Dalam pemesinan CNC, aluminium menghadirkan kesamaan dan tantangan. Pemilihan mata pisau akhir yang tepat seringkali menentukan efisiensi dan kualitas pemesinan. Seperti yang sering dikatakan oleh teknisi CNC berpengalaman, mungkin ada banyak solusi untuk masalah yang sama. Panduan ini memberikan rekomendasi terperinci untuk memilih mata pisau akhir khusus aluminium untuk memfasilitasi pengambilan keputusan yang tepat dan mencegah kerugian yang tidak perlu.

Material Alat: Karbida vs. Baja Kecepatan Tinggi

Saat memilih material mata pisau akhir, karbida dan baja kecepatan tinggi (HSS) mewakili dua opsi utama. Untuk pemesinan aluminium, mata pisau akhir karbida menawarkan keunggulan yang berbeda. Meskipun karbida menunjukkan ketangguhan yang relatif lebih rendah, kekerasannya yang unggul mempertahankan ketajaman ujung pemotongan secara signifikan lebih lama. Untuk material yang relatif lunak seperti aluminium, mata pisau akhir karbida memberikan kinerja pemotongan yang efisien.

Meskipun alat karbida biasanya memiliki harga yang lebih tinggi daripada alternatif HSS, masa pakai yang lebih lama dan efisiensi pemotongan yang unggul seringkali membenarkan investasi melalui efektivitas biaya jangka panjang. Dengan pengaturan parameter yang tepat, mata pisau akhir karbida dapat memproses aluminium semudah memotong mentega sambil mempertahankan daya tahan yang luar biasa.

Lapisan: Solusi untuk Adhesi Chip Aluminium

Sifat material aluminium membuatnya rentan terhadap adhesi chip selama pemesinan, terutama selama pemotongan dalam atau operasi menyelam. Chip yang terakumulasi dapat menyumbat saluran alur, mengganggu kinerja pemotongan, dan berpotensi merusak alat. Oleh karena itu, memilih mata pisau akhir dengan lapisan yang tepat menjadi penting.

Lapisan titanium karbonitride (TiCN) merupakan pilihan umum, terutama untuk mata pisau akhir karbida. Lapisan TiCN memberikan pelumasan yang sangat baik, secara efektif mengurangi gesekan antara chip aluminium dan permukaan alat sekaligus mendorong evakuasi chip yang efisien. Bahkan tanpa aplikasi pendingin, lapisan TiCN mempertahankan kinerja yang efektif.

Untuk mata pisau akhir HSS, TiCN dan lapisan pelumas serupa tetap menjadi pilihan yang layak, menyeimbangkan sifat pelumasan yang diperlukan dengan pengurangan biaya perkakas.

Jumlah Alur: Kasus untuk 2 atau 3 Alur

Kuantitas alur termasuk di antara pertimbangan paling kritis saat memilih mata pisau akhir khusus aluminium. Karakteristik "lengket" dan "lunak" aluminium mendorong adhesi material di dalam saluran alur. Meskipun lapisan mengurangi masalah ini, penggunaan mata pisau akhir 4 atau 5 alur untuk pemesinan aluminium dapat membebani bahkan kemampuan evakuasi chip dari lapisan premium.

Alur terutama memfasilitasi pembuangan chip selama operasi pemotongan. Jumlah alur yang berkurang, sambil mengurangi kekakuan alat, meningkatkan efisiensi evakuasi chip. Pembuangan chip yang tidak memadai dapat menyebabkan:

• Hasil akhir permukaan yang buruk: Pemotongan ulang chip yang terakumulasi menurunkan kualitas permukaan
• Kerusakan alat: Pengelasan gesekan antara chip dan permukaan alat dapat menyebabkan chipping tepi atau kegagalan alat total—hasil yang ingin dihindari oleh semua operator CNC

Akibatnya, mata pisau akhir 2 atau 3 alur merupakan pilihan ideal untuk pemesinan aluminium. Meskipun jumlah alur yang lebih tinggi tetap layak secara teknis, mereka secara proporsional meningkatkan risiko kegagalan alat.

Sudut Helix: Helix Tinggi untuk Efisiensi yang Ditingkatkan

Di luar jumlah alur, geometri alur secara signifikan memengaruhi kinerja. Desain alur helix tinggi secara dramatis meningkatkan evakuasi chip dan stabilitas proses pemotongan. Geometri ini mendorong kontak alat-benda kerja yang konsisten, mengurangi gangguan proses pemotongan.

Potongan terputus-putus berdampak buruk pada masa pakai alat dan hasil akhir permukaan. Oleh karena itu, mata pisau akhir helix tinggi mempertahankan kesinambungan pemotongan, mengeluarkan chip lebih cepat, dan akibatnya meningkatkan efisiensi dan kualitas pemesinan.

Pertimbangan Utama: Evakuasi Chip dan Pelumasan

Aluminium tetap menjadi material yang relatif mudah dikerjakan. Pemesinan aluminium yang optimal memerlukan mata pisau akhir yang menggabungkan pelumasan tinggi dengan desain alur yang efisien. Melalui penyesuaian parameter yang tepat, mesin CNC dapat diandalkan menghasilkan chip aluminium yang substansial sambil mempertahankan kualitas benda kerja yang tinggi.

Analisis Terperinci Geometri Alat

Di luar material, lapisan, dan jumlah alur, geometri mata pisau akhir secara signifikan memengaruhi kinerja pemesinan aluminium. Berbagai sudut geometris memengaruhi gaya pemotongan, evakuasi chip, dan umur panjang alat:

Sudut Rake

Sudut antara sisi depan tepi potong dan bidang referensi. Sudut rake positif yang lebih besar mengurangi gaya pemotongan, memfasilitasi pemotongan yang lebih halus, dan meminimalkan keausan alat. Untuk material lunak seperti aluminium, sudut rake yang lebih besar biasanya meningkatkan efisiensi pemotongan sambil mengurangi gaya yang dibutuhkan.

Sudut Jarak Bebas

Sudut antara sisi belakang tepi potong dan bidang pemotongan. Sudut ini mencegah gangguan antara permukaan alat dan benda kerja, mengurangi gesekan dan pembangkitan panas. Sudut jarak bebas yang tepat meningkatkan umur alat dan hasil akhir permukaan. Untuk pemesinan aluminium, sudut jarak bebas yang lebih kecil umumnya meningkatkan kekakuan alat dan stabilitas pemotongan.

Sudut Helix

Sudut antara tepi potong dan sumbu alat. Sudut helix yang lebih tinggi meningkatkan evakuasi chip, mengurangi gaya pemotongan, dan meningkatkan stabilitas proses pemotongan. Pemesinan aluminium biasanya mendapat manfaat dari mata pisau akhir helix tinggi untuk pembuangan chip yang unggul dan pengurangan gaya pemotongan.

Sudut Rake Aksial

Sudut antara tepi potong dan ujung alat. Sudut ini memengaruhi arah gaya pemotongan dan stabilitas proses. Pemesinan aluminium biasanya menggunakan sudut rake aksial yang lebih kecil untuk meningkatkan stabilitas.

Optimasi Parameter Pemotongan

Di luar pemilihan alat, optimasi parameter terbukti sangat penting untuk keberhasilan pemesinan CNC aluminium. Parameter yang tepat meningkatkan efisiensi, mengurangi keausan alat, dan memastikan hasil berkualitas tinggi:

Kecepatan Pemotongan

Jarak tepi potong bergerak per satuan waktu. Pemesinan aluminium biasanya menggunakan kecepatan yang lebih tinggi untuk meningkatkan efisiensi, meskipun kecepatan yang berlebihan mempercepat keausan alat atau menyebabkan pembakaran. Kecepatan optimal bergantung pada material alat, lapisan, dan karakteristik benda kerja tertentu.

Laju Umpan

Jarak yang ditempuh di sepanjang arah umpan per satuan waktu. Laju yang tidak mencukupi meningkatkan gaya pemotongan dan keausan alat sambil berpotensi menyebabkan getaran. Laju yang berlebihan menghasilkan gaya yang luar biasa, chipping tepi, dan hasil akhir permukaan yang buruk. Laju yang tepat menyeimbangkan kemampuan alat dan sifat material.

Kedalaman Pemotongan

Penetrasi benda kerja per lintasan pemotongan. Kedalaman yang berlebihan meningkatkan gaya pemotongan dan keausan alat sambil berpotensi menyebabkan getaran. Kedalaman yang tidak mencukupi mengurangi efisiensi. Kedalaman optimal mempertimbangkan spesifikasi alat dan karakteristik material.

Pendingin

Fungsi termasuk pengurangan suhu, pelumasan alat/benda kerja, dan pembuangan chip. Pemesinan aluminium biasanya menggunakan pendingin yang larut dalam air atau berbasis minyak. Pemilihan pendingin yang tepat meningkatkan umur alat dan kualitas permukaan.

Strategi Jalur Alat

Strategi jalur alat yang efektif meningkatkan efisiensi, mengurangi keausan alat, dan meningkatkan kualitas benda kerja:

Penggilingan Pendakian

Arah pemotongan cocok dengan arah umpan benda kerja. Pendekatan ini mengurangi gaya pemotongan dan keausan alat sambil meningkatkan hasil akhir permukaan, meskipun kerentanan getaran memerlukan pemilihan parameter dan alat yang cermat.

Penggilingan Konvensional

Arah pemotongan berlawanan dengan arah umpan benda kerja. Metode ini meningkatkan stabilitas proses tetapi meningkatkan gaya pemotongan dan keausan alat.

Entri Heliks

Alat memasuki benda kerja di sepanjang jalur heliks. Teknik ini mengurangi gaya pemotongan, meminimalkan dampak alat, dan meningkatkan kualitas pembuatan lubang.

Pemesinan Sudut

Operasi sudut seringkali mengalami gaya yang terkonsentrasi dan tantangan evakuasi chip. Solusi termasuk beberapa lintasan dengan alat yang lebih kecil atau transisi radius.

Pemilihan Alat Khusus Material

Paduan aluminium menunjukkan sifat fisik dan kimia yang beragam yang memerlukan pemilihan alat yang disesuaikan:

Aluminium 6061

Paduan umum ini menawarkan kekuatan yang baik, ketahanan korosi, dan kemampuan mesin. Mata pisau akhir karbida dan HSS terbukti cocok, sebaiknya menampilkan lapisan TiCN dan sudut helix tinggi untuk meningkatkan evakuasi chip dan mengurangi gaya pemotongan.

Aluminium 7075

Paduan berkekuatan tinggi ini menunjukkan ketahanan korosi dan kemampuan mesin yang baik tetapi menghasilkan gaya pemotongan dan kecenderungan getaran yang signifikan. Mata pisau akhir karbida dengan kedalaman pemotongan dan laju umpan yang berkurang merupakan pilihan optimal, dilengkapi dengan pemegang alat peredam getaran.

Aluminium 5052

Paduan tahan korosi ini menawarkan kemampuan las dan kemampuan mesin yang baik tetapi menunjukkan kinerja pemotongan dan kecenderungan adhesi yang buruk. Mata pisau akhir berlapis TiCN, helix tinggi dengan aplikasi pendingin yang cukup memberikan hasil yang optimal.

Praktik Perawatan Alat

Perawatan yang tepat memperpanjang umur alat dan memastikan kualitas pemesinan:

• Inspeksi rutin: Pantau ketajaman tepi potong dan integritas alat, ganti alat yang aus atau rusak segera
• Pembersihan: Buang chip dan serpihan setelah setiap penggunaan melalui udara tekan atau sikat
• Penyimpanan: Pertahankan alat di lingkungan yang kering dan bersih untuk mencegah kerusakan akibat kelembapan atau korosi
• Penggilingan ulang: Layanan penggilingan ulang profesional dapat memulihkan kinerja pemotongan alat yang aus

Tren yang Muncul

Kemajuan pemesinan CNC mendorong inovasi mata pisau akhir yang berkelanjutan:

• Lapisan canggih: Material baru yang menawarkan kekerasan, ketahanan aus, dan pelumasan yang ditingkatkan terus bermunculan
• Alat pintar: Alat yang dilengkapi sensor dengan sistem kontrol memungkinkan pemantauan waktu nyata dan penyesuaian parameter otomatis
• Solusi khusus: Meningkatnya permintaan akan alat khusus yang disesuaikan dengan persyaratan geometris, pelapisan, dan material tertentu

Kesimpulan

Pemilihan mata pisau akhir aluminium yang optimal melibatkan pertimbangan multifaset termasuk material alat, pelapisan, jumlah alur, geometri, parameter pemotongan, strategi jalur alat, spesifikasi paduan, dan praktik perawatan. Melalui pemahaman komprehensif tentang faktor-faktor ini yang dikombinasikan dengan pengalaman praktis, operator dapat mengidentifikasi alat pemesinan aluminium yang ideal—meningkatkan efisiensi, mengurangi biaya, dan memastikan kualitas benda kerja yang unggul.