mengeluarkan chip dari zona kerja dan menghindari re-cutting adalah semua yang diperlukan saat memesin banyak steel dan superaloi. Yang lain bersumpah pada sistem pendingin tekanan tinggi, mampu mengirimkan fluida pemotongan bersih dan terfilter melalui alat pada 1000 psi atau lebih. Pendekatan yang Anda ambil tergantung pada material, alat potong, dan lapisan alat, tetapi keduanya layak dipertimbangkan (begitu pula dengan minimum quantity lubrication, atau MQL, alternatif yang semakin populer untuk fluida pemotongan tradisional).

Better MRO is here to help: Find out your key metrics with our machine and productivity calculators.

Gunakan Karbida yang Lebih Keras

Metode “hogging” konvensional memerlukan karbida yang kuat, mampu menahan gaya pemotongan berat dan getiran yang datang dengan menyelamkan alat. Tetapi kedalaman potong radial yang ringan dan feedrate tinggi berarti grade karbida yang lebih keras dapat digunakan, dalam sebagian besar kasus menjanjikan umur alat yang lebih lama. Dan karena lebih banyak panas dihasilkan selama high feed milling (HFM), lapisan alat TiAlN atau serupa multiphase harus digunakan untuk memberikan pelumas, meningkatkan karakteristik aus, dan memperpanjang ketahanan dan prediktivitas alat.

Temukan Pemegang Alat yang Hebat

Memotong melalui sepotong stainless steel atau titanium dengan beberapa ratus inci per menit adalah hal yang indah, tetapi hanya jika tidak ada kemungkinan cutter akan longgar, mengirimkan pecahan dari satu ujung bengkel ke ujung lainnya. Strategi HFM seperti ini memerlukan pemegang alat hydraulic atau shrink fit berkualitas tinggi, beberapa di mereka memiliki ranah atau datar khusus untuk mencegah pullout. Dan jika Anda akan memutar alat pada lebih dari 8.000 RPM (yang hampir pasti akan Anda lakukan), Anda akan ingin menyeimbangkannya juga. Runout dan getir adalah pembunuh produktivitas.

Ambil Pegangan yang Kokoh

Sambil Anda melakukannya, bagaimana Anda memegang bagian? Benar bahwa gaya pemotongan umumnya lebih rendah dengan HFM dibandingkan pendekatan rip and snort lama, tetapi itu tidak berarti gubuk tukang mesin yang rusak yang Anda gunakan sejak presiden Bush pertama adalah pilihan pertama untuk pemegang benda kerja. Tersedia berbagai macam solusi clamping yang presisi tinggi, kuat, dan dalam banyak kasus hydraulic atau pneumatic di pasar saat ini. Sambil Anda melakukannya, periksa beberapa opsi quick change, karena setelah Anda mengadopsi strategi frais HFM, Anda pasti akan menyiapkan pekerjaan lebih sering.

Tentu saja, ada lebih banyak dalam HFM daripada chip thinning dan trochoidal toolpaths. Alat potong harus dimasukkan dan dikeluarkan dari potongan dengan gerakan busur bertahap. Sudut dalam mungkin perlu di-“pick” untuk menghindari keterlibatan cutter berlebihan, yang mungkin memecahkan alat. Hindari belokan tajam dan sudut 90 derajat dengan menggunakan toolpath berjari-jari.

Buat Proses yang Dapat Ditudingkan dan Dapat Diulang untuk Pensiunan Alat

Di atas semuanya, berusaha untuk proses yang dapat ditentukan. Semua alat potong pada akhirnya akan gagal, tetapi mengetahui kapan dan bagaimana aus terjadi dan kemudian mengganti alat sebelum kegagalan katastrofik adalah hal yang wajar, meskipun berarti mencabut alat sebelum waktunya. Dokumentasikan setup Anda, dan simpan log berkelanjutan tentang perubahan feed atau speed, alat apa yang diganti dan mengapa, dan apa pun pengamatan pemesinan yang sepertinya relevan pada saat itu. Melakukannya akan mencegah kejutan dan memungkinkan Anda memaksimalkan pengelaran logam.

Apakah bengkel Anda menerima teknik chip thinning? Bagikan aplikasi terbaik, paling efektif atau paling tantal Anda.