Menguasai Kedalaman Potong dalam Pemesinan CNC:Perhitungan &Kontrol yang Tepat

Jika Anda memutuskan bahwa pengoperasian pemesinan CNC adalah metode yang Anda butuhkan untuk menyelesaikan pekerjaan Anda, maka Anda perlu mengetahui bahwa Depth of Cut (DOC) adalah salah satu dari 3 parameter terpenting yang mempengaruhi kualitas produk permesinan.

Artikel ini akan membantu Anda memahami apa yang dimaksud dengan Kedalaman Potong dalam pemesinan, mengapa Anda perlu mengontrolnya, apa perbedaan antara ketebalan chip dan kedalaman potong, serta cara menghitungnya.

Dalam proses pemesinan, kedalaman pemotongan adalah seberapa dalam alat pemotong masuk ke dalam benda kerja dan memotongnya untuk membuat sebuah chip. Pada proses pemotongan yang ideal, ketika pahat pemotong CNC bergerak ke kiri dengan kedalaman tertentu di dalam permukaan benda kerja, maka akan tercipta chip. Kedalaman ini dinamakan Depth of Cut atau DOC. Jika Anda memerlukan aplikasi serupa dan sederhana, Anda dapat melihat cara memotong ikal coklat atau serutan coklat.

Nilai kedalaman potong diukur dalam inci atau milimeter dan biasanya bervariasi antara 0,1 hingga 1 mm.

Mengapa Anda Perlu Mengontrol Kedalaman Pemotongan dalam Pemesinan?

Kedalaman pemotongan berpengaruh langsung pada proses pemesinan, seperti:

• Panas meningkat di ujung alat;
• Tingkat keausan alat;
• Kekuatan produk olahan;
• Kualitas permukaan mesin.

Misalnya, ada kecenderungan pembentukan Built-up Edge (BUE) dengan logam yang dianil dibandingkan logam yang dikerjakan dengan dingin dalam proses pemotongan. Jenis chip BUE terdiri dari lapisan chip yang terakumulasi di ujung pahat. Oleh karena itu, jika kedalaman pemotongan terlalu dalam, BUE yang tidak terkontrol juga berdampak buruk pada permukaan akhir.

Bagaimana Kedalaman Pemotongan Berinteraksi dengan Faktor Pemesinan Lainnya?

Kedalaman pemotongan merupakan salah satu faktor independen yang mempengaruhi proses pemesinan, yang artinya dikendalikan oleh operator. Namun, kedalaman pemotongan berinteraksi dengan faktor lain dan memengaruhi permukaan benda kerja yang dihasilkan serta propertinya.

Kedalaman Pemotongan dan Cairan Pendingin

Dengan berkurangnya kedalaman pemotongan, kelengkungan chip berkurang dan chip menjadi keriting. Dalam hal ini dan ketika panas meningkat di ujung alat, Anda mungkin berpikir bahwa menambahkan cairan pendingin akan mendinginkan proses.

Namun, menambahkan cairan pendingin CNC membuat chip menjadi lebih keriting, mengurangi kontak antara pahat dan chip, dan memusatkan panas pada pahat sehingga meningkatkan keausan pahat secara signifikan. Dalam hal ini, pemecah chip mungkin berguna.

Kedalaman Pemotongan, Sudut Rake, dan Kecepatan Pemotongan

Contoh lain dapat ditemukan dalam pemesinan termoplastik. Termoplastik umumnya memiliki konduktivitas termal yang rendah dan modulus elastisitas yang rendah. Artinya, alat ini sangat dipengaruhi oleh fluktuasi panas pada ujung pahat dalam pemesinan. Kedalaman pemotongan, sudut penggaruk, dan kecepatan potong semuanya harus disesuaikan satu sama lain untuk menghindari kenaikan suhu dan pembentukan serpihan bergetah dan lengket di ujung pahat.

Perlu juga diketahui bahwa kedalaman pemotongan adalah salah satu dari tiga parameter teratas yang mempengaruhi umur pahat bersama dengan kecepatan potong dan pengumpanan.

Bagaimana Menghitung Kedalaman Pemotongan?

Pentingnya memiliki hubungan kuantitatif antar variabel yang berbeda terlihat jelas ketika Anda memerlukan perhitungan kedalaman pemotongan, mengapa suhu alat semakin tinggi? mengapa permukaan akhir buruk? Mengapa alat pemotong cepat aus? Dan masih banyak lagi.

Untuk menghitung kedalaman pemotongan, Anda perlu menentukan parameter berikut:

• Bagaimana proses pemesinannya (Penggilingan, Pembubutan, dll.)
• Bahan benda kerja
• Properti tip alat
• Kemampuan mesin
• Permukaan akhir dan toleransi yang diperlukan

Kedalaman Pemotongan dalam Proses Pembubutan

Dalam pembubutan CNC, benda kerja berputar sementara pahat menghilangkan lapisan material saat bergerak sepanjang benda kerja. Kedalaman potong bisa sama dengan feed atau feed rate yang merupakan jarak yang ditempuh pahat sepanjang benda kerja pada setiap putaran seiring waktu, dan memiliki satuan mm/menit.

Oleh karena itu, kedalaman pemotongan dapat ditentukan secara sederhana berdasarkan ketebalan material yang dihilangkan dan dapat dihitung dari:

Kedalaman Pemotongan dalam Proses Penggilingan

Pada proses penggilingan CNC, pahat berputar sementara benda kerja dalam keadaan stabil. Kedalaman pemotongan adalah seberapa dalam pahat memotong benda kerja dalam satu putaran. Umumnya kedalaman pemotongan adalah 4 kali diameter pahat untuk diameter besar di atas 20mm dan 10 kali ukuran diameter untuk diameter pahat lebih kecil.

Bandingkan Nilai Ketebalan Chip vs. Nilai Kedalaman Pemotongan

Penting untuk membedakan antara ketebalan chip dan kedalaman potongan karena keduanya TIDAK sama dan TIDAK memiliki nilai yang sama.

Untuk menjelaskannya, kita perlu melihat lebih dalam pada Gambar 1 proses pemotongan yang ideal. Nilai kedalaman potong (sebut saja dengan to) berbeda dengan ketebalan chip (tc).

Gambar 1:proses pemotongan yang ideal

Proses penghilangan serpihan dilakukan melalui penggeseran pada bidang geser yang terdefinisi dengan baik dan dengan sudut geser yang telah ditentukan seperti diilustrasikan pada Gambar 2 berikut. Hal ini membuat nilai ketebalan serpihan selalu lebih besar dari nilai kedalaman potong.

Gambar 2:mekanisme dasar pembentukan chip

Rasio Pemotongan vs. Rasio Kompresi Chip

Perbandingan antara kedalaman potong dengan tebal keping hingga/tc disebut rasio pemotongan atau rasio ketebalan keping dan dilambangkan dengan (r) dan dapat dihitung sebagai berikut:

Dapat juga dihitung dari sudut geser ϕ dan sudut rake α seperti terlihat pada Gambar 1 sebagai berikut:

Dimana:

ϕ:sudut geser
α:sudut penggaruk

Kebalikan dari nilai ini disebut rasio kompresi chip atau faktor kompresi chip yang menunjukkan seberapa besar ketebalan chip dibandingkan dengan kedalaman pemotongan.

Bonus:Kedalaman Pemotongan versus Gaya dan Kekuatan Pemotongan

Mengetahui gaya potong dan daya sangat penting dalam menghitung DOC. Mereka dapat memberikan parameter penting seperti:

• Perkakas dengan kekuatan yang diperlukan untuk menghindari keausan yang cepat dan memberikan efisiensi serta penyelesaian permukaan terbaik.
• Pemegang dan perlengkapan benda kerja yang dapat menahan gaya ini dengan distorsi minimum.

Daya yang dibutuhkan hanyalah hasil kali gaya potong dikalikan kecepatan dan dapat dihitung sebagai berikut:

Dimana Fc adalah “gaya potong” dan didefinisikan sebagai gaya yang dilakukan pahat untuk memotong benda kerja, dan arahnya sama dengan kecepatan pahat V.

Energi spesifik total adalah energi total yang diperlukan untuk melakukan gaya geser yang diperlukan untuk memotong permukaan (us), selain energi spesifik gesekan yaitu energi yang diperlukan untuk mengatasi gesekan antara pahat dan permukaan (uf).

Energi spesifik geser dan energi spesifik gesekan berhubungan dengan kedalaman pemotongan dan dapat dihitung sebagai berikut:

Kecepatan chip terkait dengan kecepatan potong sebagai berikut:

Oleh karena itu, perlu disebutkan bahwa rumus ini dapat digunakan sebaliknya untuk menghitung kedalaman pemotongan jika Anda memiliki parameter mesin tertentu.

WayKen adalah Mitra Tepercaya untuk Proyek Pemesinan Anda

Pemesinan adalah operasi yang kompleks dan bukan proses yang mudah untuk menetapkan nilai kuantitatif untuk semua parameter dan menentukan kemampuan mesin suatu material tertentu.

WayKen adalah pakar pemesinan CNC Anda yang menawarkan solusi pemesinan yang efisien dan terjangkau. Teknisi kami akan mengembangkan strategi pemesinan yang komprehensif untuk memastikan bahwa setiap parameter pemesinan dalam proses memenuhi persyaratan pemesinan. Selain itu, kami melakukan inspeksi 100% untuk setiap proyek guna memenuhi spesifikasi produk Anda.

Kesimpulan

Kedalaman pemotongan merupakan parameter yang sangat penting yang harus dipertimbangkan sebelum memulai proses pemesinan. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, nilai kedalaman pemotongan secara langsung mempengaruhi parameter pemesinan yang bergantung seperti gaya pemesinan dan energi spesifik. Menghitung nilai-nilai ini tidak hanya mempengaruhi kekuatan benda kerja dan permukaan akhir tetapi juga material pahat, jenis fiksasi, dan kemungkinan penggunaan bahan pendingin.