Solusi workholding CNC yang harus diketahui setiap produsen

Pemesinan CNC adalah metode manufaktur tradisional yang menggunakan alat pemotong dan rotasi untuk membuat serangkaian pemotongan yang telah ditentukan sebelumnya ke blok material yang solid. Operasi pemotongan berasal dari file desain digital, yang dapat didistribusikan ke beberapa mesin CNC secara bersamaan, memungkinkan produsen untuk menghasilkan banyak salinan bagian dengan lebih cepat.

Sementara pemesinan adalah proses serbaguna yang mampu menghasilkan suku cadang yang sangat presisi dan akurat secara andal — mengapa ini sering digunakan untuk membuat komponen otomotif, medis, dan kedirgantaraan yang penting — sifat inheren dari proses menciptakan batasan pada geometri yang mungkin dibuat dengan pemesinan CNC. Elemen desain seperti sudut internal yang tajam, misalnya, sulit dibuat dengan alat yang berputar dan berputar, sedangkan fitur undercut seperti pas dan slot-T sulit, jika bukan tidak mungkin, untuk dijangkau dengan alat standar.

Masalah potensial lainnya berkaitan dengan workholding, atau bagaimana benda kerja dipasang di tempatnya selama proses pemesinan. Jika benda kerja sulit untuk digenggam atau digenggam dengan tidak benar, kelangsungan hidup komponen, jadwal produksi, dan biaya per unit semuanya dapat terkena dampak negatif.

Inilah yang perlu diketahui produsen tentang mendapatkan hasil maksimal dari solusi workholding mereka.

Dasar-dasar pengerjaan CNC

Bagaimana suatu bagian dipegang dapat secara signifikan mempengaruhi sejumlah faktor logistik, termasuk jalur pahat yang layak, permukaan benda kerja mana yang dapat dikerjakan tanpa penyetelan tambahan, dan kecepatan dan kekuatan pahat yang diizinkan. Komponen penahan kerja dasar seperti rahang, ragum, dan bahkan meja mesin dapat membatasi kemampuan alat pemotong untuk mengakses benda kerja, yang dapat menyebabkan lebih banyak waktu yang dihabiskan untuk menyiapkan bagian, daripada menjalankan spindel.

Namun, seperti halnya pemesinan CNC 5-sumbu yang memberikan kemampuan rotasi tambahan pada alat pemotong dan benda kerja selama produksi, solusi workholding 5-sumbu dapat secara dramatis meningkatkan efisiensi suku cadang manufaktur yang memerlukan pemesinan di sebagian besar atau semua sisi.

Digunakan bersama-sama, solusi pemesinan multi-sumbu dan workholding memungkinkan benda kerja ditempatkan pada posisi optimal, digenggam sekali, dikerjakan dengan mesin, lalu diganti dengan cepat. Hal ini sering dicapai melalui sistem perubahan cepat titik nol, yang memastikan penempatan benda kerja yang andal sekaligus memungkinkan komponen dipindahkan secara efisien ke mesin lain untuk operasi sekunder sesuai kebutuhan.

Jika diterapkan dengan benar, sistem workholding CNC dapat meningkatkan efisiensi output dengan meminimalkan waktu yang diperlukan untuk menyiapkan dan mengganti benda kerja. Solusi workholding membantu membuat proses produksi dapat diulang, yang selanjutnya berkontribusi pada peningkatan terukur dalam kecepatan produksi dan keandalan proses, serta akurasi, presisi, dan kualitas suku cadang akhir.

Tantangan umum dalam pengerjaan CNC

Tantangan pengerjaan CNC yang paling umum muncul ketika produsen berusaha memproduksi suku cadang dengan geometri yang tidak biasa atau suku cadang yang tidak praktis dan besar.

Selain mengoptimalkan desain suku cadang untuk kemampuan manufaktur (DFM), apa cara terbaik untuk menjaga benda kerja yang tidak biasa, halus, atau berdinding tipis stabil dan aman selama pemesinan? Dalam banyak kasus, perkakas kurban digunakan untuk menopang benda kerja dengan bentuk non-standar, dan fitur desain bawaan seperti lubang pin dowel atau bos berulir sering dapat digunakan untuk menjepit benda kerja pada tempatnya. Bahkan memasukkan sedikitnya 1/16" material tambahan ke bagian bawah benda kerja dapat meningkatkan kemampuannya untuk digenggam.

Namun, terkadang, produsen mungkin perlu mengadopsi solusi yang lebih kreatif. Karung pasir, misalnya, dapat digunakan untuk mengurangi getaran benda kerja, sementara lilin, tanah liat, dan lem khusus dapat membantu menopang bagian benda kerja yang halus. Lilin dan tanah liat, khususnya, cukup kaku pada suhu kamar dan menjadi cair saat terkena suhu yang lebih tinggi, yang berguna saat melepasnya setelah proses pemesinan selesai.

Bagian besar — ​​seperti yang digunakan dalam aplikasi kedirgantaraan, pertahanan, industri, atau kendaraan — menghadirkan tantangan lain. Opsi pengerjaan khusus dan kustom mahal dan, mengingat beberapa komponen besar hanya diproduksi dalam volume yang relatif terbatas, mungkin tidak sepadan dengan investasinya. Namun, jika digunakan untuk produksi besar atau digunakan kembali untuk digunakan dengan suku cadang lain, solusi workholding khusus mungkin menawarkan pengembalian investasi yang baik.

Baik toko memilih untuk berinvestasi dalam solusi workholding khusus atau otomatis untuk suku cadang yang lebih besar atau menggunakan kombinasi chuck manual, rahang, dan solusi siap pakai lainnya untuk menjaga benda kerja tetap stabil, tujuannya harus meminimalkan jumlah total pemotongan operasi dan reposisi untuk memaksimalkan waktu pengoperasian spindel. Membatasi jumlah operasi pemotongan juga meminimalkan peluang kesalahan manusia, meningkatkan keandalan proses, dan biasanya meningkatkan akurasi pemesinan.

Selain ukuran, bentuk bagian yang rumit harus dipertimbangkan. Komponen asimetris yang melekat, seperti bilah turbin, membutuhkan gerakan spindel dan pahat yang rumit dan menyapu. Jenis suku cadang yang menantang ini memerlukan solusi workholding yang dapat menahan suku cadang secara kaku pada posisi yang tepat, sekaligus memungkinkan jarak bebas yang diperlukan oleh alat pemotong dan mesin.

Memilih solusi workholding terbaik

Solusi workholding yang paling sesuai untuk part tertentu akan ditentukan oleh beberapa faktor, termasuk volume produksi, bentuk part, dimensi part, material, dan persyaratan toleransi, serta frekuensi pergantian.

Pemesinan volume tinggi memiliki persyaratan dasar yang berbeda dari pekerjaan yang lebih kecil:hal ini bergantung pada proses berulang yang andal yang menghasilkan bagian dengan kualitas yang konsisten dalam jangka waktu yang diperpanjang, yang biasanya memerlukan solusi workholding khusus. Chuck dengan panjang mati adalah solusi umum, karena mampu memberikan akurasi pemosisian yang tinggi untuk operasi pemesinan sekunder dan peningkatan kekuatan cengkeraman, yang berguna untuk mengamankan casting atau forging selama operasi roughing.

Sebaliknya, pekerjaan pemesinan CNC volume rendah biasanya dapat mengandalkan alat workholding tradisional. Collet chuck, yang menggunakan lengan geser, dapat secara efektif mencengkeram benda kerja bulat, heksagonal, dan persegi serta stok batang tanpa kehilangan daya penahan — perhatian yang signifikan saat bekerja dengan gaya rotasi dan sentrifugal. Cekam tiga rahang juga biasa digunakan, karena memberikan cengkeraman yang unggul saat pemesinan benda kerja bulat, sementara cekam dua rahang (atau 2+2 cekam empat rahang) sangat baik untuk mengerjakan bagian persegi.

Namun, solusi workholding tradisional ini sering kali menimbulkan pertimbangan tambahan. Klem meningkatkan jumlah langkah yang harus dilakukan per operasi dan dapat mengganggu akses mesin multi-sumbu ke benda kerja, sementara viser membatasi ukuran dan jenis benda kerja yang dapat digenggam.

Pekerjaan adalah kunci efisiensi produksi

Pabrikan mengandalkan permesinan CNC untuk menghasilkan suku cadang yang presisi dan dapat diulang. Namun, presisi ini hanya mungkin jika benda kerja dipegang di lokasi yang ditentukan dengan orientasi yang diketahui. Terlebih lagi, pengulangan pemesinan CNC mengharuskan pengaturan pemesinan dapat direproduksi secara ekonomis selama produksi. Oleh karena itu, selain mengamankan benda kerja dari gaya sentrifugal, gravitasi, dan gaya potong pahat, solusi workholding yang paling efektif dan strategis akan membantu menurunkan biaya tenaga kerja sekaligus meminimalkan perubahan pahat dan penyiapan.

Solusi workholding modular yang memungkinkan perubahan cepat antara benda kerja dan alat pemotong tanpa mengganggu produksi, integrasi teknologi Industri 4.0, dan otomatisasi yang ditingkatkan adalah beberapa perkembangan teknologi yang siap untuk merampingkan dunia permesinan CNC. Fitur-fitur ini kemungkinan akan membantu produsen mencapai lebih banyak dengan lebih sedikit tenaga kerja, dengan memberikan fleksibilitas dan kapasitas produksi yang lebih besar, serta meningkatkan konsistensi dalam pergantian antar suku cadang dan pekerjaan yang berbeda.

Namun, mesin CNC adalah investasi yang besar, itulah sebabnya seringkali lebih hemat biaya untuk mengalihdayakan mesin CNC ke mitra manufaktur tepercaya daripada membawa layanan permesinan sendiri.

Kabar baiknya adalah Fast Radius adalah bagian dari garda depan permesinan CNC sesuai permintaan. Tim insinyur, desainer, teknolog, dan operator berpengalaman kami memiliki pengalaman puluhan tahun dalam merampingkan proses pemesinan CNC sambil menghemat waktu dan uang pelanggan. Kami bekerja sama dengan pelanggan melalui setiap tahap produksi, membantu memilih metode produksi yang ideal dan solusi penanganan pekerjaan untuk setiap pekerjaan, dan memberikan produk berkualitas tinggi dengan harga yang kompetitif. Hubungi kami hari ini untuk memulai.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang permesinan CNC dan kemampuan manufaktur kami yang lain, kunjungi pusat pembelajaran Radius Cepat.