Mesin Presisi iku proses kanggo mbusak materi saka benda kerja nalika njaga hasil akhir sing toleransine rapet. Mesin presisi nduweni akeh jinis, kalebu panggilingan, pambalikan, lan mesin debit listrik. Mesin presisi saiki umume dikontrol nggunakake Kontrol Numerik Komputer (CNC).
Meh kabeh produk logam nggunakake mesin presisi, kaya dene akeh bahan liyane kayata plastik lan kayu. Mesin-mesin iki dioperasikake dening masinis khusus lan terlatih. Supaya alat pemotong bisa nindakake tugase, kudu dipindhah ing arah sing ditemtokake kanggo nggawe potongan sing bener. Gerakan utama iki diarani "kacepetan pemotongan." Benda kerja uga bisa dipindhah, sing dikenal minangka gerakan sekunder "feed." Bebarengan, gerakan kasebut lan ketajaman alat pemotong ngidini mesin presisi bisa beroperasi.
Mesin presisi sing berkualitas mbutuhake kemampuan kanggo ngetutake cetak biru sing spesifik banget sing digawe dening program CAD (desain sing dibantu komputer) utawa CAM (manufaktur sing dibantu komputer) kaya AutoCAD lan TurboCAD. Piranti lunak kasebut bisa mbantu ngasilake diagram utawa garis besar 3 dimensi sing kompleks sing dibutuhake kanggo nggawe alat, mesin, utawa obyek. Cetak biru iki kudu dipatuhi kanthi rinci kanggo mesthekake yen produk tetep utuh. Nalika umume perusahaan mesin presisi nggarap sawetara bentuk program CAD/CAM, dheweke isih asring nggarap sketsa sing digambar tangan ing fase awal desain.
Mesin presisi digunakake ing sawetara bahan kalebu baja, perunggu, grafit, kaca lan plastik, lan liya-liyane. Gumantung saka ukuran proyek lan bahan sing bakal digunakake, macem-macem alat mesin presisi bakal digunakake. Sembarang kombinasi mesin bubut, mesin panggilingan, mesin bor, gergaji lan gerinda, lan malah robotika kecepatan tinggi bisa digunakake. Industri aerospace bisa nggunakake mesin kecepatan tinggi, dene industri pembuatan alat kayu bisa nggunakake proses etsa lan panggilingan foto-kimia. Proses nggiling barang, utawa jumlah tartamtu saka barang tartamtu, bisa nganti ewonan, utawa mung sawetara. Mesin presisi asring mbutuhake pemrograman piranti CNC sing tegese piranti kasebut dikontrol sacara numerik komputer. Piranti CNC ngidini dimensi sing tepat dituruti sajrone proses produk.
Penggilingan yaiku proses pemesinan nggunakake pemotong putar kanggo mbusak materi saka benda kerja kanthi maju (utawa menehi) pemotong menyang benda kerja ing arah tartamtu. Pemotong uga bisa dicekel ing sudut relatif marang sumbu alat. Penggilingan nyakup macem-macem operasi lan mesin sing beda-beda, kanthi skala saka bagean individu cilik nganti operasi penggilingan gang tugas berat sing gedhe. Iki minangka salah sawijining proses sing paling umum digunakake kanggo mesin bagean khusus kanthi toleransi sing tepat.
Panggilingan bisa ditindakake nganggo macem-macem mesin perkakas. Kelas asli mesin perkakas kanggo panggilingan yaiku mesin panggilingan (asring diarani pabrik). Sawise anane kontrol numerik komputer (CNC), mesin panggilingan berkembang dadi pusat mesin: mesin panggilingan sing ditambah karo pengubah alat otomatis, magasin utawa korsel alat, kemampuan CNC, sistem pendingin, lan selungkup. Pusat panggilingan umume diklasifikasikake minangka pusat mesin vertikal (VMC) utawa pusat mesin horisontal (HMC).
Integrasi panggilingan menyang lingkungan bubut, lan kosok balene, diwiwiti kanthi perkakas urip kanggo mesin bubut lan panggunaan panggilingan kanggo operasi bubut. Iki nyebabake kelas mesin perkakas anyar, mesin multitasking (MTM), sing digawe khusus kanggo nggampangake panggilingan lan bubut ing lingkungan kerja sing padha.
Kanggo insinyur desain, tim R&D, lan produsen sing gumantung marang sumber suku cadang, mesin CNC presisi ngidini nggawe suku cadang sing kompleks tanpa proses tambahan. Nyatane, mesin CNC presisi asring ngidini suku cadang sing wis rampung digawe ing siji mesin.
Proses pemesinan mbusak bahan lan nggunakake macem-macem alat pemotong kanggo nggawe desain pungkasan, lan asring rumit banget, saka sawijining bagean. Tingkat presisi ditingkatake liwat panggunaan kontrol numerik komputer (CNC), sing digunakake kanggo ngotomatisasi kontrol alat pemesinan.
Perané "CNC" ing mesin presisi
Nggunakake pandhuan pemrograman kode, mesin CNC presisi ngidini benda kerja dipotong lan dibentuk miturut spesifikasi tanpa campur tangan manual dening operator mesin.
Kanthi njupuk model desain dibantu komputer (CAD) sing diwenehake dening pelanggan, masinis ahli nggunakake piranti lunak manufaktur dibantu komputer (CAM) kanggo nggawe pandhuan kanggo ngolah bagean kasebut. Adhedhasar model CAD, piranti lunak nemtokake jalur alat apa sing dibutuhake lan ngasilake kode pemrograman sing ngandhani mesin:
■ Apa RPM lan kecepatan feed sing bener
■ Kapan lan ing ngendi kudu mindhah alat lan/utawa benda kerja
■ Sepira jerone kudu dipotong
■ Kapan kudu nggunakake cairan pendingin
■ Faktor liyane sing ana gandhengane karo kecepatan, laju feed, lan koordinasi
Kontroler CNC banjur nggunakake kode pemrograman kanggo ngontrol, ngotomatisasi, lan ngawasi obahe mesin.
Saiki, CNC minangka fitur bawaan saka macem-macem peralatan, wiwit saka mesin bubut, pabrik, lan router nganti mesin EDM (mesin penggilingan listrik), laser, lan plasma. Saliyane ngotomatisasi proses pemesinan lan ningkatake presisi, CNC ngilangi tugas manual lan mbebasake masinis kanggo ngawasi pirang-pirang mesin sing mlaku bebarengan.
Kajaba iku, sawise jalur alat dirancang lan mesin diprogram, mesin kasebut bisa mbukak bagean kasebut kaping pirang-pirang. Iki nyedhiyakake tingkat presisi lan kemampuan pengulangan sing dhuwur, sing banjur ndadekake proses kasebut efektif banget saka segi biaya lan bisa diskalakake.
Bahan-bahan sing diolah nganggo mesin
Sawetara logam sing umum diolah nganggo mesin kalebu aluminium, kuningan, perunggu, tembaga, baja, titanium, lan seng. Kajaba iku, kayu, busa, fiberglass, lan plastik kayata polipropilena uga bisa diolah nganggo mesin.
Nyatane, meh kabeh bahan bisa digunakake karo mesin CNC presisi — mesthi, gumantung saka aplikasi lan syarate.
Sawetara kaluwihan mesin CNC presisi
Kanggo akèh bagean lan komponen cilik sing digunakaké ing macem-macem produk manufaktur, mesin CNC presisi asring dadi cara fabrikasi pilihan.
Kaya sing bener kanggo meh kabeh metode pemotongan lan pemesinan, bahan sing beda-beda tumindake beda-beda, lan ukuran lan wujud komponen uga duwe pengaruh gedhe marang proses kasebut. Nanging, umume proses pemesinan CNC presisi nawakake kaluwihan tinimbang metode pemesinan liyane.
Kuwi amarga mesin CNC bisa ngasilake:
■ Tingkat kerumitan bagean sing dhuwur
■ Toleransi sing ketat, biasane wiwit saka ±0,0002" (±0,00508 mm) nganti ±0,0005" (±0,0127 mm)
■ Lapisan permukaan sing alus banget, kalebu lapisan khusus
■ Bisa diulang, sanajan ing volume dhuwur
Nalika masinis sing trampil bisa nggunakake mesin bubut manual kanggo nggawe bagean sing berkualitas kanthi jumlah 10 utawa 100, apa sing kedadeyan nalika sampeyan butuh 1.000 bagean? 10.000 bagean? 100.000 utawa sayuta bagean?
Kanthi mesin CNC presisi, sampeyan bisa entuk skalabilitas lan kecepatan sing dibutuhake kanggo jinis produksi volume dhuwur iki. Kajaba iku, kemampuan pengulangan sing dhuwur saka mesin CNC presisi menehi sampeyan bagean sing kabeh padha saka wiwitan nganti rampung, ora preduli pira bagean sing sampeyan produksi.
Ana sawetara metode mesin CNC sing khusus banget, kalebu EDM kawat (mesin debit listrik), mesin aditif, lan pencetakan laser 3D. Contone, EDM kawat nggunakake bahan konduktif — biasane logam — lan debit listrik kanggo ngikis benda kerja dadi bentuk sing rumit.
Nanging, ing kene kita bakal fokus ing proses panggilingan lan pambalikan — rong metode subtraktif sing kasedhiya sacara wiyar lan kerep digunakake kanggo mesin CNC presisi.
Panggilingan vs. pambalikan
Panggilingan iku proses mesin sing nggunakake alat potong silinder sing muter kanggo mbusak bahan lan nggawe bentuk. Peralatan panggilingan, sing dikenal minangka pabrik utawa pusat mesin, ngrampungake jagad geometri bagean sing kompleks ing sawetara obyek logam paling gedhe sing diolah.
Ciri penting saka panggilingan yaiku benda kerja tetep ora obah nalika alat pemotong muter. Kanthi tembung liya, ing gilingan, alat pemotong sing muter obah ngubengi benda kerja, sing tetep tetep ing panggonane ing amben.
Nguripake yaiku proses ngethok utawa mbentuk benda kerja ing peralatan sing diarani mesin bubut. Lumrahe, mesin bubut muter benda kerja ing sumbu vertikal utawa horisontal nalika alat pemotong tetep (sing bisa uga muter utawa ora) obah ing sadawane sumbu sing diprogram.
Piranti kasebut ora bisa mubeng sacara fisik ing bagean kasebut. Materi kasebut muter, saengga piranti kasebut bisa nindakake operasi sing wis diprogram. (Ana sawetara mesin bubut ing ngendi piranti kasebut muter ing sekitar kawat sing diumpan spool, nanging ora dibahas ing kene.)
Nalika muter, ora kaya panggilingan, benda kerja muter. Stok bagean muter ing spindel bubut lan alat pemotong digawa menyang kontak karo benda kerja.
Mesin manual vs. mesin CNC
Sanajan mesin giling lan mesin bubut kasedhiya ing model manual, mesin CNC luwih cocog kanggo tujuan manufaktur bagean cilik — nawakake skalabilitas lan kemampuan pengulangan kanggo aplikasi sing mbutuhake produksi volume dhuwur saka bagean toleransi ketat.
Saliyané nawakaké mesin 2-sumbu prasaja ing ngendi piranti obah ing sumbu X lan Z, piranti CNC presisi kalebu model multi-sumbu ing ngendi benda kerja uga bisa obah. Iki béda karo mesin bubut ing ngendi benda kerja diwatesi mung kanggo muter lan piranti bakal obah kanggo nggawé geometri sing dikarepaké.
Konfigurasi multi-sumbu iki ngidini produksi geometri sing luwih kompleks ing siji operasi, tanpa mbutuhake kerja tambahan dening operator mesin. Iki ora mung nggampangake produksi bagean sing kompleks, nanging uga nyuda utawa ngilangi kemungkinan kesalahan operator.
Kajaba iku, panggunaan cairan pendingin tekanan tinggi kanthi mesin CNC presisi njamin yen serpihan ora mlebu ing karya, sanajan nggunakake mesin kanthi spindel sing berorientasi vertikal.
Mesin CNC
Mesin panggilingan sing beda-beda beda-beda ukurane, konfigurasi sumbu, laju pakan, kecepatan potong, arah pakan panggilingan, lan karakteristik liyane.
Nanging, umume, pabrik CNC nggunakake spindel sing muter kanggo ngethok bahan sing ora dikarepake. Iki digunakake kanggo ngethok logam atos kayata baja lan titanium nanging uga bisa digunakake karo bahan kayata plastik lan aluminium.
Pabrik CNC digawe kanggo kemampuan pengulangan lan bisa digunakake kanggo kabeh perkara, wiwit saka prototipe nganti produksi volume dhuwur. Pabrik CNC presisi kelas atas asring digunakake kanggo karya toleransi ketat kayata panggilingan cetakan lan cetakan sing apik.
Sanajan panggilingan CNC bisa ngasilake proses sing cepet, finishing as-milled nggawe bagean kanthi tandha alat sing katon. Uga bisa ngasilake bagean kanthi sawetara pinggiran lan gerinda sing tajem, mula proses tambahan bisa uga dibutuhake yen pinggiran lan gerinda ora bisa ditampa kanggo fitur kasebut.
Mesthi wae, piranti deburring sing diprogram ing urutan bakal deburring, sanajan biasane bisa nggayuh 90% saka syarat rampung paling akeh, saengga isih ana sawetara fitur kanggo finishing tangan pungkasan.
Kanggo polesan permukaan, ana piranti sing ora mung bakal ngasilake polesan permukaan sing bisa ditampa, nanging uga polesan kaya pangilon ing bagean-bagean produk kerja.
Jinis-jinis mesin CNC
Rong jinis dhasar mesin panggilingan dikenal minangka pusat mesin vertikal lan pusat mesin horisontal, ing ngendi bedane utama ana ing orientasi spindel mesin.
Pusat mesin vertikal yaiku gilingan sing sumbu spindelé sejajar karo arah sumbu Z. Mesin vertikal iki bisa dipérang manèh dadi rong jinis:
■Bed mill, ing ngendi spindel obah sejajar karo sumbune dhewe nalika meja obah tegak lurus karo sumbu spindel
■Pabrik menara, ing ngendi spindel ora obah lan meja diobahake supaya tansah tegak lurus lan sejajar karo sumbu spindel sajrone operasi pemotongan
Ing pusat mesin horisontal, sumbu spindel pabrik sejajar ing arah sumbu Y. Struktur horisontal tegese pabrik iki cenderung njupuk luwih akeh papan ing lantai bengkel mesin; umume uga luwih abot lan luwih kuat tinimbang mesin vertikal.
Mesin giling horisontal asring digunakake nalika butuh permukaan sing luwih apik; kuwi amarga orientasi spindel tegese serpihan pemotongan kanthi alami bakal ilang lan gampang dicopot. (Minangka mupangat tambahan, mbusak serpihan sing efisien mbantu nambah umur alat.)
Umumé, pusat mesin vertikal luwih umum amarga bisa sekuat pusat mesin horisontal lan bisa nangani bagean sing cilik banget. Kajaba iku, pusat vertikal duwe jejak sing luwih cilik tinimbang pusat mesin horisontal.
Pabrik CNC multi-sumbu
Pusat pabrik CNC presisi kasedhiya kanthi pirang-pirang sumbu. Pabrik 3-sumbu nggunakake sumbu X, Y, lan Z kanggo macem-macem pakaryan. Kanthi pabrik 4-sumbu, mesin bisa muter ing sumbu vertikal lan horisontal lan mindhah benda kerja supaya bisa diproses kanthi luwih terus-terusan.
Pabrik 5 sumbu duwé telung sumbu tradisional lan rong sumbu putar tambahan, sing nggampangaké benda kerja diputer nalika sirah spindel obah ing sakubengé. Iki nggampangaké limang sisih benda kerja dimesin tanpa nyopot benda kerja lan nyetel ulang mesin.
Mesin bubut CNC
Mesin bubut — uga disebut pusat puteran — nduweni siji utawa luwih spindel, lan sumbu X lan Z. Mesin iki digunakake kanggo muter benda kerja ing sumbune kanggo nindakake macem-macem operasi pemotongan lan pembentukan, ngetrapake macem-macem alat menyang benda kerja.
Mesin bubut CNC, sing uga diarani mesin bubut perkakas aksi langsung, cocog kanggo nggawe bagean silinder utawa bunder simetris. Kaya pabrik CNC, mesin bubut CNC bisa nangani operasi sing luwih cilik kayata prototipe nanging uga bisa disetel kanggo kemampuan pengulangan sing dhuwur, ndhukung produksi volume sing dhuwur.
Mesin bubut CNC uga bisa disetel kanggo produksi sing relatif tanpa tangan, sing ndadekake digunakake sacara wiyar ing industri otomotif, elektronik, aerospace, robotika, lan piranti medis.
Cara kerja mesin bubut CNC
Kanthi mesin bubut CNC, batang kosong saka bahan baku dimuat menyang chuck spindle mesin bubut. Chuck iki nyekeli benda kerja ing panggonane nalika spindle muter. Nalika spindle tekan kecepatan sing dibutuhake, alat pemotong stasioner digawa menyang kontak karo benda kerja kanggo mbusak bahan lan entuk geometri sing bener.
Mesin bubut CNC bisa nindakake sawetara operasi, kayata pengeboran, penguliran, pengeboran, reaming, facing, lan taper turning. Operasi sing beda-beda mbutuhake pangowahan alat lan bisa nambah biaya lan wektu persiapan.
Nalika kabeh operasi mesin sing dibutuhake wis rampung, bagean kasebut dipotong saka stok kanggo diproses luwih lanjut, yen perlu. Mesin bubut CNC banjur siap mbaleni operasi kasebut, kanthi wektu persiyapan tambahan sing biasane dibutuhake sithik utawa ora ana wektu persiyapan tambahan ing antarane.
Mesin bubut CNC uga bisa nampung macem-macem pengumpan batang otomatis, sing nyuda jumlah penanganan bahan mentah manual lan menehi kaluwihan kayata ing ngisor iki:
■ Ngurangi wektu lan tenaga sing dibutuhake operator mesin
■ Ndhukung barstock kanggo ngurangi getaran sing bisa mengaruhi presisi kanthi negatif
■ Ngidini piranti mesin beroperasi kanthi kecepatan spindel optimal
■ Nyilikake wektu ganti
■ Ngurangi sampah materi
Jinis-jinis mesin bubut CNC
Ana sawetara jinis mesin bubut, nanging sing paling umum yaiku mesin bubut CNC 2-sumbu lan mesin bubut otomatis gaya Cina.
Umume mesin bubut CNC China nggunakake siji utawa loro spindel utama ditambah siji utawa loro spindel mburi (utawa sekunder), kanthi transfer putar sing tanggung jawab kanggo sing pertama. Spindel utama nindakake operasi mesin utama, kanthi bantuan bushing pandhuan.
Kajaba iku, sawetara mesin bubut gaya China dilengkapi endhas alat kapindho sing beroperasi minangka pabrik CNC.
Kanthi mesin bubut otomatis CNC gaya Cina, bahan baku dipasok liwat spindel sirah geser menyang bushing pandhuan. Iki ngidini alat kasebut ngethok bahan luwih cedhak karo titik ing ngendi bahan kasebut didhukung, saengga mesin Cina iki migunani banget kanggo bagean sing dawa lan ramping sing diputar lan kanggo micromachining.
Pusat puteran CNC multi-sumbu lan mesin bubut gaya Cina bisa ngrampungake pirang-pirang operasi pemesinan nggunakake siji mesin. Iki ndadekake pilihan sing efektif biaya kanggo geometri kompleks sing mbutuhake pirang-pirang mesin utawa pangowahan alat nggunakake peralatan kayata pabrik CNC tradisional.