Teknologi pemotongan logam secara mekanik tingkat tinggi

Sobat Mesin…pada artikel kali ini kita akan membicarakan mengenai Teknologi pemotongan logam secara mekanik, khususnya yang menggunakan teknologi tingkat tinggi. Konten artikel ini sebetulnya masih berupa pendahuluan, untuk tulisan yang lebih mendalam semoga nanti dapat saya tuliskan lebih lanjut. Sumber artikel ini adalah dari buku Machining-Fundamentals and Recent Advances karya J. Paulo Davim.

Berdasarkan definisi pemotongan logam yang sudah diketahui bersama, maka mekanisme pemotongan logam dengan teknologi tinggi menganggap bahwa daya yang digunakan dalam proses pemotongan logam sebagai penjumlahan dari empat komponen, yaitu: daya yang digunakan pada deformasi plastik dari lapisan yang dipotong, daya yang digunakan pada antarmuka alat-chip , daya yang digunakan pada antarmuka alat-benda kerja, dan daya yang digunakan dalam pembentukan permukaan baru (energi kohesif). Tujuan utama mekanika pemotongan logam adalah untuk menentukan kekuatan pemotongan melalui menganalisis proses termomekanik yang terlibat dalam proses pemotongan.

Meskipun tujuan ini dapat dilakukan dengan menganalisis model yang relevan dari proses pemotongan dan semua informasi eksperimental yang tersedia, ini tidak terjadi dalam prakteknya. Metode eksperimental trial-and-error lama, awalnya dikembangkan pada pertengahan abad ke-19. Saat itu masih digunakan secara luas dalam penelitian dan pengembangan teknologi pemotongan logam. Bentuk modernnya, yang dikenal sebagai pendekatan mekanis terpadu atau umum, telah dilakukan oleh Armarego dan rekan kerja selama bertahun-tahun, kemudian menyebar sebagai pendekatan mekanistik dalam pemotongan logam. Ini dikembangkan sebagai alternatif untuk teori pemotongan logam karena yang terakhir tidak membuktikan kemampuannya untuk menyelesaikan bahkan masalah praktis yang paling sederhana sekalipun.

Baca juga: Cara mengasah endmill dengan menggunakan grinding tool

Salah satu parameter pengoperasian operasi pemesinan yang paling penting namun paling sedikit dipahami adalah gaya potong. Secara umum, gaya ini dianggap sebagai vektor tiga dimensi (3D) yang diwakili oleh tiga komponen, yaitu komponen daya, komponen radial dan komponen aksial dalam sistem koordinat alat seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah ini. Dari ketiga komponen ini, yang terbesar biasanya adalah komponen daya yang sering disebut gaya potong.

Teknologi pemotongan logam

Karena kekuatan ini sangat penting, seseorang mungkin menganggap bahwa metode teoritis dan eksperimental untuk penentuannya telah dikembangkan dan dengan demikian tersedia dalam literatur. Sayangnya, ini bukan masalahnya.

Metodologi yang diusulkan menggunakan parameter utama dari proses pemotongan dan rasio kompresi chip sebagai dua dari output proses yang paling penting (dalam hal evaluasi proses dan optimasi). Kesederhanaan yang jelas dari metodologi yang diusulkan didasarkan pada kumpulan besar dari studi teoritis dan eksperimental yang menetapkan korelasi antara parameter dalam pemotongan logam. Kesederhanaan ini memungkinkan penggunaan metodologi ini bahkan di lantai toko untuk evaluasi praktis dan optimalisasi operasi pemesinan.

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa daya yang diperlukan untuk deformasi lapisan yang dibuang paling besar dalam sistem pemotongan logam dalam batas kecepatan pemotongan praktis. Ketika kecepatan pemotongan meningkat, dampak relatif dari kekuatan ini menurun sementara kekuatan yang dihabiskan di alat-chip dan alat-alat kerja meningkatkan antarmuka. Pada kecepatan pemotongan tinggi, jumlah kekuatan terakhir ini dapat melebihi yang diperlukan untuk deformasi plastik dari lapisan yang dihapus. Hasil ini menandakan peran tribology teknologi pemotongan logam pada kecepatan potong tinggi. Efek langkah pemotongan dan kedalaman pemotongan pada partisi energi tampaknya tidak signifikan.

Meskipun terbukti secara meyakinkan bahwa pemotongan logam adalah fraktur yang disengaja pada lapisan yang dilepaskan, pengertian dan teori fracturemechanics tradisional tidak berlaku dalam penelitian teknologi pemotongan logam karena analisis ini mengandaikan adanya retakan tajam yang tak terhingga. mengarah ke bidang tip retak tunggal.

Namun, dalam bahan nyata, baik ketajaman retak maupun tingkat stres di dekat daerah ujung retak bisa tidak terbatas. Sebagai pendekatan alternatif untuk pendekatan fraktur singularitas-didorong, Barrenblatt dan Dugdale mengusulkan konsep model zona kohesif. Model ini telah berevolusi sebagai metode yang disukai untuk menganalisis masalah fraktur dalam material monolitik dan komposit seperti yang dibahas oleh Shet dan Chandra. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa metode ini tidak hanya menghindari singularitas tetapi juga dapat dengan mudah diimplementasikan dalam metode analisis analitis dan numerik.

Meskipun model zona kohesif tertentu untuk teknologi pemotongan logam belum dipilih dan dibenarkan di antara banyak model yang tersedia, cara praktis paling sederhana untuk memperhitungkan fraktur (dan dengan demikian untuk energi yang terkait dengan pembentukan permukaan baru) di logam pemotongan adalah penggunaan apa yang disebut energi kohesif J (J / m2), yang dapat ditentukan secara eksperimental untuk setiap materi kerja menggunakan tes yang relatif sederhana. Kemudian, energi ini dikalikan dengan area fraktur dalam pemotongan logam, yang merupakan bidang bidang geser, mendefinisikan kerja mekanis yang terlibat dalam fraktur dan pembentukan permukaan baru. Masalahnya kemudian timbul dari apa yang harus dilakukan dengan hasil yang diperoleh, yaitu, bagaimana memasukkan hasil ini dalam model pemotongan logam untuk menghitung kekuatan pemotongan, daya dan karakteristik lain dari operasi pemesinan praktis.

Selama bertahun-tahun, Atkins berpendapat bahwa fraktur adalah kasus teknologi pemotongan logam bahkan material ulet dan bahwa energi yang terkait dengan fraktur ini signifikan sehingga harus diperhitungkan dalam model pemotongan logam dan perhitungan. Atkins dan Rosa et al. mengusulkan metode penentuan eksperimental energi kohesif dan penggabungan energi ini dalam model pemotongan logam untuk menghitung kekuatan pemotongan. Menurut pendapat penulis, upaya ini untuk menggabungkan pembentukan chip yang tidak tepat dan dengan demikian memaksa model dengan konsep energi kohesif tidak memperhitungkan proses pemotongan logam diskrit nyata, yaitu, untuk jumlah pesawat geser yang terbentuk per satuan waktu.

Artikel lainnya:

Meskipun telah diketahui dan digambarkan dalam buku mana pun tentang teknologi pemotongan logam bahwa formasi chip bersifat diskrit, yaitu, pada titik tertentu, transisi dari satu bidang geser ke yang berikutnya harus terjadi, fakta sederhana ini belum pernah diperhitungkan dalam model pembentukan chip seperti yang dibahas oleh Astakhov. Karena energi kohesif terkait dengan satu permukaan fraktur, jumlah permukaan fraktur yang terjadi per satuan waktu sangat penting untuk penentuan daya yang diperlukan untuk proses fraktur tersebut. Dalam metodologi yang diusulkan, itu dicatat melalui frekuensi pembentukan chip.

Meskipun peningkatan perhatian diterapkan pada peran yang disebut energi kohesif dalam teknologi pemotongan logam, hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa, ketika diperhitungkan dengan benar, dampak relatif dari faktor ini tidak signifikan. Ini dapat dengan mudah dijelaskan oleh daerah yang sangat kecil dari fraktur pemotongan logam.

Apabila Sobat Mesin mau merujuk langsung ke buku aslinya dapat diakses ke link berikut: Machining-Fundamentals and Recent Advances