PERKAKAS POTONG (TOOLS) CNC MILL

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari materi tentang perkakas (tools) CNC Lathe (bubut), peserta diharapkan mampu:

Mengidentifikasi dan menjelaskan komponen dasar mesin CNC Lathe

Mampu menjelaskan fungsi insert dan holder serta peranannya dalam sistem pemotongan.

Memahami prinsip kerja CNC Lathe

Mengenali bagaimana insert dan holder digunakan dalam operasi seperti turning, facing, grooving, threading, dan drilling.

Mengenali berbagai jenis alat potong (insert & holder)

Termasuk berbagai bentuk insert (CNMG, TNMG, SNMG, dan jenis lainnya) serta kode holder ISO terkait (seperti PCLNR, SCLCR) dan fungsinya.

Mengaplikasikan pengetahuan sistem koordinat

Mengetahui konsep offset pahat, baik geometry offset maupun wear offset, serta implikasinya terhadap akurasi pemesinan.

Memahami pentingnya pemilihan alat potong yang sesuai

Mampu memilih insert dan holder berdasarkan material benda kerja, jenis operasi, toleransi dimensi, dan keausan selama pemakaian.

BAHAN AJAR

A. JENIS-JENIS PERKAKAS POTONG CNC MILL

Perkakas potong pada mesin CNC Mill adalah komponen krusial yang menentukan bentuk dan kualitas akhir dari benda kerja. Pemilihan perkakas potong yang tepat sangat penting untuk efisiensi, akurasi, dan umur pakai alat. Berikut adalah jenis-jenis utamanya:

1. End Mill

End mill adalah jenis perkakas potong yang paling serbaguna dan umum digunakan pada mesin CNC Mill. Mereka memiliki gigi potong di bagian samping dan ujungnya, memungkinkan mereka untuk memotong secara lateral (samping) dan aksial (bawah).

Sumber Gambar ChatGPT dari: Cimco.com

a. Flat End Mill (Square End Mill)

Deskripsi: Memiliki ujung rata atau persegi dengan sudut 90 derajat antara dinding samping dan ujung potong.
Fungsi Utama: Ideal untuk membuat slot, kantong dengan sudut tajam, permukaan datar, dan kontur 2D yang presisi. Mereka sangat baik untuk pengerjaan kasar (roughing) dan pengerjaan akhir (finishing) pada permukaan datar.
Aplikasi: Pengerjaan material datar, pembuatan alur kunci, dan berbagai aplikasi umum lainnya.

b. Ball Nose End Mill (Ball End Mill)

Deskripsi: Memiliki ujung berbentuk bola atau setengah bola.
Fungsi Utama: Dirancang khusus untuk menghasilkan permukaan kontur 3D yang halus, seperti bentuk pahatan atau cetakan. Ujung yang membulat meminimalkan tanda alat (tool marks) dan menghasilkan transisi yang mulus.
Aplikasi: Pembuatan cetakan (molds), die, ukiran 3D, dan permukaan melengkung kompleks.

c. Torus End Mill (Radius End Mill / Bull Nose End Mill)

Deskripsi: Memiliki ujung rata dengan radius kecil di sudutnya (mirip dengan flat end mill tetapi dengan sudut yang dibulatkan). Ini adalah kombinasi antara flat end mill dan ball nose end mill.
Fungsi Utama: Menggabungkan kemampuan pemotongan datar dengan kemampuan mengurangi tegangan pada sudut. Radius pada sudut membantu memperpanjang umur alat dan memberikan hasil akhir yang lebih baik pada bagian bawah kantong atau slot, dibandingkan dengan flat end mill yang dapat meninggalkan sudut tajam yang rentan terhadap retak.
Aplikasi: Pengerjaan kantong dengan radius di sudutnya, pengerjaan cetakan dengan dinding vertikal dan dasar melengkung, serta untuk mengurangi keausan pahat pada sudut tajam.

2. Face Mill

Deskripsi: Perkakas potong yang dirancang khusus untuk meratakan permukaan material yang luas. Mereka memiliki banyak mata potong (insert) yang tersebar di bagian bawah dan sisi-sisinya.
Fungsi Utama: Sangat efisien untuk pengerjaan awal (facing) material, menghilangkan lapisan permukaan yang tebal dengan cepat untuk menciptakan permukaan yang rata dan halus. Mata potongnya biasanya dapat diganti (insertable) sehingga lebih ekonomis.
Aplikasi: Meratakan blok material sebelum proses pemesinan lebih lanjut, membersihkan permukaan cetakan, dan aplikasi pengerjaan permukaan lainnya.

Sumber Gambar ChatGPT dari : Cimco.com

3. Drill (Mata Bor)

Deskripsi: Perkakas potong yang dirancang khusus untuk membuat lubang. Mereka memiliki dua atau lebih seruling (flutes) yang berfungsi untuk mengeluarkan serpihan (chips) dan memungkinkan pendingin masuk.
Fungsi Utama: Membuat lubang dengan diameter tertentu. Tersedia dalam berbagai jenis (twist drill, spot drill, center drill, dll.) tergantung pada aplikasi dan akurasi yang dibutuhkan.
Aplikasi: Pembuatan lubang awal sebelum proses tapping atau reaming, lubang untuk baut, atau lubang panduan.

Sumber Gambar ChatGPT dari : Cimco.com

4. Reamer

Deskripsi: Perkakas potong presisi yang digunakan untuk memperbesar dan menghaluskan lubang yang sudah ada dengan toleransi yang sangat ketat. Mereka memiliki banyak mata potong yang tersebar merata di sekeliling badan alat.
Fungsi Utama: Meningkatkan akurasi diameter lubang dan memberikan hasil akhir permukaan yang sangat halus. Reamer tidak digunakan untuk membuat lubang dari nol, melainkan untuk finishing lubang yang telah dibor.
Aplikasi: Lubang untuk pin presisi, bearing, atau komponen lain yang membutuhkan toleransi yang sangat ketat dan permukaan yang halus.

Sumber Gambar : https://www.davantech.com/

5. Tap (Mata Tap/Pembentuk Ulir)

Deskripsi: Perkakas potong yang digunakan untuk membuat ulir (thread) di bagian dalam lubang (disebut internal thread atau ulir betina). Mereka memiliki alur spiral atau lurus dengan gigi potong yang membentuk ulir.
Fungsi Utama: Membuat ulir internal agar bisa dipasangkan dengan baut atau sekrup. Proses ini disebut tapping.
Aplikasi: Membuat ulir untuk pengencang (fasteners), dalam pembuatan mur, atau komponen lain yang memerlukan ulir internal. Tersedia dalam berbagai jenis ulir (metrik, inci, UNC, UNF, dll.).

Sumber Gambar : https://www.kenenghardware.com/

Pemilihan perkakas potong yang benar sangat memengaruhi:

Kualitas Permukaan: Hasil akhir yang halus atau kasar.
Akurasi Dimensi: Presisi ukuran dan toleransi.
Efisiensi Pemesinan: Kecepatan potong dan laju pemakanan.
Umur Pakai Alat: Berapa lama alat dapat digunakan sebelum perlu diganti.
Biaya Produksi: Efisiensi dalam penggunaan material dan waktu.

B. MATERIAL PERKAKAS POTONG

Pemilihan material perkakas potong sangat krusial karena memengaruhi performa pemotongan, umur pakai alat, dan kualitas permukaan benda kerja.

1. HSS (High Speed Steel)

a. Deskripsi:

HSS adalah paduan baja yang mengandung karbon tinggi dengan penambahan unsur paduan seperti tungsten, molibdenum, kromium, dan vanadium. Penambahan ini meningkatkan kekerasan, ketahanan aus, dan kemampuan HSS untuk mempertahankan kekerasan pada suhu tinggi (red hardness) dibandingkan dengan baja karbon biasa.

b. Kelebihan:

Harga Relatif Murah: Lebih ekonomis dibandingkan material lain.
Ketangguhan Tinggi: Cukup tahan terhadap patah dan retak, sehingga cocok untuk pemotongan yang terinterupsi (misalnya, memotong benda kerja yang tidak kontinu).
Mudah Diasah Ulang: Bisa diasah berulang kali untuk memperpanjang umur pakainya.

c. Kekurangan:

Kekerasan Rendah: Kekerasannya lebih rendah dibandingkan karbida dan material lainnya, sehingga kecepatan potongnya terbatas.
Ketahanan Panas Terbatas: Performa menurun drastis pada suhu pemotongan tinggi, yang membatasi kecepatan pemakanan dan pendinginan yang efektif sangat diperlukan.

d. Aplikasi Umum:

Cocok untuk pengerjaan material yang lebih lunak seperti aluminium, baja karbon rendah, kuningan, dan plastik. Sering digunakan untuk bor, reamer, dan end mill untuk aplikasi umum.

2. Carbide (Cemented Carbide/Tungsteng Carbide)

a. Deskripsi:

Carbide adalah material komposit yang terdiri dari partikel karbida (biasanya Tungsten Carbide, WC) yang disatukan oleh pengikat logam (biasanya kobalt). Proses pembuatannya melalui sintering pada suhu tinggi. Material ini jauh lebih keras daripada HSS.

b. Kelebihan:

Kekerasan dan Ketahanan Aus Sangat Tinggi: Mampu memotong material yang jauh lebih keras pada kecepatan potong yang lebih tinggi.
Tahan Panas Sangat Baik: Mempertahankan kekerasan pada suhu pemotongan yang sangat tinggi, memungkinkan pemesinan kering atau dengan pendinginan minimal.
Efisiensi Tinggi: Meningkatkan produktivitas secara signifikan karena kecepatan potong dan laju pemakanan yang lebih tinggi.

c. Kekurangan:

Getas: Lebih rentan terhadap patah atau retak saat terjadi goncangan atau pemotongan terinterupsi yang parah.
Harga Lebih Mahal: Jauh lebih mahal daripada HSS.

d. Aplikasi Umum:

Sangat dominan pada CNC Mill. Digunakan secara luas untuk end mill, face mill, dan drill untuk pengerjaan berbagai jenis baja, baja tahan karat, besi cor, paduan suhu tinggi, dan material keras lainnya.

3. CBN (Cubic Boron Nitride)

a. Deskripsi:

CBN adalah material superkeras kedua setelah intan. Dibentuk dari boron nitrida dalam struktur kristal kubik pada tekanan dan suhu sangat tinggi. Biasanya digunakan sebagai lapisan tipis pada insert karbida atau sebagai ujung padat pada pahat kecil.

b. Kelebihan:

Kekerasan Ekstrem: Mampu memotong material paling keras sekalipun.
Ketahanan Panas Luar Biasa: Tetap stabil pada suhu pemotongan yang sangat tinggi (hingga 1000°C), jauh lebih tinggi dari karbida.
Ketahanan Aus Unggul: Memberikan umur pahat yang sangat panjang saat memotong material keras.

c. Kekurangan:

Sangat Mahal: Salah satu material perkakas potong termahal.
Sangat Getas: Sangat rentan terhadap patah akibat beban kejut atau getaran.
Tidak Cocok untuk Material Non-Ferro: Memiliki reaksi kimia dengan logam non-ferro pada suhu tinggi, sehingga tidak efektif.

d. Aplikasi Umum:

Digunakan untuk finishing material yang sangat keras dan telah dikeraskan (misalnya, baja dengan kekerasan > 45 HRC), besi cor keras, dan paduan super. Contohnya adalah finishing gigi roda gigi yang dikeraskan atau komponen mesin yang membutuhkan presisi tinggi setelah proses hardening.

4. PCD (Polycrystaline Diamond)

a. Deskripsi:

PCD adalah material superkeras yang terbuat dari partikel-partikel intan sintetik yang disinter bersama dengan pengikat logam (biasanya kobalt) pada suhu dan tekanan tinggi.

b. Kelebihan:

Kekerasan Tertinggi: Material paling keras yang diketahui, memberikan ketahanan aus yang luar biasa.
Koefisien Gesek Rendah: Mengurangi panas dan gaya potong.
Tahan Aus Sangat Baik: Memberikan umur pahat yang ekstrem.

c. Kekurangan:

Sangat Mahal: Paling mahal di antara semua material perkakas potong.
Getas: Rentan terhadap patah akibat beban kejut.
Tidak Cocok untuk Logam Ferro: Bereaksi secara kimia dengan karbon dalam baja dan besi cor pada suhu tinggi, menyebabkan keausan yang cepat.
Aplikasi Umum: Ideal untuk pemesinan material non-ferro yang sangat abrasif seperti paduan aluminium berkadar silikon tinggi (yang sangat abrasif bagi karbida), grafit, komposit (fiberglass, CFRP), keramik hijau, tembaga, dan kuningan. Digunakan untuk finishing presisi tinggi.

5. Ceramic (Keramik)

a. Deskripsi:

Material perkakas potong keramik dibuat dari senyawa oksida (misalnya Aluminium Oksida, $Al_{2} O_{3}$ ) atau nitrida (misalnya Silikon Nitrida, $Si_{3} N_{4}$ ), kadang-kadang diperkuat dengan whisker atau partikel lainnya.

b. Kelebihan:

Ketahanan Panas Sangat Tinggi: Mampu beroperasi pada kecepatan potong ekstrem tanpa kehilangan kekerasan.
Ketahanan Aus Luar Biasa: Sangat tahan terhadap keausan pada suhu tinggi.
Inert Kimia: Kurang bereaksi dengan material benda kerja, terutama pada suhu tinggi.

c. Kekurangan:

Sangat Getas: Sangat rentan terhadap patah akibat goncangan atau pemotongan terinterupsi. Membutuhkan mesin yang sangat rigid dan proses pemesinan yang stabil.
Tidak Cocok untuk Material Terlalu Lunak: Performa kurang optimal pada material yang terlalu lunak karena kurangnya ketajaman mata potong dan risiko chipping.

d. Aplikasi Umum:

Cocok untuk pemesinan kecepatan tinggi pada besi cor, paduan super (Nickel-based alloys, Titanium alloys), dan terkadang baja yang telah dikeraskan. Sering digunakan untuk facing dan turning pada aplikasi di mana panas menjadi masalah utama.

C. GEOMETRI ALAT POTONG CNC MILL

1. Sudut Helix (Helix angle)

a. Deskripsi:

Sudut helix adalah sudut yang dibentuk oleh mata potong (cutting edge) pahat terhadap sumbu pahat. Bayangkan sebuah ulir sekrup; sudut uliran itulah yang mirip dengan sudut helix pada pahat. Sudut ini bisa bervariasi dari 0 derajat (pahat lurus/straight flute) hingga lebih dari 60 derajat.

b. Fungsi dan Pengaruh:

Evakuasi Chip (Serpihan): Sudut helix yang lebih tinggi (lebih curam) cenderung mendorong serpihan material ke atas dan menjauh dari area pemotongan dengan lebih efisien. Ini sangat penting untuk mencegah penumpukan serpihan yang dapat merusak pahat atau permukaan benda kerja.
Kualitas Permukaan: Sudut helix yang lebih tinggi umumnya menghasilkan pemotongan yang lebih halus dan kualitas permukaan yang lebih baik karena aksi pemotongan yang lebih progresif dan shearing. Ini juga mengurangi getaran.
Gaya Potong: Sudut helix yang lebih tinggi cenderung mengurangi gaya potong aksial (dorongan ke bawah), tetapi meningkatkan gaya potong radial (ke samping).
Kekuatan Mata Potong: Sudut helix yang lebih rendah (lebih tegak) biasanya menghasilkan mata potong yang lebih kuat, sehingga lebih tahan terhadap chipping atau patah, cocok untuk material keras atau pemotongan terinterupsi.

c. Jenis-jenis Sudut Helix:

Sudut Helix Rendah (Low Helix Angle, $< 2 0^{\circ}$ ): Pahat lebih kuat, cocok untuk material keras, pemotongan terinterupsi, dan aplikasi yang membutuhkan stabilitas tinggi. Evakuasi chip kurang efisien.
Sudut Helix Standar (Standard Helix Angle, $2 0^{\circ} - 3 5^{\circ}$ ): Paling umum dan serbaguna, menawarkan keseimbangan antara kekuatan mata potong dan evakuasi chip yang baik.
Sudut Helix Tinggi (High Helix Angle, $> 3 5^{\circ}$ ): Sangat baik untuk evakuasi chip, menghasilkan permukaan akhir yang halus, dan mengurangi getaran. Cocok untuk material lunak seperti aluminium atau plastik, serta untuk finishing.

2. Flutes (Alur)

a. Deskripsi:

Flutes adalah alur heliks pada badan pahat yang membentuk mata potong. Jumlah flutes pada sebuah pahat sangat memengaruhi performa pemotongan.

b. Fungsi dan Pengaruh:

Pembentukan Mata Potong: Tepi setiap flute membentuk mata potong yang sebenarnya.
Ruang Chip (Chip Clearance): Flutes menyediakan ruang bagi serpihan material untuk keluar dari area pemotongan. Semakin besar dan banyak ruang chip, semakin efisien evakuasinya.
Kekuatan Pahat: Semakin banyak flutes, semakin banyak material inti pahat yang tersisa, sehingga pahat menjadi lebih kuat. Namun, ini mengurangi ruang chip.

c. Jumlah Flutes:

2 Flutes: Memberikan ruang chip yang sangat besar. Ideal untuk pemotongan cepat pada material lunak (misalnya aluminium, plastik) di mana volume chip tinggi. Contoh: roughing end mill untuk aluminium.
3 Flutes: Menawarkan keseimbangan antara kekuatan pahat dan ruang chip. Umum digunakan untuk berbagai material dan aplikasi, baik roughing maupun finishing.
4 Flutes atau Lebih: Memiliki kekuatan pahat yang lebih besar dan memungkinkan kecepatan pemakanan yang lebih tinggi (karena lebih banyak mata potong yang bekerja). Namun, ruang chip lebih kecil, sehingga lebih cocok untuk material yang menghasilkan serpihan kecil atau untuk aplikasi finishing di mana volume material yang dihilangkan per putaran tidak terlalu besar. Ideal untuk material keras atau finishing baja.
Multi-Flutes (6, 8, atau Lebih): Umumnya digunakan untuk finishing di mana kualitas permukaan sangat penting. Ruang chip sangat terbatas, sehingga hanya cocok untuk pemotongan dangkal dan serpihan kecil.

3. Coating (Lapisan Pelindung Pahat)

a. Deskripsi:

Coating adalah lapisan tipis (beberapa mikrometer) dari material yang sangat keras dan tahan panas yang diaplikasikan pada permukaan pahat. Coating ini tidak hanya melindungi pahat, tetapi juga meningkatkan performa pemotongannya secara keseluruhan.

b. Fungsi dan Manfaat Utama:

Peningkatan Kekerasan Permukaan: Membuat permukaan pahat lebih keras, sehingga lebih tahan terhadap keausan abrasif.
Peningkatan Ketahanan Panas: Beberapa coating dapat menahan suhu pemotongan yang sangat tinggi, memungkinkan kecepatan potong yang lebih tinggi tanpa degradasi pahat.
Pengurangan Gesekan: Lapisan yang halus dan dengan koefisien gesek rendah membantu serpihan meluncur dengan lebih mudah, mengurangi penumpukan chip dan panas.
Peningkatan Umur Pahat: Dengan semua manfaat di atas, coating secara signifikan memperpanjang umur pakai pahat, mengurangi frekuensi penggantian pahat, dan meningkatkan produktivitas.

c. Jenis-jenis Coating yang Umum (pada CNC Mill):

TiN (Titanium Nitride):

Warna: Kuning keemasan.
Karakteristik: Coating pertama yang populer, menawarkan kekerasan dan ketahanan aus yang baik. Cukup serbaguna.
Aplikasi: Pengerjaan baja umum, besi cor, dan material non-ferro.

TiCN (Titanium Carbonitride):

Warna: Abu-abu hingga biru keabu-abuan.
Karakteristik: Lebih keras dan lebih tahan aus daripada TiN karena penambahan karbon. Memiliki koefisien gesek yang lebih rendah.
Aplikasi: Pengerjaan baja yang lebih keras, baja tahan karat, dan besi cor.

AlTiN (Aluminum Titanium Nitride) / TiAlN (Titanium Aluminum Nitride):

Warna: Ungu kehitaman atau abu-abu gelap.
Karakteristik: Salah satu coating paling populer dan berkinerja tinggi. Memiliki ketahanan panas yang sangat baik karena lapisan aluminium oksida yang terbentuk pada suhu tinggi. Ideal untuk pemesinan kering atau kecepatan tinggi.
Aplikasi: Sangat baik untuk pengerjaan baja keras, baja tahan karat, paduan suhu tinggi, dan material yang membutuhkan kecepatan potong tinggi.

AlCrN (Aluminum Chromium Nitride):

Warna: Biru gelap.
Karakteristik: Ketahanan aus dan panas yang sangat baik, mirip dengan AlTiN tetapi seringkali lebih baik dalam ketahanan terhadap oksidasi. Baik untuk pemesinan basah maupun kering.
Aplikasi: Baja tahan karat, paduan super, baja yang dikeraskan, dan aplikasi umum yang membutuhkan performa tinggi.

DLC (Diamond-Like Carbon):

Warna: Hitam.
Karakteristik: Sangat keras dan memiliki koefisien gesek yang sangat rendah, mirip intan. Sangat baik untuk memotong material non-ferro yang lengket.
Aplikasi: Ideal untuk aluminium, tembaga, kuningan, grafit, dan komposit. Tidak cocok untuk material ferro (besi/baja) karena reaksi kimia pada suhu tinggi.

D. SISTEM PENOMORAN DAN OFFSET

Sistem penomoran dan offset perkakas pada mesin CNC Mill, dua konsep ini sangat fundamental dan penting untuk memastikan program G-code berjalan dengan benar dan menghasilkan bagian yang akurat.

1. Sistem Penomoran Perkakas (Tool Numbering System)

Pada mesin CNC Mill, setiap perkakas potong yang akan digunakan harus memiliki identifikasi unik, dan inilah peran sistem penomoran perkakas.

a. Tujuan Penomeran Perkakas

Identifikasi Unik: Setiap perkakas di dalam majalah perkakas (tool magazine) mesin CNC diberikan nomor unik (misalnya, T1, T2, T3, dst.). Ini memungkinkan mesin mengetahui perkakas mana yang harus diambil dan digunakan untuk operasi tertentu.
Manajemen Perkakas: Membantu operator dan programer untuk melacak perkakas yang tersedia, mengetahui jenisnya, dan di mana posisinya di dalam mesin.
Otomatisasi Pergantian Perkakas: Ketika program G-code memanggil perkakas tertentu (misalnya, T1 M6 untuk mengambil perkakas nomor 1), mesin akan secara otomatis melakukan pergantian perkakas dari majalah perkakas ke spindel.

b. Format Penomoran

Di dalam program G-code, penomoran perkakas biasanya diawali dengan huruf "T" diikuti dengan nomor perkakas.

T1 : Perkakas nomor 1
T2 : Perkakas nomor 2
T3 : Perkakas nomor 3

Perintah untuk memanggil dan mengganti perkakas umumnya adalah M6 (Tool Change).
- Contoh: T1 M6 (Ambil perkakas nomor 1 dan pasang di spindel).

2. Offset Perkakas

Offset perkakas adalah data koreksi yang dimasukkan ke dalam kontrol CNC untuk mengkompensasi perbedaan dimensi antar perkakas, memastikan bahwa program yang ditulis akan menghasilkan dimensi yang tepat pada benda kerja, terlepas dari panjang atau diameter spesifik perkakas yang digunakan. Ada dua jenis offset utama:

a. Offset Panjang Perkakas (Tool Length Offset - TLO)

Deskripsi: Setiap perkakas potong memiliki panjang yang berbeda-beda. Offset panjang perkakas adalah nilai yang memberi tahu mesin seberapa jauh ujung pahat dari titik referensi tertentu (biasanya permukaan benda kerja atau permukaan meja mesin). Tujuannya adalah untuk mengkompensasi variasi panjang pahat sehingga operator tidak perlu menulis ulang program setiap kali pahat diganti atau diasah.
Bagaimana Bekerja:

Pengukuran: Operator mengukur panjang setiap perkakas relatif terhadap titik referensi. Ini bisa dilakukan secara manual dengan probe atau menggunakan sistem probe otomatis yang terpasang pada mesin.
Penyimpanan Data: Nilai panjang ini disimpan dalam tabel offset perkakas di kontrol CNC, biasanya dengan nomor offset yang sesuai dengan nomor perkakas (misalnya, offset H1 untuk perkakas T1, H2 untuk T2, dst.).
Aplikasi dalam G-code: Ketika program memanggil perkakas (misalnya, T1 M6), program juga akan memanggil offset panjang yang sesuai (misalnya, G43 H1 Z...). Perintah G43 mengaktifkan kompensasi panjang positif, dan H1 menunjukkan offset yang akan digunakan. Mesin kemudian secara otomatis menyesuaikan posisi sumbu Z berdasarkan nilai offset H1.

Manfaat: Memungkinkan penggunaan berbagai panjang pahat tanpa perlu memodifikasi program G-code, menghemat waktu setup, dan mengurangi potensi kesalahan.

b. Offset Diameter Perkakas (Tool Diameter Offset/Tool Radius Compensation)

Deskripsi: Offset diameter perkakas digunakan untuk mengkompensasi diameter aktual perkakas, memastikan bahwa pahat memotong jalur yang benar untuk menghasilkan dimensi bagian yang akurat. Ini sangat penting saat memotong kontur atau profil.
Bagaimana Bekerja:

Pengukuran: Diameter aktual setiap perkakas diukur.
Penyimpanan Data: Nilai diameter ini disimpan dalam tabel offset di kontrol CNC, biasanya dengan nomor offset yang sesuai (misalnya, offset D1 untuk perkakas T1, D2 untuk T2, dst.).
Aplikasi dalam G-code: Program G-code akan menggunakan perintah G41 (kompensasi radius kiri, pahat di sebelah kiri jalur) atau G42 (kompensasi radius kanan, pahat di sebelah kanan jalur) dan memanggil offset diameter yang sesuai (misalnya, G41 D1 X... Y...). Mesin kemudian secara otomatis menghitung jalur pahat yang diimbangi berdasarkan diameter pahat dan arah kompensasi.

Manfaat:

Akurasi Dimensi: Memastikan dimensi akhir benda kerja sesuai dengan gambar desain, meskipun ada variasi kecil pada diameter pahat.
Fleksibilitas: Memungkinkan penggunaan pahat dengan diameter yang sedikit berbeda tanpa perlu mengubah geometri program.
Koreksi Keausan Pahat: Jika pahat mulai aus dan diameternya sedikit mengecil, nilai offset D dapat diubah sedikit untuk mengkompensasi keausan tanpa perlu mengganti pahat jika masih dalam toleransi.

3. Hubungan Penomoran dan Offset Perkakas

Sistem penomoran perkakas dan offset perkakas bekerja sama secara sinergis:

Panggilan Perkakas: Program G-code memanggil perkakas dengan nomor tertentu (T#).
Pengaktifan Offset: Setelah perkakas dipasang, program akan memanggil offset panjang (H#) dan/atau offset diameter (D#) yang sesuai dengan nomor perkakas tersebut.
Kompensasi Otomatis: Kontrol CNC kemudian menggunakan data offset ini untuk secara otomatis menyesuaikan jalur pahat dan posisi sumbu agar benda kerja yang dihasilkan sesuai dengan desain, terlepas dari perbedaan fisik antar perkakas.

E. PEMILIHAN PERKAKAS

1. Faktor Kunci Pemilihan Perkakas

Ada beberapa faktor utama yang perlu dipertimbangkan saat memilih perkakas potong:

Material Benda Kerja: Ini adalah faktor paling dominan. Kekerasan, abrasivitas, dan sifat kimia material akan menentukan material pahat, geometri, dan coating yang dibutuhkan.
Jenis Operasi: Apakah ini roughing (pengerjaan awal untuk menghilangkan banyak material), finishing (pengerjaan akhir untuk akurasi dan kualitas permukaan), pengeboran, reaming, atau tapping?
Kondisi Mesin: Kekakuan (rigidity) mesin, daya spindel, dan sistem pendingin yang tersedia.
Toleransi dan Kualitas Permukaan yang Diinginkan: Seberapa presisi dan halus permukaan yang harus dicapai.
Biaya dan Produktivitas: Keseimbangan antara umur pahat, biaya pahat, dan waktu siklus produksi.

2. Pemilihan Perkakas Berdasarkan Material Benda Kerja

a. Baja (Steel - Carbon Steel, Alloy Steel)

Pengerjaan Kasar (Roughing):

Pahat: End mill dengan 3-5 flutes (lebih banyak flute untuk kekuatan dan laju pemakanan lebih tinggi). Face mill untuk perataan permukaan.
Material Pahat: Carbide (solid atau insertable).
Coating: AlTiN atau AlCrN sangat direkomendasikan karena ketahanan panas dan aus yang tinggi, memungkinkan kecepatan potong yang lebih tinggi. TiCN juga pilihan yang baik.

Pengerjaan Halus (Finishing):

Pahat: End mill dengan 4-8 flutes (lebih banyak flute untuk hasil akhir yang halus). Ball nose end mill untuk kontur 3D.
Material Pahat: Carbide (grain halus untuk hasil akhir yang lebih baik).
Coating: AlTiN atau AlCrN untuk mengurangi gesekan dan meningkatkan kualitas permukaan.

Baja Keras (Hardened Steel, >45 HRC):

Pahat: End mill khusus untuk material keras.
Material Pahat: Carbide khusus (grain sangat halus dan diperkuat), atau CBN (Cubic Boron Nitride) untuk finishing super presisi.
Coating: AlTiN atau AlCrN untuk karbida.

b. Baja Tahan Karat (Stainless Steel)

Karakteristik: Cenderung ulet, menghasilkan chip yang panjang, dan cenderung mengeras selama pemesinan (work hardening).
Pahat: End mill dengan sudut helix tinggi (sekitar 40-50 derajat) untuk evakuasi chip yang baik dan aksi pemotongan yang halus. Jumlah flute 3-5 untuk roughing, 4-6 untuk finishing.
Material Pahat: Carbide yang kuat.
Coating: AlTiN atau AlCrN sangat baik untuk menahan panas dan mengurangi reaksi kimia antara pahat dan benda kerja.

c. Almunium dan Paduannya

Karakteristik: Lunak, non-ferro, cenderung lengket dan dapat menempel pada pahat.
Pahat: End mill dengan 2 atau 3 flutes. Sudut helix tinggi (lebih dari 45 derajat, bahkan hingga 60 derajat) untuk evakuasi chip yang sangat baik dan mencegah penumpukan material. Ruang chip yang luas sangat penting.
Material Pahat: Carbide yang dipoles dengan baik (mirror finish) atau HSS untuk aplikasi lebih ringan.
Coating: DLC (Diamond-Like Carbon) adalah pilihan terbaik karena koefisien geseknya sangat rendah, mencegah penempelan material. Jika tidak, uncoated (tanpa coating) atau TiN juga bisa digunakan dengan pendingin yang melimpah.

d. Besi Cor (Cast Iron)

Karakteristik: Menghasilkan chip pendek, abrasif.
Pahat: End mill dengan 4-6 flutes untuk kekuatan, atau face mill untuk facing.
Material Pahat: Carbide dengan ketahanan aus tinggi.
Coating: TiAlN atau AlCrN baik untuk ketahanan aus pada suhu tinggi.

e. Material Superalloy (Incone, Hastelloy, dll)

Karakteristik: Sangat keras, kekuatan tinggi pada suhu tinggi, sulit dimesin.
Pahat: End mill dengan flute sedikit (misal 4 flute) dan kekuatan inti yang baik. Pahat dengan geometri khusus untuk superalloy.
Material Pahat: Carbide kelas khusus (tough grade), atau Ceramic untuk pemotongan kecepatan sangat tinggi pada kondisi stabil.
Coating: AlTiN atau AlCrN yang tangguh, dirancang untuk panas ekstrem.

f. Komposit (Carbon Fiber, Fiberglass)

Karakteristik: Sangat abrasif, serat dapat terkelupas.
Pahat: Pahat khusus untuk komposit, seringkali dengan ujung tajam atau bentuk serrated (bergerigi) untuk memotong serat.
Material Pahat: PCD (Polycrystalline Diamond) sangat direkomendasikan karena ketahanan ausnya yang ekstrem.
Coating: Tidak selalu diperlukan jika menggunakan PCD, tetapi DLC bisa membantu mengurangi penumpukan resin.

3. Pemilihan Perkakas Berdasarkan Operasi

a. Pengerjaan Kasar (Roughing)

Tujuan: Menghilangkan volume material yang besar secepat mungkin.
Pahat:

End mill dengan jumlah flute sedang (3-5), geometri kuat.
Roughing end mill (dengan gigi potong bergerigi) untuk memecah chip menjadi ukuran yang lebih kecil dan mengurangi gaya potong.
Face mill untuk meratakan permukaan.

Fokus: Laju penghilangan material (MRR) dan ketahanan pahat terhadap beban berat.

b. Pengerjaan Halus (Finishing)

Tujuan: Mencapai akurasi dimensi tinggi dan kualitas permukaan yang diinginkan.
Pahat:

End mill dengan jumlah flute banyak (4-8) untuk mengurangi tanda pahat.
Ball nose end mill untuk kontur 3D.
Torus end mill untuk transisi sudut yang mulus.

Fokus: Akurasi, kualitas permukaan, dan stabilitas proses. Kedalaman potong dan lebar potong biasanya kecil.

c. Pengeboran (Drilling)

Tujuan: Membuat lubang awal.
Pahat:

Twist drill (HSS atau Carbide).
Spot drill untuk spotting (membuat tanda awal) agar bor utama tidak meleset.
Center drill untuk membuat lubang tengah yang presisi.

Fokus: Kecepatan pembuatan lubang dan akurasi posisi.

d. Reaming

Tujuan: Memperbesar dan menghaluskan lubang yang sudah dibor hingga toleransi yang sangat ketat.
Pahat: Reamer (HSS atau Carbide).
Fokus: Akurasi diameter dan kualitas permukaan dalam lubang.

e. Tapping