Kompetensi kp mpi 602.01 cnc edm die sinker

PROGRAM DIPLOMA VOKASIONAL MALAYSIA PEMESINAN INDUSTRI KOLEJ VOKASIONAL KPM
MPI 602/ KP/01/ 01 IMKVSB 2014©KBS/ IKBN MUKASURAT1
KOD DAN NAMA PROGRAM /
PROGRAM CODE AND NAME
MPI/ PEMESINAN INDUSTRI
TAHUN/ SEMESTER DIPLOMA TAHUN 1 / SEM. 2
NO.DAN TAJUK MODUL / MODULE
NO. AND TITLE
MPI 602 - CNC EDM DIE SINKER AND WIRE CUT
MODUL PEMBELAJARAN/
LEARNING MODULE
MPI/ KP/ 01 PRE-PLANNING, FABRICATE
ELECTROD AND EDM OPERATION
KOMPETENSI/ COMPETENCY 602.01.01 - PREPARE PROCESS PLANNING FOR
EDM OPERATION
602.01.02 - PREPARE ELECTRODE FOR EDM ON
EDM (DIE SINKING)
602.01.03 SET UP WORKPIECE AND ELECTRODE
ON EDM (DIE SINKING)
602.01.04 CARRY OUT EDM OPERATION
OBJEKTIF MODUL / MODULE
OBJECTIVES
PERFORMANCE STANDARD: (Action, Condition and
Criteria)
PENERANGAN :
Perkembangan Teknologi Pemesinan
1. KERTAS KERJA
2.
KOLEJ VOKASIONAL SUNGAI BULOH
KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA
KM 22 JALAN KUALA SELANGOR,47000
SUNGAI BULOH, SELANGOR
KERTAS PENERANGAN

Dengan penemuan bahan-bahan baru dan mekanisma yang unik pada maa sekarang
menyebabkan kaedah pemesinan bahan juga telah berkembang dengan pesat. Alatan yang
dibuat daripada cemented carbide atau profile yang sukar dimesin oleh mesin kerja tetapi
boleh dimesin denagn mudah oleh Electro-Chemical Machining atau Electrical Discharge
Machining ataupun Electrolic Grinding. Ketiga-tiga kaedah ini telah digunakan dengan meluas
di dalam bidang pemesinan bahan.
Terdapat juga proses lain yang dipanggil proses bukan pemesinan (non-machining
process)iaitu dengan menggunakan serbuk bahan (powder metallurgy) di mana alatan dibuat
dengan cara memampat serbuk bahan seterusnya dikeraskan (hardened). Cara ini mudah
dan lebih murah. Kaedah lain yang agak baru ialah dengan penggunaan laser untuk
memotong bahan.
Batasan Mesin Kerja Am
Mesin kerja am bermaksud mesin operasi mudah seperti :
a) Melarik (turning operation)
b) Mengisar (milling operation)
c) Menggerudi (drilling operation)
d) Mencanai (grinding operation)
Kebanyakan mesinkerja am kecuali mesinpencanai tidak mampuuntuk memesinbahan yang
keras. Walaubagaimanapun mesin canai hanya melakukan kerja yang sangat terhad
bentuknya. Memesin profile yang rumit, lubang tidak tembus (blind hole) dan bahan yang
keras sukar dilakukan oleh mesin-mesin kerja am.
Kesukaran Membuat Acuan
Terdapat dua masalah utama di dalam kerja-kerja pembuatan alatan dan acuan iaitu :
a) Bentuk (profile) yang rumit
b) Bahan yang bersifat keras (HRC 60)
Terdapat banyak bahagian-bahagian pada acuan seperti cavity, punch dan die
mempunyai profile yang rumit dan keras sifatnya. Untuk membuat alat ini dengan mesin kerja
am adalah suatu kerja yang sukar.
Salah satu cara penyelesaian kepada masalah ini ialah dengan menggunakan mesin
EDM Die Sinking dan EDM Wirecutkerana proses EDM mampuuntuk memotong bahan yang
keras dan profile yang rumit.

Electrical Discharge Machining (Edm)
Electrical Discharge Machining (EDM) atau Spark Erosion adalah proses menghakis
logam dengan menggunakan tenaga haba yang dihasilkan dari ‘spark discharge’. Electrical
discharge ini berlaku di antara elektrod (mata alat) dan bendakerja yang bersifat konduktor
(pengalir haba)
Rajah 3 : Unsur-unsur untuk proses EDM
Rajah 1 : Hasil kerja proses EDM Die Sinking
Rajah 2 : Hasil kerja proses EDM Wirecut

Di dalam proses EDM adalah penting untuk mempunyai bendakerja dan elektrod yang
dipisahkan oleh dielektrik. Elektrod bergerak secara turun dan naik pada selang masa yang
boleh dikawal sepanjang proses pemesinan.
Apabila arus elektrik melalui (passedthrough) elektrod dan bendakerja, dielektrik akan
ter ‘ion’ dan terjadilah ‘spark’ (percikan api). Pada kesan spark bersuhu 8000 o
C – 12000 o
C
akan menyebabkan terjadinya pencairan bahan yang setempat pada permukaan bendakerja.
Bahan yang telah cair ini akan beku semula menjadi butiran karbon yang dan ia akan
dibersihkan oleh dielektrik.
Fungsi Mesin Edm
Fungsi mesin EDM ialah untuk :
Memesin ‘cavity’ acuan plastik di mana profile yang sukar boleh dibentuk secara terus
sebagaimana bentuk elektrod
Memesin bahan yang keras atau pancalogam yang sukar dimesin dengan
menggunakan mesin kerja am. Ini banyak didapati semasa pembuatan die, acuan, alatan
yang dibuat daripada bahan yang telah dikeraskan, tungsten carbide, stellite dan bahan-
bahan yang digunakan dalam pembuatan industri pengeluaran.
Rajah 4 : Contoh kerja yang boleh dibuat oleh mesin EDM Die Sinking

Perihal Mesin Edm Die Sinking
Rajah di bawah menunjukkan struktur asas mesin EDM Die Sinking (Roboform 22)
(1) Smoke suction conduit (14) Work tank
(2) Z axis (15) Linear tool changer
(3) Spindle (C axis) (16) Electrode flushing control
(4) Flushing unit (17) Lateral flushing control
(5) Remote control (18) Injection valve

(6) Man-machine interface (19) Suction valve
(7) Disk drive (20) Filler valve
(8) Generator cabinet (21) Closing mechanism of the work tank
(9) X axis (22) Electrode clamping/unclamping control
(10) Dielectric reservoir (23) Injection pressure gauge
(11) Y axis (24) Suction vacuum pressure gauge
(12) Work table (25) Level adjustmen and drain lever
(13) Work tank door
Front Panel :
(1) Main switch
(2) Disk drive A : (located on the side)
(3) Screen
(4) Indicator light confirming that the control cabinet is energized (white)
(5) Power-on key (green)
(6) Power-off key (red)
(7) Keyboard
(8) Emergency stop
Keyboard :

(1) Move displayed menu to left
(2) User help (in process of developement)
(3) Functions (F1 to F7)
(4) PREP mode
(5) EXE mode
(6) INFO mode
(7) GRAPH mode
(8) Move displayed menu to right
(9) Stopping of filling commands
(10) Tank filling
(11) Not implemented
(13) Flushing
(16) Stopping of flushing commands
(17) Execution
(18) Suspension of execution
(19) Cancellation of execution
(20) End of program line or execution of commands
(21) Cursor movement

Remote Control :
(1) Emergency Stop
(2) Positive movement of Z axis
(3) Negative movement of C axis
(4) Negative movement of Z axis
(5) Positive movement of Y axis
(6) Positive movement of X axis
(7) Increase of movement speed in manual mode (max.15 mm/s)
(8) Decrease of movement speed in manual mode
(9) Negative movement of Y axis
(10) Negative movement of X axis
(11) Positive movement of C axis

ISTILAH-ISTILAH EDM (SPARK EROSION TERMINOLOGY (SET))
1. Litar (circuit)
Mesin spark erosion terbahagi kepada dua jenis litar iaitu :
a) Relaxation Type – Bergantung kepada kapasitor dan rintangan (resistance) untuk
membekal spark discharge. Litar jenis ini menghasilkan kadar hakisan elektrod
yang tinggi dan kada pemotongan yang rendah berbanding litar jenis kedua.
b) Pulse Type – Jenis ini mungkin ‘valve circuit’ atau ‘transistorised circuit’ untuk
menghidupkan kuasa kepada ‘working gap’ yang dikawal dengan tepat. Ini
membolehkan jumlah tenaga yang tepat diukur ke dalam setiap spark discharge.
Relaxation type Pulse type
2. Current density
Proses EDM akan menghasilkan permukaan yang kasar dan berlekuk-lekuk.
Ukuran lekukan (crater) yang ditinggalkan oleh butiran yang telah terhakis (eroded
particle) akan menentukan kualiti permukaan penyudah bendakerja dan ini bergantung
kepada tenaga yang lalu dalam spark discharge.
Ini bermakna arus elektrik (current) yang tinggi akan menghasilkan permukaan
penyudah yang kasar iaitu lekukan yaang besar tetapi kadar hakisannya cepat
manakala arus elektrik yang rendah pula akan menghasilkan permukaan penyudah
yang lebih licin iaitu lekukan yang kecil tetapi kadar hakisannya perlahan.
Contoh : Dalam keadaan pemesinan yang sama, arus 4 amp. akan menghakis
bendakerja 4 kali lebih banyak isipadunya daripada arus 1 amp.
Kesimpulannya : Apabila arus elektrik bertambah, kadar hakisan logam juga akan
bertambah tetapi menghasilkan permukaan penyudah yang kasar.

Apabila arus elektrik berkurang, kadar hakisan logam akan
berkurang tetapi mneghasilkan permukaan penyudah yang licin.
Jumlah arus elektrik diukur dengan unit ‘amperes’ dan ia boleh dilaras pada
unit kawalan kuasa dan boleh dibaca terus dari ammeteryang selalunya didapati pada
generator.
3. Frequency
Dengan arus elektrik yang tetap, isipadu logam yang terhakis adalah sekata
tetapi perubahan pada ‘spark frequency’ akan memberi kesan kepada keadaan
permukaan bendakerja. Permukaan penyudah adalah lebih licin apabila ‘spark
frequency’ ditambah.
‘Spark frequency’ dan jumlah arus elektrik boleh ditambah untuk mendapatkan
kadar hakisan yang cepat tetapi masih mengekalkan permukaan penyudah yang
sama.

4. Spark Gap
Spark gap ialah kelegaan atau jarak di antara elektrod dan bendakerja semasa
proses pemesinan. Ia juga boleh dirujuk sebagai ‘overcut’ iaitu ukuran cavity pada
bendakerja yang dihakis adalah lebih besar daripada ukuran elektrod. Ukuran spark
gap ini adalah sekata pada keseluruhan elektrod.
Ukuran spark gap pada mesin EDM adalah di antara 0.005 mm hingga 0.1 mm
dan ukuran ini bergantung pada jumlah ‘gap voltage’. Spark gap mempunyai ukuran
yang pelbagai, ini adalah untuk menyesuaikan kadar hakisan ke atas logam dan kualiti
permukaan penyudah yang diperlukan.
Kebanyakan pembuat mesin EDM menyediakan jadual pelarasan kuasa yang
memberikan ukuran spark gap pada pelbagai nilai arus elektrik dan voltage. Jadual ini
juga membolehkan elektrod dibuat pada ukuran yang tepat sebagaimana yang
diperlukan.
Perlu diingat bahawa jejari penjuru dalaman yang paling kecil boleh dibuat
adalah sama dengan ukuran spark gap. Penjuru tajam tidak dapat dilakukan oleh
mesin EDM.

5. Arcing
Arcing ialah masalah yang selalu berlaku semasa proses EDM. Ia adalah litar
pintas yang terjadi disebabkan oleh butiran karbon yang terkumpul dalam spark gap.
Arcing akan menyebabkan permukaan bendakerja menjadi rosak (lekukan besar) dan
mengganggu proses hakisan. Arcing boleh diketahui apabila terdapat cahaya terang
di tempat berlakunya proses hakisan ataupun kedengaran bunyi yang luar biasa.
Untuk mengelakan dari masalah ini berterusan, hentikan proses pemesinan
kemudian bersihkan elektrod dan bendakerja.
6. Polarity (Kutub)
Polarity merujuk kepada arah arus elektrik mengalir. Pengaliran arus elektrik
melalui elektrod ke bendakeja memberikan polarity negatif (-ve) kepada elektrod.
Biasanya elektrod adalah negatif (-ve), walaubagaimanapun ia bergantung kepada
sifat bahan elektrod dan bendakerja. Untuk litar jenis pulse kadar hakisan yang baik
boleh dicapai jika polarity elektrod positif (+ve).
7. Dielectric
Untuk membantu proses pemesinan, hakisan terjadi dengan adanya cecair
dielektrik. Cecair ini mempunyai beberapa fungsi yang penting iaitu :
a) Membentuk pengasingan di antara elektrod dan bendakerja
b) Cecair ‘ionesis’ menyebabkan berlakunya spark
c) Bertindak sebagai penyejuk kepada bendakerja dan butiran yang terhakis
d) Mengalirkan keluar butiran-butiran daripada spark gap. Terlalu banyak butiran
pada spark gap boleh mengakibatkan ‘arcing’
e) Mencegah dari berlakunya ‘oxidation’ pada bendakerja.
Dielektrik perlulah ditapis dengan baik. Dielektrik yang mengandungi terlalu
banyak butiran-butiran kasar tidak dapat menghasilkan bendakerja yang mempunyai
permukaan penyudah yang baik.
Cecair yang selalu digunakan sebagai dielektrik ialah hydrocarbon (kerosene)
atau keluaran petroleum seperti light lubricating oils, tranformers oils dan silicon-base
oils.
8. Flushing (Bilasan)
Tujuan flushing ialah untuk mengalirkan keluar butiran-butiran karbon yang
terjadi dari proses hakisan. Walaubagaimanapun butiran ini juga perlu kerana ia
membantu spark discharge. Maka tekanan cecair dielektrik yang terlalu tinggi untuk
proses flushing adalah tidak seuai dan perlu dielakkan tetapi tekanan yang terlalu
rendah pula akan menyebabkan butiran boleh berkumpul pada spark gap dan
menyebabkan berlakunya arcing
Semasamemberitekanan flushing hendaklah dimulakan dengan tekanan yang
rendah dahulu dan naikkan tekanan sedikit demi sedikit sehingga kepada yang paling
sesuai.

Kecekapan proses pemesinan banyak bergantung kepada kaedah dan
tekanan flushing yang betul.
Kaedah-kaedah Flushing
Terdapat empat kaedah flushing iaitu :
a) Flushing tekanan (pressure flushing)
b) Flushing sedutan (Suction flushing)
c) Flushing tepi (side flushing)
d) Flushing hasil gerakan elektrod (vibration flushing)
a) Flushing tekanan
Kaedah ini ialah dengan mengalirkan dielektrik pada tekanan yang tinggi melalui
lubang yang ditebuk pada elektrod atau bendakerja. Dielektrik akan mengalirkan
butiran karbon keluar dari kawasan spark gap.
Flushing Tekanan Flushing tekanan yang

Menggunakan flushing pot
b) Flushing Sedutan
Kaedah ini ialah dengan menyedut dieleketrik melalui lubang yang ditebuk pada
elektrod atau bendakerja. Dielektrik yang mengandungi butiran karbon akan
disedut keluar dari kawasan spark gap.
c) Flushing Tepi
Flushing tepi dilakukan apabila elektrod atau bendakerja tidak boleh ditebuk.
Dielektrik disembur terus ke tempat yang paling sesuai.
d) Flushing Hasil Gerakan Elektrod
Sedutan dan tekanan (pumping and sucking) dielektrik yang disebabkan oleh
gerakan elektrod akan menyebabkan dielelektrik menolak keluar butiran karbon
dari kawasan spark gap. Kaedah ini hanya sesuai untuk lubang kecil, lubang tidak
tembus dan lubang dalam kerana tiada kaedah lain yang sesuai.

Apabila elektrod mempunyai lubang flushing, akan terbentuk ‘core’ pada cavity.
Untuk mengurangkan masalah ini, maka ;
i) Lubang yang bergarispusat kecil mestidigunakan untuk mengurangkan core yang
tertinggal pada cavity
ii) Lubang flushing juga boleh ditebuk condong untuk mengurangkan tinggi core
yang tertinggal
i) Apabila menggunakan elektrod kasar dan elektrod penyudah, lubang haruslah
digerudi pada kedudukan yang berlainan untuk menghakis core yang ditinggalkan
oleh elektrod kasar apabila menggunakan elektrod penyudah. Core boleh juga
dibuang dengan mematahkannya jika boleh. Rujuk gambarajah di sebelah.
10. Dither/Audio
Alat ini direkabentuk untuk membantu pelarasan mesin. Jika alat ini digunakan,
apabila jarak antara elektrod dan bendakerja kurang dari nilai spark gap maka isyarat
akan dibunyikan/dinyatakan.
11. Gap monitor meter

Adalah penting untuk menjaga keadaan yang betul pada spark gap. Gap
monitor akan memberi petunjuk apabila berlaku sebarang perubahan dari keadaan
pemotongan yang sebenar.
12. Bekalan Kuasa (generator)
Bekalan kuasa untuk mesin adalah bahagian lain yang berasingan dengan
mesin. Ia mempunyai butang kawalan yang boleh dilaras mengikut keperluan
berpandukan jadual pelarasan kuasa.
13. Servo head
Servo head mengawal kedudukan spark gap di antara elektrod dan
bendakerja.
14. Supress
Supress mengawal untuk membolehkan elektrod keluar secara automatik dari
bendakerja apabila berlaku litar pintas (arcing).
15. Timer
Timer mengawal lama masa elektrod keluar dari bendakerja untuk
membolehkan flushing dibuat antara elektrod dan bendakerja.
ELEKTROD
Seperti yang kita tahu, elektrod adalah MATA ALAT bagi mesin EDM. Elektrod akan
menentukan bentuk cavity yang diperlukan. Secarateori setiap bahan yang bersifat konduktor
(pengalir haba) boleh dijadikan elektrod. Walaubagaimanapun seperti juga mesin-mesin lain
setiap bahan yang dijadikan mata alat mempunyai kelebihan dan kelemahan yang tersendiri.
Bahan yang sesuai untuk dijadikan elektrod mestilah mempunyai ciri-ciri :
a) Konduktor yang baik kepada arus elektrik dan haba.
b) Senang dimesin kepada pelbagai bentuk dengan kos yang murah
c) Boleh menghakis logam pada bendakerja dengan cekap
d) Tidak membengkok atau meleding (deformation) semasa proses pemesinan.
e) Mempunyai kadar hakisan elektrod yang rendah
Berikut ialah beberapa contoh bahan yang sesuai dan selalu digunakan sebagai elektrod :
i) Copper
ii) Graphite
Berikut ialah bahan-bahan lain yang boleh digunakan sebagai elektrod :
i) Brass
ii) Copper-tungsten
iii) Copper-graphite
iv) Steel
v) Silver-tungsten
vi) Tungsten
vii) Molydenum

PEMBUATAN ELEKTROD
Sifat-sifat bahan elektrod
Untuk memilih bahan elektrod yang paling sesuai dan boleh mencapai kualiti sebagaimana
dikehendaki untuk sesuatu bendakerja, perlulah diketahui sifat-sifat bahan tersebut. Jadual di
bawah menunjukkan kelebihan dan kelemahan beberapa jenis elektrod.
ELEKTROD KELEBIHAN KELEMAHAN
Graphite
1. Senang dimesin
2. Senang dipasang pada
pemegang mata alat
samada menggunakan skru
atau pelekat.
3. Kadar menghakis logam
yang baik.
1. Memerlukan aliran
dielektrik yang baik
2. Tidak sesuai untuk
memesin karbide,
menyebabkan arcing.
3. Rapuh
ELEKTROD KELEBIHAN KELEMAHAN
Copper
1. Murah
2. Senang dimesin
3. Boleh menghasilkan
permukaan penyudah yang
sangat baik
1. Kadar terhakis yang
lebih banyak berbanding
graphite.
2. Lebih mahal dari
graphite.
Copper-tungsten
Alloys
1. Boleh dipasang secara
‘brazing’ terus ke pemegang
mata alat (elektrod)
2. Menghasilkan permukaan
penyudah yang sangat baik.
3. Tahan kepada kerosakan
penjuru mata alat.
1. Mahal
2. Hanya sesuai untuk
memesin keluli sahaja.
Keluli
1. Baik untuk ‘short run dies’
2. Punch kecil sedia dimesin
1. Kadar menghakis yang
perlahan.
2. Kadar hakisan baik
untuk ssetengah keluli
sahaja
Brass
1. Terdapat dalam bentuk tiub
kecil dan shim
2. Sesuai untuk kebanyakan
bahan
3. Senang di mesin..
4. Menghasilkan permukaan
penyudah yang baik
1. Kadar hakisan yang
tidak baik

Zinc base die-casting
alloys. (zinc/tin)
1. Boleh mengeluarkan
elektrod secara banyak
2. Boleh dicair dan guna
semula.
3. Kos yang murah berbanding
dengan membentuk
elektrod dengan proses
pemesinan.
4. Kadar hakisan yang baik
untuk bahan zinc alloys.
1.Terpaksa membuat die-
casting.
2. Tambahan lubang aliran
untuk dielektrik mungkin
diperlukan.
3. Kadar hakisan pada
penjuru adalah cepat.
Aluminium alloys
1. Arus elektrik yang tinggi
boleh digunakan untuk
menghakis logam dengan
kadar yang banyak.
1. Suhu pencairan yang
tinggi.
Silver tungsten alloys
1. Kadar hakisan yang baik.
2. Membuat pemesinan yang
tepat.
3. Tahan kepada kerosakan
pada penjuru mata alat
1.Mahal
2.Susah dimesin
PANDUAN MEMILIH BAHAN-BAHAN ELEKTROD
Berikut ialah panduan untuk memilih bahan elektrod yang paling sesuai untuk sesuatu kerja
atau keadaan.
Graphite
Bahan bendakerja yang sesuai : Keluli
Bentuk yang ada di pasaran : Blok dan rod
Performance bahan elektrod - Jenis Relaxtion : Tidak baik
- Jenis Pulse : Sangat baik
Jenis pemesinan : Kasar dan penyudah
Kadar hakisan - Semasa pemotongan kasar nisbah 100 : 1
- Semasa pemotongan penyudah nisbah 5 : 1
Kebolehan pemesinan bahan elektrod : Sangat baik
Penggunaan paling sesuai : Alatan tekan, die, lubang dan celahan
Limit dan kurang sesuai untuk : Karbide
Copper
Bahan bendakerja yang sesuai : Semua logam
Bentuk yang ada di pasaran : Bar, tiub dan dawai
Performance bahan elektrod - Jenis Relaxtion : Sangat baik
- Jenis Pulse : Baik
Kebolehan pemesinan bahan elektrod : Baik
Penggunaan paling sesuai : lubang
Limit dan kurang sesuai untuk : Kawasan besar, lurah dalam serta tolerance yang kecil

Brass
Bentuk yang ada di pasaran : Bar, tiub dan dawai
Performance bahan elektrod - Jenis Relaxtion : Sederhana
Penggunaan paling sesuai : lubang dan celahan
Limit dan kurang sesuai untuk : Lurah dalam dan tolerance yang kecil
Copper Tungsten
Bentuk yang ada di pasaran : Bar pendek, tiub, dawai, kepingan dan shims
Performance bahan elektrod - Jenis Relaxtion : Sangat baik
Jenis pemesinan : Separuh sudah dan penyudah
Kebolehan pemesinan bahan elektrod : Sederhana
Penggunaan paling sesuai : Memesin karbide, lurah dan ukuran kecil
Limit dan kurang sesuai untuk : Kawasan besar
Tungsten
Bahan bendakerja yang sesuai : Semua logam terutama logam keras
Bentuk yang ada di pasaran : Dawai, rod dan kepingan
Performance bahan elektrod - Jenis Relaxtion : Baik
Kebolehan pemesinan bahan elektrod : Tidak baik
Penggunaan paling sesuai : lubang dan lurah kecil
Limit dan kurang sesuai untuk : Lubang tidak rata
Tungsten Karbide
Bahan bendakerja yang sesuai : Semua logam terutama logam keras
Bentuk yang ada di pasaran : Rod
Performance bahan elektrod - Jenis Relaxtion : Baik

Kebolehan pemesinan bahan elektrod : Tidak baik
Penggunaan paling sesuai : lubang dan lurah kecil
Limit dan kurang sesuai untuk : Lubang tidak rata
Keluli
Bahan bendakerja yang sesuai : Logam bukan ferus
Bentuk yang ada di pasaran : Rod, batang dan hasil tempaan
Jenis pemesinan : Separuh siap
Penggunaan paling sesuai : lubang tembus
Limit dan kurang sesuai untuk : Karbide
Zinc
Bahan bendakerja yang sesuai : Keluli sahaja
Bentuk yang ada di pasaran : Hasil tuangan
Performance bahan elektrod - Jenis Relaxtion : Tidak Baik
- Jenis Pulse : Sederhana
Jenis pemesinan : Kasar dan separuh sudah
Penggunaan paling sesuai : Cavity acuan tempaan
Limit dan kurang sesuai untuk : Lubang tembus
Aluminium
Bahan bendakerja yang sesuai : Keluli sahaja
Bentuk yang ada di pasaran : Hasil tuangan dan bar
- Jenis Pulse : Sederhana
Jenis pemesinan : Kasar
Penggunaan paling sesuai : Cavity tempaan sahaja
Limit dan kurang sesuai untuk : Lubang tembus
MEREKABENTUK ELEKTROD
Rekabentuk Elektrod
Gambarajah di bawah menunjukkan bagaimana rekabentuk elektrod berbanding dengan
profile cavity yang diperlukan.

Menentukan ukuran elektrod
Sebelum membuat sebarang elektrod, ukurannya perlulah ditentukan dahulu dengan
mengambil kira faktor-faktor berikut :
a) Spark gap
b) Bilangan elektrod yang akan digunakan untuk satu cavity
a) Spark gap
Ukuran spark gap ditentukan oleh faktor-faktor berikut :
i) Arus elektrik
ii) Bahan elektrod dan bendakerja
iii) Permukaan penyudah yang diperlukan
Walaubagaimanapun ukuran spark gap boleh diperolehi dengan tepat dari jadual pelarasan
kuasa yang selalunya disediakan oleh pengeluar mesin. Perkara-perkara yang selalunya
boleh diketahui dari jadual pelarasan kuasa ialah :
i) Bahan elektrod dan bendakerja
ii) Spark gap
iii) Kualiti permukaan penyudah (Ra & Rmax)
iv) Kadar hakisan (mm/min)
v) Peratus kehausan pada elektrod
vi) Kuasa yang perlu dilaras, contohnya arus elektrik, voltage dan pulse
b) Menentukan bilangan elektrod
Faktor-faktor berikut mesti diambilkira apabila menentukan bilangan elektrod yang
diperlukan untuk satu cavity :
i) Bahan elektrod
ii) Bahan bendakerja
iii) Kualiti permukaan penyudah yang diperlukan
ii) Kedalaman cavity
iii) Ketepatan yang diperlukan
iv) Jika ada sebarang pemesinan kasar

Untuk kerja-kerja tepat dan mengawal kehausan di penjuru ia bergantung kepada
pemilihan bahan dan bilangan elektrod. Elektrod terbahagi kepada tiga bahagian iaitu :
i) Elektrod kasar (roughing electrode)
ii) Elektrod separuh sudah (semi-finish electrode)
iii) Elektrod penyudah (finishing electrode)
Pada kebanyakan keadaan, dua elektrod adalah mencukupi iaitu elektrod kasar dan
elektrod penyudah.
i) Elektrod kasar
Elektrod kasar digunakan untuk menghakis bendakerja dengan kadar yang
cepat tanpa mengira kualiti permukaan penyudah. Elektrod kasar juga bukan
menentukan ukuran cavity yang diperlukan, ia hanya diguna untuk mendapatkan
profile atau bentuk yang hampir kepada ukuran sahaja.
ii) Elektrod separuh sudah
Elektrod separuh sudah digunakan untuk menghakis bendakerja kepada ukuran
dan kualiti permukaan yang paling hampir dengan apa yang diperlukan.
i) Elektrod penyudah
Elektrod penyudah diguna untuk mendapatkan ukuran cavity serta kualiti
permukaan penyudah sebagaimana yang diperlukan. Elektrod penyudah mesti
dimesin dengan tepat dan mempunyai permukaan penyudah yang licin kerana
ketepatan dan kualiti permukaan penyudah cavity bergantung pada elektrod
penyudah.
Kaedah Mengira Ukuran Elektrod
Berikut ialah kaedah mengira ukuran elektrod :
Lebar elektrod kasar = Lebar cavity yang diperlukan - 2 (spark gap kasar + spark
gap penyudah)
Lebar elektrod penyudah = Lebar cavity yang diperlukan - 2 (spark gap penyudah)
- Untuk elektrod kasar, berdasarkan jadual, pilih parameter yang memberi kadar hakisan
yang tinggi dan ambil ukuran spark gap. (tetapi perlu diambil perhatian bahawa
permukan penyudah yang terlalu kasar hasil dari pemesinan permulaan akan
menyukarkan pemesinan penyudah untuk mendapatkan permukaan yang licin)
- Untuk elektrod penyudah, berdasarkan jadual, pilih kualiti permukaan penyudah dahulu
dan ambil ukuran spark gap.

Contoh pengiraan :
Lebar cavity yang diperlukan = 50 mm
Spark gap kasar = 0.2 mm
Spark gap penyudah = 0.1 mm
Lebar elektrod kasar = Lebar cavity – 2 (spark gap kasar + spark gap penyudah)
= 50 – 2 (0.2 + 0.1)
= 50 – 0.6
= 49.4 mm
Lebar elektrod penyudah = Lebar cavity – 2 (spark gap penyudah)
= 50 – 2 (0.1)
= 50 – 0.2
= 49.8 mm

Contoh :
Lakarkan profile dan berikan ukuran elektrod kasar (roughing electrode) dan elektrod
penyudah (finishing electrode) untuk cavity di bawah. Dari jadual, spark gap kasar 0.36 mm
dan spark gap penyudah 0.08 mm.
Kaedah Pembuatan Elektrod
Ketepatan bendakerja/cavity yang dimesin menggunakan proses EDM adalah bergantung
pada ketepatan elektrodnya. Elektrod boleh dibuat dengan pelbagai kaedah, iaitu :
a) Menggunakan mesin kerja am seperti milling machine, lathe machine, drilling machine
dan grinding machine
b) Menggunakan alatan tangan (hand tools) seperti gergaji, kikir, pahat dan sebagainya.
c) Menggunakan mesin CNC seperti CNC EDM Wirecut, CNC Milling, CNC Lathe dan
CNC Grinding
d) Menggunakan acuan tuangan (casting die) untuk elektrod dari bahan copper dan
aluminium. Kaedah ini digunakan untuk membuat elektrod secara banyak..
e) Menggunakan kaedah ‘copper spraying
f) Menggunakan acuan ‘expoxy resin’ atau acuan mampatan untuk elektrod dari bahan
graphite

Secara amnya, semua kaedah pembuatan boleh digunakan untuk membuat elektrod,
walaubagaimanapun faktor kos, masa dan kesesuaian bahan mesti diambil kira. Untuk kerja-
kerja di bengkel peralatan (tools room), kaedah yang selalu digunakan ialah kaedah (a), (b)
dan (c) di atas.
Adalah sangat penting bahawa setiap elektrod mesti mempunyai rujukan (datum) pada paksi
x, y dan z.
* Untuk kesemua kaedah pembuatan elektrod, spark gap atau overcut untuk elektrod kasar
dan penyudah mesti diambil kira apabila menetukan diemnsi elektrod.
Mengurangkan Ukuran Elektrod Dengan Kaedah ‘Etching’
Elektrod copper boleh dikecilkan ukurannya dengan asid (graphite atau bahan-bahan lain
adalah tidak sesuai). Ini adalah carayang sangat ekonomi jika hendak membuatelektrod yang
pelbagai ukurannya seperti untuk eletrod kasar dan elektrod separuh sudah.
Kaedah ini ialah dengan merendamkan elektrod ke dalam larutan asid pada kadar beberapa
saat yang tertentu. Semakin lama masa rendaman, semakin banyak pengurangan ukuran
elektrod akan terjadi. Bahagian yang tidak perlu dikecilkan boleh ditampal dengan pita pelekat
(masking tape). Asid yang pekat memberikan kadar pengecilan elektrod yang cepat.
Bahagian yang paling cepat terhakis ialah bahagian penjuru. Untuk mengurangkan masalah
ini, gunakan larutan asid yang lebih cair. Walaubagaimanapun kehausan di penjuru bagi
elektrod kasar adalah tidak menjadi masalah.
Contoh larutan asid yang biasa digunakan :
Nitric acid at 65 % : 400 cm
Distilled water : 400 cm
* Boleh digunakan pada suhu bilik
Langkah-langkah keselamatan semasa melakukan proses ‘etching’
1. Pastikan elektrod bebas dari minyak atau grease
2. Untuk proses etching yang tepat dan seragam, pengurangan mestilah tidak lebih dari 0.05
mm per side. Jika tidak gunakan larutan yang cair (asid 10 – 20 %) unuk mengelakan
hakisan di penjuru.
3. Semasa membuat campuran, jangan tuang air ke dalam asid tapi tuang asid ke dalam
air. Gunakan bekas plastik
4. Gunakan bilik khas, jauh dari peralatan dan mesin
5. Sebelum memegang elektrod yang telah terkena asid, basuh elektrod dengan air yang
banyak.
6. Jangan hidu wap dari asid
7. Pakai kacamata keselamatan
8. Jika anggota badan terkena asid, basuh dengan air yang banyak

BENDAKERJA (WORKPIECES)
Setiap bahan yang bersifat konduktor boleh dimesin dengan proses EDM. Hanya
permukaan penyudah (surface finish) yang licin sahaja tidak mampu dilakukan untuk
sesetengah bahan. Manakala bahan yang bersifat penebat (plastik dan kayu) tidak boleh
dimesin oleh EDM.
Keadaan Bendakerja
Bendakerja yang akan dimesin dengan proses EDM mestilah dalam keadaan berikut :
a) Pastikan bendakerja boleh dipegang (clamp) dengan mudah
b) Cavity atau core mesti telah dimesin kasar kepada bentuk yang hampir terlebih dahulu
dengan menggunakan mesin kerja am.
c) Bendakerja telah dirawat haba (heat treatment) terlebih dahulu.(jikalau perlu rawatan
haba)
d) Bendakerja mempunyai rujukan (datum) pada x, y dan z
e) Bendakerja bebas dari ‘burr’
f) Ingat!!! Proses EDM adalah kerja pemesinan terakhir untuk sesuatu bendakerja.
Alatan Dan Alat Pemegang Elektrod (Holding Devices)
Pelbagai jenis alat pemegang elektrod digunakan untuk meningkatkan produktiviti
mesin EDM. Pemegang elektrod mestilah boleh memegang elektrod dengan tepat, cepat dan
ringkas serta senang dipasang pada ‘quill nose’ mesin EDM.
Adalah dinasihatkan pemegang elektrod boleh dipasang bukan sahaja pada ‘quill’
mesin EDM tetapi boleh juga dipasang pada mesin membuat elektrod (lathe, milling, Wirecut
dll.) Ini akan memudahkan dan mempercepatkan kerja-kerja pemasangan dan penjajaran
elektrod kerana elektrod tidak perlu ditanggalkan dari pemegangnya apabila dipindah dari
satu mesin ke mesin yang lain.
Secara amnya dua jenis pemegang elektrod digunakan iaitu ‘elektromagnetic’ dan
‘quick-change taper’. Sistem magnetik menyediakan pemasangan atau pemasangan semula
pada ‘quill’ dengan ketepatan  0.005 mm. Ia boleh menampung berat sehingga 30 kg.
Pemegang elektrod magnetik dipasang pada ‘quill’ dan mempunyai pin bulat serta permukaan
rata yang dicanai sebagai permukaan rujukan 90 o
. Sistem ‘quick-change taper’ (taper shank)
juga menyediakan pemasangan yang tepat.

Gambarajah di atas menunjukkan aksesori pemegang elektrod magnetik
Gambarajah di atas menunjukkan aksesori pemegang elektrod taper shank
Kaedah Memegang Elektrod (holding electrode)
Elektrod mestilah boleh dipegang dengan tepat dalam keadaan pemasangan boleh berulang-
ulang (buka dan pasang), sekurang-kurangnya untuk elektrod kasar dan elektrod penyudah.

Setiap mesin selalunya dibekalkan dengan pemegang elektrod (electrode holder) yang
tersendiri.
Berikut ialah beberapa kaedah am memegang elektrod :
a) Elektrod besar yang direkabentuk untuk cavity boleh dipegang pada kepingan yang
mempunyai lubang dowel (dowel hole), di mana kepingan ini boleh dipasang pada mesin
EDM. Kepingan dan elektrod digerudi dan dilulas (reaming) untuk memastikan
pemasangan yang tepat.
b) Elektrod yang rata dibahagian belakang boleh dilekat atau diskru pada kepingan yang
boleh dipasang terus pada mesin EDM atau pada kepingan yang mempunyai shank.
c) Elektrod kecil sesuai diikat dengan cara membuat lubang skru, di mana ia boleh diikat
dengan shank yang mempunyai bebenang skru.

d) Elektrod berbentuk kepingan nipis (strip) boleh dipegang dengan kaedah seperti rajah
di bawah.
Kaedah Mengapit Bendakerja (Clamping workpieces)
Bendakerja boleh diapit (clamp)dengan beberapa alat dan kaedah bergantung kepada bentuk
dan ukuran bendakerja tersebut.
a) Meja Magnetik (Magnetic Table)

Bendakerja keluli yang berbentuk kepingan tebal dan ukuran yang besar sangat sesuai
dipegang dengan menggunakan meja magnet. Ia adalah cepat dan tepat.
b) Pengapit dan Blok Selari
Alat ini digunakan untuk mengapit bendakerja berbentuk kepingan dan bendakerja
tersebut perlu dimesin (erosion) hingga tembus.
c) V Blok
Bendakerja berbentuk silinder boleh diapit dengan bantuan V blok. Rajah di bawah
menunjukkan bagaimana V blok boleh memudahkan kerja mengapit bendakerja
berbentuk silinder.

d) Ragum Tepat (Precision Vice)
Penggunaan ragum tepat sesuai untuk bendakerja kepingan bersegi yang sederhana
besar, tebal dan bendakerja berukuran kecil. Bendakerja boleh diapit dengan cepat dan
tepat. Untuk memudahkan kerja, ragum dijajar terlebih dahulu sebelum bendakerja
diapit.
e) Flushing Pot
Penggunaan flushing pot adalah untuk bendakerja yang mempunyai lubang flushing
pada cavitynya. Bendakerja diapit di atas flushing pot dan dielektrik yang mempunyai
butiran karbon di dalam flushing pot akan disedut keluar.

PROSES EDM
Kadar Hakisan Logam
Kadar hakisan logam adalah berkadar terus dengan nilai arus elektrik yang digunakan.
Ia selalu dinyatakan sebagai isipadu logam yang dihakis dalam unit masa, contohnya 30
mm/min. Kadar pemesinan untuk keluli dengan menggunakan elektrod graphite pada arus 50
A ialah lebih kurang 400 mm/min dan 400 A ialah lebih kurang 4800 mm/min. Untuk
pemesinan tepat dengan arus elektrik yang rendah, contohnya 3 A, kadar hakisan ialah lebih
kurang 2mm/min.
Jadual di bawah menunjukkan keadaan operasi dan ukuran lekukan yang terhasil pada
bendakerja dan elektrod untuk frekuensi dan arus yang berlainan
Pulse
frequency
kc
Current,
A
Surfece
roughness,
(m)
Crater
workpiece
Depth
electrode
(mm)
Material
removal
rate,
(mm3
/min)
5 1-20 6-12 0.05-0.10 0.03 460
10 5-17 4-6 0.04-0.05 0.014 130
20 4-12 2.5-4 0.03-0.04 0.01 65
450 3-10 1.2-2 0.01-0.015 0.004 27
1000 0.5-3 0.2-0.8 0.0025 0.0008 0.15-1.5
Ketepatan
Ketepatan  0.05 mm mudah dihasilkan oleh mesin EDM dalam kerja pengeluaran
biasa. Bagaimanapun ketepatan sehingga  0.003 mm boleh dicapai dengan kawalan yang
betul semasa mesin penyudah.
Mesin EDM menghasilkan bendakerja yang tirus, overcut dan sudut berjejari (corner
radius). Ketirusan yang terjadi ialah lebih kurang 0.005-0.05 mm setiap dalam 10 mm.Overcut
0.005-0.1 mm terhasil bergantung pada pemotongan kasar atau pemotongan penyudah.

Sudut berjejari adalah satu lagi sifat pemesinan EDM. Ukuran jejari ini adalah sama
dengan ukuran spark gap. Sudut berjejari adalah minima semasa menggunakan arus elektrik
yang rendah.
Permukaan penyudah
Dalam proses pemesinan EDM, setiap percikan (spark) menghasilkan lekukan bulat
pada permukaan yang dihakis. Kedalaman lekukan ini mentakrifkan kualiti permukaan
penyudah. Permukaan penyudah adalah bebas dari kesan calar dan sangat sesuai untuk
kerja-kerja menggilap (polishing). Kualiti permukaan penyudah bergantung pada arus elektrik.
Frekuensi yang tinggi dan arus elektrik yang rendah memberi kualiti permukaan penyudah
yang baik. Permukaan penyudah yang paling baik dan kos yang tidak terlalu tinggi untuk
kebanyakkan mesin EDM ialah Ra 3.
Kawasan kesan tindakan haba
Bendakerja yang terkena proses EDM akan menjadi keras pada permukaannya lebih
kurang 2-10 mikron. Kekerasan ini lebih kurang 60 HRC. Tegasan haba, ‘plastic deformation’
dan retakan kecil mungkin terbentuk pada permukaan bendakerja. Bagaimanapun masalah
ini boleh dihilangkan dengan kerja-kerja gilapan.
Penggunaan Proses EDM
Proses EDM boleh digunakan pada pelbagai proses. Gambarajah di bawah menunjukkan
beberapa contoh penggunaan proses EDM.
a) Cutting by EDM
b) Grinding by EDM

Kelebihan Proses EDM
EDM mempunyai beberapa kelebihan berbanding dengan mesin kerja am. Di antaranya ialah
:
a) Sebarang bahan yang bersifat konduktor boleh dimesin tanpa mengira kekerasannya.
b) Tidak menimbulkan sebarang tegasan pada bendakerja kerana mata alat (elektrod) tidak
menyentuh bendakerja.
c) Proses EDM adalah bebas daripada burr.
d) Bentuk yang sukar dimesin dengan mesin kerja am boleh dimesin dengan mudah oleh
proses EDM.
e) Cavity dan dies boleh dibuat dengan harga yang rendah.
f) Punch boleh digunakan sebagai elektrod untuk membentuk die beserta dengan kelegaan
pemotongan.
g) Seorang operator boleh mengendalikan lebih dari satu mesin
Kelemahan Proses EDM
a) Proses hakisan adalah perlahan.
b) Tidak boleh memesin bahan bersifat penebat.
c) Cavity yang dimesin agak tirus sedikit tetapi boleh dikawal sehingga 0.002 mm.
d) Elektrod yang terhakis terlalu banyak boleh meningkatkan kos.
e) Elektrod yang terlalu kecil (0.07 mm) adalah tidak praktikal.
RUJUKAN :
1. Nota EDM Die Sinking
(IKTBN Sepang)

Kompetensi kp mpi 602.01 cnc edm die sinker

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Kompetensi kp mpi 602.01 cnc edm die sinker

Similar to Kompetensi kp mpi 602.01 cnc edm die sinker (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (9)

Kompetensi kp mpi 602.01 cnc edm die sinker