Cara Menentukan Parameter Pemesinan Optimum pada CNC Milling

Operator mesin perkakas hingga kini masih dihadapkan pada masalah cara menentukan parameter pemesinan seperti cutting speed, feedrate dan depth of cut yang optimum terutama pada operasi finishing. Lewat penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi berupa tolok ukur parameter optimal suatu operasi pemesinan. Operasi pemesinan yang dipilih adalah proses end milling surface finish dengan mesin CNC Denford FANUC.

Pengujian dilakukan dengan memotong permukaan datar balok aluminium pada lima variasi putaran spindle, tiga variasi depth of cut dan lima variasi feedrate. Setiap spesimen yang telah dikerjakan diukur kekasaran permukaannya (Ra). Efektifitas variasi proses pemesinan yang dipilih ditentukan dengan menghitung MRR (Material Removal Rate) sebagai tolok ukur produktifitas.

Baca: Pemrograman CNC: Siklus pembubutan memanjang

Dari data – data yang telah diperoleh selanjutnya dianalisa dengan multiple regression untuk mendapatkan model matematis dari proses pemesinan yang dilakukan. Model ini memberikan gambaran kuantitatif untuk pemilihan variasi optimum yang menghasilkan kualitas permukaan cukup  baik(N6  dan  N7)  ditambah  upaya  evaluasi  untuk  mempertahankan  produktifitas.

cara menentukan parameter pemesinan

Persamaan  dari  model  adalah Ra=2 ,5362−0 ,0011n+0 ,0025f−0 ,0123 t dengan kesesuaian terhadap data hasil pengujian sebesar 66, 02 %.

Upaya  penelitian  dibidang  operasi  mesin  perkakas telah dimulai pada awal abad 19 oleh F.W. Taylor yang melakukan eksperimen selama 26 tahun dengan lebih dari 30.000 eksperimen dan menghasilkan 400 ton geram (Jerard et al, 2001). Tujuan utama Taylor adalah menghasilkan  solusi  sederhana  atas  permasalahan intrisik dalam menentukan kondisi pemotongan yang aman dan efisien. Taylor percaya bahwa solusi tersebut secara empiris dapat diselesaikan kurang dari setengah menit oleh mekanik yang handal lewat pengalaman mereka.  Masalahnya  adalah  bahwa  para  mekanik tersebut meskipun sanggup bekerja dengan memuaskan namun kesulitan menularkan pengetahuannya secara sistematis dan kuantitatif kepada orang lain. Hingga saat  ini  ketika  mengoperasikan  mesin –  mesin perkakas,  operator  seringkali  hanya  menggunakan estimasi atau trial and error dalam memilih besaran cutting  speed,  feedrate  dan  depth  of  cut,  padahal besaran tersebut berpengaruh terhadap kualitas hasil pemesinan  serta  produktifitas.  Dengan  demikian diperlukan upaya untuk meneliti nilai optimum dari beragam tipe operasi mesin perkakas yang banyak dipakai. Salah satunya adalah operasi end milling.

Operasi ini terutama yang menggunakan mesin CNC semakin   memberikan   beragam   pilihan   besaran parameter  dalam  kode  numeriknya.  Operator  perlu mendapatkan  informasi  kuantitatif  korelasi  antar parameter untuk menghasilkan kualitas surface finish yang baik.

Baca juga: Pengetahuan dasar Mesin Bubut CNC

Yang dan Chen (2001) menggunakan metode Taguchiuntuk merancang prosedur sistematis agar diperoleh parameter  yang  menghasilkan  performa  pemesinan optimal serta proses kendali mutu operasi mesin frais. Mesin yang digunakan adalah Fadal VMC-40 vertical milling dengan pahat  HSS empat flute dan bahan aluminium 6061. Parameter optimum yang dihasilkan berupa depth of cut = 0,2 inch (0,5 mm), spindle speed = 5000 rpm, feedrate = 10 inch/menit (254 mm/menit) dan tool diameter = 0,75 inch (19 mm) dengan interval keyakinan sebesar 95 % serta rata – rata kekasaranper mukaan = 23 µ inch. Lebih spesifik pada topik operasi surface finish, Lou et al (1998)  membuat prediksi atas kekasaran permukaan aluminium 6061 Mesin yang digunakan Fadal CNC End Milling. Hasilprediksinya  berada  pada  akurasi 90,29%  untuk training data dan 90,03 % untuk testing data. Ditinjau dari cara menentukan parameter pemesinan, diketahui lewat uji statistik bahwa  feedrate  memegang  peranan  kunci  dalam menghasilkan  surface  roughness  pada  operasi  end milling yang diteliti.

Cara menentukan parameter pemesinan

Pada pemantauan output secara in process yaitu saat proses  pemesinan  sedang  berlangsung,  Huang  dan Chen (2001) telah melakukannya untuk operasi mesin bubut CNC. Selain parameter pemesinan seperti yang diteliti oleh Yang dan Chen, mereka menambahkan informasi   getaran   mesin   yang   diperoleh   dari accelerator (PCB356B08 Piezotronics). Mesin bubut yang digunakan adalah Enterprise 1500 buatan Mysore Kirlsokar (India) pada bahan 6061 T2. Huang danChen juga melaporkan bahwa tanpa data vibrasi mesin, akurasi prediksi dengan multiple regression berkurang sekitar 1,5 %.

Mengenai bagaimana tekstur permukaan benda kerja dihasilkan, Ryu et al (2006) mempelajarinya untuk operasi flat end milling. Alas dari pahat flat end mill memiliki end cutting edge angle yang menentukan pola tektur permukaan selain parameter pemesinan. Seperti halnya hasil penelitian Lou, diperoleh hasil bahwa feedrate  merupakan  cara menentukan parameter pemesinan yang penting. Namun Ryu et al menjelaskan lebih detail dengan menunjukkan bahwa operasi end milling pada feedrate rendah dan pemotongan tebal masih lebih baik dalam  menghasilkan  tektur  permukaan  daripada operasi yang menggunakan feedrate tinggi tetapi lewat pemotongan tipis.

Baca juga: Pengaturan parameter pemesinan pada MasterCAM X

Dikutip dari :

Handoko dan B. Tulung Prayoga. (2008). Studi Paramater Pemesinan Optimum pada Operasi CNC End Milling Surface Finish Bahan Aluminium. Prosiding Seminar Nasional Teknoin. Yogyakarta, 22 November 2008

Kata kunci pencarian:

  • apa fungsi parameter mesin cnc
  • depth of cut menghitung mesin frais
  • paramster pada cnc
  • penentuan parameter permesinan CNC