Bengkel Mesin Presisi: Menguasai Penggerindaan untuk Finishing Logam Superior

Penggerindaan adalah proses pemesinan menggunakan permukaan abrasive untuk menghapus bahan dari workpiece logam. Secara permukaan (kata gandaan) penggerindaan mungkin terlihat berbeda dari proses pemesinan lainnya, tetapi masih bekerja melalui pembentukan dan pengikisan chip–sama seperti gergaji, frais, broaching, dan sebagian besar teknik lainnya. Penggerindaan dapat menghasilkan permukaan yang sesuai dengan toleransi kasar atau sangat ketat. Karena keberagunaannya, penggerindaan digunakan untuk pembuangan gate sederhana dalam cetakan serta proses finishing lanjutan seperti polishing dan sharpening.

Cara Kerja Penggerindaan

Dari segi fisik, sebagian besar proses pemesinan menghapus logam melalui kompresi dan sheer: titik pemotong menekan bahan workpiece hingga pecah (sheer) dalam bentuk chip. Ketika gergaji sheer chip, gigi terpalangnya membawa chip dari workpiece. Demikian pula, titik tajam pada roda penggerinda atau belt sheer chip, yang kemudian dibawa dari workpiece dalam rongga roda penggerinda. Perbedaan utama penggerindaan adalah alih-alih menggunakan alat pemotong logam, ia menggunakan bahan abrasive yang menyediakan titik tajam yang diperlukan untuk sheer chip logam.

Alat yang Digunakan untuk Penggerindaan

Penggerindaan dapat dilakukan menggunakan roda penggerinda atau belt penggerinda. Komposisi roda penggerinda tergantung pada aplikasinya, tetapi sebagian besar dibentuk dengan menggabungkan bahan abrasive dengan agen pengikat dan mencetak campuran tersebut dalam bentuk roda.

Agen pengikat dapat berupa keramik, dalam hal ini roda dibakar dalam kiln untuk mengeras setelah dicetak. Agen pengikat berbasis plastik atau karet juga digunakan jika roda penggerinda yang lebih fleksibel diinginkan. Roda penggerinda dengan finishing halus dapat dibentuk menggunakan butir abrasive yang halus dan shellac pada suhu tinggi. Untuk membentuk roda penggerinda yang paling kuat, yang disebut superabrasives, produsen melapisi roda logam dengan butir yang sangat keras seperti diamond atau cubic boron nitride (CBN) melalui proses yang disebut electroplating.

Struktur adalah istilah yang merujuk pada jarak antara partikel abrasive di permukaan. Permukaan penggerinda dengan struktur padat rendah, atau struktur terbuka, memiliki rongga chip yang lebih besar sehingga mampu menghapus bahan lebih cepat. Namun, abrasive struktur terbuka tidak memberikan finishing permukaan yang halus seperti struktur yang lebih padat. Grade merujuk pada kekuatan ikatan yang memegang partikel abrasive dalam roda penggerinda.

Dalam belt grinding, bahan abrasive dilekatkan pada backing fleksibel dan dipotong menjadi belt. Belt grinding dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, tetapi bekerja dengan prinsip yang sama seperti wheel grinding.

Di luar belt grinder dan wheel grinder, mesin penggerinda dapat mengambil sejumlah konfigurasi yang berbeda. Semua mesin penggerinda harus dapat memutar roda penggerinda pada kecepatan tinggi, atau memutar roda yang membawa belt penggerinda, dan harus memberikan dukungan untuk memegang workpiece. Penggerindaan kasar sering dilakukan dengan memegang workpiece dengan tangan, tetapi operasi yang presisi memerlukan aparatur yang lebih canggih.

Jenis Penggerindaan

Meskipun penggerindaan umumnya digunakan sebagai proses finishing untuk menghapus jumlah bahan yang kecil dengan tingkat presisi tinggi, teknik penggerindaan tertentu telah dikembangkan yang dapat bersaing dengan milling dalam kemampuan menghapus bahan dengan cepat. Beberapa jenis penggerindaan yang digunakan saat ini meliputi:

• Snagging: proses kasar menggunakan roda struktur terbuka, sering digunakan untuk menghapus gate, riser, dan titik kasar dari cetakan. Snagging digunakan ketika akurasi bukan prioritas.
• Creep-feed grinding: jenis penggerindaan yang menghapus bahan dengan cepat, pada tingkat yang dapat dibandingkan dengan milling. Versi modern memerlukan dressing roda penggerinda secara konstan (dijelaskan di bawah).
• Cylindrical grinding: proses yang digunakan untuk menggerinda permukaan silinder dan kontur workpiece. Cylindrical grinding mampu menyelesaikan bagian dengan toleransi yang sangat ketat.

Pemeliharaan Roda Penggerinda

Roda penggerinda dianggap sebagai konsumsi karena aus selama penggunaan reguler dan harus diganti pada akhirnya. Berdasarkan komposisi roda penggerinda dan aplikasinya, operator dapat memprediksi seberapa cepat roda penggerinda akan aus. Dalam operasi penggerindaan otomatis, tingkat aus harus dipertimbangkan dalam gerakan mesin sehingga setiap bagian digerinda secara konsisten bahkan saat permukaan penggerinda berubah bentuk.

Aus roda penggerinda sebenarnya adalah bagian yang diperlukan dari proses, karena memungkinkan butir tua yang kusir untuk dilapisi dari roda dan mengungkap butir segar yang tajam. Namun, seringkali butir kusir gagal meninggalkan roda dan chip terjebak dalam rongga. Ketika ini terjadi, roda harus dressed untuk meretakan butir kusir dan membiarkan chip jatuh dari roda. Dressing melibatkan penempatan alat khusus terhadap roda penggerinda yang memukul butir tua keluar dari komposit.

Truing adalah masalah lain yang dapat menyebar selama operasi penggerindaan normal. Roda penggerinda yang tidak benar adalah tidak seimbang, baik oleh penggerindaan yang tidak merata atau chip yang menyumbat rongga secara tidak merata. Dalam banyak kasus, dressing dapat menyelesaikan kedua masalah tersebut.

Karena kecelakaan penggerindaan sering disebabkan oleh roda penggerinda yang tidak seimbang yang dapat merusak mesin dan kadang-kadang melukai operator, truing dan dressing yang teratur sangat penting. Untuk memfasilitasi dan mengotomatisasi proses, mesin penggerinda CNC modern mencakup dresser otomatis yang terintegrasi dalam sistem.

Ketika Penggerindaan Digunakan

Proses penggerindaan sangat serbaguna, dan hampir semua ukuran dan bentuk workpiece dapat diselesaikan pada peralatan penggerinda modern. Namun, penggerindaan biasanya tidak seefisien proses pemesinan lainnya dalam menghapus bahan, sehingga penggerindaan sering dialihkan untuk tahap akhir manufaktur. Dua pengecualian adalah continuous-dress creep-feed grinding (CDCF) dan cut-off grinding. Cut-off grinding sebenarnya meniru gergaji, tetapi menggunakan blade abrasive alih-alih blade bergigi.

Gergaji dan penggerindaan sering digunakan bersama untuk pembuangan gate pada bagian cetakan. Setelah cetakan menyeku, operator memotong gate dengan gergaji. Dia atau ia kemudian menggerinda sisa bahan pada cetakan untuk membuat permukaan yang halus. Gate grinding biasanya dilakukan dengan roda penggerinda struktur terbuka untuk memungkinkan penghapusan bahan yang cepat, dan diikuti oleh penggerindaan tambahan dengan butir yang lebih halus untuk finishing permukaan yang lebih baik.

Penggerindaan juga umum digunakan dalam produksi alat mesin. Tool steel sangat keras dan sering tidak dapat dipotong oleh alat mesin non-abrasive lainnya. Superabrasives dapat digunakan untuk membentuk, memacu, dan meregenerasi alat yang terbuat dari hampir semua bahan, termasuk carbide. 

Lebih dari seri kami “What Precision Machine Shops Do”

• Introduction
• Milling
• Turning
• Boring
• Drilling
• Sawing
• Broaching
• Grinding

Pelajari lebih lanjut tentang peralatan dan teknik CNC dari ebook gratis kami, the CNC Machining Process Guide