Sekilas pandang: Permukaan semasa pemotongan benang dengan sisipan pemotong karbida adalah setanding dengan yang digilap

Kaedah pembuatan benang boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan utama: pembentukan asal, pembentukan semula, dan pemisahan. Pembentukan asal biasanya digunakan untuk skru dan nat yang diperbuat daripada plastik melalui proses acuan suntikan.

Benang yang terdedah kepada beban tinggi biasanya dibentuk melalui proses pembentukan panas atau sejuk. Kaedah yang paling penting dalam hal ini ialah penggolekan benang bagi benang luar, kerana ia membolehkan pengeluaran kuantiti tinggi dengan ketahanan keletihan yang sangat baik.

Disebabkan ketepatan tinggi yang dapat dicapai, kaedah pemesinan memainkan peranan yang sangat penting. Kebanyakan skru gerakan seperti gelendong trapezoid, gelendong bebola dan gelendong pengukur – yang memerlukan ketepatan yang tinggi – dihasilkan melalui proses pemesinan.

Dalam kaedah pemesinan untuk pembuatan benang, terdapat pelbagai proses yang diketahui, seperti pelarik benang, peregangan benang, pemotongan benang, pengeboran benang, pengilangan benang, pemotongan benang berputar dan pengisaran benang. Pemilihan proses yang digunakan dalam pengeluaran bergantung kepada beberapa faktor: jumlah keseluruhan unit yang dihasilkan, mutu permukaan, profil benang, toleransi, bahan kerja, kemudahan pengeluaran, kos perolehan, kos operasi (seperti alat), produktiviti, serta kerentanan sistem terhadap gangguan.

Kaedah pemesinan yang menghasilkan serpihan panjang seperti pelarik benang, pemotongan benang, pengeboran benang dan peregangan benang sememangnya diketahui umum – bukan sahaja kerana kelebihannya, tetapi juga disebabkan oleh kelemahan ketara, khususnya apabila digunakan pada bahan kerja yang menghasilkan serpihan panjang, memandangkan ia cenderung menyebabkan gangguan dalam kawasan mesin.

Sebagai contoh, tiga kaedah pemesinan yang menghasilkan serpihan pendek akan ditunjukkan, dengan tumpuan khusus diberikan kepada kaedah pemotongan benang berputar (gewindewirbeln) yang kurang dikenali secara umum.

Dalam proses pengilangan benang, terdapat dua kaedah asas yang dibezakan: pengilangan benang pendek dan pengilangan benang panjang. Benang dalaman dan luaran yang pendek, biasanya benang dengan profil tajam, dihasilkan menggunakan pemotong benang berbentuk silinder yang telah dibentuk sepenuhnya mengikut profil benang sepanjang keseluruhan panjangnya. Barisan profil benang pada pemotong ini tidak mempunyai kecondongan; jarak antara profil sepadan tepat dengan kekuatan benang yang hendak dihasilkan, dan gigi profil diasah semula dari belakang. Kebanyakannya, pemotong HSS (keluli berkelajuan tinggi) digunakan, dan hanya benang dengan kekuatan yang sama boleh dihasilkan dengan satu pemotong. Proses ini biasanya dijalankan dalam arah pemotongan berlawanan (kontra putaran).

Daya pemesinan tinggi semasa pengilangan benang

Sebagai kelebihan, masa pengeluaran yang singkat dan penghasilan serpihan pendek berbentuk koma boleh dianggap positif. Namun begitu, kelemahan utamanya ialah daya pemotongan yang tinggi, yang boleh menjejaskan ketepatan dan mutu permukaan terutamanya bagi panjang benang yang lebih besar. Selain itu, proses pengasahan semula yang mahal juga mengubah diameter pemotong, yang menjadikan pelarasan semula laluan pergerakan atau jejari pemotongan—contohnya pada pusat pemesinan—diperlukan.

Oleh kerana setiap kekuatan benang memerlukan pemotong khusus, kaedah ini digunakan terutamanya dalam pengeluaran besar-besaran. Geometri permukaan yang terhasil daripada proses pemotongan juga tidak ideal, terutamanya di dasar benang. Untuk benang dengan panjang yang besar, digunakan kaedah pengilangan benang panjang. Pemotong profil berbentuk cakera biasanya diperbuat daripada HSS dengan gigi yang diasah semula dari belakang, atau dilengkapi dengan sisipan boleh balik (wendeplatten) bagi profil yang lebih lebar. Mengikut kekuatan benang atau sudut kekuatan, paksi pemotongan perlu dimiringkan. Bagi profil yang lebih lebar, yang ingin dihasilkan dalam satu potongan, atau bagi sudut kekuatan yang besar, pembetulan profil pada alat pemotong adalah diperlukan.

Bagi benang berkualiti tinggi, kaedah pengilangan searah (gleichlauffräsen) lebih digemari. Kelebihannya terletak pada penghasilan benang panjang yang mudah – selalunya dalam satu potongan hingga ke dalam penuh benang. Serpihan pendek yang terhasil dapat dialirkan keluar dengan baik. Selain itu, bagi profil yang sangat lebar seperti dalam skru pengekstrud, pengilangan muka juga digunakan secara menguntungkan. Namun, bagi panjang yang besar, diameter kecil dan profil yang lebih lebar, penyimpangan kekuatan benang yang lebih ketara dan mutu permukaan yang lebih rendah perlu dijangkakan. Sama seperti dalam pengilangan, dalam proses pengisaran, alat pemotong yang berputar menjalankan pergerakan pemotongan. Bucu-bucu pada biji-biji pengisar mengambil serpihan kecil berbentuk koma daripada bahan kerja. Lazimnya, bahan kerja yang telah dikeraskan seperti gelendong bebola digilap menggunakan cakera profil khas. Dalam kebanyakan kes, bahagian-bahagian ini telah dipra-bentuk menggunakan kaedah lain, dan hanya sekitar 0.15 mm dikeluarkan dari setiap sisi benang. Kaedah pengisaran dalam yang menggunakan profil penuh juga meluas, di mana keseluruhan profil dikeluarkan dalam satu potongan. Cakera pengisar sentiasa diprofilkan semula, contohnya menggunakan roda berlian penyahbentuk (abricht-diamantrolle).

Sebagai kelebihan boleh disebut mutu permukaan yang sangat baik, keupayaan untuk memproses bahan kerja yang telah dikeraskan, serta ketepatan profil yang tinggi. Sebaliknya, kelemahan utama termasuk kos perolehan mesin yang tinggi, serta pemisahan yang rumit antara bahan penyejuk/pelincir, serpihan dan bahan pengisar (seperti korundum pengisar).

Pembentukan serpihan yang menguntungkan dalam proses pemotongan benang berputar

Suapan relatif perlahan (nR) bahan kerja (gelendong utama mesin) mempunyai arah putaran yang sama dengan gelang alat pemotong dalam proses gewindewirbeln searah yang menjimatkan kos. Bilah pemotong yang dilengkapi dengan sisipan karbida berputar dengan kelajuan lilitan tinggi (putaran nw) secara seragam dan tanpa getaran.

Peningkatan ini jauh lebih kecil berbanding dengan pengilangan dan merujuk kepada teras benang. Pada sisi benang, nilai ini – bergantung kepada sudut sisi benang – hanyalah kira-kira ¼ Y.

Disebabkan kelajuan pemotongan yang tinggi dan potongan selubung yang menguntungkan, nilai suapan yang tinggi dan masa pemesinan yang singkat dapat dicapai – dengan kualiti tertinggi. Dalam kombinasi dengan sistem alat yang mesra pengguna dan menjimatkan, benang berketepatan tinggi dapat dihasilkan dengan produktiviti yang tinggi. Oleh kerana serpihan yang terhasil berbentuk pendek dan koma, masa gangguan akibat pembentukan serpihan panjang seperti dalam proses pelarik dapat dielakkan sepenuhnya.

Benang dalaman dengan panjang besar dihasilkan melalui kaedah yang dikenali sebagai hubwirbelverfahren. Dalam proses ini, alat pemotong yang berputar dan berosilasi disokong dalam lubang teras menggunakan penyangga tetap berbentuk tangan pandu. Alat pemotong dilengkapi dengan sisipan boleh balik berbilang mata pemotong.

Benang dalaman untuk tujuan peneguhan pada komponen berat dihasilkan, sebagai contoh, pada mesin penggerudi besar menggunakan peralatan wirbel khas. Kaedah ini telah lama digunakan dalam pembinaan turbin. Bagi bahan kerja yang lebih kecil di pusat pemesinan, benang dimasukkan menggunakan kaedah berputar (zirkularverfahren) semata-mata dengan alat pemotong benang berputar khas. Alat-alat ini menggunakan sisipan boleh balik dengan empat mata pemotong yang tidak memerlukan pelarasan.