Mesin Presisi nyaéta prosés pikeun miceun bahan tina benda kerja nalika prosés ngolah kalayan toleransi anu caket. Mesin presisi mibanda seueur jinis, kalebet panggilingan, pameuntasan, sareng mesin pelepasan muatan listrik. Mesin presisi ayeuna umumna dikontrol nganggo Kontrol Numerik Komputer (CNC).
Ampir sadaya produk logam nganggo mesin presisi, sapertos seueur bahan sanés sapertos plastik sareng kai. Mesin-mesin ieu dioperasikeun ku masinis khusus sareng terlatih. Supados alat motong tiasa ngalakukeun padamelanna, éta kedah digerakkeun dina arah anu ditangtukeun pikeun ngadamel potongan anu leres. Gerakan primér ieu disebut "kagancangan motong." Benda kerja ogé tiasa digerakkeun, katelah gerakan sekundér "feed." Babarengan, gerakan ieu sareng seukeutna alat motong ngamungkinkeun mesin presisi beroperasi.
Mesin presisi anu kualitasna alus merlukeun kamampuan pikeun nuturkeun cetak biru anu khusus pisan anu didamel ku program CAD (desain dibantuan komputer) atanapi CAM (manufaktur dibantuan komputer) sapertos AutoCAD sareng TurboCAD. Parangkat lunak ieu tiasa ngabantosan ngahasilkeun diagram atanapi garis besar 3 diménsi anu rumit anu diperyogikeun pikeun ngadamel alat, mesin, atanapi objék. Cetak biru ieu kedah dipatuhi kalayan rinci pikeun mastikeun yén produk ngajaga integritasna. Sanaos kalolobaan perusahaan mesin presisi damel sareng sababaraha bentuk program CAD/CAM, aranjeunna masih sering damel sareng sketsa anu digambar ku leungeun dina fase awal desain.
Mesin presisi dianggo dina sababaraha bahan kalebet baja, perunggu, grafit, kaca sareng plastik, kanggo nyebatkeun sababaraha. Gumantung kana ukuran proyék sareng bahan anu bakal dianggo, rupa-rupa alat mesin presisi bakal dianggo. Sagala kombinasi mesin bubut, mesin panggilingan, mesin bor, gergaji sareng panggiling, sareng bahkan robotika kecepatan tinggi tiasa dianggo. Industri aerospace tiasa nganggo mesin kecepatan tinggi, sedengkeun industri pembuatan alat kai tiasa nganggo prosés etsa sareng panggilingan foto-kimia. Ngadamel hiji barang, atanapi jumlah khusus tina barang khusus, tiasa rébuan, atanapi ngan ukur sababaraha. Mesin presisi sering meryogikeun pamrograman alat CNC anu hartosna aranjeunna dikontrol sacara numerik komputer. Alat CNC ngamungkinkeun diménsi anu pasti dituturkeun sapanjang prosés hiji produk.
Panggilingan nyaéta prosés machining anu ngagunakeun mesin pamotong puteran pikeun miceun bahan tina benda kerja ku cara mindahkeun (atanapi ngasupkeun) mesin pamotong kana benda kerja dina arah anu tangtu. Mesin pamotong ogé tiasa dicekel dina sudut anu relatif ka sumbu alat. Panggilingan ngawengku rupa-rupa operasi sareng mesin anu béda, dina skala ti bagian individu anu alit dugi ka operasi panggilingan gang tugas beurat anu ageung. Ieu mangrupikeun salah sahiji prosés anu paling umum dianggo pikeun machining bagian khusus dugi ka toleransi anu tepat.
Panggilingan bisa dilakukeun ku rupa-rupa mesin perkakas. Kelas mesin perkakas asli pikeun panggilingan nyaéta mesin panggilingan (sering disebut panggilingan). Saatos munculna kontrol numerik komputer (CNC), mesin panggilingan mekar jadi pusat mesin: mesin panggilingan ditambah ku alat pangganti otomatis, magasin atanapi korsel alat, kamampuan CNC, sistem pendingin, sareng wadah. Pusat panggilingan umumna digolongkeun salaku pusat mesin vertikal (VMC) atanapi pusat mesin horizontal (HMC).
Integrasi panggilingan kana lingkungan puteran, sareng sabalikna, dimimitian ku perkakas hirup pikeun mesin bubut sareng panggunaan panggilingan pikeun operasi puteran. Ieu ngarah kana kelas mesin perkakas anyar, mesin multitasking (MTM), anu didamel khusus pikeun ngagampangkeun panggilingan sareng puteran dina amplop padamelan anu sami.
Pikeun insinyur desain, tim R&D, sareng pabrik anu gumantung kana sumber suku cadang, mesin CNC presisi ngamungkinkeun pikeun nyiptakeun suku cadang anu rumit tanpa pamrosésan tambahan. Kanyataanna, mesin CNC presisi sering ngamungkinkeun suku cadang anu parantos réngsé didamel dina hiji mesin.
Prosés pamrosésan miceun bahan sareng nganggo rupa-rupa alat motong pikeun nyiptakeun desain bagian anu ahir, sareng sering rumit pisan. Tingkat presisi ditingkatkeun ngalangkungan panggunaan kontrol numerik komputer (CNC), anu dianggo pikeun ngotomatisasi kontrol alat pamrosésan.
Kalungguhan "CNC" dina mesin presisi
Ngagunakeun parentah pamrograman anu dikodekeun, mesin CNC anu presisi ngamungkinkeun benda kerja dipotong sareng dibentuk dumasar kana spésifikasi tanpa campur tangan manual ku operator mesin.
Ngagunakeun modél desain dibantuan komputer (CAD) anu disayogikeun ku konsumén, masinis ahli nganggo parangkat lunak manufaktur dibantuan komputer (CAM) pikeun nyiptakeun pitunjuk pikeun ngolah bagian éta. Dumasar kana modél CAD, parangkat lunak nangtukeun jalur alat naon anu diperyogikeun sareng ngahasilkeun kode pamrograman anu ngawartosan mesin:
■ Naon RPM sareng laju asupan anu leres
■ Iraha sareng dimana kedah mindahkeun alat sareng/atanapi benda kerja
■ Sabaraha jerona motong
■ Iraha kedah nganggo cairan pendingin
■ Faktor séjén anu aya patalina jeung kecepatan, laju asupan, jeung koordinasi
Kontroler CNC teras nganggo kode pamrograman pikeun ngontrol, ngotomatisasi, sareng ngawas gerakan mesin.
Ayeuna, CNC mangrupikeun fitur bawaan pikeun rupa-rupa peralatan, ti mesin bubut, gilingan, sareng router dugi ka kawat EDM (mesin pemesinan discharge listrik), laser, sareng mesin motong plasma. Salian ti ngotomatisasi prosés pemesinan sareng ningkatkeun presisi, CNC ngaleungitkeun tugas manual sareng ngabébaskeun masinis pikeun ngawas sababaraha mesin anu jalan dina waktos anu sami.
Salian ti éta, sakali jalur pakakas parantos dirancang sareng mesin diprogram, éta tiasa ngajalankeun bagian sababaraha kali. Ieu nyayogikeun tingkat presisi sareng kabisa-balikan anu luhur, anu antukna ngajantenkeun prosésna efektif pisan sareng tiasa diskalakeun.
Bahan-bahan anu di mesin
Sababaraha logam anu umumna diolah nyaéta aluminium, kuningan, perunggu, tambaga, baja, titanium, sareng séng. Salian ti éta, kai, busa, fiberglass, sareng plastik sapertos polipropilén ogé tiasa diolah.
Kanyataanna, ampir bahan naon waé tiasa dianggo sareng mesin CNC presisi — tangtosna, gumantung kana aplikasi sareng saratna.
Sababaraha kaunggulan tina mesin CNC presisi
Pikeun seueur bagian sareng komponén alit anu dianggo dina rupa-rupa produk anu diproduksi, mesin CNC presisi sering janten metode fabrikasi pilihan.
Sapertos ampir sadaya metode motong sareng ngolah, bahan anu béda-béda kalakuanana béda, sareng ukuran sareng bentuk komponén ogé gaduh dampak anu ageung kana prosésna. Nanging, sacara umum prosés ngolah CNC presisi nawiskeun kaunggulan tibatan metode ngolah anu sanés.
Éta kusabab mesin CNC sanggup nganteurkeun:
■ Tingkat karumitan bagian anu luhur
■ Toleransi anu ketat, biasana ti mimiti ±0.0002" (±0.00508 mm) dugi ka ±0.0005" (±0.0127 mm)
■ Lapisan permukaan anu lemes pisan, kalebet lapisan khusus
■ Kabisa diulang, sanajan dina volume anu luhur
Sanaos masinis anu terampil tiasa nganggo mesin bubut manual pikeun ngadamel bagian anu kualitasna saé dina jumlah 10 atanapi 100, naon anu kajantenan nalika anjeun peryogi 1.000 bagian? 10.000 bagian? 100.000 atanapi sajuta bagian?
Ku ayana mesin CNC anu presisi, anjeun tiasa kéngingkeun skalabilitas sareng kecepatan anu diperyogikeun pikeun jinis produksi volume tinggi ieu. Salian ti éta, kabisaulangan anu luhur tina mesin CNC anu presisi masihan anjeun bagian-bagian anu sami ti mimiti dugi ka réngsé, henteu paduli sabaraha bagian anu anjeun produksi.
Aya sababaraha metode anu khusus pisan pikeun mesin CNC, kalebet EDM kawat (mesin debit listrik), mesin aditif, sareng percetakan laser 3D. Salaku conto, EDM kawat nganggo bahan konduktif — biasana logam — sareng debit listrik pikeun ngikis benda kerja kana bentuk anu rumit.
Nanging, di dieu urang bakal fokus kana prosés panggilingan sareng pambalikan — dua metode subtraktif anu sayogi sacara lega sareng sering dianggo pikeun mesin CNC presisi.
Panggilingan vs. ngabalikeun
Panggilingan nyaéta prosés mesin anu ngagunakeun alat motong silinder anu muter pikeun miceun bahan sareng nyiptakeun bentuk. Alat panggiling, anu katelah gilingan atanapi pusat mesin, ngalaksanakeun sagala rupa géométri bagian anu rumit dina sababaraha objék logam panggedéna anu dimesin.
Ciri penting tina panggilingan nyaéta benda kerja tetep cicing nalika alat motong muter. Kalayan kecap sanésna, dina panggilingan, alat motong anu muter gerak di sakitar benda kerja, anu tetep tetep dina tempatna dina ranjang.
Ngabalikeun nyaéta prosés motong atawa ngabentuk barang gawé dina alat anu disebut mesin bubut. Biasana, mesin bubut muterkeun barang gawé dina sumbu nangtung atawa horizontal sedengkeun alat motong anu tetep (anu bisa jadi muter atawa henteu) gerak sapanjang sumbu anu diprogram.
Pakakas ieu teu tiasa sacara fisik ngurilingan bagian éta. Bahanna muter, ngamungkinkeun pakakas pikeun ngalaksanakeun operasi anu diprogram. (Aya sakumpulan mesin bubut dimana pakakas muter ngurilingan kawat anu dialirkeun ku spool, kumaha ogé, éta teu dibahas di dieu.)
Dina prosés ngabalikeun, teu siga panggilingan, benda kerja muter. Bagian stok muter dina spindel mesin bubut sareng alat motong dihubungkeun sareng benda kerja.
Mesin manual vs. mesin CNC
Sanaos mesin giling sareng mesin bubut sayogi dina modél manual, mesin CNC langkung cocog pikeun tujuan manufaktur bagian alit — nawiskeun skalabilitas sareng kabisaulangan pikeun aplikasi anu meryogikeun produksi volume anu luhur pikeun bagian anu toleransina pageuh.
Salian ti nawarkeun mesin 2-sumbu basajan dimana pakakas gerak dina sumbu X sareng Z, parabot CNC presisi kalebet modél multi-sumbu dimana benda kerja ogé tiasa gerak. Ieu béda sareng mesin bubut dimana benda kerja diwatesan ku puteran sareng pakakas bakal gerak pikeun nyiptakeun géométri anu dipikahoyong.
Konfigurasi multi-sumbu ieu ngamungkinkeun produksi géométri anu langkung rumit dina hiji operasi, tanpa meryogikeun padamelan tambahan ku operator mesin. Ieu henteu ngan ukur ngagampangkeun pikeun ngahasilkeun bagian anu rumit, tapi ogé ngirangan atanapi ngaleungitkeun kamungkinan kasalahan operator.
Salian ti éta, panggunaan cairan pendingin tekanan tinggi kalayan mesin CNC anu presisi mastikeun yén serpihan henteu asup kana padamelan, bahkan nalika nganggo mesin kalayan spindle anu diorientasikeun sacara vertikal.
Pabrik CNC
Mesin panggilingan anu béda-béda béda-béda dina ukuranana, konfigurasi sumbu, laju dahar, kecepatan motong, arah dahar panggilingan, sareng ciri-ciri sanésna.
Nanging, sacara umum, pabrik CNC sadayana nganggo spindle anu muter pikeun motong bahan anu teu dihoyongkeun. Éta dianggo pikeun motong logam keras sapertos baja sareng titanium tapi ogé tiasa dianggo sareng bahan sapertos plastik sareng aluminium.
Pabrik CNC didamel pikeun pangulangan sareng tiasa dianggo pikeun sagala rupa ti mimiti prototipe dugi ka produksi volume anu luhur. Pabrik CNC presisi kelas luhur sering dianggo pikeun padamelan toleransi anu ketat sapertos panggilingan cetakan halus sareng cetakan.
Sanaos panggilingan CNC tiasa ngahasilkeun prosés anu gancang, finishing as-milled nyiptakeun bagian-bagian anu aya tanda alat anu katingali. Éta ogé tiasa ngahasilkeun bagian-bagian anu aya sisi sareng gerinda anu seukeut, janten prosés tambahan tiasa diperyogikeun upami sisi sareng gerinda henteu tiasa ditampi pikeun fitur-fitur éta.
Tangtosna, alat-alat deburring anu diprogram kana runtuyan bakal ngadeburr, sanaos biasana ngahontal 90% tina sarat réngsé paling seueur, nyésakeun sababaraha fitur pikeun pagawean ahir sacara manual.
Sedengkeun pikeun finish permukaan, aya alat-alat anu henteu ngan ukur bakal ngahasilkeun finish permukaan anu tiasa ditampi, tapi ogé finish sapertos eunteung dina bagian-bagian produk padamelan.
Jenis-jenis mesin CNC
Dua jinis dasar mesin panggilingan nyaéta puseur mesin vertikal sareng puseur mesin horizontal, dimana bédana utama aya dina orientasi spindel mesin.
Pusat mesin vertikal nyaéta gilingan dimana sumbu spindelna disaluyukeun dina arah sumbu Z. Mesin vertikal ieu tiasa dibagi deui kana dua jinis:
■Bed mills, dimana spindle gerak sajajar jeung sumbuna sorangan sedengkeun méja gerak tegak lurus jeung sumbu spindle
■Panggilingan menara, dimana spindelna cicing sareng méjana digerakkeun supados salawasna tegak lurus sareng sajajar sareng sumbu spindel salami operasi motong
Dina puseur mesin horizontal, sumbu spindel pabrik disaluyukeun dina arah sumbu Y. Struktur horizontal hartosna pabrik ieu condong nyéépkeun langkung seueur rohangan di lantai bengkel mesin; umumna ogé langkung beurat sareng langkung kuat tibatan mesin vertikal.
Mesin giling horizontal sering dianggo nalika peryogi hasil akhir permukaan anu langkung saé; éta kusabab orientasi spindle hartosna serpihan motong sacara alami murag sareng gampang dicabut. (Salaku kauntungan tambahan, miceun serpihan anu efisien ngabantosan ningkatkeun umur alat.)
Sacara umum, puseur mesin vertikal langkung umum sabab tiasa sami kuatna sareng puseur mesin horizontal sareng tiasa nanganan bagian anu alit pisan. Salaku tambahan, puseur vertikal gaduh tapak suku anu langkung alit tibatan puseur mesin horizontal.
Pabrik CNC multi-sumbu
Pusat panggilingan CNC presisi sayogi kalayan sababaraha sumbu. Panggilingan 3-sumbu ngamangpaatkeun sumbu X, Y, sareng Z pikeun rupa-rupa padamelan. Kalayan panggilingan 4-sumbu, mesin tiasa muter dina sumbu vertikal sareng horizontal sareng mindahkeun benda kerja pikeun ngamungkinkeun pamrosésan anu langkung kontinyu.
Panggilingan 5 sumbu mibanda tilu sumbu tradisional sareng dua sumbu puteran tambahan, anu ngamungkinkeun benda kerja diputer nalika sirah spindel gerak di sakurilingna. Ieu ngamungkinkeun lima sisi benda kerja dikerjakeun tanpa ngaleupaskeun benda kerja sareng ngareset mesin.
Mesin bubut CNC
Mesin bubut — disebut ogé puseur puteran — mibanda hiji atawa leuwih spindel, sarta sumbu X jeung Z. Mesin ieu dipaké pikeun muterkeun benda kerja dina sumbuna pikeun ngalakukeun rupa-rupa operasi motong jeung ngabentuk, nerapkeun rupa-rupa pakakas kana benda kerja.
Mesin bubut CNC, anu disebut ogé mesin bubut perkakas aksi langsung, idéal pikeun nyiptakeun bagian silinder atanapi buleud simétris. Sapertos pabrik CNC, mesin bubut CNC tiasa nanganan operasi anu langkung alit sapertos prototipe tapi ogé tiasa diatur pikeun pangulangan anu luhur, ngadukung produksi volume anu luhur.
Mesin bubut CNC ogé tiasa disiapkeun pikeun produksi anu relatif tanpa kedah dianggo ku leungeun, anu ngajantenkeun éta seueur dianggo dina industri otomotif, éléktronika, aerospace, robotika, sareng alat médis.
Kumaha mesin bubut CNC jalan
Ku mesin bubut CNC, batang kosong tina bahan baku dimuat kana chuck spindle mesin bubut. Chuck ieu nahan benda kerja dina tempatna nalika spindle muter. Nalika spindle ngahontal kecepatan anu diperyogikeun, alat motong anu cicing dihubungkeun sareng benda kerja pikeun miceun bahan sareng ngahontal géométri anu leres.
Mesin bubut CNC tiasa ngalakukeun sababaraha operasi, sapertos ngebor, ngebor, ngaratakeun deui, ngalapis, sareng ngabalikeun deui. Operasi anu béda-béda meryogikeun parobihan alat sareng tiasa ningkatkeun biaya sareng waktos persiapan.
Nalika sadaya operasi mesin anu diperyogikeun parantos réngsé, bagian éta dipotong tina stok pikeun diprosés salajengna, upami diperyogikeun. Mesin bubut CNC teras siap ngulang operasi, kalayan sakedik atanapi henteu aya waktos setelan tambahan anu biasana diperyogikeun di antawisna.
Mesin bubut CNC ogé tiasa nampung rupa-rupa feeder bar otomatis, anu ngirangan jumlah penanganan bahan baku manual sareng nyayogikeun kaunggulan sapertos kieu:
■ Ngurangan waktos sareng usaha anu diperyogikeun ku operator mesin
■ Rojong barstock pikeun ngurangan geteran anu tiasa mangaruhan négatif kana katepatan
■ Ngamungkinkeun mesin alat beroperasi dina kecepatan spindle optimal
■ Ngaminimalkeun waktos parobihan
■ Ngurangan runtah bahan
Jenis-jenis mesin bubut CNC
Aya sababaraha jinis mesin bubut, tapi anu paling umum nyaéta mesin bubut CNC 2-sumbu sareng mesin bubut otomatis gaya Cina.
Kaseueuran mesin bubut CNC Cina nganggo hiji atanapi dua spindel utama ditambah hiji atanapi dua spindel tukang (atanapi sekundér), kalayan transfer rotary tanggung jawab pikeun anu sateuacanna. Spindle utama ngalaksanakeun operasi mesin primér, kalayan bantosan bushing pituduh.
Salian ti éta, sababaraha mesin bubut gaya Cina dilengkepan ku sirah pakakas kadua anu beroperasi salaku gilingan CNC.
Ku mesin bubut otomatis CNC gaya Cina, bahan baku diasupkeun ngaliwatan spindle sirah geser kana bushing pituduh. Ieu ngamungkinkeun alat pikeun motong bahan langkung caket kana titik dimana bahan dirojong, ngajantenkeun mesin Cina khususna mangpaat pikeun bagian anu panjang sareng ipis anu dibalikkeun sareng pikeun micromachining.
Pusat puteran CNC multi-sumbu sareng mesin bubut gaya Cina tiasa ngalaksanakeun sababaraha operasi mesin nganggo hiji mesin. Ieu ngajantenkeun pilihan anu hemat biaya pikeun géométri kompléks anu upami teu kitu peryogi sababaraha mesin atanapi parobihan alat nganggo alat sapertos gilingan CNC tradisional.