Penguasaan Mesin CNC: Memahami Perbedaan Penting Antara Kecepatan Umpan dan Kecepatan Spindel

1. Apa itu Kecepatan Pemotongan pada Pemesinan CNC?

Kecepatan pemotongan merupakan konsep dasar dalam pemesinan CNC, yang merupakan kecepatan permukaan saat alat pemotong bergerak melewati benda kerja. Kecepatan ini biasanya diukur dalam kaki permukaan per menit (SFM) atau meter per menit. Pada dasarnya, kecepatan pemotongan adalah kecepatan saat ujung pemotong alat melintasi material yang sedang dipotong.

Parameter ini sangat penting karena secara langsung memengaruhi efisiensi proses pemotongan dan kualitas permukaan akhir. Salah satu contoh komponen yang berperan dalam kecepatan pemotongan adalah Omron PLC.

PLC ini dapat mengendalikan kecepatan berbagai komponen dalam mesin CNC, memastikan pemotongan yang konsisten dan tepat. Anda dapat menemukan informasi lebih lanjut tentang ini dan produk lainnya di PLC Omron halaman.

Bayangkan operasi mesin bubut di mana benda kerja berbentuk silinder sedang diputar. Kecepatan pemotongan adalah kecepatan saat alat pemotong bergerak sepanjang keliling benda kerja selama satu putaran spindel.

Perhitungannya melibatkan diameter benda kerja dan kecepatan putar spindel (RPM). Kecepatan pemotongan yang tinggi dapat mempercepat pembuangan material tetapi juga dapat menyebabkan peningkatan keausan alat.

Oleh karena itu, memilih kecepatan pemotongan yang optimal merupakan keseimbangan antara produktivitas dan keawetan alat. Kemampuan mesin, material alat, dan material benda kerja semuanya berperan penting dalam menentukan kecepatan pemotongan yang tepat.

2. Apa perbedaan kecepatan spindel dengan kecepatan pemotongan?

Meskipun sering digunakan secara bergantian, kecepatan spindel dan kecepatan pemotongan adalah konsep yang berbeda namun saling terkait. Kecepatan spindel mengacu pada kecepatan putaran spindel mesin, yang diukur dalam putaran per menit (RPM).

Kecepatan ini adalah kecepatan putaran spindel – yang menahan benda kerja (pada mesin bubut) atau alat pemotong (pada mesin penggilingan). Di sisi lain, kecepatan pemotongan, sebagaimana didefinisikan sebelumnya, adalah kecepatan permukaan alat pemotong relatif terhadap benda kerja.

Hubungan antara kecepatan potong dan kecepatan spindel dapat divisualisasikan sebagai rumus sederhana: Kecepatan Spindel (RPM) = (Kecepatan Potong (SFM) * 3,82) / Diameter Alat.

Rumus ini menekankan bahwa untuk kecepatan pemotongan tertentu, kecepatan spindel harus disesuaikan berdasarkan diameter alat pemotong atau benda kerja. Misalnya, diameter alat yang lebih kecil memerlukan kecepatan spindel yang lebih tinggi untuk mencapai kecepatan pemotongan yang sama dengan alat yang lebih besar.

Pemahaman mendalam tentang perbedaan tersebut sangat penting bagi programmer dan masinis CNC untuk memastikan pemesinan yang presisi. Jika Anda ingin tahu tentang berbagai alat CNC dan bagaimana kaitannya dengan kecepatan spindel, jelajahi sumber daya seperti Mitsubishi PLC dapat memberikan wawasan yang berharga.

3. Apa sebenarnya Feed Rate dalam Pemesinan CNC?

Laju umpan dalam pemesinan CNC adalah kecepatan di mana alat pemotong atau benda kerja bergerak relatif terhadap satu sama lain sepanjang sumbu tertentu selama proses pemotongan. Dalam istilah yang lebih sederhana, ini adalah seberapa cepat alat bergerak melalui material yang sedang dipotong. 

Laju umpan biasanya diukur dalam satuan jarak per putaran (misalnya, inci per putaran) atau jarak per menit (misalnya, inci per menit). Ini adalah parameter penting yang memengaruhi beban serpihan pada alat.

Misalnya, dalam operasi penggilingan, laju umpan menentukan seberapa cepat pemotong bergerak ke dalam benda kerja untuk setiap putaran spindel. Dalam operasi pembubutan, laju umpan menentukan seberapa banyak alat bergerak sepanjang benda kerja selama setiap putaran spindel.

Kecepatan umpan harus dipilih secara cermat berdasarkan bahan pahat, bahan benda kerja, kedalaman pemotongan, dan permukaan akhir yang diinginkan. Kecepatan umpan yang dipilih secara tidak tepat dapat menyebabkan masalah seperti kualitas permukaan yang buruk, kerusakan pahat, atau keausan pahat yang berlebihan. Pelajari tentang HMI, komponen yang berperan penting dalam mengendalikan kecepatan umpan, di HMI halaman.

4. Bagaimana Laju Umpan Mempengaruhi Proses Pemesinan?

Laju umpan memiliki dampak yang besar pada berbagai aspek proses pemesinan, termasuk masa pakai alat, penyelesaian permukaan, pembentukan serpihan, dan efisiensi pemesinan secara keseluruhan. Laju umpan yang lebih tinggi umumnya berarti pemindahan material yang lebih cepat, yang mengarah pada peningkatan produktivitas.

Namun, hal ini juga mengakibatkan beban serpihan yang lebih tinggi, yaitu ketebalan material yang dihilangkan oleh setiap sisi pemotongan alat dalam satu putaran. Hal ini dapat menyebabkan peningkatan gaya pemotongan dan panas yang dihasilkan, yang berpotensi menyebabkan keausan alat yang lebih cepat atau bahkan kerusakan alat jika tidak ditangani dengan benar.

Sebaliknya, laju umpan yang lebih rendah mengurangi beban serpihan, menghasilkan permukaan akhir yang lebih baik dan berpotensi memperpanjang masa pakai alat. Namun, hal itu juga menurunkan laju pembuangan material, yang mengakibatkan waktu siklus yang lebih lama dan produktivitas yang berkurang.

Menemukan laju umpan yang optimal merupakan tindakan penyeimbangan yang rumit yang memerlukan pertimbangan cermat terhadap operasi pemesinan tertentu, material alat, material benda kerja, dan hasil yang diinginkan. Juru mesin dan programmer CNC sering merujuk pada bagan umpan dan kecepatan serta menggunakan pengalaman mereka untuk menentukan laju umpan yang tepat untuk tugas tertentu.

PLC Schneider adalah salah satu contoh sistem yang dapat diprogram untuk menyesuaikan laju umpan secara dinamis, sehingga mengoptimalkan proses pemesinan. Anda dapat melihat rangkaian lengkap produk di sini PLC Schneider. 

5. Apa Hubungan Antara Kecepatan Pemotongan dan Laju Umpan?

Kecepatan pemotongan dan laju umpan merupakan parameter yang saling terkait yang harus dipertimbangkan bersama untuk mengoptimalkan proses pemesinan CNC. Keduanya memiliki dampak langsung satu sama lain dan secara kolektif menentukan beban serpihan, laju pembuangan material, masa pakai alat, dan penyelesaian permukaan. Memahami hubungan ini sangat penting bagi setiap masinis atau programmer CNC.

Intinya, meningkatkan kecepatan pemotongan sambil menjaga laju umpan tetap konstan menghasilkan beban serpihan yang lebih kecil tetapi pembuangan material yang lebih tinggi. Sebaliknya, meningkatkan laju umpan sambil mempertahankan kecepatan pemotongan menghasilkan beban serpihan yang lebih besar dan juga pembuangan material yang lebih tinggi.

Juru mesin harus menemukan keseimbangan yang tepat antara kedua parameter ini untuk mencapai hasil yang diinginkan tanpa mengorbankan masa pakai alat atau kualitas permukaan. Misalnya, penggunaan HMI Proface memungkinkan operator untuk memantau dan menyesuaikan parameter ini secara real-time, sehingga memastikan kinerja yang optimal. Pelajari lebih lanjut tentang HMI ini di sini HMI Proface.

6. Bagaimana Anda Menghitung Kecepatan Pemotongan dan Laju Umpan yang Optimal?

Menghitung kecepatan pemotongan dan laju umpan yang optimal melibatkan kombinasi perhitungan teoritis, data empiris, dan pengalaman praktis.

Produsen alat pemotong sering kali memberikan rekomendasi parameter pemotongan (kecepatan pemotongan dan umpan per gigi) untuk alat mereka berdasarkan bahan benda kerja dan bahan alat. Rekomendasi ini berfungsi sebagai titik awal yang baik untuk menentukan pengaturan awal.

Rumus dasar untuk menghitung kecepatan spindel (RPM) berdasarkan kecepatan pemotongan (SFM) dan diameter alat adalah:

RPM = (Kecepatan Pemotongan (SFM) * 3,82) / Diameter Alat

Setelah kecepatan spindel ditentukan, laju umpan dapat dihitung menggunakan umpan per gigi dan jumlah gigi pada pemotong:

Laju Umpan (IPM) = RPM * Jumlah Gigi * Umpan per Gigi

Namun, perhitungan ini hanya memberikan titik awal. Kecepatan pemotongan dan laju umpan optimum yang sebenarnya dapat bervariasi tergantung pada faktor-faktor seperti kekakuan mesin, kedalaman pemotongan (kedalaman aksial dan radial), keausan alat, dan permukaan akhir yang diinginkan.

Juru mesin yang berpengalaman sering menyempurnakan parameter ini berdasarkan pengamatan mereka terhadap proses pemotongan, seperti pembentukan serpihan, gaya pemotongan, dan kondisi alat. Jika Anda memerlukan kontrol yang lebih canggih, jelajahi opsi seperti Servo sistem dapat memberikan ketepatan yang dibutuhkan untuk menyempurnakan parameter ini.

7. Mengapa Kecepatan Spindel dan Laju Umpan Penting untuk Masa Pakai Alat?

Kecepatan spindel dan laju umpan sangat penting dalam menentukan masa pakai alat. Parameter yang ditetapkan secara tidak tepat dapat menyebabkan keausan dini pada alat, kerusakan alat, atau bahkan kerusakan pada mesin perkakas itu sendiri. Memahami bagaimana parameter ini memengaruhi masa pakai alat sangat penting untuk pemesinan yang hemat biaya dan efisien.

Kecepatan pemotongan yang terlalu tinggi dapat menghasilkan panas yang berlebihan, yang menyebabkan keausan alat yang cepat, terutama pada ujung pemotongan alat. Hal ini disebabkan oleh kecepatan relatif antara alat pemotong dan benda kerja yang tinggi, yang menyebabkan peningkatan gesekan.

Di sisi lain, laju umpan yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan beban serpihan yang berlebihan, yang menyebabkan terkelupasnya atau patahnya ujung pemotong. Sebaliknya, laju umpan yang terlalu rendah dapat menyebabkan gesekan alih-alih pemotongan, yang menyebabkan penumpukan panas dan keausan alat.

8. Bagaimana Bahan yang Berbeda Mempengaruhi Kecepatan Pemotongan dan Laju Umpan?

Bahan yang dikerjakan secara signifikan memengaruhi pilihan kecepatan pemotongan dan laju umpan. Bahan yang berbeda menunjukkan tingkat kekerasan, ketangguhan, dan abrasivitas yang berbeda-beda, yang secara langsung memengaruhi proses pemotongan.

Misalnya, material yang lebih lunak seperti aluminium umumnya dapat dikerjakan pada kecepatan pemotongan dan laju umpan yang lebih tinggi dibandingkan dengan material yang lebih keras seperti baja tahan karat.

Hal ini karena material yang lebih lunak menghasilkan lebih sedikit panas dan gaya pemotongan selama pemesinan. Sebaliknya, material yang lebih keras memerlukan kecepatan pemotongan yang lebih rendah untuk mencegah penumpukan panas yang berlebihan dan keausan alat.

Berikut bagan sederhana yang mengilustrasikan kecepatan pemotongan yang direkomendasikan (SFM) untuk berbagai material menggunakan peralatan baja kecepatan tinggi:

Laju umpan juga bergantung pada material. Material yang lebih keras mungkin memerlukan umpan yang lebih rendah per gigi untuk mencegah kerusakan alat, sedangkan material yang lebih lunak dapat mentoleransi umpan yang lebih tinggi per gigi.

9. Apa saja kesalahan umum dalam pengaturan parameter umpan dan kecepatan?

Beberapa kesalahan umum dapat terjadi saat mengatur parameter umpan dan kecepatan dalam pemesinan CNC. Salah satu kesalahan yang umum terjadi adalah mengandalkan perhitungan teoritis tanpa mempertimbangkan karakteristik mesin, perkakas, dan benda kerja tertentu. Hal ini dapat menyebabkan kondisi pemotongan yang kurang optimal dan mengurangi efisiensi.

Kesalahan umum lainnya adalah mengabaikan kecepatan tertinggi dan keterbatasan daya mesin. Mencoba menjalankan mesin pada kecepatan dan umpan di luar kemampuannya dapat mengakibatkan kinerja yang buruk, kerusakan alat, atau bahkan kerusakan mesin.

Selain itu, mengabaikan rekomendasi produsen alat untuk parameter pemotongan dapat mengakibatkan kegagalan alat sebelum waktunya.

Gagal menyesuaikan umpan dan kecepatan berdasarkan kedalaman pemotongan adalah kesalahan lain yang sering terjadi. Pemotongan yang lebih dalam umumnya memerlukan pengurangan kecepatan pemotongan dan laju umpan untuk mempertahankan masa pakai alat dan mencegah kerusakan alat.

Terakhir, tidak memantau proses pemotongan dan melakukan penyesuaian yang diperlukan dapat menyebabkan inefisiensi. Juru mesin yang berpengalaman terus-menerus mengamati faktor-faktor seperti pembentukan serpihan, gaya pemotongan, dan penyelesaian permukaan untuk menyempurnakan parameter selama operasi.

10. Teknik Canggih Apa yang Dapat Mengoptimalkan Efisiensi Pemesinan CNC?

Beberapa teknik canggih dapat lebih mengoptimalkan efisiensi pemesinan CNC di luar prinsip dasar kecepatan pemotongan dan laju umpan. Salah satu teknik tersebut adalah kontrol kecepatan permukaan konstan (CSS), yang sangat berguna dalam operasi bubut.

CSS secara otomatis menyesuaikan kecepatan spindel (RPM) saat alat bergerak melintasi berbagai diameter benda kerja, sehingga kecepatan pemotongan tetap konsisten. Hal ini memastikan keausan alat dan permukaan akhir yang seragam di seluruh benda kerja.

Pemesinan kecepatan tinggi (HSM) adalah teknik canggih lainnya yang memanfaatkan kecepatan spindel tinggi, laju umpan tinggi, dan kedalaman pemotongan kecil untuk mencapai laju penghilangan material tinggi dengan tetap mempertahankan hasil akhir dan akurasi permukaan yang sangat baik. HSM memerlukan mesin yang kaku, alat pemotong khusus, dan teknik pemrograman CNC yang canggih.

Kontrol adaptif adalah teknologi canggih yang menggunakan sensor untuk memantau proses pemotongan secara real-time dan secara otomatis menyesuaikan parameter umpan dan kecepatan untuk mengoptimalkan kinerja. Hal ini dapat mengimbangi variasi kekerasan material, keausan alat, dan faktor lain yang dapat memengaruhi proses pemesinan.