proses mold/die presisi dengan machining centerind).pdf · spindle speed [min-1] feed rate [mm/min]...

1

マシニングセンタによる高精度金型加工

Copyright @ 2009 Makino Milling Machine Co.,Ltd. All Rights Reserved加工技術本部| 2014.02.26

Seminar di IMDIA bulan Februari

Divisi Teknologi Proses Kato Hisayuki

Proses Mold/Die Presisi dengan Machining Center



Makino Milling Machine Co, Ltd

　　Berdiri : Mei 1937 (Showa Th 12)　　　Pendiri : Presiden Direktur Makino Jiro　　Modal : 19,263,150,000 yen　

　　Laba bersih : Total 126,800,000,000 yen　　　　　（per 31 Maret 2013）

　　Karyawan : Total 4,207 orang, individu 1,394 orang　　　　　（per 31 Maret 2013）

　　Bisnis : Produksi, penjualan dan perbaikan Tool machine (machining center, NC EDM, NC milling machine, milling machine, automation sistem, CAD/CAM, dll)

2

2



Global OfficePabrik OfficeKantor pusat

Per 31 Maret 2013

（termasuk perusahaan afiliansi dalam negeri）

Makino Asia1,263 orang

Makino 2,184 orang

　Makino Europe　245 orang

Makino INC.474 orang

3



Cabang di Asia Tenggara

Makino Asia 1,263 orang

Opening tahun 20134

3



Application Engineer

Teknologi proses・Pengembangan proses

Test proses ke customer

Support ke customer

5

Makino Asia

(Singapore)

MakinoIndia

(Bangalore)

Makino Italy

(Milan)

Makino Milling

Machine(Japan)

Makino GmbH（Germany、Stuttgart）

Makino DM

Technologies

(U.S.A.)

Makino China(China)

Makino Czech Makino

Inc.(U.S.A.) 459

Application engineers

10%Makino

Employees



Development dalam teknologi proses

1990 2014

　　　　48HRC　　　　 65HRC　WC　　

　　　　±0.02　　　　　　　±0.002

　　　　R1　　　　　　　R0.05 　　　

F1000 　F2000　 F4000　　　　

6

4



High precision

Mirror surface (less polished)

High hardness

5-axis

Kata kunci di pasar mold/die Jepang

7



High precisionHigh precision

Mirror surface (less polished)Mirror surface (less polished)

High hardness High hardness

5-axis5-axis

8

5



Persyaratan pembuatan Plastic Mold

miniaturisasi…

meningkatkan fluiditas resin

menaikkan suhu molding

meningkatkan tekanan molding

memperkecil diameter aliran resin

Yield ratio

Kekuatan tinggi dan ringan

Penggabungan bahan berkekuatan tinggi

tipis

Mirror surface

fungsi Surface

Persyaratan MoldPersyaratan molding

persyaratan produk

Persyaratan machining

cost

Akurasi tinggi…

mengurangi kekuatan penjepitan

9



Persyaratan di machining Center

high precision work piece　Akurasi mutlak, kebutuhan kualitas dengan menghilangkan after process

Stabilitas presisi dalam proses dalam jumlah banyak dan waktu yang lama　Reproducibility

Integritas akurasi walaupun langkah proses berbeda　Penyesuaian yang cocok dengan referensi

Perawatan kualitas high process, reproducibility

Pemenuhan kualitas dari permintaan pencetakan yang modern

10

6



Akurasi posisi ±2.5μm dalam pengoperasian 12 jam terus menerus

Mesin : V33iMaterial : SKD11改 (58HRC)Size work : 300 x 300 x 25 (mm)Time process : 12jam18mnt(finishing)

Process Cutter Spindle speed[min-1]

Feed rate[mm/min]

Ae / Ap[mm]

Machining time[hour]

Rough Ø2R0.1 Radius end mill 20000 1530 0.6/0.04 5.4

Simi-finish Ø10 Flat end mill 3800 570 0.02/2.0 2.3

FinishØ2R0.1 Radius end mill 20000 800 0.01 6.5

Ø10 Flat end mill 3800 285 0.01/0.5 5.8

Proses finishing 12 jam terus menerus, perbedaan akurasi posisi XY dibawah ±2.5μm

Plastik Mold Multi-lubang

11



Akurasi posisi ±2.5μm dalam pengoperasian 12 jam terus menerus

X方向位置精度 (mm)Positioning accuracy in X (mm)

Ø20 Ø19

最大値max.

0.0019 0.0011

最小値min.

-0.0024 -0.0022

ばらつきdeviation

0.0043 0.0033

Y方向位置精度 (mm)Positioning accuracy in Y (mm)

Ø20 Ø19

最大値max.

0.0014 0.0019

最小値min.

-0.0014 -0.0016

ばらつきdeviation

0.0028 0.0035

12

7



Vi series Tindakan panas

13



Menjaga posisi mesin stabil sepanjang hari

Axis XYZ dry running Axis XYZ dry

running

AM10:00～AM10:10

M/C : V33iMaterial : SUS420J2 (52HRC)Ukuran benda: 60 x 60 x 40 (mm)Process time : 2 jam19 menit

PM2:00～PM2:15

PM6:00～PM6:20

＊Nilai aktual di pabrik kami

測定方向

Step antar surface kurang dari 2μm

14

8



M/C : V56iMaterial : SKD11 (60HRC)Ukuran benda : 300 x 200 x 25 (mm)Process time : 90 menit (semi finishing~finishing)

Kontrol dimensi dengan pengukuran benda kerja otomatis mencapai ±3μm

205

machining time[min]

0.6/0.020.5/0.020.4/0.02

ap / ae[mm]

600

125150

feed rate[mm/min]

67008000

spindle speed[min-1]

ø8.0 end millø6.0 end millø5.0 end mill

Cutter

Semi & Finish

Semi & Finish

Semi & Finish

process

5000 65

Kontrol dimensi menggunakan pengukuran benda kerja otomatis

Kepresisian die plate

15



Kontrol dimensi menggunakan pengukuran benda kerja otomatis

ワーク自動測定

“A.W.M”

公差内か？Within tolerance ?

加工Machining

狙い値からの誤差計算Calculate error

終了Finish

NG

OK

呼び径Tool radius

仕上工程開始Start

工具径オフセット値Tool radius offset value

工具径オフセット値の修正Correct offset value

1回目のみOnly first try

ワーク自動測定On machine measuring (A.W.M)

MarposOGP70

Dengan pengukuran di atas mesin memungkinkan untuk reduksi lead time karena proses backtracking

16

9



Hasil pengukuran ①

A-1

A-3A-2

A-4

B-1

B-2

測定箇所Measuring point

位置度 Position accuracy 直径DiameterX Y

A-1 0 0 19.9988A-2 0.0007 0.0010 19.9988A-3 -0.0005 0.0004 19.9985A-4 -0.0011 0.0000 19.9986



B-1 -0.0016 0.0001 14.9995B-2 -0.0012 0.0004 14.9998D-1 -0.0010 0.0008 14.9989D-2 -0.0005 0.0011 14.9982D-3 -0.0008 0.0005 14.9989D-4 -0.0004 0.0007 14.9991

Hole A（φ20.0 　　　）

Hole B, hole D（φ15.0 　　　）+0.002-0.002

+0.002 -0.002

C-2

C-1D-1,D-2

D-3,D-4



C-1 0.0001 0.0011 29.9996C-2 0.0003 0.0008 29.9994

Hole C（φ30.0 　　　）+0.002-0.002

17



Hasil pengukuran ②

E-1

E-2


位置度 Position accuracy 幅WidthX Y

E-1 0.0009 0.0011 19.9999E-2 0.0011 0.0005 19.9996


位置度 Position accuracy 幅 Width

X Y X YF-1 -0.0007 0.0018 40.0001 40.0003F-2 -0.0007 0.0021 39.9985 39.9998

Hole E（φ20.0 　　　）

Hole F（40.0×40.0 　　　）

F-1

F-2



G-1 0.0004 0.0007 6.0008G-2 0.0001 0.0018 6.0010

Hole G（φ6.0 　　　）G-1

G-2

+0.002-0.002

+0.002-0.002

+0.002-0.002

18

10



Straightness hole dibawah 2μmStraightness

Φ30 ×20穴

Ra : 0.164µmKekasaran

Hasil pengukuran dengan elektrik micro meter

Marl Pertho meter M1

Surface proses tanpa jatuh

1div = 1µm20m

mACCRETECH MINICOM　E-DT-LM-L

19



Machine untuk menjaga keakurasian tetap tinggi

One-touch operation, menjaga mesin tetap optimal

Penuaan mesin Perubahan berat beban

fungsi pengoperasian untuk persiapan high precision

2μm/div

3 th 6 bln setelah pengiriman

+Y

+X

+Y

+X

setelah pengoptimalan otomasi

20

11



High precision

Mirror surface (less polished)

High hardness

5-axis

21



Proses cermin

M/C ： V22 (40,000 RPM)Material ： A7075 (mold almunium)Size ： 50 x 30 x 20 (mm)Process time ： 2 jam 11 menit

Kasus ini menggunakan tool Single crystal Diamond

Hasil pengukuran roughnessRa 0.015μm / Rz 0.033μm

M/C ： iQ300 (45,000 RPM)Material ： Pre-hardened steel (40HRC)Sie ： 30 x 30 x 10 (mm)Process time ： 56 menit

Kasus ini menggunakan tool PCD

Hasil pengukuran roughnessRa 0.016μm / Rz 0.021μm

akurasi rotasi spindle--penting

22

12



Akurasi rotasi spindle adalah…

Swing rotationBentuk mendekati lingkaran penuh (TIR)

swing asinkron rotasi yang kecil（NRRO）

No Good

Speed rotasi yang berbeda menjadikan kurang stabil

Good

23



Karakteristik Spindle (45.000 rpm)

Tingkat defleksi akurasi dari rotasi spindle

S20000 S40000 S45000

TIR 　　2.1[μm]NRRO　0.12[μm]



・Defleksi statis 2[μm]

24

13



Dengan tool berbeda, menilai step dari kecepatan spindle

Titik pengukuran

M/C : iQ300Material : Oxygen-free copperSize benda : 20 x 20 x 40 (mm)

R0.1BEMR0.1BEM30,00030,000 rpmrpm R0.2BEMR0.2BEM

30,00030,000 rpmrpm R0.3BEMR0.3BEM28,00028,000 rpmrpm

R0.5BEMR0.5BEM25,00025,000 rpmrpm R1BEMR1BEM

15,00015,000 rpmrpm R3BEMR3BEM10,00010,000 rpmrpm

Bagaimana memasukkan akurasinya？

25



Hasil pengukuran（3D profil）

＊Hasil pengukuran dengan metode Vertical scanning interferometry tipe putih (VSI system)

26

14



Hasil pengukuran

Profil kurva

Profil kurva

＊Hasil pengukuran dengan metode Vertical scanning interferometry tipe putih (VSI system)

Step :0.37µm

27



Tool hibrid perangkat pengukuran panjang

Alat ukur panjang (kontak) Posisi pengukuran end face spindle (non kontak)

Cutting edge di ukur dengan kontak probe bertekanan rendah (dengan menahan spindle)

Spindle nose di ukur oleh sensor non-kontak (dengan memutar spindle)

28

15



Pengukuran panjang tool hibrid / metode pengukuran

Jika spindle diperpanjang sepenuhnya, panjang tool untuk mulai proses pengoreksian

Pengukuran dengan kontak pada ujung

toolnya

Rotasi spindle lambat

pengukuran tidak menyentuh spindle

edge

pengukuran tidak menyentuh

spindle edge

elongation

running rotasi yang digunakan proses

Pemanjangan spindle

Spindle stop

29



Sesi Pertama selesai

16



M250M250

raughing semi finish

M256M256 M251M251

M250M250 M250M250

M250M250

menggunakan mode sama semua

gunakan mode yang sesuai untuk setiap proses ＜time＞

Pilih mode yang sesuai dengan tujuan proses

Raughing timePengurangan hingga

50%

31



High precision

Mirror surface (less

polished)

High hardness

5-axis

32

17



Contoh proses pemotongan material keras

M/C ：V56imaterial ：SKH51 (60HRC)size ：Ø150x80(mm)Process time ：2 jam

Press die

M/C ：V56imaterial ：SKD11 (62HRC)size ：Ø54x70(mm)Process time ：4 jam 4 mnt

M/C ：V33imaterial ：SKD11 (60HRC)size ：30x70x25(mm)Process time ：45 mnt

Bagian V-ring

M/C ：V56imaterial ：SKD11改 (60HRC)size ：30x30x30(mm)Process time ：30 dtk/1 hole

punch Tap M3

M/C ：V22material ：SUS420J2改 (52HRC)size ：80x40x20(mm)Process time ：6 jam29mnt

Bentuk fan

M/C ：iQ300material ：AF1 (93HRA, 78HRC)size ：Ø32 x 50(mm)Process time ：7 jam 16mnt

proses pocketing carbide

33



Manfaat proses pemotongan material keras

Proses EDM, grinding disatukan dalam machining center

Peningkatan keakurasian dengan mengurangi jumlah set up

Tidak diperlukan kreasi elektroda

peningkatan kualitas surface finishing dan pengurangan waktu polishing

pengurangan proses quenching

berhubungan untuk mempersingkat lead time

34

18



Pada contoh pemendekan lead time

0 10 20 30 40 50 60 70 80

V56i導入後

従来M/C

boring

boring

quenching

quenching

M/C

M/C jig cutting

polishing

polishing

Short 34%Short 34%

Time [H]

M/C : V33iMaterial : SKD11改 (58HRC)Size : 300 x 300 x 25 (mm)Process time : 12 jam 18 mnt (finishing)

プラ型の多数個取り

35



Cetakan bevel gear JIS Level 4

M/C : V33i (20,000 rpm)Material : High speed steel (YXR33 62HRC)Size : Ø142 x 60 (mm)Process time : 8 jam 59 mnt

Proses presisi HSS steel（JIS level N4、 Old JIS level 0 atau lebih ）


Feed rate[mm/min]

ap / ae[mm]

Machining time [h:m]

Rough Ø12×R0.5 Radius end mill 1600 1440 12.5/0.2 0:41

Finish

R1 Ball end mill 20000 1600 0.08/0.03 1:33

R1 Ball end mill (cBN) 20000 1600 0.08/0.03 3:24

Ø12×R0.5 Radius end mill 1600 300 1.0/6.0 0:0336

19



Automatic workpiece measurement menggunakan penyesuaian presisi

Proses finishin

g

Proses finishin

g

Automatic workpiece

measurement

Automatic workpiece

measurement

Perbaikan proses

Perbaikan Perbaikan prosesproses

Re-output dari NC programDari hasil pengukuran diatas mesin mencerminkan jumlah kesalahan

R1x13mmBall endmill CBN

1. Kecenderungan tool saat proses finishing, pemahaman error bentuk akibat keausan tool

2. Perhitungan kembali NC program menyesuaikan tingkat error bentuk mengakibatkan

pemrosesan ulang

Point Proses

37



Proses 5 axis cetakan bevel gear JIS level N4

M/C : V33i-5XB (30,000 rpm)Material : High speed steel (YXR33 62HRC)Size : Ø142 x 60 (mm)Process time : 7 jam 31 mnt


Feed rate[mm/min]

ap / ae[mm]

Machining time [h:m]

Rough Ø12×R0.5 Radius end mill 1600 1440 12.5/0.1 1:04

Finish

R1 Ball end mill 20000 2400 0.08/0.03 1:20

R1 Ball end mill (cBN) 20000 2400 0.08/0.03 1:36

Ø12×R0.5 Radius end mill 1600 300 1.0/6.0 0:03

Proses dengan mesin 5 axis bisa memperoleh akurasi yang sama dengan 3 axis dengan mudah

38

20



Perbandingan 3 axis dengan 5 axis　①

39



＄

Perbandingan 3 axis dengan 5 axis 　②

Proses finishingProses

finishing

Automatic workpiece

measurement

Automatic workpiece

measurement

Proses perbaikanProses Proses

perbaikanperbaikan3 axis

Proses finishingProses

finishing

Automatic workpiece

measurement

Automatic workpiece

measurement5 axis

Cek akurasi

Pengurangan lead time

Pengurangan biaya tool



Re-output dari program NCDari hasil pengukuran diatas mesin mencerminkan jumlah kesalahan

40

21



High precision

Mirror surface (less

polished)

High hardness

5-axis

41



Fasilitas dari proses 5 axis

1. Memungkinkan proses banyak surface

⇒pengurangan waktu untuk set up

2. Pengurangan overhang dari tool

⇒perbaikan kondisi pemotongan

3. Menghindari proses di ujung tool

⇒perbaikan kualitas surface yang diproses

42

22



Memungkinkan proses berbagai surface

Proses kontinyu dalam 1 chucking　→　Pengurangan waktu setup　→　Pengurangan human error selama set up

Bisa mengarahkan sudut pengindeksan dari manapun

dengan mengkombinasi rotasi dari 2 sumbu bisa melakukan

proses dari berbagai posisi

43



Pengurangan jumlah overhang tool

bisa menampilkan kekuatan tool, proses stabil bisa dilakukan

Proses 3 axis Proses 5 axis44

23



Menghindari proses di ujung tool

sudut kemiringan tool 0° dari permukaan proses

sudut kemiringan tool 30° dari permukaan

proses

Meningkatkan lifetime tool

Meningkatkan kualitas finishing surface

Meningkatkan cutting conditions

Proses 3 axis Proses 5 axis45



Contoh penggunaan 5 axis dalam part cetakan Die Casting

M/C : D300 (20,000 min-1)Material : SKD61 (48HRC)Size : 104 x 74 x 100 (mm)Process time : 1 jam 26mnt

Jika menggunakan mesin 5 axis secara efektif, efisiensi proses meningkat 3x lipat dan biaya tool 1/2 dari 3 axis


Feed rate[mm/min]

ap / ae[mm]

MachiningTime [min]

Rough

Ø10xR0.5mm REM　(6NT) 5570 6000 20.0/0.4 31

R5mm BEM (4NT) 6000 6000 13.0/0.2 10

R3mm BEM (4NT) 16000 4800 0.20 4

R1mm BEM (2NT) 20000 3200 0.18 6

Finish

R5mm BEM (4NT) 12000 6000 0.28 26

R3mm BEM (4NT) 16000 4800 0.19 3

R1mm BEM (2NT) 20000 3200 0.18 646

24



Dengan multi-edged tool, penggunaan lebih efektif dan efisiensi tinggi

S 12000min-1 ap 0.28mm

F 6000mm/min ae 0.28mm

S 5570min-1 ap 20.0mm

F 6000mm/min ae 0.4mm

Raughing Finishing

Ø10-R0.5Endmill radius

6 blade 4 blade

R5Ball endmill

47



4-blade tapi sebenarnya bukan 4 pisau

4 blade

2 blade

【alasan yang mungkin】・chip sulit untuk lari keluar・ Lebar blade menjadi lebih tipis・ Tip cutting speed 0m

48

25



Pada proses 3 axis diperlukan proses dengan ujung dari tool

AC

B

・ Ball endmill tidak bagus untuk proses di ujungnya・ Jika ada proses di ujung cutter menentukan parameter proses di posisi tersebut

Proses ujung

Proses sisi

Tidak ada keuntungan dari penggunaan multi-edged tool

49

Proses sisi



Tetapi jika menggunakan 5 axis dengan baik・・・

bisa menghindari proses di ujung tool

ACB

Jika bisa menghindari proses diujung tool・・

・kualitas surface proses → up

・ Dapat diatur kecepatan pemotongan yang tepat

・ Feeding speed dari multi-edged tool bisa lebih mengingkat

50

26



Efisiensi proses 3x lipat, biaya tool setengahnya

Mesin 5 axis Mesin 3 axis

Raughingjumlah emisi chip(MRR)

2 jam 08mnt 12cc/min

Semi finishing 41 mnt

finishing 1 jam 42 mnt

Jumlah waktu proses 4 jam 31 mnt

Tingkat pengurangan Standar

Banyaknya tool7 pcs(3NT)

(Raugh-1, semi-3, finish-2)

Biaya tool Standar

51 mnt48cc/min

35 mnt1 jam 26 mnt

-68%5 pcs

(Raugh-4, Finish-3)

-46%

Efisiensi proses 3x lipat, biaya tool 1/2

---

51



Collision safeguard (perlindungan dari tumbukan)

Mode otomatis untuk mengefektifkan fungsi monitoring

– pengoperasian otomatis

（ pengoperasian memori, pengoperasian tape)

– Pengoperasian manual

（performance tangan、MDI）Setting panjang tool dan koordinat benda kerja

– Dapatkan data setting mesin melalui online

– perbandingan beda antara nilai idealnya→alarm

Laptop eksternal (penyiapan customer)

Koneksi HSSB　kabel optik

Monitoring real time gangguan diantara tool dan benda kerja

52

27



Application Engineer

Makino Asia(Singapore)

MakinoIndia

(Bangalore)

Makino Italy(Milan) Makino Milling

Machine(Japan)

Makino GmbH（Germany、Stuttgart）

Makino DM Technologie

s(U.S.A.)

Makino China(China)

Makino Czech Makino Inc.

(U.S.A.) 459 Application engineers

10%Makino

Employees



28



Proses ulir M3 pada material high hardness

M/C : V56i (20,000 min-1)Material : SKD11改　(SLD-MAGIC 60HRC)Size : 30 x 30 x 30 (mm)Process time : 30 dtk / 1 hole

13min20sec506,000M3 thread millTapping

Machining time(min)

Feed rate(mm/min)

Spindle speed(min-1)

CutterProcess

Proses langsung ulir (M3) tanpa membuat lubang dulu pada material high hardness

55



Proses ulir M3 pada material high hardness

13min20sec506,000M3 thread millTapping

Machining time(min)

Feed rate(mm/min)

Spindle speed(min-1)

CutterProcess

56

29



Proses engraving (ukiran) pada material HSS steel

Cutter Spindle speed[min-1]

Feed rate[mm/min]

ap[mm]

Ø0.03 Ball end mill 13000 30 0.012

Ø0.04 Ball end mill 13000 30 0.012

Ø0.05 Ball end mill 13000 30 0.012

M/C : V33i (30,000 min-1)Material : SKH51 (62HRC)Size : Ø1 x 50 (mm)Process time : 1 mnt

Ø0.05mm CBNエンドミル

57



Hasil pengukuran huruf

58

30



Pin die-cast

M/C : V22 (20,000 min-1)Material : SKD61改　(DAC MAGIC 46HRC)Size : 20 x 60 x 20 (mm)Process time : 2 jam 47 mnt


Feed rate[mm/min]

ap / ae[mm]

Machining time [min]

Rough Ø6R0.5 Radius end mill 4000 800 9.0 / 0.05 41

Finish

R1.5 Ball end mill 16000 1200 0.03 / 0.075 11

Ø6R0.5 Radius end mill 4000 400 6.0 / 0.01 1

Ø3 End mill 8000 160 3.0 / 0.03 1

59



Proses dengan pengindeksan manual (2 langkah kerja)

段取り状態

Setting

段取り状態

Setting1工程目

1st Process2工程目

2nd Process

60

31



Punch bentuk L（V33i-5XB）

M/C : V33i-5XB (30,000 min-1)Material : SKH51 (64HRC)Size : Ø8x70(mm)Process time : 3 jam 00mnt

Proses finishing dengan ball endmill R0.1

Kemiringan sisi kurang dari 2μm

61

proses mold/die presisi dengan machining centerind).pdf · spindle speed [min-1] feed rate [mm/min]...

Documents