1. Data
Semua bagian terdiri dari beberapa permukaan, dan terdapat dimensi tertentu serta persyaratan posisi relatif antar permukaan. Persyaratan posisi relatif antara permukaan bagian mencakup dua aspek: akurasi dimensi jarak antara permukaan dan akurasi posisi relatif (seperti koaksialitas, paralelisme, vertikalitas dan runout melingkar, dll.). Ilmu yang mempelajari hubungan posisi relatif antar permukaan suatu bagian tidak dapat dipisahkan dari datum. Tanpa datum yang jelas, posisi permukaan suatu bagian tidak dapat ditentukan. Secara umum datum adalah titik, garis, dan permukaan pada bagian yang digunakan untuk menentukan kedudukan titik, garis, dan permukaan lainnya. Datum dapat dibagi menjadi dua kategori: datum desain dan datum proses menurut fungsinya yang berbeda.
1. Data desain
Datum yang digunakan untuk menentukan titik, garis, dan permukaan lain pada gambar bagian disebut datum desain. Untuk piston, datum desain mengacu pada garis tengah piston dan garis tengah lubang pin.
2. Data proses
Datum yang digunakan oleh bagian-bagian selama pemrosesan dan perakitan disebut datum proses. Menurut kegunaannya yang berbeda, datum proses dibagi menjadi datum posisi, datum pengukuran, dan datum perakitan.
1) Datum pemosisian: Datum yang digunakan untuk membuat benda kerja menempati posisi yang benar pada peralatan mesin atau perlengkapan selama pemrosesan disebut datum pemosisian. Menurut elemen penentuan posisi yang berbeda, yang paling umum digunakan adalah dua kategori berikut:
Pemosisian pemusatan otomatis: seperti pemosisian tiga-rahang chuck.
Pemosisian selongsong pemosisian: elemen pemosisian dibuat menjadi selongsong pemosisian, seperti pemosisian pelat penghenti.
Lainnya mencakup pemosisian dalam bingkai berbentuk V-, pemosisian dalam lubang setengah lingkaran, dll.
2) Datum pengukuran: Datum yang digunakan untuk mengukur ukuran dan posisi permukaan yang diproses selama inspeksi bagian disebut datum pengukuran.
3) Datum perakitan: Datum yang digunakan untuk menentukan posisi bagian dalam komponen atau produk selama perakitan disebut datum perakitan.
2. Metode pemasangan benda kerja
Untuk mengerjakan permukaan yang memenuhi persyaratan teknis yang ditentukan pada bagian tertentu benda kerja, benda kerja harus menempati posisi yang benar relatif terhadap pahat pada perkakas mesin sebelum pemesinan. Proses ini biasa disebut “positioning” benda kerja. Setelah benda kerja diposisikan, karena pengaruh gaya potong, gravitasi, dll. selama pemrosesan, mekanisme tertentu harus digunakan untuk "menjepit" benda kerja sehingga posisi yang ditentukan tetap tidak berubah. Proses membuat benda kerja menempati posisi yang benar pada mesin perkakas dan menjepit benda kerja disebut “instalasi”.
Kualitas pemasangan benda kerja merupakan isu penting dalam pemrosesan mekanis. Hal ini tidak hanya mempengaruhi secara langsung keakuratan pemrosesan, kecepatan dan stabilitas pemasangan benda kerja, tetapi juga mempengaruhi tingkat produktivitas. Untuk memastikan keakuratan posisi relatif antara permukaan pemrosesan dan datum desainnya, datum desain permukaan pemrosesan harus menempati posisi yang benar relatif terhadap perkakas mesin ketika benda kerja dipasang. Misalnya, dalam proses pembubutan halus alur cincin, untuk memastikan persyaratan runout melingkar dari diameter bawah alur cincin dan sumbu rok, benda kerja harus dipasang sedemikian rupa sehingga datum desainnya bertepatan dengan sumbu spindel perkakas mesin.
Ada berbagai metode pemasangan saat memproses komponen pada berbagai peralatan mesin. Metode pemasangan dapat diringkas menjadi tiga jenis: metode penyelarasan langsung, metode penyelarasan garis, dan metode pemasangan perlengkapan.
1) Metode penyelarasan langsung Bila metode ini digunakan, posisi yang benar yang harus ditempati benda kerja pada perkakas mesin diperoleh melalui serangkaian upaya. Cara spesifiknya adalah dengan memasang benda kerja langsung pada peralatan mesin, menggunakan indikator dial atau jarum pada pelat jarum untuk mengoreksi secara visual posisi benda kerja yang benar, dan mengkalibrasi sambil memeriksa hingga memenuhi persyaratan.
Keakuratan posisi dan kecepatan metode penyelarasan langsung bergantung pada keakuratan penyelarasan, metode penyelarasan, alat penyelarasan, dan tingkat teknis pekerja. Kekurangannya adalah membutuhkan banyak waktu, produktivitas rendah, dan harus dioperasikan berdasarkan pengalaman, serta memiliki persyaratan keterampilan pekerja yang tinggi, sehingga hanya digunakan dalam produksi-satu bagian dan-batch kecil. Misalnya, penyelarasan yang mengandalkan peniruan bentuk termasuk dalam metode penyelarasan langsung.
2) Metode penyelarasan penandaan Metode ini merupakan metode penggunaan jarum penanda pada peralatan mesin untuk menyelaraskan benda kerja sesuai dengan garis yang digambar pada produk blanko atau setengah jadi agar diperoleh posisi yang benar. Tentunya cara ini memerlukan proses penandaan tambahan. Garis yang ditarik sendiri mempunyai lebar tertentu, terdapat kesalahan penandaan pada saat penandaan, serta terdapat pula kesalahan pengamatan pada saat mengoreksi posisi benda kerja. Oleh karena itu, metode ini banyak digunakan untuk pemrosesan kasar dengan batch produksi kecil, akurasi blanko rendah, dan benda kerja besar yang tidak sesuai untuk penggunaan perlengkapan. Misalnya, penentuan posisi lubang pin pada produk dua-tak adalah dengan menggunakan metode penandaan kepala pemisah untuk penyelarasan.
3) Gunakan metode pemasangan perlengkapan: Peralatan proses yang digunakan untuk menjepit benda kerja sehingga menempati posisi yang benar disebut perlengkapan perkakas mesin. Fixture adalah perangkat tambahan dari peralatan mesin. Posisinya relatif terhadap pahat pada perkakas mesin telah disesuaikan terlebih dahulu sebelum benda kerja dipasang. Oleh karena itu, saat memproses sejumlah benda kerja, tidak perlu menyelaraskan dan memposisikannya satu per satu, dan persyaratan teknis pemrosesan dapat dijamin. Ini-menghemat tenaga kerja dan-bebas masalah. Ini adalah metode penentuan posisi yang efisien dan banyak digunakan dalam produksi batch dan massal. Pemrosesan piston kami saat ini menggunakan metode pemasangan perlengkapan.
①. Setelah benda kerja diposisikan, operasi menjaga posisi posisi tidak berubah selama pemrosesan disebut penjepitan. Perangkat dalam perlengkapan yang menjaga posisi posisi tidak berubah selama pemrosesan disebut perangkat penjepit.
②. Perangkat penjepit harus memenuhi persyaratan berikut: saat menjepit, posisi benda kerja tidak boleh rusak; setelah penjepitan, posisi benda kerja tidak boleh berubah selama pemrosesan, dan penjepitan harus akurat, aman dan andal; tindakan penjepitannya cepat, pengoperasiannya mudah, dan-hemat tenaga kerja; strukturnya sederhana dan mudah dibuat.
③. Tindakan pencegahan saat menjepit: Kekuatan penjepitan harus sesuai. Terlalu banyak akan menyebabkan benda kerja berubah bentuk, dan terlalu sedikit akan menyebabkan benda kerja bergerak selama pemrosesan dan merusak posisi benda kerja.
3. Pengetahuan dasar pemotongan logam
1. Gerakan memutar dan permukaan terbentuk
Gerakan memutar: Dalam proses pemotongan, untuk menghilangkan kelebihan logam, benda kerja dan pahat harus melakukan gerakan pemotongan relatif. Gerak penggunaan alat bubut untuk menghilangkan kelebihan logam pada benda kerja pada mesin bubut disebut gerak belok, yang dibedakan menjadi gerak utama dan gerak pengumpanan.
Gerakan utama: Gerakan menghilangkan langsung lapisan pemotongan pada benda kerja dan mengubahnya menjadi serpihan, sehingga membentuk permukaan baru pada benda kerja, disebut gerakan utama. Pada saat pemotongan, gerak rotasi benda kerja merupakan gerak utama. Biasanya kecepatan gerak utama lebih tinggi dan daya potong yang dikonsumsi lebih besar.
Gerakan pengumpanan: Gerakan yang secara terus-menerus memasukkan lapisan pemotongan baru ke dalam pemotongan. Gerak pengumpanan merupakan gerak sepanjang permukaan benda kerja yang akan dibentuk, dapat berupa gerak kontinyu maupun gerak terputus-putus. Misalnya, gerak alat pemutar pada mesin bubut horizontal merupakan gerak kontinu, dan gerak pengumpanan benda kerja pada bidang datar merupakan gerak terputus-putus.
Permukaan yang terbentuk pada benda kerja: Selama proses pemotongan, benda kerja membentuk permukaan yang dikerjakan, permukaan yang dikerjakan, dan permukaan yang akan dikerjakan. Permukaan yang dikerjakan mengacu pada permukaan baru yang dibentuk dengan membuang kelebihan logam. Permukaan yang akan dikerjakan mengacu pada permukaan tempat lapisan logam akan dipotong. Permukaan pemesinan mengacu pada permukaan yang diputar oleh ujung tombak alat pemutar.
2. Tiga elemen parameter pemotongan mengacu pada kedalaman pemotongan, laju pemakanan, dan kecepatan potong.
1) Kedalaman pemotongan: ap=(dw-dm) / 2 (mm) dw=diameter benda kerja yang tidak dikerjakan dm=diameter benda kerja yang dikerjakan, dan kedalaman pemotongan inilah yang biasa kita sebut dengan kedalaman pemotongan.
Pemilihan kedalaman pemotongan: Kedalaman pemotongan p harus ditentukan sesuai dengan kelonggaran pemesinan. Selama pemesinan kasar, selain menyisakan kelonggaran untuk finishing, semua kelonggaran pemesinan kasar harus dihilangkan sebanyak mungkin dalam satu kali lintasan. Hal ini tidak hanya membuat produk dengan kedalaman pemotongan, laju pengumpanan ƒ, dan kecepatan potong V menjadi besar sekaligus memastikan daya tahan tertentu, tetapi juga mengurangi jumlah lintasan. Jika tunjangan pemesinan berlebihan, kekakuan sistem proses tidak mencukupi, atau kekuatan blade tidak mencukupi, lintasan harus dibagi menjadi dua lintasan atau lebih. Pada saat ini, kedalaman pemotongan lintasan pertama harus lebih besar, yang dapat mencapai 2/3 hingga 3/4 dari total kelonggaran; dan kedalaman pemotongan lintasan kedua harus lebih kecil, sehingga pada proses finishing dapat diperoleh nilai parameter kekasaran permukaan yang lebih kecil dan akurasi pemesinan yang lebih tinggi.
Saat memotong coran, tempa atau baja tahan karat dengan permukaan yang mengeras, kedalaman pemotongan harus melebihi kekerasan atau lapisan yang mengeras untuk menghindari terpotongnya ujung tombak pada lapisan yang mengeras.
2) Pemilihan laju pengumpanan: Perpindahan relatif benda kerja dan pahat dalam arah gerak pengumpanan untuk setiap putaran atau bolak-balik benda kerja atau pahat, dalam mm. Setelah kedalaman pemotongan dipilih, laju umpan yang lebih besar harus dipilih sebanyak mungkin. Pemilihan nilai laju pengumpanan yang wajar harus memastikan bahwa perkakas mesin dan perkakas tidak rusak akibat gaya potong yang berlebihan, defleksi benda kerja akibat gaya potong tidak melebihi nilai yang diperbolehkan oleh ketelitian benda kerja, dan nilai parameter kekasaran permukaan tidak terlalu besar. Selama pemesinan kasar, faktor pembatas utama laju pengumpanan adalah gaya pemotongan, sedangkan selama semi-finishing dan finishing, faktor pembatas utama laju umpan adalah kekasaran permukaan.
3) Pemilihan kecepatan potong: Selama pemotongan, kecepatan sesaat suatu titik pada ujung potong pahat relatif terhadap permukaan yang akan dikerjakan dalam arah gerakan utama, dalam m/menit. Ketika kedalaman pemotongan p dan laju pengumpanan ƒ dipilih, kecepatan potong maksimum dipilih berdasarkan ini. Arah pengembangan pemrosesan pemotongan adalah-pemrosesan pemotongan berkecepatan tinggi.
IV. Konsep mekanik kekasaran
Dalam mekanika, kekasaran mengacu pada karakteristik bentuk geometris mikroskopis yang terdiri dari jarak kecil serta puncak dan lembah pada permukaan mesin. Ini adalah salah satu isu dalam penelitian pertukaran. Kekasaran permukaan umumnya dibentuk oleh metode pemrosesan yang digunakan dan faktor lain, seperti gesekan antara pahat dan permukaan bagian selama pemrosesan, deformasi plastis pada permukaan logam selama pemisahan serpihan, dan-getaran frekuensi tinggi dalam sistem proses. Karena perbedaan metode pemrosesan dan bahan benda kerja, kedalaman, kepadatan, bentuk dan tekstur bekas yang tertinggal pada permukaan mesin juga berbeda. Kekasaran permukaan berkaitan erat dengan sifat pencocokan, ketahanan aus, kekuatan lelah, kekakuan kontak, getaran dan kebisingan bagian mekanis, dan memiliki dampak penting pada masa pakai dan keandalan produk mekanis.
Metode representasi kekasaran
Setelah diproses, permukaan bagian tersebut terlihat sangat halus, namun tidak rata saat diperbesar. Kekasaran permukaan mengacu pada fitur geometris mikroskopis yang terdiri dari jarak kecil dan puncak serta lembah kecil pada permukaan bagian yang diproses, yang umumnya dibentuk oleh metode pemrosesan dan (atau) faktor lainnya. Fungsi permukaan bagian berbeda-beda, dan nilai parameter kekasaran permukaan yang dibutuhkan juga berbeda. Kode kekasaran permukaan (simbol) harus ditandai pada gambar bagian untuk menggambarkan karakteristik permukaan yang harus dicapai setelah permukaan selesai. Ada tiga parameter tinggi kekasaran permukaan:
1. Simpangan rata-rata aritmatika Ra pada kontur
Rata-rata aritmatika nilai absolut jarak antara titik pada garis kontur sepanjang arah pengukuran (arah Y) dan garis acuan dalam panjang pengambilan sampel.
2. Tinggi-kekasaran mikro-sepuluh Rz
Mengacu pada nilai rata-rata dari lima ketinggian puncak kontur terbesar dan nilai rata-rata dari lima kedalaman lembah kontur terbesar dalam panjang pengambilan sampel.
3. Ketinggian kontur maksimum Ry
Jarak antara garis puncak tertinggi dan garis dasar lembah terendah suatu kontur dalam panjang pengambilan sampel.
Saat ini, Ra terutama digunakan dalam industri manufaktur mesin umum.
4. Metode representasi kekasaran
5. Pengaruh kekasaran terhadap kinerja bagian-bagian
Kualitas permukaan benda kerja setelah pengolahan secara langsung mempengaruhi sifat fisik, kimia dan mekanik benda kerja. Performa kerja, keandalan, dan masa pakai produk sangat bergantung pada kualitas permukaan komponen utama. Secara umum, persyaratan kualitas permukaan bagian penting atau penting lebih tinggi dibandingkan bagian biasa. Hal ini karena komponen dengan kualitas permukaan yang baik akan sangat meningkatkan ketahanan aus, ketahanan korosi, dan ketahanan lelah.
6. Memotong cairan
1) Peran memotong cairan
Efek pendinginan: Panas pemotongan dapat menghilangkan panas pemotongan dalam jumlah besar, meningkatkan kondisi pembuangan panas, menurunkan suhu pahat dan benda kerja, sehingga memperpanjang masa pakai pahat dan mencegah kesalahan dimensi yang disebabkan oleh deformasi termal benda kerja.
Efek pelumas: Cairan pemotong dapat menembus antara benda kerja dan pahat, membentuk lapisan adsorpsi tipis di celah kecil antara chip dan pahat, mengurangi koefisien gesekan, sehingga mengurangi gesekan antara chip pahat dan benda kerja, mengurangi gaya potong dan panas pemotongan, mengurangi keausan pahat dan meningkatkan kualitas permukaan benda kerja. Pelumasan sangat penting untuk finishing.
Efek pembersihan: Serpihan kecil yang dihasilkan selama proses pembersihan mudah menempel pada benda kerja dan pahat, terutama saat mengebor lubang yang dalam dan reaming, serpihan mudah tersumbat di alur serpihan, sehingga memengaruhi kekasaran permukaan benda kerja dan masa pakai pahat. Penggunaan cairan pemotong dapat menghilangkan serpihan dengan cepat, sehingga pemotongan dapat berjalan dengan lancar.
2) Jenis: Ada dua jenis utama cairan pemotongan yang umum digunakan
Emulsi: Ini terutama memainkan peran pendinginan. Emulsi dibuat dengan mengencerkan minyak emulsi dengan 15 sampai 20 kali air. Cairan pemotongan jenis ini memiliki panas jenis yang besar, viskositas yang rendah, fluiditas yang baik, dan dapat menyerap panas dalam jumlah besar. Tujuan utama penggunaan cairan pemotongan jenis ini adalah untuk mendinginkan pahat dan benda kerja, meningkatkan umur pahat, dan mengurangi deformasi termal. Emulsinya mengandung lebih banyak air, dan fungsi pelumasan serta anti-karatnya buruk.
Minyak potong: Komponen utama minyak potong adalah minyak mineral. Cairan pemotongan jenis ini memiliki panas jenis yang kecil, viskositas yang besar, dan fluiditas yang buruk. Ini terutama memainkan peran pelumas. Yang biasa digunakan adalah oli mineral dengan viskositas rendah, seperti oli mesin, oli solar ringan, minyak tanah, dll.
