Feed Rate dan RPM: Dua Faktor Kunci dalam Proses CNC Machining

 

Dalam proses CNC machining, dua parameter yang paling menentukan hasil akhir pemesinan adalah feed rate (kecepatan pemakanan) dan RPM (putaran spindle per menit).
Menentukan keduanya dengan benar akan memastikan hasil permukaan halus, umur tool panjang, dan waktu produksi efisien. Sebaliknya, kesalahan dalam pengaturan bisa menyebabkan overcut, tool cepat aus, hingga kerusakan mesin.

---

1. Apa Itu Feed Rate dan RPM?

Sebelum menentukan nilai yang tepat, penting memahami fungsi masing-masing parameter.

• Feed Rate adalah kecepatan gerak pahat terhadap material yang dikerjakan, biasanya dinyatakan dalam mm/min atau mm/rev. Feed rate menentukan seberapa cepat pahat “memakan” material.

• RPM (Revolutions Per Minute) menunjukkan seberapa cepat spindle berputar. Semakin tinggi RPM, semakin cepat pahat berputar melawan material.

Kedua parameter ini harus disesuaikan dengan jenis material, jenis tool, diameter cutter, dan jenis operasi (drilling, milling, turning, dsb.).

---

2. Hubungan antara Feed Rate dan RPM

Feed rate dan RPM bekerja beriringan.
Jika RPM tinggi namun feed terlalu lambat, material bisa terbakar atau menempel di ujung tool karena gesekan berlebihan. Sebaliknya, jika feed terlalu cepat dengan RPM rendah, hasil potongan menjadi kasar dan berpotensi merusak cutting edge.

Rumus dasar untuk menghitung feed rate adalah:

$$\text{Feed Rate (mm/min)}=\text{Feed per Tooth (mm)}\times \text{Jumlah Gigi Cutter}\times \text{RPM}$$

Contoh:
Jika feed per tooth = 0,05 mm, jumlah gigi cutter = 4, dan RPM = 2000, maka
Feed Rate = 0,05 × 4 × 2000 = 400 mm/min.

---

3. Cara Menentukan RPM yang Tepat

RPM ditentukan berdasarkan kecepatan potong (Cutting Speed) dan diameter tool.
Rumusnya adalah:

RPM=1000×Vcπ×D\text{RPM} = \frac{1000 \times Vc}{\pi \times D}RPM=π×D1000×Vc​

Keterangan:

• Vc = Cutting Speed (m/min)

• D = Diameter tool (mm)

Contoh:
Untuk material aluminium dengan cutting speed 300 m/min dan diameter tool 10 mm:
RPM = (1000 × 300) / (3,14 × 10) = 9.550 RPM

Artinya, spindle harus berputar sekitar 9.550 RPM untuk hasil pemotongan optimal.

---

4. Panduan Feed Rate dan RPM Berdasarkan Material

Berikut panduan umum yang bisa dijadikan acuan awal (nilai disesuaikan dengan kondisi mesin dan tool):

---

5. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Feed Rate dan RPM

Menentukan parameter optimal tidak hanya berdasarkan material, tetapi juga:

1. Jenis Pahat (Cutting Tool)
   Carbide tools bisa menahan RPM tinggi, sedangkan HSS lebih cocok untuk kecepatan sedang.

2. Kekakuan Mesin & Fixture
   Mesin dengan rigiditas tinggi memungkinkan feed dan RPM lebih agresif.

3. Kondisi Coolant
   Pendinginan baik mencegah overheat dan meningkatkan umur pahat.

4. Kedalaman dan Lebar Potongan
   Semakin besar kedalaman potong, semakin kecil feed rate dan RPM yang disarankan.

5. Tingkat Finishing yang Diinginkan
   Untuk hasil permukaan halus, gunakan feed rate rendah dan RPM tinggi.

---

6. Tanda Feed Rate atau RPM Tidak Tepat

Berikut beberapa indikasi yang menunjukkan pengaturan belum optimal:

• Suara bising dan getaran berlebih → feed terlalu cepat atau tool tumpul.

• Permukaan hasil potong kasar → RPM terlalu rendah.

• Tool cepat aus atau patah → kombinasi RPM dan feed tidak seimbang.

• Material terbakar atau meleleh → RPM terlalu tinggi tanpa pendinginan cukup.

KETAHUI DISINI: Cara Mencegah Error Alarm pada Mesin CNC

 

---

7. Tips Menentukan Parameter Secara Efisien

• Gunakan data rekomendasi dari produsen cutting tool.

• Lakukan uji coba bertahap (trial cut) untuk menemukan parameter terbaik.

• Gunakan software simulasi CAM untuk menghitung feed dan RPM ideal.

• Selalu perhatikan getaran (vibrasi) selama proses pemotongan.

• Gunakan tool balancer dan holder presisi agar hasil stabil.

---

Kesimpulan

Menentukan feed rate dan RPM yang tepat adalah kunci keberhasilan dalam proses machining. Dengan memahami karakter material, jenis tool, dan kondisi mesin, operator dapat mencapai hasil pemotongan presisi, efisiensi waktu, dan penghematan biaya produksi.

Bagi bengkel atau pabrikan yang mengandalkan mesin CNC, optimasi parameter ini bukan hanya soal kecepatan, tapi juga tentang kualitas dan umur investasi mesin.