bagian mesin frais

BAB I

MESIN BUBUT

1.1. PENDAHULUAN

Dalam kenyataanya banyak perkakas yang dibuat menggunakan mesin bubut.

Biasanya bahan yang digunakan adalah bahan dalam bentuk silinder, sehingga

memudahkan dalam proses pembubutan. Mesin bubut merupakan salah satu mesin

perkakas yang tertua yang pernah dibuat manusia dan merupakan mesin yang paling

handal dan paling umum digunakan. Disebabkan karena persentase dari meterial yang

dikerjakan dalam proses permesinan adalah berbentuk silinder. Beberapa operasi

penting yang dilakukan dengan mesin bubut adalah: facing, taper turning, paralel

turning, thread cutting, knurling, boring, drilling dan reaming.

Mesin bubut umumnya digunakan untuk mengerjakan bagian tersendiri,

disesuaikan dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Mesin bubut juga digunakan

ketika sejumlah kecil bagian yang mempunyai kesamaan bentuk diinginkan (in-short-

production runs). Hal ini merupakan tulang punggung dari suatu bengkel permesinan,

karena itu pengetahuan yang mendalam sangat dibutuhkan untuk semua ahli

permesinan

1.2. TUJUAN PRAKTIKUM

Tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Mengidentifikasi dan mengetahui fungsi dari bagian-bagian utama mesin bubut.

2. Mengidentifikasi dan memahami teknik dasar pengoperasian mesin bubut.

3. Menguji mengetahui parameter-paremeter yang digunakan dalam proses

pembubutan (kecepatan potong (v), pemakanan (f), kecepatan putaran (n),

sehingga dapat mengaturya dalam meningkatkan optimasi proses pemotongan.

4. Memahami jenis-jenis pahat potong (tools), pengasahan pahat dan parameter

parameternya serta dapat mengatur kedalaman potong (t) sesuai kebutuhan.

5. Dapat menghitung dan mengeset secara benar kecepatan potong benda kerja.

6. Dapat mengeset kecepatan makan untuk setiap operasi.

7. Dapat menentukan waktu yang dibutuhkan dalam memotong benda kerja.

8. Memahami proses terbentuknya gram (chips formation), ketebalan gram

(underformed and deformed chips), rasio gram (chips ratio) dan bentuk gram.

| 1

1.3. LANDASAN TEORI

Mesin bubut merupakan salah satu mesin perkakas yang tertua yang pernah di

buat manusia, dan merupakan mesin yang paling handal dan yang paling umum

digunakan. Disebabkan karena persentase dari material yang digunakan dalam proses

permesinan adalah berbentuk silinder, mesin bubut dasar telah dikembangkan menjadi

mesin bubut turet, scew machines, mesin bubut dengan kontrol numerik dan turning

center.

Beberapa operasi penting yang dilakukan pada mesin bubut adalah: facing, taper

turning, paralel turning, thereat cutting, drilling dan reaming. Mesin bubut umumnya

digunakan untuk mengerjakan bagian tersendiri, disesuaikan dengan spesifikasi yang

telah ditentukan. Mesin bubut juga digunakan ketika sebagian kecil bagian yang

mempunyai kesamaan bentuk yang diinginkan ( in short-produktion run). Hal ini

merupakan tulang punggung dari suatu bengkel permesinan, karena itu pengetahuan

pengetahuan yang mendalam sangat dibutuhkan untuk semua ahli permesinan.

(Anonim 2006)

Ukuran mesin bubut ditentukan oleh tinggi mesin bubut dari puncak bet mesin

sampai senter kepala tetap dan panjangnya mesin bubut antara senter kepala tetap dan

senter kepala lepas.

Pembubutan adalah proses yang paling sering dilakukan dalam pemberian

bentuk secara menyerpih.

Sebab-sebab yang paling penting memegang peranan:

1. Banyak bagian konstruksi mesin (poros, sumbu, pasak, tabung, badan, roda,

sekrup dan sebagainya) dan juga perkakas (alat meraut, bor, kikir, pembenaman

sebagainya) menurut bentuk dasarnya merupakan benda putar (benda rotasi).

Untuk membuat benda kerja ini sering digunakan cara pembubutan.

2. Perkakas bubut relatif sederhana dan karenanya juga murah. Proses pembubutan

mengelupas serpih secara tak terpupus sehingga daya sayat yang baik dapat

dicapai.

Peranan kerja ini terlihat juga dari kenyataan bahwa untuk menguasai

keterampilan dan pengetahuan yang diperlukan untuk itu dibutuhkan pekerjaan

magang tersendiri (tukang bubut, tiga tahun waktu belajar). ( Alois, 1985)

| 2

1.3.1. Jenis – Jenis Mesin Bubut

Penggolongan dari mesin ini sangat sulit karena terdapat keaneka ragaman dalam

ukuran, disain, metode penggerakan dan kegunaan. Pada umumnya sesuai dengan

karakteristik disainnya yang menonjol, maka pengolongan dari mesin Bubut adalah:

A. Pembubut Kecepatan

1. Pengerjaan kayu

2. Pemusingan logam

3. Pemolesan

B. Pembubut Mesin

1. Penggerak pull kerucut bertingkat

2. Penggerak roda gigi tangan

3. Penggerak kecepatan variabel

C. Pembubut Bangku

D. Pembubut Ruang Perkakas

E. Pembubut Kegunaan Khusus

F. Pembubut Turet

1. Horizontal

2. Vertikal

3. Otomatis

G. Pembubut Otomatis

H. Mesin Ulir Otomatis

1.3.2. Gerakan pada Mesin Bubut

Gerakan pada mesin bubut saat melakukan proses pemotongan terdiri dari:

1. Gerak Potong (cutting)

Gerakan ini bertujuan agar dapat terjadi proses pemotongan. Gerak potong

merupakan gerak berputar dari benda kerja yang berasal dari spindel.

2. Gerak Makan (feeding)

Gerakan yang bertujuan untuk menggeser sedikit demi sedikit letak proses

pemotong agar pemotong dapat merata ke semua bagian benda kerja. Gerakan ini

adalah gerak translasi pahat.

| 3

1.3.3. Bagian-bagian Mesin Bubut

Fungsi utama dari mesin bubut adalah untuk menyediakan segala sesuatunya

untuk dapat memutar benda kerja melawan pahat potong, sehingga membuang

sebagian dari benda kerja. Semua mesin bubut, tanpa mempertimbangkan desain dan

ukurannya, secara umum adalah sama. Mesin bubut dilengkapi dengan:

1. Sebuah pendukung untuk memegang benda kerja.

2. Sebuah cara untuk memegang dan melepaskan benda kerja.

3. Sebuah mekanisme untuk memegang dan menggerakkan pahat potong (tools).

Bagian- Bagian Mesin Bubut ditunjukan pada gambar 1.1 dibawah ini :

Gambar 1.1 Bagian- Bagian Mesin Bubut

Bagian – bagian mesin bubut tersebut adalah :

1. Ekor Tetap

Dapat di stel sepanjang bangku atau bet dari pembubut untuk menampung

panjang stok yang berbeda dilengkapi dengan pusat yang dikeraskan, yang dapat

digerakkan masuk dan keluar oleh penyetel roda dan dengan ulir pengencang

didasarnya yang digunakan untuk menyetel penyebarisan pusatnya dan untuk

pembubutan tirus.

2. Batang Hantaran

Mentransmisikan daya dari kotak pengubah cepat untuk menggerakkan

mekanisme apron untuk daya hantaran melintang dan memanjang.

| 4

3. Kepala Tetap

Dipasang secara tetap pada bed mesin. Mempunyai spindel bolong yang tirus

atau berulir untuk memasang cak dan pelat pembawa.

Kepala tetap berfungsi untuk menampung dan menyangga spindel kerja dan

unsur penggeraknya. Unsur ini tidak hanya harus menyalurkan daya gerak motor,

melainkan juga harus memungkinkan perubahan angka putaran (daerah angka

putaran) untuk spindel kerja (pemilihan kecepatan sayat yang ekonomis pada garis

tengah benda kerja tertentu). Selanjutnya juga maju otomatis dapat disalurkan dari

spindel kerja.

4. Rakitan Kereta Luncur

Mencakup perletakan majemuk, sadel pahat dan apron karena mendukung dan

memadu pahat pemotong, maka harus kaku dan dikontruksi dengan ketepatan tinggi.

Bagian-bagian dari rakitan kereta luncur adalah :

a. Supor (Saddle)

Bagian ini merupakan bagian yang penting dari mesin bubut yang berfungsi

sebagai pembawa perkakas pemotong dan bisa bergerak sepanjang landasan

dengan tangan atau secara otomatis. Bagian ini bisa dikunci dimana saja sepanjang

landasan. Dilengkapi juga dengan eretan lintang untuk pergerakan melintang atau

surfacing dan eretan ini dipasang eretan atas yang bisa diputar dan dikunci pada

setiap posisi untuk pembubutan ketirusan yang pendek. Eretan mesin bubut dapat

dilihat pada gambar 1.2. dibawah ini :

Gambar 1.2 Eretan Mesin Bubut

| 5

b. Apron

Apron adalah bagian supor yang membawa roda tangan untuk membawa

eretan. Transpotir juga menembus apron dan dikaitkan dengan perantaraan engkol

yang dipasang di depan apron. Pada permukaan apron dipasangkan berbagai roda

dan tuas kendali.

5. Kepala Lepas

Kepala lepas menyangga ujung bebas dari benda kerja dan digunakan juga

untuk pengeboran dan peluasan dengan memegang benda kerja pada cakar atau plat

penyetel. Kepala lepas meluncur pada landasan luncur dan pada kebanyakan mesin

bubut bagian ini terbagi dua supaya bisa di stel kemudian. Ini digunakan untuk

pembubutan tirus yang tidak satu senter. Badan coran ini dilubangi untuk

memasukkana selongsong yang benar-benar senter dengan poros mesin atau spindle.

Pengaturan kasar kepala lepas dilakukan dengan meluncurkannya sepanjang

landasan dan menguncinya dengan jalan memutar tuas, setelah itu dilakukan

penyetelan halus untuk mendekatkan senter pada benda kerja dengan memutar roda

pemutar.Selongsong juga bisa dikunci setelah pengesetan, sehingga tidak bergeser

sewaktu dijalankan. Kepala lepas mesin bubut dapat dilihat dari gambar 1.3. dibawah

ini :

Gambar 1.3. Kepala Lepas Mesin Bubut

6. Tuas Pengubah Kecepatan

Tuas Pengubah kecepatan digunakan untuk menyetel kecepatan putaran spindle

yang diinginkan.

| 6

7. Pemegang Pahat

Digunakan untuk memegang pahat dalam proses pembubutan. (Amstead, 1979)

1.3.4. Proses Pembubutan (Pembentukan Gram)

Sebagaimana pada pembentukan gram oleh perkakas tangan (manual), maka

pembubutan juga pisau perkakas bubut yang berbentuk pasak (pahat bubut)

membenam ke dalam benda kerja, mengalahkan gaya kait mengait antara partikel

bahan dengan pertolongan tekanan sayat yang efektif dan menyingkirkannya dalam

bentuk serpih (gram). Di sini benda kerja yang melaksanakan gerakan utama, gerakan

maju dan gerakan yang lurus dilakukan oleh perkakas.

Jenis pembubutan menurut arah gerakan maju :

a. Pembubutan memanjang. Gerakan maju berlangsung sejajar dengan sumbu

putaran. Dengan demikian bidang permukaan luar bidang kerja (bidang garapan

lengkung) yang digarap. Gerakan penyetelan menempatkan perkakas pada posisi

penyayatan tepat pada benda kerja setelah setiap penyayatan. Kedalaman tusukan

ditentukan oleh penyetelan tegak lurus terhadap sumbu putaran. Pada pembubutan

memanjang digarap bidang luar benda kerja bentuk silinder. Gerakan maju pahat

buut berlangsug searah sumbu bubut. Pada panjang pembubutan umuran kecil,

gerakan maju dilakukan dengan tangan, pada yang panjang secara otomatis oleh

poros luncur. Cara penjepit benda-benda kerja bergantung pada bentuknya.

b. Pembubutan melintang. Gerakan maju berlangsung tegak lurus dengan putaran.

Dengan cara ini dihasilkan bidang rata tegak lurus terhadap sumbu putaran

(bidang garapan datar). Dalam pada itu benda kerja memperoleh panjang yang

tepat. Arah maju dapat dari luar perputaran atau sebaliknya. Penyetelan

(kedalaman tusuk) berlangsung sejajar dengan sumbu perputaran setelah setiap

penyayatan.

c. Jika gerakan maju berlangsung menyudut/miring terhadap sumbu perputaran,

maka dihasilkan kerja yang berbentuk kerucut.

d. Pembubutan alur berlangsung hanya dengan gerakan maju tegak lurus terhadap

sumbu putaran.

e. Dengan gerakan maju sejajar dan tegak lurus terhadap sumbu perputaran pada saat

yang sama dihasilkan benda bulat atau benda rotasi lainnya.

| 7

f. Pengaluran dan pemenggalan. Pengaluran adalah pembubutan ulir. Pada tusukan

kecil profil alur menyerupai bentuk penyayat. Alur lebar dihasilkan dengan

memperluas sebuah alur sempit ke arah samping. Pengerjaan pengaluran dapat


Gambar. 1.4. Pengerjaan pengaluran.

Pemenggalan adalah pemotongan sebuah benda keja berbentuk batang pada

mesin bubut. Di sini digunakan sebuah pahat pengalur dengan penyayat yang sangat

ramping. Penyayatan diawali dari luar pada bidang keliling dan berlangsung sampai

ke tengah. Penyayat harus diasah agak miring terhadap bubut dengan ujungnya

terletak pada bidang datar benda kerja yang telah selesai, supaya lebih licin.

Pengerjaan pemenggalan dapat dilihat pada gambar 1.5. dibawah ini :

Gambar. 1.5. Pengerjaan Pemenggalan

g. Penggerakan dan pembubutan dalam pegeboran pada mesin bubut. Pada

pengeboran dengan mesin bubut, benda kerja melakuan geeran utama memutar,

sedangkan mata bor yang tinggal diam diperoleh gerakan maju. Untuk membor

dari keadaan pejal digunakan mata bor spiral. Mata bor kecil mempunyai gagang

| 8

A CB

DKeterangan :Alur sudutAlur lebarAlur sempitAlur akhir ulir

silinder dijepit di dalam kepala bor dan didesakkan ke dalam bumbung penjepit

pada kepala bebas. Jika lubangnya yang berbentuk kerucut terlalu besar, maka

harus disarungkan selubung mata bor. Mat bor harus benar-benar dalam keadaan

sentris dan kencang. Mata bor yang mempunyai gagang yang berbentuk kerucut

dan ditancapkan langsung atau dilengkapi dengan selubung mata bor benar-benar

bersih, supaya mata bor tidak menggelincir di dalam bumbung penjepit dan

mengoyak kerucut dalam. Mata bor besar dapat dihindarkan dari guncangan

(kelonggaran) dengan pertolongan sebuah pembawa.

1.3.5.Bentuk – Bentuk Gram Yang di Hasilkan Proses Bubut :

Bentuk-Bentuk Gram yang dihasilkan pada proses bubut digolongkan menjadi 3

jenis yaitu :

1. Gram tidak kontinu atau putus-putus

Menunjukkan suatu kondisi yaitu logam di depan pahat pemotong diretakan

menjadi potongan-potongan agak kecil. Gram jenis ini didapatkan dalam

memesin bahan rapuh pada umumnya, seperti besi cor dan perunggu. Sementara

serpih ini ditimbulkan, tepi potong menghaluskan ketidak rataan dan didapatkan

penyelesaian yang cukup baik. Umur pahat cukup panjang dan kerusakan biasanya

terjadi sebagai akibat dari aksi penggerusan pada permukaan singgung pada pahat.

Gram tidak kontinu dapat juga terbentuk pada beberapa bahan ulet kalau

koefesien geseknya tinggi. Tetapi Gram ini pada bahan ulet menunjukan kondisi

pemotong yang buruk.

2. Gram kontinu

Menunjukan jenis yang ideal dari serpihan, dari umur pahat dan

penyelesaiannya. Gram jenis ini timbul dalam pemotongan segala bahan ulet

angka gesekan rendah. Dalam hal ini logam diubah bentuknya secara kontinu dan

meluncur pada permukaan yang retak. Gram ini timbul pada kecepatan tinggi dan

agak sering jika pemotongan dilakukan dengan pahat karbida. Karena

kesederhanaannya, Gram ini dapat dianalisa dari sudut pandangan gaya yang

tercakup.

3. Gram kontinu dengan tepi yang terbangun

Menunjukan ciri Gram yang di mesin dari bahan ulet yang mempunyai

angka gesekan agak tinggi. Setelah terjadi pemotongan, maka Gram mengalir di

| 9

tepi ini dan naik di sepanjang permukaan pahat. Secara berkala, sejumlah kecil

dari tepi yang agak memisah dan jatuh dengan serpihan atau menempel permukan

yang dibubut. Karena aksi ini maka, kehalusan permukaannya tidak sebaik bila

dengan serpihan kontinu. Tepi yang tegak tetap agak konstan selama memotong

dan pengaruhnya adalah agak mengubah sudut garuk. Tetapi, dengan

meningkatnya kecepatan potong, ukuran dari tepi yang terkurangi dengan

menipiskan Gram ataupun menambah sudut garuk, meskipun pada beberapa

bahan ulet tidak dapat dihilangkan sepenuhnya. Bentuk-bentuk gram ditujukan

pada gambar 1.6. dibawah ini :

Gambar. 1.6. Bentuk-Bentuk Gram

(Amstead, 1979)

1.3.6 Jenis Mata Pahat Bubut

Gambar 1.7 Jenis Mata Pahat dan Bubut

| 10

A. Tidak kontinu, B. Kontinu, C. Kontinu dngan tepi yang terbangun.

A B C

Berbagai jenis pahat bubut:

1=Pahat kikis tekuk kanan, 2=Pahat kikis luris kanan, 3=Pahat kikis lurus

kiri,4=Pahat kikis samping kanan, 5=Pahat pucuk samping kanan,

6=7=Pahat poles pucuk, 8=Pahat poles lebar, 9=Pahat bubut samping

kanan, 10=Pahat bubut samping kiri, 11=Pahat alur, 12=Pahat ulir pucuk,

13=Pahat penggal, 14=Pahat bubut bentuk, 15=Pahat bubut

dalam,16=Pahat sudut dalam, 17=18=Pahat kait, 19=Pahat ulir dalam.

1.3.7 Elemen Dasar Proses Pembubutan

Elemen-elemen dasar proses pembubutan :

1. Kecepatan potong (cutting speed)

Kecepatan potong didefinisikan sebagai kecepatan pada sebuah titik di

sekeliling benda kerja melewati pahat potong dalam satu menit.

min/1000

..m

ndv

π= .........................................................................................(1.1)

dimana:

n = putaran spindel (rpm)

d = diameter rata-rata (mm)

2mo dd

d+

= (mm) .................................................................................... (1.2)

Gambar 1.8. Proses Pembubutan

2. Kecepatan makan

min/;mmnfv ×= .....................................................................................(1.3)

dimana:

f = gerak makan (mm/ langkah)

| 11

dm do

3. Waktu pemotongan (cutting time)

putaranfeed

otonganPanjangPem

×= timeCutting

(min)vf

lT c

c = ..........................................................................................(1.4)

4. Kedalaman potong (depth of cut)

2mo dd

a−

= ( mm) ...................................................................................(1.5)

5. Kecepatan penghasilan gram

min)/(;.. 3cmvafZ = ...............................................................................(1.6.)

6. Rasio pemotongan (cutting qf ratiokhip compression ratio)

c

o

t

tr = ...................................................................................................(1.7.)

dimana:

ot = ketebalan gram sebelum terpotong (kedalaman potong) (mm)

ct = ketebalan gram setelah terpotong (mm )

1.3.6. Faktor-faktor keamanan yang perlu diperhatikan

Mesin dapat menjadi sangat berbahaya jika tidak dilakukan sesuai dengan

prosedur, meskipun dia dilengkapi dengan berbagai macam alat keamanan.

Berikut ini adalah beberapa regulasi keamanan yang perlu diperhatikan selama

operasi mesin bubut.

Hal-hal yang perlu diperhatikan selama mengoperasikan mesin bubut:

1. Jangan mencoba mengoperasikan mesin jika belum mengerti benar akan prosedur

pengoperasian mesin.

2. Jangan menggunakan pakaian yang kedodoran, cincin, jam tangan jika

mengoperasikan mesin.

3. Selalu menghentikan mesin sebelum melakukan pengukuran.

4. Selalu menggunakan sikat baja untuk membersihkan gram.

5. Sebelum memasang atau melepaskan kelengkapan mesin, yakinlah bahwa arus

listrik sudah dimatikan.

6. Jangan membuat goresan yang dalam pada benda kerja. Hal ini akan membuat

lendutan/momen pada benda kerja.

| 12

1.4. PELAKSANAAN /CARA PRAKTIKUM

Gambar 1.9. Bentuk Benda Kerja

Cara-cara atau prosedur praktikum mesin perkakas (mesin bubut) yaitu:

1. Melihat gambar/skema benda kerja yang akan dibuat.

2. Memotong benda kerja (besi pejal) dengan diameter 22mm sepanjang 150 min.

3. Menyediakan alat dan perlengkapan mesin bubut serta alat ukur.

4. Memasukkan benda kerja pada pencekam.

5. Membubut muka (facing).

6. Membuat lubang untuk senter.

7. Membubut paralel dengan kedalaman potong dan panjang yang telah ditentukan.

1.5. HASIL DAN PEMBAHASAN

1.5.1. Hasil Proses Pembubutan

entuk produk akhir proses pembubutan dapat dilihat pada gambar 1.9

dibawah ini :

Gambar 1.10 Bentuk Produk Akhir Pembubutan

Material benda kerja = Baja ST - 37

Putaran spindel (n) = 625 rpm

Pendingin = air

Panjang Pembubutan = 150 mm.

| 13

150 mm

50mm

φ 1

1.87

m

m φ

40 mm

φ 1

4 m

m

40 mm

187 mm

φ 2

2 m

m

φ 1

7 m

m

φ 2

0

mm

20 mm30mm

Tabel 1.1

Hasil Pengamatan

Langkah do(mm) dm(mm) n f (mm/r) t0 tc Jenis Gram1 22 21 625 0,05 0,5 0,55 Continue2 21 20 625 0,05 0,5 0,55 Continue3 20 18,5 625 0,05 0,75 0,8 Continue4 18,5 17 625 0,05 0,75 0,8 Continue5 17 15,5 625 0,05 0,75 0,8 Continue6 15,5 14 625 0,05 0,75 0,8 Continue7 14 12 625 0,05 0,75 0,8 Continue8 12 11,87 625 0,05 0,065 0,07 Continue

1.5.2. Analisa Data

Perhitungan elemen-elemen dasar

a. Kecepatan Potong

1000

.. ndv

π= (m / min)

mmdd

d mo 5,212

2122

2=+=+=

1000

6255,2114,3 ××=v

m i n1 9,4 2 mv =Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8

b. Kecepatan makan (feeding)

min/; mmnfv f ×=

= 0,05x 625

= 31,25 mm/min

Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8

c. Waktu pemotongan

( )

min8,425,31

150

min

==

=vf

ltTc


| 14

d. Kedalaman potong (depth of cut)

mm

dda mo

5,02

21222

=−=

−=


e. Kecepatan penghasilan gram

( )( )

min/mm 059,1

/mincm19,42.5,0.05,0

/mincm

3

3

3

==

⋅⋅= vafZ


f. Rasio pemotongan (cutting ratio/chip compression ratio)

9,055,0

5,0 ===c

o

t

tr


Setelah dilakukan perhitungan untuk tahap 1 sampai tahap ke 5 diperoleh data-data

sebagai berikut:

Tabel 1.2

Hasil Analisa Data

Langkah

do(mm)

dm(mm)

n f (mm/r)

d(mm)

a (mm)

Vf (mm/min)

V (m/min)

Z (cm3/min)

r

1 22 21 625 0,05 21, 5 0,5 31,25 42,19 1,059 0,9

2 21 20 625 0,05 20,5 0,5 31,25 40,23 1,005 0,9

3 20 18,5 625 0,05 19,25 0,75 31,25 37,77 1,416 0,93

4 18,5 17 625 0,05 17,75 0,75 31,25 34,83 1,306 0,93

5 17 15,5 625 0,05 16,25 0,75 31,25 31,89 1,196 0,93

6 15,5 14 625 0,05 14,75 0,75 31,25 28,94 1,086 0,93

7 14 12 625 0,05 13 0,75 31,25 25,51 1,276 0,93

8 12 11,87 625 0,05 11,935 0,065 31,25 23,42 0,076 0,92

1.5.3. Pembahasan

| 15

Pada praktikum untuk pengujian mesin bubut digunakan material berupa

silinder pejal dari bahan baja ST-37. Panjang silinder pejal tersebut adalah 150 mm

dengan diameter 22 mm. Dari panjang benda kerja yang 150 mm dibagi menjadi 5

bagian yaitu, bagian pertama dengan diameter 20 mm dan panjang 20 mm, bagian

kedua dengan diameter 17 mm dan panjang 40 mm, dan bagian ketiga dengan

diameter 14 mm panjangnya 40 mm dan bagian keempat dengan diameter 12 mm

dan panjang 50 mm, serta bagian kelima yang merupakan bagian dari bagian

keempat diambil panjang 30 mm untuk pembuatan ulir . Dalam pembuatan ulir,

dilakukan secara manual (menyeni), tidak dilakukan dengan menggunakan mesin

bubut, hal ini dikarenakan adanya pertimbangan terhadap factor waktu dan kondisi

pahat yang digunakan. Dimana apabila pembuatan ulir dilakukan dengan mesin

bubut, maka akan membutuhkan waktu yang cukup lama. Selain itu, karena pahat

yang digunakan dalam proses pembubutan ini dalam kondisi kurang baik atau

kurang tajam,hal ini juga akan berpengaruh pada hasil pembubutan ulirnya.

Dalam proses pembubutan untuk bagian pertama (diameter 22 mm ke 20 mm)

dilakukan dua kali proses pembubutan, yaitu yang pertama dari diameter 22 mm ke

21 mm baru selanjutnya ke diameter 20 mm. Dan untuk bagian kedua dan ketiga

juga sama dilakukan dua kali proses pembubutan untuk satu bagiannya. Dalam satu

tahap dilakukan dua kali proses pembubutan disebabkan oleh pahat ynag tidak

tajam lagi sehingga apabila dilakukan pembubutan dengan kedalaman potong yang

besar maka akan merusak pahat dan hasil pembubutan juga tidak halus.

Pembubutan dilakukan dengan kecepatan putaran spindle (n) = 625 rpm, gerak

makan (f) = 0,05 mm. Dimana nilai f dan n dalam praktikum ini diambil nilai yang

konstan untuk semua langkah proses pembubutan, hal ini dimaksudkan untuk

mengetahui perbedaan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan proses

pembubutan dengan kedalaman potong dan panjang pemotongan yang berbeda.

Sehingga dari hal tersebut dapat dikatakan bahwa proses pembubutan pada

kedalaman potong dan panjang pemotongan yang bernilai kecil akan membutuhkan

waktu pembubutan yang relatif lebih kecil bila dibandingkan dengan yang lebih

besar.

Pada saat melakukan proses pemotongan terjadi gerakan-gerakan pada mesin

seperti gerak potong (cutting mution) yang dilakukan oleh benda kerja yang diputar

oleh spindle, dan gerak makan (feed motion) yang dilakukan oleh pahat yang

bergerak secara lurus kontinyu terhadap benda kerja. Pada saat pemasangan pahat,

| 16

posisi ujung pahat di setel setinggi garis sumbu benda kerja (senter) agar mata

pahat tidak cepat rusak dan proses pemakanan sesuai dengan kedalaman potong

yang diinginkan. Apabila pemasangan pahat terlalu jauh dari tumpuan, ujung pahat

muda bergetar , sehingga kualitas hasil pemotongan tidak baik.

Kecepatan potong benda kerja (ν f ) dipengaruhi oleh diameter rata-rata

benda kerja (d) dan putaran poros spindle (n), dimana kecepatan potong (ν f )

tersebut akan semakin besar apabila diameter rata-rata (d) benda kerja dan putaran

poros spindle (n) diperbesar. Kecepatan makan benda kerja dipengaruhi oleh dua

faktor yaitu gerak makan (f) dan putaran poros spindle (n) dimana kecepatan makan

tersebut akan semakin besar apabila gerak makan (f) dan putaran poros spindle (n)

diperbesar.

Waktu yang diperlukan untuk melakukan pembubutan pada setiap langkah

proses akan bertambah lama apabila panjang proses pembubutan tersebut diperbesar

tetapi apabila kecepatan makannya diperbesar dengan panjang yang tetap maka

waktu yang diperlukan akan semakin pendek.

Rasio pemotongan (r) adalah perbandingan antara ketebalan gram sebelum

terpotong (kedalaman potong) dengan ketebalan gram setelah terpotong. Pada

praktikum kali ini rasio pemotongannya kurang dari satu, hal tersebut sesuai dengan

teori yang ada yaitu nilai r harus lebih kecil atau sama dengan satu. Akan tetapi bila

terjadi nilai r lebih besar atau sama dengan satu, maka hal tersebut bisa terjadi

karena disebabkan karena ketebalan gram setelah proses pembubutan lebih besar

dari pada kedalaman potongnya. Gram menjadi lebih tebal setelah terpotong karena

terjadi pengembangan akibat proses pembubutan sehingga ketebalannya bertambah.

Gram yang dihasilkan pada praktikum kali ini adalah gram kontinu, karena

bahan material yang digunakan adalah pada baja ST –37 yang memiliki keuletan

yang tinggi.

Penghasilan gram tergantung dari gerak makannya, semakin besar gerak

makan yang digunakan maka tebal gram yang dihasilkan besar, begitu pula

sebaliknya. Selain itu akibat gerak makan dan kedalaman potong yang terlalu besar

akan menyebabkan mata pahat cepat menjadi aus.

1.6. KESIMPULAN DAN SARAN

1.6.1 KESIMPULAN

| 17

Dan hasil praktikum di atas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Pada prinsipnya proses pembubutan adalah mengurangi berat dan volume benda

kerja, dan proses pembubutan hanya dapat dilakukan pada benda kerja yang

berbentuk silindris.

2. Kecepatan potong benda kerja akan semakin besar apabila diameter rata-rata

benda kerja dan putaran poros spindle diperbesar.

3. Kecepatan makan benda kerja akan semakin besar apabila gerak makan dan

putaran poros spindle diperbesar.

4. Waktu yang diperlukan untuk proses pembubutan akan semakin lama apabila

kedalaman potong dan panjang pemotongan yang digunakan lebih besar,

apabila gerak makannya diperbesar dengan panjang pembubutan tetap waktu

yang diperlukan akan semakin pendek.

5. Gram yang dihasilkan pada proses pembubutan silinder pejal Baja ST-37

adalah gram kontinu karena material benda kerja baja ST – 37 adalah baja yang

memiliki tingkat keuletan yang cukup tinggi.

6. Nilai dari rasio pemotongan pada dasarnya lebih kecil dari 1 tetapi bila terjadi

hal sebaliknya, maka hal atau kesalahan tersebut disebabkan karena:

Kesalahan praktikan pada saat pengukuran gram setelah proses pembubutan.

7. Umur pahat tidak hanya dipengaruhi oleh geometri pahat saja melainkan ada

beberapa hal yang sangat signifikan pengaruhnya seperti material benda kerja,

metal pahat, kedalaman potong dan kondisi pemotongan.

1.6.2 SARAN

1. Sebelum melakukan praktikum mesin bubut, hendaknya segala sesuatu yang

berkaitan dengan mesin bubut baik itu cara pengoprasian atau factor – factor

keamanan harys diperhatiakan sebaik mungkin, sehingga tidak terjadi hal – hal

yang tidak diinginkan pada saat melakukan praktikum.

2. Pahat yang digunakan saat praktikum agar diperbaharui sehingga pada saat

melakukan proses pembubutan hasil yang diperoleh maksimal.

| 18

BAB II

MESIN FRAIS

(MILLING MACHINE)

2.1. PENDAHULUAN

Mesin frais (milling machine) adalah mesin tools yang digunakan secara

akurat untuk menghasilkan satu atau lebih pengerjaan permukaan benda dengan

menggunakan satu atau lebih alat potong frais yang berputar yang memiliki satu

atau lebih mata potong. Benda kerja dipegang dengan aman pada meja benda kerja

dari mesin atau dalam sebuah alat pemegang khusus yang dijepit/dipasang pada

meja mesin. Selanjutnya, benda kerja dikontakkan dengan pemotong yang bergerak

maju mundur. Mesin frais merupakan mesin pemotong yang dapat digunakan untuk

berbagai macam operasi seperti pengoperaisan benda datar dan permukaan yang

memiliki bentuk yang tidak beraturan, roda gigi dan kepala baut, drilling, boring,

reaming dan sloting. Kemampuannya untuk melakukan berbagai macam pekerjaan

membuat mesin ini merupakan salah satu mesin yang sangat penting yang

digunakan dalam bengkel kerja.


1. Mengetahui jenis-jenis mesin frais yang banyak digunakan dalam industri

dan penggunaannya.

2. Mengetahui bagian utama dari mesin frais horizontal secara umum.

3. Mengetahui maksud dan kegunaan dari bagian-bagian operasional dari

mesin frais.

4. Mengetahui maksud dan kegunaan dari berbagai macam alat tambah yang

digunakan dalam mesin frais.

5. Mengetahui teknik dasar pengoperasian mesin frais.

6. Mengetahui penyetelan dan penentuan variabel pemotongan seperti

kecepatan potong, pemakanan, kecepatan putaran, kedalaman potong, jenis dan

jumlah gram yang dihasilkan.

2.3. LANDASAN TEORI

Mesin frais adalah mesin tools yang digunakan secara akurat untuk

menghasilkan satu atau lebih pengerjaan permukaan benda dengan menggunakan

| 19

satu atau lebih alat potong. Benda kerja dipegang dengan aman pada meja benda

kerja dari mesin atau dalam sebuah alat pemegang khusus yang dijepit atau

dipasang pada meja mesin. Selanjutnya benda kerja dikontakkan dengan pemotong

yang bergerak maju mundur. Mesin frais merupakan mesin potong yang dapat

digunakan untuk berbagai macam operasi seperti pengoperasian benda datar dan

permukaan yang memiliki bentuk yang tidak beraturan, roda gigi dan kepala baut,

boring, reaming. Kemampuan untuk melakukan berbagai macam pekerjaan

membuat mesin frais merupakan salah satu mesin yang sangat penting dalam

bengkel kerja. (Stefford, 1986)

Memfrais adalah mengerjakan logam dengan mesin yang mempergunakan

pemotong berputar yang mempunyai sejumlah mata pemotong. Alat ini kenal

sebagai pisau frais.

Mesin Frais ditemukan oleh Eli Whitney sekitar tahun 1818. Frais ini

melakukan produksi suku cadang duplikat yang pertama dengan pengendalikan

secara mekanis arah dan gerakan potong dari perkakas mata potong jamak yang

berputar.

Mesin frais melepaskan logam ketika benda kerja dihantarkan terhadap suatu

pemotong berputar, kecuali untuk putaran, pemotng berbentuk bulat tidak

mempunyai gerakan lain. Pemotong frais memiliki satu deretan mata potong pada

kelilingnya yang masing-masing berlaku sebagai pemotong tersendiri pada daur

putaran. Benda kerja dipegang pada meja yang mengendalikan hantarannya

terhadap pemotong. Dalam mesin pada umumnya terdapat tiga kemungkinan

gerakan meja longitudinal, menyilang dan vertikal, tetapi pada beberapa meja juga

dimiliki gerakan putar.

Mesin frais adalah yang paling mampu melakukan banyak tugas dari segala

mesin perkakas. Permukaan yang datar maupun berlekuk dapat dimesin dengan

penyelesaian dan ketelitian istimewa. Pemotong sudut, celah, roda gigi dan ceruk

dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai pemotong. Pahat frais, pelumas

lubang dan bor dapat dipegang dalam soket arbor dengan melepaskan pemotong dan

orbor. Karena semua gerakan meja mempunyai penyetelan mikrometer, maka

lubang dan pemotongan yang lain dapat diberi jarak secara tepat. Operasi pada

umumnya yang dilakukan oleh sekrap, kempa gurdi, mesin pemotong roda gigi dan

mesin pelumas lubang dapat dilakuan pada mesin frais. Mesin ini membuat

| 20

penyelesaian dan lubang yang lebih baik sampai batas ketelitian dengan jauh lebih

mudah dari pada sekrap. Pemotongan berat dapat diambil tanpa banyak merugikan

pada penyelesaian atau ketepatannya. Pemotonganya efesien pada gerakannya dan

dapat dipakai untuk waktu yang lama sampai perlu diasah kembali. Dalam kasus

pada umumnya, benda kerja diselesaikan dalam satu lantaran dari meja. Keuntungan

ini ditambah dengan ketersediaan dari pemotogan yang sangat beraneka ragam

membuat mesin frais sangat penting dalam bengkel dan ruang perkakas. (B.H.

Amstead, 1981)

2.3.1 Jenis dari Pemotong Frais

Terdapat tiga desain umum dari pemotong :

a. Pemotong arbor.

Pemotong ini mempunyai lubang dipusatnya untuk pemasangan pada arbor.

b. Pemotong tangkai.

Pemotong ini mempunyai tangkai lurus atau tirus yang menjadi satu dengan

badan pemotong. Ketika digunakan ini dipasang pada spindel.

c. Pemotongan muka.

Pemotong ini dibaut atau dipegang pada ujung arbor pendek dan biasnya

dipakai untuk mengefrais permukaan rata.

Pemotong dapat dikelompokkan terutama menurut bentuk umumnya atau

jenis pekerjaan yang dapat dilakukannya yaitu :

1. Pemotong frais biasa.

Pemotong biasa adalah sebuah pemotong berbentuk piringan yang hanya

memiliki gigi pada kelilingnya. Giginya dapat lurus atau heliks kalau lebarnya

lebih dari 15 mm. Pemotng heliks lebar yang digunakan untuk pekerjaan

meratakan yang lebih berat mungkin memilki takik pada giginya untuk

mematahkan serpihan dan memudahkan pengeluarannya.

2. Pemotong frais samping.

Pemotong ini mirip dengan pemotong datar kecuali bahwa giginya di samping.

Kalau dua pemotong beroperasi bersama, setiap pemotong adalah datar pada

| 21

satu sisi dan memiliki gigi pada sisi yanglain. Pemotong frais samping mungkin

bergigi lurus, heliks atau sigsag.

3. Pemotong gergaji belah logam.

Pemotong ini mirip dengan pemotong frais datar atau samping, kecuali bahwa

pembuatannya sangat tipis, biasanya 5 mm atau kurang. Pemotong datar dari

jenis ini diberi pengaman dengan menggerinda sisinya untuk menghasilkan

ruang bebas dari pemotongnya.

4. Pemotong frais sudut.

Semua pemotong bentuk sudut termasuk dalam kelompok ini. Mereka dibuat

menjadi pemotong sudut tunggal maupun sudut ganda. Pemotong sudul tunggal

ini mempunyai sati permukaan kerucut, sedangkan pemotong sudut ganda

bergigi pada dua permukaan kerucut. Pemotong sudut digunakan untuk

memotong lidah roda, tanggem, galur pada pemotong frais dan pelebar lubang.

5. Pemotong frais bentuk.

Gigi pada pemotong ini diberi suatu bentuk khusus termasuk didalamnya adalah

pemotong cekung dan cembung, pemotong roda gigi, pemotong galur,

pemotong pembulat sudut dan sebagainya.

6. Pemotong frais ujung.

Pemotong ini mempunya poros integral untuk meggerakkan dan mempunyai

gigi dikeliling dan diujungnya. Galurnya dapar lurus maupun heliks. Pemotong

besar yang disebut frais cangkang mempunyai bagian pemotong terpisah yang

dipegangkan pada arbor batang, seperti yang terlihat pada gambar 20.4. Karena

mahalnya baja kecepatan tinggi, maka kontruksi ini menghasikan banyak

penghematan dalan biaya bahan. Frais ujug digunakan untuk proyeksi

permukaan, membujursangkarkan ujung, memotong celah dan dalam pekerjaan

pencerukan, misanya pembuatan cetakan.

7. Pemotong celah T.

Pemotong jenis ini menyerupai pemotong datar kecil atau frais samping yang

memiliki poros integral lurus atau tirus untuk penggerakan. Penggunaanya

untuk memfrais celah T. Bentuk yang khusus adalah pemotong dudukan pasak

Woodruff, yang dibuat dalam ukuran standart untuk memotong dudukan bulat

bagi pasak woodruff.

| 22

8. Pemotong gigi sisipan.

Dengan meningkatnya ukuran pemotong adalah ekonomis untuk menyisipkan

gigi yang terbuat dari bahan mahal ke dalam baja yang lebih murah. Gigi pada

pemotong semacam ini dapat diganti kalau aus atau patah.

2.3.2. Jenis-Jenis Mesin Frais

Jenis-Jenis mesin frais adalah :

a. Mesin Frais Tangan

Jenis ini yang paling sederhana dari mesin frais, yang dioperasikan

dengan tangan. Memiliki konstruksi tiang dan lutut atau meja yang

dipasangkan pada landasan tetap. Mesin yang dioperasikan tangan terutama

digunakan dalam pengerjaan produksi untuk operasi frais ringan dan

sederhana, misalnya memotong alur, alur pasak pendek dan membuat celah.

Mesin ini memiliki arbor horisontal untuk memegang pemotongnya dan sebuah

meja kerja yang biasanya dilengkapi dengan tiga gerakan. Benda kerja

dihantarkan pada pemotong berputar oleh gerakan tangan dari tuas atau oleh

hantaran ulir tangan.

b. Mesin Frais Datar

Mesin frais mirip dengan mesin tangan, kecuali bahwa kontruksinya lebih

kuat dan dilengkapi dengan mekanisme hantaran daya untuk mengembalikan

gerakan meja. Mesin frais datar dari jenis tiang dan lutut mempunya tiga

gerakan, longitudinal, melintang dan vertikal. Mesin yang jenis landasan tetap

hanya mempunyai landasan gerakan meja longitudinal, tetapi mempunyai

perlengkapan untuk penyetelan melintang dan vertikal ada spidalyang

memegang arbor pemotong frais.

c. Mesin Frais Universal atau Horizontal

Mesin horisontal adalah terutama sebuah mesin ruang perkakas yang

dikontruksi untuk pekerjaaan sangat teliti. Penampilannya mirip dengan mesin

frais jenis datar. Perbedaannya adalah bahwa meja kerjanya dilengkapi dengan

gerakan keempat yang memungkinkan meja berputar secara horisontal yang

dilengkapi dengan sebuah indeks atau kepala pembagi yang terletak diujung

meja. Sifat berputar pada mesin horizontal memungkinkan memotong spiral,

misalnya seperti yang terdapat pada penggurdi, pemotog frais, nok dan

beberapa roda gigi.

| 23

d. Mesin Frais Vertikal

Gerakan mejanya sama denga mesin datar. Biasanya tidak ada gerakan

yang diberikan kepada pemotong kecuali gerakan berputar biasanya. Tetapi,

kepala spindelnya dapat berputar yang memungkinkan peyetelan spindel dalam

bidang vertikal pada setiap sudut dari vertikal samapi horisontal. Mesin ini

mempunyai perjalanan spindel axial yang pendek untuk memudahkan

pengfraisan bertingkat. Beberapa mesin frais vertikal dilengkapi dengan alat

putar tambahan atau meja kerja putar untuk memungkinkan memfrais alur

melingkar atau memfrais kontinyu suku cadang produksi yang kecil.

Pemotongnya adalah semua jenis frais ujung.

Penggunaan mesin mencangkup penggurdian, pengeboran, peluasan

lubang, penjarakaan tempat dari lubang karena penyetelan mikrometer dari

meja, pemotongan tepi, dan pencerukkan. Mesin frais vertikal ditunjukkan pada

gambar 2.1. dibawah ini :

Gambar 2.1. Mesin Frais Vertikal

e. Mesin Frais Jenis Penyerut

Mesin frais ini mendapatkan nama karena kemiripannya dengan penyerut.

Benda kerja dibawah pada meja panjang yang hanya mempunyai gerakan

longitudial, dan dihantarkan terhap pemotong putar pada kecepatan yang sesuai.

Gerakan hantaran meja variabel dan pemotong putar adalah ciri utama yang

membedakan ciri ini dari penyerut. Gerakan lintang vertikal terdapat pada

| 24

spindel pemotong. Mesin ini dirancang untuk memfrais benda besar yang

memerlukan pelepasan stok berat dan untuk duplikasi teliti dari bentuk keliling

dan profil. Mesin frais jenis penyerut di tunjukkan pada gambar 2.2. dibawah

ini :

Gambar 2.2 Mesin Frais Jenis Penyerut

f. Mesin Frais Dari Jenis Bangku Tetap

Ini adalah mesin produksi dari kontruksi yang kasar bangkunya adalah

benda cor yang kaku dan berat serta penyangga sebuah meja yang hanya

memiliki gerakan longitudinal. Penyetelan vertikal diberikan dalam kepala

spindel dan suatu penyetelan lintang dibor dalam pena atau rambu spindel.

Mesin ini mampu mengambil pemotongan frais berat pada tugas produksi

jangka panjang dan sering kali dilengkapi dengan sebuah daur pemesinan yang

dikendalikan secara otomatis.

Mesin frais lutut dan tiang ditunjukkan pada gambar 2.3. dibawah ini :

Gambar 2.3 Mesin Frais Lutut dan Tiang

| 25

(Amstead, 1979)

2.3.3. Cara-Cara MemfraisAda dua cara memotong dengan mesin-mesin frais horisontal.

a. Memfrais ke atas

Dengan cara ini arah gerak jalan berlawanan dengan arah rotasi pisau

frais. Ini berarti bahwa pisau frais mulai menyayat pada bagian bawah benda

kerja dan meletakkan penyayatan yang berat pada waktu benda kerja digerakan

ke dalam pisau frais. Ini adalah satu-satunya cara memotong yang dilakukan

pada mesin frais yan digerakan dngan tangan atau jenis mesin frais yang lebih

tua.

b. Memfrais ke bawah

Dengan cara ini arah gerak jalan searah dengan arah rotasi pisau frais.

Cara in ditetapkan pada jenis mesin frais yang lebih baru yang khususnya

didesain untuk itu. Cara tersebut memungkinkan menyayat lebih berat karena

kekuatan yang dikeluarkan lewat bagian-bagian mesin frais yang lebih laku.

2.3.4. Tindakan dalam Mempergunakan Mesin Frais

1. Pilihlah jenis dan ukuran pisau frais yang tepat.

2. Pilihlah poros frais atau lengkapan untuk memegang frais yang tepat.

3. Pilihlah cara memegang benda kerja yang tepat dan pasanglah dalam

posisinya.

4. Pasanglah pisau frais dalam posisinya.

5. Pilihlah kecepatan dan gerak makan yang tepat.

6. Setel meja kerja dalam posisinya yang tepat.

7. Setel kedalaman sayatan.

2.3.5. Tindakan Keamanan

Lebih banyak kecelakaan terjadi dalam menjalankan mesin frais dari pada

mengoperasikan mesin yang lainnya, karena itu diperlukan perhatian yang sangat

besar.

1. Jangan menjalankan mesin frais sebelum menerima intruksi selengkapnya.

2. Jangan meletakan tangan di atas meja kerja yang sedang bergerak.

3. Jauhkan tangan dari semua pisau frais ynag sedang berputar, jangan sampai

tergoda untuk menyentuh permukaan benda kerja.

| 26

4. Jangan sekali-kali mencoba mengulurkan sesuatu di atas pisau frais.

5. Periksalah pakaian yang longgar, gulung lengan baju, pakailah selalu

kacamata keamanan.

6. Adalah sangat berbahaya untuk mempergunakan gombal-gombalan, kain

hapus atau sikat di dekat pisau frais yang sedang berputar.

7. Hentikan mesin frais sebelum mengatur pekerjaan, menyetel atau melakukan

pengukuran pada benda kerja.

8. Bila pekerjaan telah usai dan mesin frais telah dihentikan, lepaskan pisau

frais dan peganglah dengan kain.

9. Jangan sekali-kali membiarkan orang lain start atau menghentikan mesin

frais.

10. Jauhkan jari-jari saudara dari lubang bantalan bila memasng penompang pros

frais arau supor.

2.3.6. Perkakas Frais

Perkakas frais mempunyai sejumlah besar penyayat berbentuk pasak,

berlawanan dengan perkakas bubut sekrap/sekrap. Karena itu pada kecepatan sayat

tertentu, beban penyayat masing-masing harus lebih kecil. Terutama beban panas

harus lebih kecil, pada sutu pemutaran fraios, penyayat hanya sebentar melakukan

penyayatan dan kemuadian mendingin kembali. Dengan demikian dapat dicapai

waktu tahan yang lebih lama

2.3.7. Bagian – Bagian Mesin Frais

Bagian-bagian mesin frais adalah :

1. Kepala Indeks

Kepala indeks atau kepala bagi digunakan untuk memutar benda kerja melalui

besar sudut tertentu, melalui sebuah pecahan dari putaran atau sementara meja

dihantarkan, misalnya kalau memotong roda gigi heliks. kepala dibekalkan bersama

dengan mesin frais horisontal tetapi dapat digunakan juga pada mesin lain. Dalam

gambar ditunjukan sebuah kepala indeks dan kaki tetapnya yang dipasangkan pada

meja kerja mesin. Karena banyak benda kerja yag harus didukung diantara

pusatnya, maka kesemua unit tadi diperlukan.

2. Gigi Pemotong Frais

Sebuah pemotong frais tertentu dengan nomenklatur dari berbagai sudut dan

pemotng. Untuk pemotong kecepatan tinggi umumnya digunakan sudut garuk radial

| 27

positif sebesar 10 sampai 15 derajat. Harga ini memuaskan untuk bahan pada

umumnya dan menggambarkan suatu kompromi antara kemmpuan geser atau

potong dengan kekuatan. Pemotong frais yang dibuat untuk bahan yang lebih lunak,

misalnya aluminium dapat diberikan garukan yang lebih besar dengan kemampuan

potong yang lebih baik.

Biayanya, hanya pemotong jenis gergaji dan frais datar sempit yang memiliki

gigi dengn garukan aksial nol. Dengan lebarnya pemotong, maka digunkan sudut

garuk - aksial positif untuk meningkatkan efisiensi pemotongan.

Untuk pemfrais kecepatan tinggi dengan pemotong berujung karbida,

biasanya digunakan sudut garuk negatif (baik radil maupun aksil).diperoleh kawat

yang lebih awet sebagai hasil dari peningkatan sudut potong juga kemampuan gigi

lebih baik untuk menahan beban kejut. Pemotong jenis frais datar, dengan gigi

ditepinya biasnya diberikan garukan negatif sebesar 5 sampai 10 dengan klau harus

memotong baja. Paduan dan baja karbon menengah memerlukan sudut garuk

negatif yang lebih besar daripada baja lunak. Pengecualian untuk penggunaan sudut

garuk negatif bagi pemotong karbida dilakukan kalau akan memfrais lunak bukan

besi.

2.3.8. Istilah Dalam Memfrais

Adapun istilah-istilah dalam memfrais adalah :

1. Kecepatan Potong

Kecepatan potong dari sebuah pemotong frais ditentukan oleh kecepatan

keliling atau permukaan dari pemotong. Gerakan benda kerja melintasi pemotong

tidak ditinjau dalam perhitungan ini.

Dalam memilih kecepatan potong yang baik, faktor berikut harus

dipertimbangkan:

a. Bahan pemotong. Kecepatan potong umumnya diberikan dalam nilai untuk

pemotongan baja kecepatan tinggi. Nilai ini adalah dua kali lipat dari pada

untuk pemotong baja karbon dan seperempat dari yang dianjurkan untuk

pemotong berujung karbida.

b. Jenis bahan yang harus dipotong. Kekerasan Brinell dari suatu bahan adalah

suatu pemandu untuk memesin dengan mudah. Bahan lunak seperti magnesium

dan aluminium dapat difrais dengan kecepatan yang lebih tinggi dari pada

bahan yang lebih keras.

| 28

c. Jenis penyelesaian yang diperlukan. Penyelesaian yang paling baik diperoleh

dengan hantaran sedikit dan kecepatan potong tinggi. Secara umum, kecepatan

potong dari pemotongan penyelesaian harus sekitar 20 % lebih tinggi dari pada

pemotongan kasar.

d. Umur pahat. Pemotong berat, yang menumpukkan panas dengan cepat, harus

dilakukan secara lebih lambat dari pada pemotong ringan. Kecepatan potong

rendah perlu digunakan agar pemotong awet.

e. Penggunaaan media pendingin. Kecepatan potong tinggi menimbulkan panas

banyak yang harus disebarkan untuk melindungi pemotong dan benda kerja.

Perkakas dan benda kerja harus dibanjiri dengan media pendingin seperti

minyak larutan, minyak tersulfurisasi atau minyak mineral lemak binatang.

Perkecualiannya adalah baja cor, yang sering difrais kering karena aksi

pelumasan dari grafit. Kerosin dan minyak larut air sering digunakan sebagai

media pendingin untuk aluminium. Karena campuran air mendatangkan bahaya

api dalam memesin magnesium, maka hanya minyak pemotong yang tidak

tercampur dengan air yang boleh dipakai.

2. Langkah Gerakan

Peraut atau pemfrais adalah perkakas berpenyayat banyak yang mengambil

serpih dari benda kerja dalam rentetan yang tidak terputus dengan melakukan

gerakan penyayatan melingkar seraya memaju lurus. Seperti juga halnya pada

perkakas yang mengupas serpih, bentuk dasar penyayat peraut adalah bentuk pasak.

Pada perautan terjadi gerakan berikut adalah yang menghasilkan serpih :

1. Gerakan utama atau penyayatan, dilakukan oleh perkakas

2. Gerakan maju, dilaksnakan oleh benda kerja yang memungkinkan

kesenimbungan pengambilan serpih

3. Gerakan efektif, gabungan antara gerakan penyayatan dan gerakan maju

Keistimewaan penyerpihan dengan meraut adalah serpih yang tidak terputus.

Setiap penyayat pada peraut hanya sebentar saja melakukan hantaman dalam setiap

putaran penuh. Sampai hantaman berikutnya, penyayat dapat menjadi dingin

kembali. dengan memperhatikan kedudukan sumbu peraut sebagai patokan,

dibedakan dua jenis kegiatan :

1. Perautan giling. Sumbu peraut sejajar dengan bidang penggarapan. Gigi peraut

berada pada bidang mantel badan peraut (gigi keliling)

| 29

2. Perautan muka. Sumbu peraut berdiri tegak lurus dengan bidang garapan. Selain

gigi keliling terdapat pula gigi pada bidang muka (gigi muka).

3. Gaya Peyerpihan

Penyayat peraut membebankan gaya sayat (gaya keliling) kepala benda kerja

yang mengadakan perlawanan, poros peraut dibebani lenturan, sistem pengencangan

benda kerja dan meja mesin. Penentu besar gaya sayat U yang harus diaslurkan

adalah kekuatan benda kerja yang akan digarap, penampang serpih bentuk serpih

dan sudut serpih.

Pengertian gaya sayat spesifik adalah gayaa yang harus dibebankan kepala

setiap mm2 penampang serpih (N/mm2).

2.3.9. Elemen Dasar Proses Frais

Elemen Dasar Proses Milling adalah :

1. Kecepatan potong

min/;1000

..m

ndv

π= .......................................................................(3.1)

Dimana :

n = putaran spindel ( rpm )

d = diameter luar pahat ( mm )

2. Gerak makan per gigi

( ) gigimmnz

vf f

z /;.

= ....................................................................(3.2)

Dimana :

vf = kecepatan makan ( mm / min )

z = jumlah gigi

3. Waktu pemotongan

min;f

tc v

lT = .................................................................................(3.3)

Dimana :

nwvt llll ++= ( mm )

lw = panjang pemotongan

lw = ( )αα −d ; untuk mengefrais datar/horizontal ( mm )

| 30

lv ≥ 0 ; untuk mengfrais tegak/vertikal ( mm )

ln ≥ 0 ; untuk mengefrais datar ( mm )

ln = d/2 ; untuk mengfrais tegak ( mm )

a = kedalaman potong (mm)

4. Indexing

dipotongakanyangpembagiJumlahindexofNumber

36= ..........(3.4)

5. Kecepatan penghasilan gram

min/;1000

..3cm

wavZ f= ..................................................................(3.5)

2.3.10. Proses Frais

Proses frais ditunjukkan pada gambar 2.4. dibawah ini :

Gambar2.4 Proses Frais

2.4. PELAKSANAAN / CARA PRAKTIKUM

Langkah-langkah pengerjaan pada mesin frais :

1. Mencekam benda kerja pada pencekam mesin frais.

2. Menentukan besarnya putaran kepala pembagi mesin frais sesuai dengan

jumlah sisi yang akan dibuat (dalam praktikum, ini 6 sisi).

3. Mengefrais benda kerja dengan kedalaman yang telah ditentukan.

4. Melepaskan benda kerja dari pencekam mesin frais.

5. Mengikir permukaan hasil frais yang kasar dan membuang gerigi yang

tajam.

| 31


2.5.1. Hasil Proses Frais

Gambar 2.5. Bentuk Produk akhir Proses Frais

Data hasil pengamatan Proses Frais :

Bahan Benda Kerja : Baja ST-37

Putaran (n) : 240 rpm

Putaran Finishing (n finish) : 352 rpm

Panjang (lw) : 30 mm

Gerak makan (fz) : 0,5 min

Lebar (w) : 17 mm

Tabel 2.1.

Hasil Pengamatan

Langkah Lw

(mm)

Ln

(mm)

w

(mm)

a

(mm)

d

(mm)

fz

(mm/gigi)

z

1 30 20 17 0,475 40 0,5 8

2 30 20 17 1,275 40 0,5 8

3 30 20 17 0,375 40 0,5 8

| 32

T. Samping T. Atas

T. Depan

Potongan A-A

Φ 20

Φ 10,25

M. 12

17mm

30mm

4 30 20 17 0,375 40 0,5 8

2.5.2. Analisa Data

1. kecepatan putaran (n) = 240 rpm

2. kecepatan putaran finishing = 352 rpm

3. gerak makan pergigi (fz) = 0.5 mm/gigi

4. langkah pengawalan (lv) = 0 mm

5. langkah pengaturan (ln) = 20 mm

Perhitungan elemen dasar

Pengerjaan langkah I

a. Kecepatan potong

minm;

1000

π.d.nv =

minm

1000

03.14.40.24v 16,30==

b. Kecepatan makan

νƒ = fz . z . n ( mm/min)

= 0.5 . 8 .240

= 960 mm/min

c. Waktu pemotongan

vf

ltTc = (min)

ln = d/2 = 40/2 = 20 mm

lt = lv + lw + ln

= 0 + 30 + 20 = 50 mm

min052,0960

50 ==Tc

d. Indexing

Number of index (I) = 66

36 =

| 33

e. Kecepatan penghasilan gram

Z = 1000

.. wavf ( cm3 / mm) min752,7

1000

17.475,0.960 3cm==

dengan cara yang sama didapat hasil pengujian 2 sampai 4

Tabel 2.2.

Hasil Analisa Data

W

(mm)

a

(mm)

d

(mm)

z Fz

(mm/

gigi)

ν

m/min

νf

(mm/mi

n)

Tc

( min )

I Z

( Cm3/min)

17 0,475 40 8 0,5 30,16 960 0,052 6 7,752

17 1,275 40 8 0,5 30,16 960 0,052 6 20,8

17 0,375 40 8 0,5 30,16 960 0,052 6 6,12

17 0,375 40 8 0,5 44,21 1408 0,036 6 8,976

2.5.3. Pembahasan

Pada praktikum kali ini menggunakan mesin frais. Mesin frais yang digunakan

adalah mesin frais vertikal. Karena hasil yang diinginkan berupa kotak bersisi enam

dengan permukaan yang rata dari benda benda kerja Baja ST-37 yang berbentuk

silinder, maka pahat yang digunakan adalah perkakas potong silinderis. Metode

pemakanan yang digunakan adalah face milling yaitu sumbu putaran pahat tegak lurus

dengan permukaan benda kerja dimana benda kerja bergerak memanjang dan pahat

berputar pada poros yang dipasang pada arbor. Pahat frais dengan diameter luar 40 mm

dipasang pada poros utama (spindel) dimana seperti halnya mesin bubut, putaran poros

utama dapat dipilih sesuai dengan tingkatan putaran yang tersedia pada mesin frais,

pada praktikum ini digunakan putaran poros sebesar 240 rpm untuk proses awal sampai

proses ke tiga, sedangkan untuk proses finishing digunakan kecepatan poros sebesar

352 rpm.

Pada tahap pertama sampai tahap ketiga diperoleh kecepatan makan Vf yang

sama, hal ini disebabkan karena harga dari kecepatan putaran (n),gerak makan pergigi

(fz) dan diameter pahat (d) yang digunakan konstan. Namun berbeda dengan kecepatan

penghasilan gram (Z) terjadi perbedaan nilai antara tahap 1,2 dan 3. Pada tahap

pertama kecepatan penghasilan gramnya lebih besar dari pada tahap ketiga dan tahap

| 34

kedua mempunyai kecepatan penghasilan gram yang terbesar. Hal ini disebabkan

karena semakin besar nilai dari kedalaman potong (a) maka semakin besar kecepatan

penghasilan gram.

Berbeda dengan proses permesinan lain, proses frais tidak menghasilkan gram

dengan tebal yang tetap melainkan berbentuk koma, dimana tebal gram dipengaruhi

oleh gerak makan pergigi dan sudut posisi yang pada setiap saat berubah harganya

karena perubahan posisi mata potong ( gigi pahat frais ).

2.6 KESIMPULAN DAN SARAN

2.6.1 KESIMPULAN

Dari uraian di atas maka dapat diambil suatu kesimpulan:

1. Mesin frais dapat digunakan untuk membuat benda kerja yang berbentuk datar

maupun persegi.

2. Mesin Frais yang banyak digunakan dala dunia industri adalah Mesin Frais

Horizontal dan Mesin Frais Vertikal. Dimana pada Praktikum kali ini digunakan

Mesin Frais vertikal karena hasil yang diinginkan berupa kotak bersisi enam

dengan permukaan rata dari Benda kerja (Baja ST-37) yang silindris.

3. Waktu yang diperlukan untuk proses pemotongan akan semakin lama apabila

panjang pemotongan tersebut diperbesar.

4. Kecepatan penghasilan gram dipengaruhi oleh gerak makan pergigi,

jumlah gigi pahat, perputaran poros spindle, kedalaman potong dan lebar

pemotongan.

2.6.2 SARAN

Sebelum melakukan praktikum mesin frais hendaknya segala sesuatu yang

berhubungan dengan mesin frais dipelajari dan difahami dengan baik agar

memudahkan dalam praktikum dan tidak terjadi hal – hal yang tidak diinginkan

yang bersifat merugikan baik terhadap mesin terlebih lagi kerugian pada diri

praktikan.

| 35

BAB III

MESIN SEKRAP

(SHAPING MACHINE)

3.1. PENDAHULUAN

Mesin sekrap adalah mesin dengan gerak utama yang berjalan maju mundur

secara horizontal atau vertikal mesin ini sering juga disebut mesin ketam. Mesin

sekrap dibuat untuk maksud menghilangkan material untuk menghasilkan permukaan

datar. Permukaan datar ini dapat dimesin secara honizontal, bersudut atau pada

bidang tegak. Pahat potong digerakkan maju dan mundur oleh sebuah ram yang mana

bergerak dalam sebuah bidang datar dengan gerakan bergantian. Pahat hanya

menghasilkan gram pada gerakan maju.


Tujuan praktikum sekrap ini adalah:

1. Dapat mengetahui dan memahami teknik dasar pengoperasian mesin sekrap

dengan benar.

2. Dapat mengetahui jenis-jenis kontrol otomatis dan manual pada mesin sekrap.

3. Dapat menganalisa kecepatan potong, pemakanan dan kecepatan putaran mesin

sekrap serta pemilihan tool (pahat) dan media pendingin dengan benar.

4. Dapat menganalisa jenis-jenis pengerjaan yang akan dilaksanakan pada mesin

sekrap.

3.3. LANDASAN TEORI

Mesin sekrap dibuat untuk maksud menghilangkan material untuk

menghasilkan permukaan datar. Permukaan datar ini dapat dimesin secara horizontal,

bersudut atau pada bidang tegak. Pahat potong digerakkan maju dan mundur oleh

sebuah ram yang mana bergerak dalam sebuah bidang datar dengan gerakan

bergantian. Pahat hanya menghasilkan gram pada gerakan maju.

Mesin sekrap merupakan mesin perkakas yang digunakan untuk membuat alur

(terutama alur V), meratakan permukaan, membuat lubang (segitiga, segiempat, segi

lima, dan lain-lain), dan sebagainya dengan cara menggerakkan pahat maju mundur.

| 36

3.3.1. Penggolongan Mesin Sekrap

Menurut design umumnya mesin sekrap (sekrap) dapat dikelompokkan sebagai

berikut :

a. Pemotongan dorong-horizontal

a. Biasa (pekerjaan produksi).

b. Universal (pekerjaan ruang perkakas).

Mesin sekrap horizontal ditunjukkan pada gambar 3.1. dibawah ini :

Gambar 3.1 Mesin Sekrap Horizontal

b. Pemotongan tarik – horizontal.

c. Vertikal.

a. Pembuat celah (slotter).

b. Pembuat dudukan pasak (key seater).

Mesin sekrap vertikal ditunjukkan pada gambar 3.2. :

| 37

Gambar 3.2 Mesin Sekrap Vertikal

d. Kegunaan khusus, misalnya untuk memotong roda gigi.

Daya dapat digunakan kepada mesin dengan motor tersendiri, baik melalui roda

gigi maupun sabuk, atau dengan penggunaan system hidrolis. Penggerakan ulak-alik

dari pahat dapat diatur dalam beberapa cara. Beberapa mesin sekrap yang lebih tua

digerakkan dengan roda gigi atau ulir hantaran, tetapi pada umumnya sekarang mesin

sekrap digerakkan dengan lengan osilasi dan mekanisme engkol.

Jenis mesin sekrap (sekrap) yang banyak digunakan adalah mesin sekrap jenis

horizontal. Kecepatan potong pada mesin sekrap horizontal didefinisikan sebagai

kecepatan rata–rata dari pahat selama langkah potong dan terutama tergantung pada

banyaknya langkah ram tiap menit dan panjang langkahnya. Kalau panjang langkah

diubah dan banyaknya langkah tiap menit tetap konstan , maka kecepatan potong

rata–rata berubah. Perbandingan dari kecepatan potong terhadap kecepatan balik

masuk ke dalam perhitungan, karena diperlukan untuk menentukan berapa bagian dari

waktukah bekerjanya pahat pemotong. (Amstead, 1981)

3.3.2. Bagian–Bagian Mesin Sekrap :

Bagian-bagian mesin sekrap adalah : (Alois, 1985)

1. Alas, dapat merupakan tuangan yang bolong atau dibuat dari baja-pelat.

Terdapat pintu-pintu masuk ke lemari alat-alat dan ke ruangan mekanisme

penggerak.

2. Dudukan, dipasang melintang eretan vertikal depan mesin dan

membawakan meja dan ragum mesin. Dudukan dinaikkan dan diturunkan

dengan tangan.

3. Meja, merupakan tuangan yang bolong yang dikerjakan dengan mesin,

dilengkapi dengan alur-alur pada permukaannya. Alur-alur ini memungkinkan

| 38

benda-benda kerja yang besar, yang tidak teratur bentuknya, dipasang

langsung pada meja. Meja dioperasikan dengan tangan atau otomatis.

4. Lengan, tuangan berat yang bergerak horizontal, tegak lurus terhadap

meja. Untuk penyetelan dan keausan disediakan slip baja yang disepuh keras.

Mekanisme yang mengerakkan lengan terdiri atas engkol beralur yang

dapat disetel dalam roda gigi besar. Engkol dihubungkan pada lengan dengan

perantaraan mata rantai yang bergerak bebas. Lengkapan ini berputar pada poros

bawah. Jarak yang ditempuh oleh lengan ditentukan oleh posisi lengan dalam

alur. Pada engkol terdapat pembagian derajat untuk memudahkan penyetelan

panjang langkah. Adapun bagian-bagian engkol pada mesin sekrap adalah :

1.Kepala, yang membawa pemegang pahat dan memberikan gerak vertikal

pada pahat. Gerak berputar juga dimungkinkan untuk melakukan pengerjaan

ke samping dan yang bersudut.

2.Penopang Meja, menembus meja bolong dan memberikan penopangan

serta kekakuan selama mesin berjalan.

3.Meja Lintang, meja ini dapat digerakkan dengan tangan atau otomatis.

Bila digerakkan dengan tenaga, maka banyaknya gerak diatur oleh posisi

batang penghubung pada roda penggerak. Batang itu dihubungkan pada

lengan buai dan bila roda penggerak berputar, lengan buai bergerak ke

belakang dan ke depan. Posisi daripada pal mengatur arah meja. Bila pal

dilepaskan, meja dapat dipindahkan ke samping dengan tangan. Meja tidak

boleh bergerak selama langkah memotong.

4. Rumah Pahat atau Rumah Klaper (Clapper Box). Rumah ini

memegang pahat dan didisain untuk mengangkatnya pada langkah yang tidak

memotong. Dengan demikian melindungi mata pemotong pahat. Nama

“clapper” berasal dari suara yang terdengar pada waktu rumah pahat

melakukan langkah balik.

e. Pahat Pada Mesin Sekrap.

Pahat yang digunakan untuk menyekrap pada dasarnya serupa dengan pahat

mesin bubut, tetapi lebih besar dan lebih dalam penampangnya, memberikan

tambahan kekuatan.

Mesin sekrap menghasilkan permukaan-permukaan yang datar. Hal ini dicapai

oleh pahat yang bergerak horizontal ke depan dengan benda kerja di bawahnya dan

| 39

tegak lurus padanya. Benda kerja tetap diam pada waktu pahat menyayat (pada

langkah tenaga) dan berpindah pada langkah balik pahat. Derajat penyelesaian akhir

tergantung pada :

1. Bentuk pahat

2. Kecepatan pahat lewat di atas benda kerja; hal ini tergantung pada jenis

logam yang disekrap;

3. Kecepatan benda kerja lewat melintangi pahat, misalnya ,penyayatan halus

menghasilkan pekerjaan akhir yang baik.

4. Penerapan cairan pendingin yang tepat.

Kerja pahat pada mesin sekrap di tunjukkan pada gambar 3.3. dibawah ini :

Gambar 3.3. Kerja Pahat

3.3.4. Tindakan Sebelum Mempergunakan Mesin Sekrrap

Tindakan-tindakan yang harus dilakukan sebelum mempergunakan mesin

sekrap adalah : (Alois, 1985).

1. Mengatur jarak langkah pahat

Langkah pahat harus diset mendekati 14 mm sampai 15 mm sebelum pahat

memotong benda kerja (langkah awal) dan 5 mm sampai 6 mm setelah memotong

benda kerja (langkah akhir).

2. Pengesetan kecepatan makan, kecepatan potong dan kedalaman potong.

| 40

Benda kerja

Pahat Arah penyayat

Untuk mengatur besarnya kecepatan potong, kecepatan makan dan kedalaman

potong proses sekrap dapat dilihat pada tabel yang terpasang pada kaca almari

disamping mesin sekrap.

3.3.5. Elemen dasar proses sekrap

Elemen-elemen dasar proses sekrap adalah :

Benda kerja : lw = panjang pemotongan pada benda kerja ; mm

lv = langkah pengawalan ; mm

ln = langkah pengakhiran ; mm

lt = panjang permesinan ; mm

ln++= lwlvlt ; mm

w = lebar pemotongan benda kerja ; mm

Mesin sekrap : f = gerak makan ; langkahmm

a = kedalaman potong ;mm

np = jumlah langkah per menit

Rs = perbandingan kecepatan

==vr

vmRs kecepatan maju/kecepatan mundur 1

1. Kecepatan potong rata-rata: ( ){ }

( )1000.2

1.. Rsltnv p +

= ; minm ...........(4.1)

2. Kecepatan makan : pnfvf .= ; minmm ......................(4.2)

3. Kecepatan pemotongan : vfwTc = ; min ............................(4.3)

4. Keceptan penghasilangram : vafZ ..= ; min3cm ................(4.4)

3.3.6. Proses Sekrap

Proses sekrap ditunjukkan pada gambar 3.4.

| 41

20,5 mm

18,8

mm

18,8 mm

Gambar 3.4. Proses Sekrap


Langkah-langkah pengerjan pada mesin sekrap:

1. Memasukkan benda kerja pada pencekam.

2. Mensekrap benda kerja sepanjang 18,8 mm, dengan 3 kali pengerjaan.

3. Untuk mendapatkan hasil penyekrapan yang maksimal, dilakukan pengikiran

setiap selesai penyekrapan.

Benda keja sebelum disekrap ditunjukan pada gambar 3.5 dibawah ini :

Gambar 3.5 Benda Kerja Sebelum disekrap3.5. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.5.1. Hasil Proses Sekrap

| 42

Daerah yang di Skrap

PAHAT

20,5 mm20,5 mm

18,2

mm

18,8 mm

Hasil produk proses sekrap ditunjukkan pada gambar 3.6.dibawah ini :

Gambar 3.6 Hasil Produk Proses Sekrap

Tabel 3.1

Hasil Pengamatan.

Langkah

lw (mm)

w (mm)

f (mm/langkah)

a (mm)

Posisi gigi

waktu maju (s)

waktu mundur (s)

np

(mm/min

1 18,8 20,5 0,2 0,2 3 126 123 17,642 18,8 20,5 0,2 0,3 3 130 124 17,243 18,8 20,5 0,2 0,1 4 63 60 23,88

3.5.2. Analisa Data

Diketahui :

Bahan Benda Kerja = Baja ST-37

lw = 18,8mm

w = 20,5 mm

f = 0,2 mm/langkah

lv = 15 mm

ln = 5 mm

Langkah 1 :

Mencari nilai kecepatan rata-rata ( ν ) :

Percobaan I :

lt = lv + ln + lw (mm)

lt = 15 + 5 + 18,8

lt = 38,8 mm

Rs=Vm/Vr

| 43

Rs=0,308/0,315

=0,97

dengan cara yang sama didapat hasil pengujian percobaan 2 dan 3

min674,0

)2000(

)}97,01.(8,38.64,17{

)1000.2(

)}1.(.{

mv

v

Rsltnv

p

=

+=

+=


Mencari nilai vf (kecepatan makan)

min53,3

64,17.2,0

min)/(.

mmvf

vf

mmnfvf p

=

=

=


Mencari nilai Tc (waktu pemotongan)

min8,5

53,3

5,20

=

=

=

Tc

Tc

vf

wTc

Mencari nilai Z (kecepatan penghasil gram)

min027,0

674,0.2,0.2,0

..

3cmZ

Z

vafZ

=

==

dengan cara yang sama didapat hasil pengujian precobaan ke 2 dan 3

Tabel 3.2

Hasil Analisa Data

Lang

kah

lw

(mm)

w

(mm)

a

(mm)

f

(mm/

step)

Rs np

(step/

mm)

v

(m/mi

n)

vf

(mm/

min)

tc

(min)

Z

(cm3/

min)

Vm (mm/s)

Vr (mm/s)

I 18,8 20,5 0,2 0,2 0,97 17,64 0,674 3,53 5,8 0,027 0,308 0,315II 18,8 20,5 0,3 0,2 0,96 17,24 0,66 3,45 5,94 0,039 0,298 0,312

| 44

III 18,8 20,5 0,1 0,2 0,95 23,88 0,904 4,77 3,29 0,018 0,61 0,64

3.5.3. Pembahasan

Pada praktikum mesin sekrap material yang digunakan adalah baja ST 37 yang

berbentuk balok. Benda kerja mempunyai ukuran yaitu panjang benda kerja adalah

18,8 mm dan lebar pemotongan adalah 20,5 mm.

Waktu penyekrapan yang paling lama adalah proses kedua yaitu proses sekrap

dengan kedalaman potong 0,3 mm dan posisi gigi penggerak pada posissi 3. Hal

tersebut disebabkan karena semakin besar kedalaman potong dan semakin pelan

gerakan maju mundur pahat potong, akan semakin lama pula yang dibutuhkan unutk

sekali proses penyekrapan. Begitu pula sebaliknya bila kedalaman potong semakin

kecil dengan posisi gigi penggerak berada pada posisi 4, maka waktu permesinan

yang dibutuhkan juga akan semakin kecil atau proses permesinan lebih cepat.

Pada saat melakukan pemesinan yang harus diperhatikan adalah pengaturan

panjang langkah awal yaitu 14 mm-1 5 mm dan panjang langkah akhir 5 mm-6 mm

untuk menjaga agar mata pahat tidak cepat rusak. Pada proses pemesinan terjadi

proses pemakanan benda kerja yang dilakukan oleh pahat dengan benda kerja sebagai

gerak makan (benda kerja bergerak dan pahat diam).

Pada kecepatan makan tahap 2, 1 dan 3 terjadi dengan berurutan kenaikan

kecepatan makan. Hal ini diperngaruhi oleh np yang terus semakin membesar.

Sedangkan Perbandingan kecepatan maju dengan kecepatan mundur pada pemesinan

ini harus kurang dari satu karena pahat melakukan pemotongan pada saat maju saja

sehingga timbul gesekan, jadi kecepatan maju harus lebih kecil daripada kecepatan

mundur. Untuk menghaluskan permukaan benda kerja kedalaman potong dan

kecepatan potong harus diperkecil.

Pada praktikum ini digunakan nilai untuk gerak makan (f=0,2 mm/langkah),

nilai ini didapat dengan cara mengatur atau menset skala untuk gerak makan yang ada

pada mesin skrap. Nilai f tersebut di pilih konstan untuk semua langkah proses, hal

tersebut dimaksudkan untuk mengetahui secara jelas perbedaan kecepatan makan dari

benda kerja dengan nilai np yang berbeda untuk tiap langkah proses. Dimana apabila

nilai np lebih besar maka kecepatan makannya juga akan besar atau dengan kata lain

proses pemakanan akan lebih cepat.

| 45

Waktu yang diperlukan untuk proses skrap akan semakin lama apabila lebar

pemotongan diperbesar, tetapi apabila kecepatan makannya diperbesar dengan lebar

yang tetap maka waktu pemotongannya akan semakin pendek.


3.6.1 KESIMPULAN

Dari hasil pembahasan diatas maka dapat diambil kesimpulan bahwa:

1. Mesin sekrap adalah mesin dengan gerak utama yang berjalan maju mundur

secara horizontal atau vertikal. Pada praktikum ini digunakan mesin sekrap

horizontal karena akan digunakan untuk meratakan permukaan.

2. Sebelum melakukan proses sekrap harus terlebih dahulu mengeset gerak makan

dan kedalaman potong yang terdapat pada mesin sekrap.

3. Perbandingan kecepatan pada mesin harus kurang dari satu karena kecepatan

mundur harus lebih besar dari kecepatan maju.

4. Karena terjadi gesekan yang menimbulkan panas antara pahat dan benda kerja

maka diperlukan pendingin yaitu air.

5. Semakin besar kedalaman potong, maka tingkat kekasaran permukaan benda kerja

yang dihasilkan semakin besar pula.

6. Kecepatan penghasilan gram dipengaruhi oleh kecepatan potong, kedalaman

pemakanan dan gerak makan per langkah.

7. Waktu yang diperlukan tergantung dari kecepatan langkah dan besarnya langkah,

yaitu langkah sebelum pemakan, langkah saat pemakan dan langkah sesudah

pemakanan, semakin besar langkah maka semakin lama waktu yang diperlukan.

8. Dalam proses menyekrap benda kerja bergerak ke arah kiri dan kanan sedangkan

pahat bergerak maju mundur.

3.6.2 SARAN

Sebelum melakukan praktikum pada mesin skrap hendaknya segala yang

berhubungan dengan mesin skrap baik cara pengoperasian ataupun faktor-faktor

keamanan harus dipelajari dan dipahami terlebih dahulu sehingga akan memudahkan

pada saat melakukan praktikum.

| 46

BAB IV

LAS GAS ASETELIN

4.1 PENDAHULUAN

Las gas asitelin merupakan salah satu macam metode las yang sering

digunakan. Dalam bab ini dibahas beberapa permasalahan yang berkaitan dengan las

asetelin. Pada las asetelin menggunakan tangki asetelin yang merupakan tempat untuk

membuat/pembangkit gas asetelin. Dalam tangki pembangkit asetelin dijalankan

proses pembuatan gas karbit dengan pertolongan air pada batu-batu karbit hingga

diperoleh gas asetelin. Dan yang paling memegang peranan penting pada proses

pengelasan adalah sejauh mana kita dapat mengatur antara tekanan gas asetelin

dengan oxigen untuk memperoleh nyala asetelin lebih, nyala netral dan nyala oxigen

yang lebih. Sehingga kita dapat membedakan antara ketiga proses tersebut dan dapat

membandingkan bagaimana hasilnya untuk memilih proses mana yang terbaik untuk

digunakan pada proses pengelasan dengan menggunakan gas asetelin.


Adapun tujuan praktikum ini adalah:

1. Dapat melakukan penyetelan peralatan las oxy-asetelin dengan mengatur

besar tekanan oksigen dan tekanan pada asetelin sesuai kebutuhan.

2. Dapat menyalakan brander / Torch dan mengatur penyalaan yang disesuaikan

dengan kebutuhan dan tingkat keamanan yang memadai.

3. Dapat mengatur kecepatan gerak brander/torch, lamanya pengelasan dan

penambahan bahan logam pengisi sesuai kebutuhan.

| 47

4.3. LANDASAN TEORI

Pengelasan dengan oksi-asetelin adalah proses pengelasan secara manual

dengan pemanasan permukaan logam yang akan dilas atau disambung sampai

mencair oleh nyala gas asetelin melalui pembakaran C2H2 oleh oksigen O2 dengan

atau tanpa logam pengisi. Proses penyambungannya dapat dilakukan dengan tekanan

(ditekan). Pembakaran gas C2H2 oleh oksigen (O2) dapat menghasilkan suhu yang

sangat tinggi sehingga dapat mencairkan logam. Untuk memperoleh nyala

pembakaran yang baik perlu pengaturan campuran gas yang dibakar. Jika jumlah gas

O2 ditambah maka akan dihasilkan suhu yang sangat tinggi, lebih tinggi daripada

suhu titik lebur baja atau metal lainnya sehingga dalam waktu sekejap mampu

mencairkan logam tersebut yang cukup tebal. Oleh karena itu, jenis las ini sangat baik

untuk memotong logam. Pemotongan dengan las jenis ini tidak baik untuk baja

paduan misalnya stainless steel yang sangat peka terhadap oksidasi.

Karena banyaknya bahan las yang teroksidasi (akibat pemakaian gas oksigen

(O2) untuk pembakaran) maka mutu las karbit pada umumnya kurang baik (senyawa

oksidasi merupakan senyawa yang tidak mempunyai kekuatan mekanis). Namun

mutu las jenis ini dapat diperbaiki dengan cara menggunakan fluks sebagai pencegah

oksidasi, misalnya fluks core dan fluks coated rod. Pemakaian las jenis ini misalnya

untuk keperluan: pengelasan produksi, kerja lapangan dan reparasi. Umumnya las

asetelin sangat baik unuk mengelas baja karbon, terutama yang berbentuk lembaran-

lembaran dan pipa-pipa berdinding tipis. Pada umumnya semua jenis logam ferro dan

non ferro dapat dilas dengan las jenis ini, baik dengan fluks maupun tanpa fluks.

Unit Las Asetelin dengan generator asetelin ditunjukkan pada gambar 4.1.

dibawah ini :

| 48

Gambar 4.1. Unit Las Asetelin Dengan Generator Asetelin

4.3.1 Bagian-Bagian Unit Las Asetelin

Bagian-bagian unit las asetelin :

1. Tabung Oksigen

Tabung oksigen adalah suatu silinder botol yang terbuat dari bahan baja

yang berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan gas oksigen dengan tekanan

kerja tertentu. Tabung oksigen biasanya berwarna biru atau hitam mempunyai

katup atau pembuka katup berupa roda tangan dan baut serta mur pengikutnya

adalah ulir kanan. Pada bagian atas ada dudukan untuk memasang regulator.

Gas yang terdapat dalam tabung baja ini tekanan yang cukup besar dan dalam

satu tabung terdapat 40 liter atau 60 liter gas oksigen.

2. Regulator

Keluarnya gas oksigen dapat diatur dengan alat yang disebut regulator.

Regulator adalah alat atau perlengkapan dari tabung gas yang berfungsi

sebagai alat untuk mengatur besarnya tekanan kerja. Besarnya tekanan kerja

dapat diatur oleh operator las dengan cara mengatur katup.

Pada regulator terdapat dua buah alat pengukur tekanan yang disebut

manometer. Dua buah manometer yang terdapat pada regulator berfungsi

untuk :

a. Mengukur tekanan isi tabung gas (skala tekanan sampai 3 kg/cm2)

b. Mengukur tekanan kerja las (skala tekanan sampai 3 kg/cm2)

| 49

Bagian regulator di tunjukkan pada gambar 4.2. dibawah ini :

Gambar 4.2. Bagan regulator

3. Tabung Asetelin

Tabung asetelin adalah silinder atau botol yang terbuat dari bahan baja

yang berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan gas asetelin dengan tekanan

kerja tertentu. Di dalam tabung asetelin terdapat beberapa alat misalnya bahan

berpori seperti kapas sutra tiruan atau asbes yang berfungsi sebagai penyerap

aseton, yaitu bahan agar asetelin dapat larut dengan baik dan aman dibawah

pengaruh tekanan.

4. Brander Las

Brander atau alat pembakar gas adalah alat yang berfungsi sebagai

pencampur gas asetelin dengan gas oksigen dengan proporsi tertentu yang

dapat diatur. Brander yang baik yaitu brander yang dapat mencampur asetelin

dan oksigen dengan homogen. Campuran gas yang homogen ini akan keluar

lewat mulut brander dengan tekanan tertentu (tergantung pengaturan), dan

mudah sekali terbakar. Dengan bantuan bara atau nyala api semburan

campuran gas dapat dinyalakan dan akan menghasilkan nyala api yang

bersuhu tinggi.

Brander mempunyai beberapa bagian seperti terlihat pada gambar 4.3.

Masing-masing bagian mempunyai fungsi sendiri-sendiri, sebagai berikut.

| 50

Gambar 4.3. BranderBagian-Bagian Brander Mesin Las :

1. Mulut Brander : mengatur debit aliran campuran gas asetelin dan gas

oksigen. Mulut brander dapat diganti-ganti ukurannya

sesuai keperluan. Besarnya lubang mulut menentukan

banyaknya campuran gas yang dapat keluar untuk tiap

jamnya. Misalnya mulut brander ukuran 220, berarti

gas yang dapat keluar melalui mulut adalah 220 liter

tiap jam. Pemilihan ukuran mulut berdasarkan tebal

tipisnya bahan yang akan dilas.

2. Injektor : Untuk memancarkan campuran gas asetelin dan

oksigen ke mulut brander.

3. Katup gas : Alat untuk membuka, menutup aliran dan mengatur

jumlah aliran gas oksigen atau gas asetelin yang akan

digunakan dalam pengelasan.

4. Nipel : berfungsi untuk mengatur kabel-kabel las atau sedang

las baik las sedang gas oksigen maupun gas asetelin.

5. Slang Las

Slang las dibedakan menjadi dua yaitu slang gas oksigen dan slang gas asetelin.

Slang yang digunakan harus kuat dan fleksibel, karena slang bekerja pada tekanan gas

sampai 10 kg/cm2. Slang gas asetelin berwarna merah, sedangkan warna slang gas

oksigen berwarna hijau atau biru. Ciri yang lain yaitu ulir mur baut pada slang gas

oksigen berulir kanan dan pada slang gas asetelin berulir kiri.

4.3.2. Tipe Nyala Las Oksi Asetelin

Panas yang dibutuhkan berasal dari pembakaran gas asetelin, propan, dan

hydrogen. Sedangkan logam pengisi (filter metal) berupa kawat metal dimana jenis

| 51

kawatnya disesuaikan dengan bahan yang akan disambung. Dalam praktikum ini, gas

pembakar digunakan gas asetelin. Selanjutnya, kualitas dari sambungan yang

dihasilkan sangat dipengaruhi oleh tipe nyala gas asetelin yang diperoleh. Adapun

tipe-tipe nyalanya sebagai berikut :

1. Tipe Nyala asetelin lebih (nyala karburasi)

Bila jumlah asetelin yang digunakan melebihi dari jumlah yang dibutuhkan

untuk mendapatkan netral, maka di antara kerucut dalam dan luar akan timbul

kerucut baru yang berwarna kebiru-biruan. Kelebihan asetelin ini akan

menyebabkan terjadinya karburasi pada logam cair. Tipe nyala karburasi dapat


Gambar 4.4 Tipe Nyala Karburasi

2. Tipe Nyala netral

Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dengan asetelin seimbang.

Nyala ini terdiri dari kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar

yang berwarna biru kekuningan. Tipe Nyala Netral dapat dilihat pada gambar 4.5.

dibawah ini :

Gambar 4.5 Tipe Nyala netral / normal

3. Tipe Nyala oksigen lebih

| 52

Kerucut antara Kerucut luarKerucut dalam

Kerucut luar

Kerucut dalam

Apabila terjadi kelebihan gas oksigen, nyala las akan menjadi lebih pendek

dan kerucut dalam berwarna ungu. Bila pengelasan dilakukan dengan

menggunakan nyala tipe ini, akan terjadi proses oksidasi pada logam cair. Tipe

Nyala Oksigen Lebih dapat dilihat pada gambar 4.6. dibawah ini :

Gambar 4.6 Tipe Nyala oksidasi

4.4 PELAKSANAAN / CARA PRAKTIKUM

Langkah-langkah pengerjaan sebagai berikut :

1. Memotong benda kerja sebanyak 8 potongan ( 4 pasang ).

2. Menggrinda ujung dari ketiga pasang plat dengan tipe yang berbeda

( bentuk V, X, I,T).

3. Melakukan pengelasan terhadap ketiga benda kerja tersebut

4. Selanjutnya menggerinda permukaan benda kerja yang telah dilas sampai

merata untuk proses selanjutnya.

Untuk lebih jelasnya dapat dillhat pada gambar di bawah ini :

Kampuh

Plat

Kampuh

Plat

| 53

Kerucut luar

Kerucut dalam

Gambar 4.7 Sambungan kampuh V

Gambar 4.8 Sambungan kampuh X

Plat Kampuh

Gambar 4.9 Sambungan kampuh I

Plat Kampuh

Plat

Gambar 4.10 Sambungan kampuh T


4.5.1. Hasil Pengamatan

Tabel 4.1.

Hasil Pengamatan

Tipe Sambungan

Diameter Logam pengisi (mm)

Tekanan dalam Tabung Oksigen (kg/cm3)

Tekanan Oksigen yang digunakan (kg/cm3)

Tekanan dalam Tabung Acitelin (kg/cm3)

Tekanan Acitelin yang digunakan (kg/cm3)

Waktu (s)

V 0,16 90 2,85 18 8,7 39T 0,16 90 2,85 18 8,7 196X 0,16 90 2,85 18 8,7 103I 0,16 90 2,85 18 8,7 40

| 54

4.5.2. Pembahasan

Pada praktikum ini las oksi-asetelin digunakan untuk menyambung 2 buah

flat yang tebalnya 2 mm dengan panjang 10 cm sebanyak 8 potong ( 4 pasang ).

Keempat pasang flat tersebut digerinda ujungnya dengan tipe yang berbeda-beda

(bentuk V, bentuk X, bentuk I dan bentuk T) kemudian dilakukan pengelasan

terhadap keempat pasang flat tersebut dengan tipe nyala yang sama. Untuk

pasangan plat tipe V dilakukan dengan tipe nyala normal, begitu pula untuk ketiga

peasang plat yang lain yaitu pasangan plat tipe X, pasangan plat tipe I, pasangan

plat tipe T.

Waktu yang diperlukan untuk melakukan pengelasan yang paling lama

adalah tipe T yaitu 196 detik, hal ini dikarenakan pengelasan tipe T harus dilakukan

pada 2 bagian (bagian samping kiri dan kanan) pada sisi plat. Waktu pengelasan

juga dipengaruhi oleh orang yang mengelas, semakin biasa individu tersebut

melakukan pengelasan maka semakin sedikit waktu yang diperlukan dan semakin

bagus hasil pengelasannya. Setelah itu waktu terlama kedua digunakan untuk

mengelas tipe X. Sama dengan plat tipe T, plat tipe X juga dilakukan dua tahap

pengelasan yaitu pengelasan bagian atas dan bawah plat.

Pada plat tipe I dan V dibutuhkan waktu yang relatif singkat, hal ini

disebabkan Karena untuk plat tipe V dan I terjadi pengelasan hanya pada satu sisi

saja.

Pada waktu pengelasan dengan las oksi-asetilen juga terbentuk terak pada

kedua plat yang telah dilas. Terak ini berfungsi untuk melindungi hasil lasan dari

kontaminasi udara sekitar.


4.6.1 KESIMPULANPada pengelasan asetelin ini dapat diamabil suatu kesimpulan di antaranya:

1. Pengelasan asetelin yaitu proses pengelasan secara manual dimana permukaan

logam yang disambung mengalami pemanasan sampai mencair.

2. Pada Brander terdapat katup O2 dan katup asetelin sehingga dapat digunakan untuk

mengatur tekanan O2 dan asetelin yang dibutuhkan.

3. Pengelesan asetelin dapat dilakukan dengan bentuk nyala yang berbeda yaitu nyala

netral, nyala oksidesing dan nyala karburising. Nyala netral adalah yang paling

| 55

ideal dan paling baik dari ketiga tipe nyala teresebut, dimana perbandingan antara

oksigen dengan asetelinnya seimbang.

4. Waktu pengelasan dipengaruhi oleh bentuk dari plat yang akan di las dan

individual yang melakukan proses las.

4.6.2 SARAN

Sebelum melakukan pengelasan terahadap benda kerja yang sebenarnya sebaiknya

pengelasan dicoba dahulu terhadap benda yang bukan merupakan benda kerja agar

apabila terjadi kesalahan pengaturan tipe nyala api atau kerusakan yang lainnya

tidak akan merusak benda kerja

BAB V

LAS BUSUR LISTRIK

5.1. PENDAHULUAN

Las busur listrik adalah las yang paling sering digunakan. Dalam las busur

listrik, yang ditemukan di pertengahan tahun 1.800-an, panas yang dibutuhkan berasal

dari energi listrik. Penggunaan baik sebuah elektrode habis pakai (konsumeable) dan

elektrode tak habis pakai (non konsumeable) (rot atau wire), sebuah busur listrik yang

dihasilkan antara busur elektrode dengan benda kerja yang akan dilas, menggunakan

sumber arus searah (DC) atau arus bolak balik (AC). Las busur listrik ini mencapai

temperatur sampai 30.000°C (54.000°F), yang mana jauh lebih tinggi dengan yang

dihasilkan pada penggelasan gas oxy-asetelin.

Proses pengelasan busur listrik ditunjukkan pada gambar 5.1. dibawah ini :

| 56

Gambar 5.1. Proses Pengelasan Busur Listrik.


Tujuan praktikum adalah :

1. Dapat mengatur mesin las listrik, mempersiapkan elektrode, benda kerja

dan eralatan pembantu yang akan digunakan dalam pengelasan.

2. Dapat menentukan jenis elektrode, dan kecepatan pengelasan sesuai

dengan kebutuhan.

3. Dapat menentukan ayunan dan kecepatan electrode sesuai dengan

kebutuhan yang mempengaruhinya didalam proses pengelasan.

4. Dapat mengerti dan memahami pemilihan jenis kampuh las.

5. Dapat membuat beberapa model produk

5.3. LANDASAN TEORI

Dalam las busur listrik, yang ditemukan di pertengahan tahun 1800-an, panas

yang dibutuhkan berasal dari energi listrik. Penggunaan baik sebuah elektrode habis

pakai (konsumeable) dan elektrode tak habis pakai (non konsumeable) (rot atau wire),

sebuah busur listrik yang dihasilkan antara busur elektrode dengan benda kerja yang

akan dilas, menggunakan sumber arus searah (DC) atau arus bolak balik (AC). Las

busur listrik ini mencapai temperatur sampal 30.000°C (yang mana jauh lebih tinggi

dengan yang dihasilkan pada penggelasan gas oxy-asetelin.

Ilustrasi skematik dari las busur listrik ditunjukkan pada gambar 5.2. dibawah

ini :

| 57

Gambar 5.2. ilustrasi skematik dari las busur listrik.

Mesin las listrik dengan elektrode terbungkus (shielded metal arc welding)

merupakan metode yang tertua, paling sederhana dan paling gampang berubah dari

proses penyambungan logam yang ada, menggunakan elektrode kawat logam yang

terbungkus fluks. Proses pemindahan logam dari elektrode terjadi saat elektrode

mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa oleh aliran arus busur listrik yang

terjadi.

Pola pemindahan elektrode dipengaruhi oleh besarya arus listrik. Makin besar

arus listrik, maka makin halus butiran logamnya. Disamping itu juga hasil las-lasan

dipengaruhi oleh komposisi fluks yang digunakan. Adapun fungsi dari fluks (dalam

bentuk terak) adalah untuk melindungi busur dari kontaminasi udara luar (oksigen).

Las tipe ini memiliki beberapa keuntungan yaitu relatif mudah dan dapat

diubah-ubah, membutuhkan relatif sedikit variasi dalam diameter elektrode. Peralatan

mesin listrik ini terdiri dari sebuah power supply, kabel listrik dan pemegang

elektrode. Hal yang perlu diperhatikan adalah pemakaian peralatan keamanan

terutama kaca untuk melindungi dari sinar yang dihasilkan busur listrilk.

5.3.1. Arus Yang di Hasilkan Mesin Las Busur Listrik

Tipe mesin las busur listrik menurut arus yang dihasilkan adalah arus searah

(DC) dan arus bolak-balik (AC).

1. Arus searah (DC)

Arus DC adalah arus yang dihasilkan oleh motor generator, alat

penyearah arus (rectifier set) atau mesin yang menggerakan generator. Arus

searah mengalir dari mesin las ke tang las dan terus ke benda kerja. Walaupun

dalam pemakaiannya tidak merata, tetapi tidak menggangu jalannya

pengelasan, sebab arus las mengalir terus menerus, sehingga pengelasan dapat

berjalan lancar dan baik.

| 58

Kerugian tegangan (Voltage Drop)

Kabel las sebaiknya dibuat sependek mungkin karena kabel yang

panjang lebih kritis pada sistim arus searah (DC) daripada arus bolak- balik

(AC). Untuk mendapatkan kembali tegangan yang hilang dan busur las yang

sesuai yang baik untuk pengelasan terpaksa tegangan pada mesin las dinaikkan

sehingga mesin las mendapat beban lebih (over Load) sehingga mesin menjadi

panas. Arus DC lebih baik dipakai pada pemakaian kawat las bergaris tengah

kecil karena dapat memakai ampere yang rendah.

2. Arus bolak-balik (AC)

Untuk keperluan ini dibuat mesin las dengan konstruksi transformator

yang khusus, dan disebut mesin tansformator las. Semua jenis kawat las dapat

digunakan. Pada mesin ini dapat dikombinasikan sistem kutub langsung dan

sitem kutub arus AC.

Berdasarkan sistem pengatur arus yang digunakan, mesin las busur

listrik AC dapat dibagi dalam empat jenis yaitu : jenis inti bergerak, jenis

kumparan begerak, jenis reaktor jenuh dan jenis saklar .

Kerugian tegangan (Voltage Drop)

Dapat dipakai agak jauh, karena kerugian tegangan lebih kecil daripada

arus searah (DC). Panjang kabel las jangan terlalu berlebihan, pemakaian

kabel berlipat dan melingkar dihindari karena dapat menimbulkan induksi

sehingga tegangan pada mesin las menjadi tinggi.

5.3.2. Bagian – Bagian Las Busur Listrik

Bagian-bagian las busur listrik adalah :

1. Elektroda

Pada dasarnya bila ditinjau dari logam yang dilas kawat elektrode dibedakan

menjadi lima group besar yaitu : baja lunak, baja karbon tinggi, baja paduan, besi

tuang dan logam non ferro. Karena filler metal harus mempunyai kesamaan sifat

dengan logam induk, maka sekaligus ini berarti bahwa tiada elektroada yang dapat

dipakai untuk semua jenis pengelasan, demikian pula ukuran diameternya.

Elektroda pada las listrik merupakan bagian yang sangat penting. Elektroda

akan mencair pada waktu pengelasan. Macam dan jenis elektroda banyak sekali,

berdasarkan selaputnya dibedakan menjadi :

1. Elektroda polos

2. Elektroda berselaput tipis

| 59

3. Elektroda berselaput tebal

Tebal selaput elektroda antara 11% - 50% dari diameter elektroda. Selaput

elektroda akan menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las, busur listrik

dan sebagian benda kerja terhadap udara luar. Karena udara mengandung O2 dan

N yang dapat mempengaruhi sifat mekanik dari logam yang di las.

2. Kabel Las

Kabel las digunakan untuk mengalirkan arus listrik dari sumber listrik ke

mesin las atau dari mesin las ke elektroda dan massa. Arus yang digunakan atau

arus yang dialirkan melalui kabel cukup besar, karena daya yang digunakan untuk

pengelasan besar. Arus yang besar harus dapat dialirkan lewat kabel tanpa banyak

mengalami hambatan. Untuk meminimalkan hambatan yang terjadi sepanjang

penghantar perlu dipilih kabel yang sesuai dengan arus yang dialirkan semakin

besar hambatan jenis suatu bahan maka semakin sulit bahan tersebut mengalirkan

arus atau semakin besar hambatan yang terjadi.

3. Pemegang Elektroda

Pemegang elektroda berfungsi sebagai penjepit atau pemegang ujung

elektroda yang tak berselaput. Sebenarnya fungsi untuk memegang ujung

elektroda ini tidak saja memegang tetapi harus mampu mengalirkan arus dari

kabel elektroda ke elektroda. Karena fungsi yang sangat penting ini maka

pemegang elektroda harus mampu memegang dengan mantap dan terbuat dari

bahan yang mampu mengalirkan arus dengan baik, sehingga arus yang mengalir

dari kabel ke elektroda dapat berjalan sempurna.

4. Tang Massa

Tang massa berfungsi untuk menghubungkan kabel massa ke benda kerja

atau ke meja kerja. Tang massa juga berfungsi sebagai alat untuk mengalirkan

arus listrik dari kabel massa ke benda kerja atau meja kerja. Oleh karena itu, tang

massa harus dijepitkan pada bagian yang bersih dan mampu mengantarkan arus

listrik pada bagian benda kerja atau pada meja kerja.

Cara kerja untuk menempelkan tang massa pada benda kerja atau meja

kerja ada 2 macam yaitu : dengan sistim penjepit atau klem dan sistim magnet.

Tang massa sistim klem dilengkapi dengan pegas yang kuat untuk memberikan

gaya penjepit yang kuat ke benda kerja atau meja kerja. Tang massa ditempelkan

pada benda kerja, sebaiknya diletakkan pada bagian yang tidak mengganggu

pelaksanaan pengelasan.

| 60

5. Palu Terak

Palu terak digunakan untuk membersihkan terak yang terjadi akibat proses

pengelasan dengan cara memukul atau menggores teraknya. Pada waktu

membersihkan terak digaunakan kaca mata yang terang untuk melindungi mata dari

percikan bunga api dan terak.

6. Tang Panas

Tang panas digunakan untuk memegang benda-benda panas yang

memperoleh pemanasan dari pengelasan. Tangkai tang biasanya diisolasi dengan

isolator panas misalnya plastik atau bahan lain yang dapat menahan panas. Tang

panas memiliki tangkai yang panjang karena sering kali tang panas juga digunakan

untuk memegang benda kerja yang akan di las.

7. Sikat Kawat

Sikat kawat berfungsi untuk membersihkan benda kerja yang akan dilas

dan sisa-sisa terak yang masih ada setelah dibersihkan dengan palu terak. Bahan

serabut sikat terbuat dari kawat baja yang tahan terhadap panas dan elastis, dengan

tangkai dari kayu yang dapat mengisolasi panas dari bagian yang disikat.

5.3.3. Cara – Cara Pengelasan

Cara pengelasan yang sering digunakan dalam praktek dan termasuk

klasifikasi las busur listrik adalah : las elektroda terbungkus, las busur dengan

pelindung gas dan las busur dengan pelindung bukan gas, las busur rendam.

1. Las elektroda terbungkus

Las elektroda terbungkus menggunakan kawat elektroda logam yang

dibungkus dengan fluks. Busur listrik terbentuk diantara logam induk dan

ujung elektroda. Karena panas dari busur ini maka logam induk dan ujung

elektroda tersebut akan mencair dan kemudian akan mencair bersama.

Mesin las listrik dengan elektroda terbungkus (Shielded metal arc

welding (SMAW) merupakan metode yang tertua, paling sederhana dan paling

gampang berubah dari proses penyanbungan logam yang ada,

Las tipe ini memiliki beberapa keuntungan yaitu relatif mudah dan dapat

diubah-ubah, membutuhkan relatif sedikit variasi dalam diameter elektroda.

Peralatan mesin listrik ini terdiri dari sebuah fower supply, kabel listrik dan

| 61

pemegang elektroda. Hal yang perlu diperhatikan adalah pemakaian peralatan

keamanan terutama kaca, untuk melindungi mata dari terangnya sinar yang

dihasilkan.

2. Las busur dengan pelindung gas

Las busur gas adalah cara pengelasan dimana gas dihembuskan kedaerah

las untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfir. Gas

yang digunakan sebagai pelindung adalah gas helium (He), gas Argon (Ar),

gas karbon dioksida (CO2) atau campuran dari gas-gas tersebut.

3. Las busur dengan pelindung bukan gas

Operasi pengelasan ini sama dengan operasi pada las busur gas. Dalam

hal semi otomatik, kawat las digerakan secara otomatik sedang alat pembakar

digerakkan dengan tangan, sedangkan dalam hal otomatik penuh kedua-

duanya digerakan secara otomatik. Sesuai dengan namanya pengelasan ini

tidak menggunakan selubung gas apapun juga. Karena itu peroses pengelasan

menjadi lebih sederhana.Berikut ini adalah beberapa hal penting dalam las

busur tanpa gas :

1. Tidak menggunakan gas pelindung sehingga pengelasan dapat

dilakukan dilapangan yang berangin.

2. Effisiensi pengelasan lebih tinggi dari pada pengelasan dengan

busur terlindung.

3. Dapat menggunakan sumber listrik AC.

4. Dihasilkan gas yang banyak sekali.

5. Kwalitas pengelasan lebih rendah daripada pengelasan yang lain.

Dalam pengelasan ini menggunakan kawat las berisi fluks yang bersifat:

dapat menghasilkan gas yang banyak dan dapat membentuk terak, mempunyai

sifat deoksidator dan denitrator dan dapat memantapkan busur.

4. Las busur rendam

Las busur rendam adalah suatu cara mengelas dimana logam cair

dihitung dengan fluks yang diatur melalui suatu penampung fluks dan logam

pengisi yang berupa kawat pejal diumpankan secara terus-menerus.

Dalampengelasan ini busur listriknya terendam dalam fluks. Hal-hal penting

dalam pengelaan ini adalah :

1. Karena seluruh cairan tertutup oleh fluks maka kwalitas daerah las

sangat baik.

| 62

2. Karena dapat digunakan kawat las yang besar, maka arus

pengelasan juga besar sehingga penetrasi cukup dalam dan effisiensi

pengelasan tinggi.

3. Karena kampuh las dapat dibuat kecil maka bahan las dapat dibuat

hemat.

4. Karena prosesnya secara otomatik, maka tidak diperlukan

keterampilan juru las yang tinggi dan perubahan-perubahan teknik

pengelasan yang dilakukan oleh juru las tidak banyak pengaruhnya

terhadap kwalitas las.

5. Posisi pengelasan terbatas hanya pada posisi horisontal.

6. Karena prosesnya otomatik, maka penggunaannya lebih terbatas

bila dibandingkan dengan las dengan tangan atau semi otomatik.


Langkah-langkah Pengerjaan

1. Menyiapkan alat yang akan digunakan seperti (alat potong, kikir, meteran,

elektrode, dll.)

2. Memotong bahan benda kerja sesuai ketentuan.

3. Menyambung bagian-bagian dengan las busur listrik.

5.5 HASIL DAN PEMBAHASAN

5.5.1. Hasil Proses Pengelasan.

Hasil proses pengelasan ditunjukkan pada gambar 5.3. berikut ini :

| 63

Tampak Depan Tampak Atas

Gambar 5.3. Hasil Proses Pengelasan

Tabel 5.1

Hasil Pengamatan

5.5.2. Pembahasan

Dalam pengelasan ini digunakan elektroda yang dibungkus dengan fluks.

Proses pemindahan logam elektroda terjadi pada saat elektroda mencair dan

membentuk butir-butir yang terbawa oleh arus busur listrik yang terjadi, bila

digunakan arus yang besar maka akan terjadi butiran logam yang halus. Elektroda

berada pada kutub positif sehingga nyala lasan bersifat besar dan dangkal.

Pada praktikum kali ini kita menggunakan arus DC dengan tegangan keluaran

400 volt dan kuat arus 90 ampere. Pada arus DC busur yang lebih mantap

daripada menggunakan arus AC, sehingga sesuai untuk pengelasan pelat-pelat

yang amat tipis.

Besarnya arus yang mengalir pada proses pengelasan akan mempengaruhi

kecepatan proses pengelasan. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin

cepat proses pengelasan tersebut.

Adapun bahan-bahan fluks yang digunakan terdiri dari bahan-bahan tertentu.

Bahan yang digunakan dapat digolongkan dalam bahan pemantapan busur,

| 64

No Bentuk Ukuran (cm)

Jumlah Diameter Elektroda (mm)

Arus Listrik (A)

Tegangan (V)

1 50 9 2,6 90 400

2 100 1 2,6 90 400

3 85 1 2,6 90 400

4 70 6 2,6 90 400

5 50 3 2,6 90 400

6 35 1 2,6 90 400

pembuat terak, penghasil gas, deoksidator, unsur paduan dan bahan pengikat yaitu

oksida-oksida logam, karbon silikat, zat organik, baja paduan, dan serbuk besi.

Dalam elektroda terbungkus, fluks bertindak sebagai: sumber-sumber unsur

paduan, pengatur penggunaan, sumber terak atau gas yang dapat melindungi

logam cair terhadap udara sekitarnya, dan pemantapan busur dan penyebab

kelancaran pemindahan butir-butir cairan logam.

5.6 KESIMPULAN

Dari hasil pengelasan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Besar arus tergantung pada jenis elektroda yang dipakai, posisi pengelasan, serta

tebal bahan dasar.

2. Besar arus pada pengelasan mempengaruhi proses pengelasan, semakin besar arus

yang dipakai maka proses pengelasan akan semakin cepat.

3. Untuk memperoleh nyala busur las yang baik diperlukan pengaturan arus (ampere)

yang tepat sesuai dengan type dan ukuran elektroda dan ketebalan benda kerja.

4. Permukaan yang bersih akan menghasilkan sambungan las yang jauh lebih kuat.

5. Arus dipengaruhi oleh besarnya hambatan pada kondisi tegangan konstan,

semakin besar hambatan maka arusnya semakin kecil, maka untuk mendapatkan

arus yang besar maka hambatan harus diperkecil atau sebaliknya.

6. Hasil pengelasan dipengaruhi oleh kecepatan pengelasan, posisi pengelasan dan

ketebalan benda kerja serta diemeter dan jenis elektroda.

5.6 SARAN

Sebelum melakukan praktikum proses pengelasan pada las busur listrik

hendaknya segala sesuatu yang berkaitan dengan las busur listrik naik itu cara

pengoperasian atau factor-faktor keamanan harus diperhatikan sebaik mungkin

sehingga tidak terjadi hal-hal yang diinginkan saat praktikum.

| 65

DAFTAR PUSTAKA

Alois Schonmetz.. Peter Sinnl., Johann Rathpoller.,1985. Pengerjaan Logam dengan

Mesin. Angkasa. Bandung.

Amstead B. H. Ostwald Philip F, Begema M. L.,1979. Teknologi Mekanik. Erlangga.

Jakarta.

Anonim, 2004. Petunjuk Praktikum Proses Produksi. Fakultas Teknik Jurusan Teknik

Mesin Universitas Mataram, Mataram.

Daryanto,Drs., 1987 Alat Perkakas Bengkel. PT. Bina Aksara. Jakarta.

Boentarto, 1997. Bengkel Teknik Las ListrikCV. Anelca Solo.

| 66

Daryanto,Drs., 1987. Alatperkakas bengkel. PT. Bina Aksara. Jakarta.

Gatot Bintoto, 1999. Dasar-Dasar Pekerjaan Las. Kanisius, Yogyakarta.

Triadi A, 2001. Petunjuk Proses Pengelasan, Mataram

John Stefford, Guy Mc Murdo dan Abdul Rahman, 1986,Teknologi Kerja Bangku,

Erlangga, Jakarta

| 67

bagian mesin frais

Documents