92049-6-689790148772 (1)
TRANSCRIPT
modul 06 Genap 2008/2009
Program Studi Teknik Industri,
Fakultas Teknologi Industri,
Universitas Mercu Buana
PROGRAM KULIAH KARYAWAN
MODUL KULIAH KE – 06
Mata Kuliah : Proses Produksi
Dosen : Mahfudz Al Huda
PROSES BUBUT (TURNING PROCESSES)
I. Cutting Condition in Turning
Kecepatan Potong (Cutting Speed), v :
dimana, v: cutting speed (m/min), N: rotational speed of spindle (rpm:
rev/min), dan D0: original diameter of the work (mm)
Kedalaman potong (Depth of cut), d :
dimana, Df: final diameter of the work (mm) dan d: depth of cut (mm)
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 1
modul 06 Genap 2008/2009
Waktu riil pemesinan/pemotongan (time of actual machining (min), Tm:
dimana, f: feed rate in mm/rev, fr: feed rate in mm/min
Tm: time of actual machining (min) dan L: length of the work (mm)
Kecepatan pemindahan material (material removal rate), MRR:
dimana, MRR: material removal rate (mm3/min)
II. Definisi Proses Bubut dan Jenis-jenis Prosesnya.
Proses Bubut (Turning Process): proses pemesinan dimana sebuah pahat
bermata tunggal menghilangkan (memotong) bagian bahan pada permukaan
benda kerja yang berbentuk silindris. Paha diumpankan dengan lurus searah
paralel terhadap sumbu putar benda kerja. Mesin yang digunakan untuk
proses ini disebut mesin bubut (lathe).
Beberapa jenis proses pemesinan yang dapat dilakukan oleh proses
bubut:
a. Straight turning. Pahat diumpankan pada arah paralel dengan
sumbu putar benda kerja (sumbu X).
b. Taper turning. Pahat diumpankan pada satu sudut, sehingga
membentuk silinder tirus atau kerucut.
c. Profiling/Contour turning. Pahat mengikuti suatu contour/profil,
shg dihasilkan bentuk profil.
d. Facing. Pahat diumpankan tegak lurus terhadap sumbu putar
benda kerja pada salah satu sisinya sehingga membentuk sisi
yang datar.
e. Form turning/Forming. Pahat memiliki suatu bentuk yang akan
dicetak pada benda kerja dengan ditekankan tegak lurus terhadap
sumbu putar benda kerja.
f. Boring. Pahat diumpankan lurus paralel dengan sumbu putar
benda kerja, pada permukaan diameter dalam suatu lobang yang
telah terdapat pada benda kerja.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 2
modul 06 Genap 2008/2009
g. Drilling. Pahat drill diumpankan pada benda kerja yang berputar
sepanjang sumbunya. Reaming dapat dilakukan dengan cara
yang sama dengan drilling.
h. Cutting off/Parting. Pahat diumpankan tegak lurus terhadap
sumbu putar benda kerja pada satu tempat untuk memotong
benda kerja.
i. Threading. Proses pembuatan ulir memakai pahat berujung
lancip dengan sudut tertentu diumpankan searah paralel dengan
sumbu putar benda kerja dengan kecepatan umpan yang relatif
besar sehingga membentuk ulir pada benda kerja silinder.
j. Chamfering. Sisi potong pahat digunakan untuk menghilangkan
sisi tajam silinder (“chamfer”).
k. Knurling. Proses membentuk pola silang pada permukaan
silinder untuk lebih mudah dipegang tangan. Lebih merupakan
proses metal forming daripada machining.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 3
modul 06 Genap 2008/2009
III. Various Types of Turning
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 4
modul 06 Genap 2008/2009
IV. Mesin Bubut (The Engine Lathe)
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 5
modul 06 Genap 2008/2009
V. The Components of a Lathe
Bed, menopang seluruh komponen mesin bubut.
Carriage or carriage assembly, bergerak sepanjang rel (ways), terdiri dari
cross slide, tool post (dudukan pahat), dan apron. Pahat diletakkan pada
tool post, biasanya dilengkapi dengan compound rest yang dapat diputar
untuk mengatur penempatan ujung
Headstock, bagian kepala mesin yang dilengkapi dengan motors, pulleys,
and V-belts untuk menggerakkan spindle pada kecepatan rotasi yang
bervariasi. Headstock memiliki sebuah spindle yang dirangkaikan dengan
chuck atau collets untuk memegang benda kerja.
Tailstock, bagian ekor mesin yang dapat digerakkan sepanjang rel (ways),
digunakan untuk menopang ujung lain dari benda kerja.
Feed rod, tangkai pengumpan yang digerakkan melalui rangkaian roda gigi
dari headstock dan diputar untuk menggerakkan carriage dan cross slide.
Lead screw, digunakan untuk proses pembuatan ulir (threading). Split nut
adalah tuas pengarah untuk menggerakkan lead screw.
Spesifikasi mesin bubut ditentukan oleh (a) swings, yaitu diameter
maksimum benda kerja yang dapat diproses; (b) jarak maksimum antara
headstock dan tailstock; serta (c) panjang bed.
Mesin Tracer (Tracer (or duplicating, or contouring) lathes), mampu
membentuk komponen dengan berbagai contour, pahat mengikuti alur yang
merupakan duplikat dari bentuk template yang digerakkan dengan sistem
hydraulic atau elektrik.
Mesin Turret (Turret lathes), dilengkapi dengan turret, dudukan pahat yang
dipasang banyak pahat sekaligus, sehingga mampu melakukan banyak
proses sekaligus seperti turning, boring, drilling, thread cutting, and facing.
Beberapa pahat ditempatkan sekaligus pada main turret segi enam.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 6
modul 06 Genap 2008/2009
VI. Tool Geometry
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 7
modul 06 Genap 2008/2009
VII. Computer Numerical Control (CNC) Lathes
Gerak dan kendali mesin serta komponennya dijalankan oleh computer
numerical controls (CNCs). Mesin bubut ini biasanya dilengkapi dengan satu
atau lebih turrets; tiap turrets dilengkapi dengan serangkai pahat dan dapat
melakukan berbagai proses sekaligus pada permukaan benda kerja yang
berbeda.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 8
modul 06 Genap 2008/2009
VIII. High Speed Machining (HSM)
Teknologi high speed machining (HSM) mulai dikembangkan sejak 1950-
an karena adanya tuntutan peningkatan produktivitas tinggi dan penurunan
biaya produksi. Jika kecepatan potong ditingkatkan maka MRR akan
meningkat.
Istilah high speed adalah relative, tergantung pada bahan benda kerja.
Berikut ini contoh pembagian proses machining berdasar kecepatan potong:
o High speed: 600 – 1,800 m/min
o Very high speed: 1,800 – 18,000 m/min
o Ultra high speed: greater than 18,000 m/min
Faktor-faktor penting untuk melakukan HSM adalah:
o Pemilihan bahan pahat yang tepat.
o Daya (power), kekakuan (stiffness) dan kapasitas damping mesin
perkakas.
o Kekakuan (stiffness) dudukan pahat dan benda kerja.
o Desain spindle khusus untuk daya besar dan kecepatan rotasi tinggi.
o Kelembaman (inertia) komponen mesin perkakas.
o Penggerak kecepatan umpan tinggi.
o Tingkat automasi.
IX. Ultra-Precision Machining
Sejak awal tahun 1960-an permintaan manufaktur komponen presisi makin
meningkat, untuk komponen computer, elektronik, energi nukler, dll. Contoh:
optical mirrors, memory disks, drums for photocopying machines, dg
penyelesaian permukaan (surface finish) pada tingkat puluhan nanometers.
Ini disebut ultra-precision machining (diamond turning).
Pahat yang digunakan adalah single-crystal diamond, yang ujungnya
dipertajam dengan proses polishing dan memiliki radius beberapa puluh
nanometer. Keausan pahat diamond menjadi masalah besar; sehingga
dikembangkan proses pada suhu rendah: cryogenic diamond turning, pahat
didinginkan dengan nitrogen cair pada suhu sekitar –120°C.
Bahan benda kerja meliputi paduan tembaga, paduan aluminium, perak,
emas, acrylics, dll.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 9
modul 06 Genap 2008/2009
Kedalaman potong (depth of cut) berkisar beberapa nanometer. Pada level
ini, bahan keras dan getas menghasilkan geram kontinu; semakin besar
kedalaman potong menghasilkan geram tidak kontinu.
Mesin perkakas dibuat dengan kepresisian sangat tinggi dan kekakuan
mesin, spindle dan pemegang benda kerja yang sangat tinggi. Beberapa
komponen mesin dibuat dari bahan dengan thermal expansion rendah dan
stabilitas dimensional tinggi. Mesin ditempatkan pada lokasi bebas debu
(clean room) dimana suhu dikontrol dengan toleransi satu derajat. Getaran
dari eksternal dan intenal diredam semaksimal mungkin. Kontrol
pengumpanan dan pemosisian dibuat dengan laser metrology, dan mesin
dilengkapi sistem kendali komputer yang paling maju dan dilengkapi dengan
kompensasi kesalahan panas mauapun geometri error-compensating).
Referensi.
1. Fundamentals of Modern Manufacturing, Materials, Processes, and
Systems; Second Edition, Mikell P. Groover; John Wiley & Sons, Inc.
2. Teknologi Mekanik, Sriati Djaprie, Penerbit Erlangga. Terjemahan dari:
Manufacturing Process, B.H. Amstead, Philip F. Ostwald, Myron L. Begeman
John Wiley & Sons
3. Manufacturing Process I, Kenji Asakura, Fumio Hasimoto, Kyouritsu Syuppan,
2002.
4. Teknologi Mekanik Jilid 2, Bambang Priambodo, Penerbit Erlangga.
Terjemahan dari: Manufacturing Process, B.H. Amstead, Philip F. Ostwald,
Myron L. Begeman John Wiley & Sons
5. Manufacturing Process II, Kenji Asakura, Fumio Hasimoto, Kyouritsu Syuppan,
2002
6. Manufacturing Processes for Engineering Materials, Fourth Edition, Serope
Kalpakjian and Steven R. Schmid, Prentice Hall, New Jersey, 2003.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda
PROSES PRODUKSI 10