Download - KLASIFIKASI PROSES PRODUKSI USU TEKNIK MESIN
TUGAS
PEMILIHAN BAHAN DAN PROSES
(KLASIFIKASI PROSES PRODUKSI)
OLEH
RAHMAN SONOWIJOYO
130421036
PROGRAM STUDI EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN 2013/2014
Klasifikasi Proses Produksi
A) FORMING : proses pembentukan
B) MACHINING : proses permesinan
C) JOINING : proses penyambungan
D) HEAT TREATMENT : perlakuan panas
E) SURFACE TREATMENT : perlakuan permukaan
A) FORMING
(1) HOT FORMING : proses pembentukan panas
(a)Casting / Foundry : pengecoran logam
(b)Molding : pencetakan non logam
(2) COLD FORMING : proses pembentukan dingin :
material tdk dlm keadaan cair/lunak
(a)Sheet metal forming : pembentukan pelat logam
(b)Non-sheet
B) MACHINING
(1) CONVENTIONAL MACHINING : proses permesinan konvensional
(a)Lathe : bubut / turning
(b)Milling : frais
(c)Shaping/Scraping : skrap
(d)Drilling : pelubangan & Boring, dll.
(2) UNCONVENTIONAL MACHINING : proses Permesinan non-konvensional
(a)EDM
(b)USM
C) JOINING
(1)Permanen (tdk utk dibongkar/dilepas)
➔ Welding : pengelasan
➔ Brazing
(2)Semi permanen
➔ Paku keling
➔ Pasak / pena
(3)Non-permanen (bisa dilepas/disambung ulang)
➔ Mur & baut
D) HEAT TREATMENT
a)Hardening : mengeraskan (logam)
b)Anealing
c)Tempering : menyeragamkan struktur
d)Normalizing :
e)Spheroidizing : agar butiran/struktur menjadi bulat
f)Dll.
MECHINING
I. Mesin Milling
1. Pengertian Mesin Millling
Mesin milling adalah mesin suatu mesin perkakas yang menghasilkan sebuah
bidang datar dimana pisau/cutter berputar pada tempat yang tetap dan benda kerja
bergerak melakukan pemakanan.
Prinsip kerja mesin milling adalah gerakan rotasi teratur yang terdapat pada
alat potong atau cutter sedangkan benda kerja diam. Benda kerja tersebut bergerak ke
arah cutter sehingga terjadi penyayatan benda kerja oleh cutter. Pada saat alat potong
(cutter) berputar, gigi-gigi potongnya menyentuh permukaan benda kerja yang dijepit
pada ragum meja mesin frais sehingga terjadilah pemotongan/ penyayatan dengan
kedalaman sesuai penyetingan sehingga menjadi benda produksi sesuai dengan
gambar kerja yang dikehendaki.
Pemakanan pada proses milling terjadi karena ada kontak antara benda kerja
dan mata alat potong yang tajam, kontak ini berupa gaya yang berbentuk gerakan
putar alat potong yang akan menghasilkan sayatan terhadap benda kerja.
2. Gerakan-gerakan Mesin Milling dan Arah Pemakanan
Pada mesin milling ada tiga gerakan mesin milling saat bekerja ketika
melakukan pemakanan pada benda kerja, gerakan tersebut antara lain :
Main motion
Gerakan ini adalah gerakan berputarnya cutter atau alat potong pada
sumbunya. Dengan gerakan ini sisi potong cutter akan memotong benda kerja
secara terus menerus. Untuk melakukan gerakan ini maka spindle harus
terpasang dengan baik (tidak kocak atau tidak bergetar) pada bantalan mesin.
Feed motion
Gerakan ini adalah gerakan meja mesin untuk melakukan penyayatan secara
teratur dan konstan guna mencapai ukuran yang diinginkan. Gerakan ini dapat
dilakukan menggunakan spindle-spindle dengan roda pemutar untuk
menggerakkan meja mesin. Gerakan ini dapat dilakukan dengan dua cara,
yaitu:
a. Manual, dilakukan oleh tangan operator dengan cara memutar hadel yang
ada pada mesin, terletak pada sumbu x. Gerakannya ke arah kanan dan
kiri.
b. Otomatis, ditimbulkan oleh putaran motor yang diteruskan oleh pulley
ataupun roda gigi ke meja kerja. Gerakan secara otomatis ini akan
menghasilkan permukaan benda kerja menjadi lebih baik dibandingkan
dengan manual karena gerakan pemakanannya yang konstan.
Adjusting motion
Gerakan yang dilakukan oleh operator atau mesin untuk mencapai kedalaman
pemotongan atau pemakanan yang kita inginkan. Dengan kata lain dibutuhkan
”ketelatenan” dan ketelitian yang tinggi dari operator untuk melakukan
gerakan ini agar dihasilkan benda kerja yang halus dan presisi, ini berlaku
untuk pengoperasian secara manual,sedangkan jika kita menyeting mesin
secara otomatis, maka kita tinggal mengawasi proses pengerjaan itu, karena
mesin secara otomatis akan bergerak sesuai kedalaman yang diinginkan.
Selain gerakan mesin milling, pada mesin milling juga terdapat arah pemakanan
yakni:
a. Conventional milling
Pada pemakanan tipe ini mula-mula cutter akan mengenai benda kerja sedikit
demi sedikit sebelum semua gigi memotong, gigi akan mengenai pemukaan
benda kerja maka akan timbul getaran dan tenaga potong akan cenderung
mengangkat benda kerja. Arah pemakanan cutter berlawanan arah dengan
gerakan pemakanan. Conventional milling (up-cut) memiliki beberapa sifat
dan karakteristik antara lain:
- Beban pemakanan dari minimum ke maksimum.
- Hasil permukaan kurang baik sebab pada beban maksimum akan terjadi
hentakan.
- Umur pakai cutter kurang lama karena terdapat gesekan sisi potong
sebelum menyayat.
- Benda kerja harus terpegang kuat supaya tidak terangkat.
- Bisa dipakai untuk semua jenis mesin.
b. Climbing milling
Pada pemakanan type ini cutter akan mengenai bagian yang
paling tebal dan benda kerja akan menerima tekanan cutter dengan
kuat. Proses ini cocok untuk mengerjakan benda kerja yang tipis atau
pemotongan, dengan syarat mesin harus dirancang sedemikian rupa
sehingga spindle meja tidak mempunyai spelling. Kalau syarat diatas
tidak terpenuhi, benda kerja akan tertarik kearah cutter (tertekan
kebawah). Climbing (down-cut) milling memiliki beberapa sifat dan
karakteristik antara lain:
- Beban pemakanan dari maximum ke minimum
- Tidak ada hentakan sehingga hasil permukaan halus
- Benda kerja aman / tidak terangkat
- Dapat untuk mengerjakan benda-benda yang tipis
- Mesin yang dipakai harus kokoh & tidak kocak
- Cutter akan lebih awet
3. Bentukan yang bisa dikerjakan Mesin Milling
Mesin milling adalah mesin yang bisa menghasilkan berbagai bentukan, antara
lain:
a. Bidang rata datar
b. Bidang rata miring menyudut
c. Bidang siku
d. Bidang sejajar
e. Alur lurus atau melingkar
f. Segi beraturan atau tidak beraturan
g. Pengeboran lubang ( drilling)
h. Memperbesar lubang
i. Roda gigi lurus.
j. Roda gigi helik.
k. Roda gigi payung.
l. Roda gigi cacing.
m. Nok/eksentrik.
n. Ulir yang memiliki kisar/pitch yang besar dan lain-lain.
o. Membuat permukaan yang miring
p. Membuat permukaan spiral
q. Membuat permukaan silindris
4. Bagian – bagian Mesin Milling dan Fungsinya
1. Spindle utama
Merupakan bagian yang terpenting dari mesin milling. Tempat untuk mencekam
alat potong. Di bagi menjadi 3 jenis :
a. Vertical spindle
b. Horizontal spindle
c. Universal spindle
2. Meja / table
Merupakan bagian mesin milling, tempat untuk clamping device atau benda kerja.
Di bagi menjadi 3 jenis :
a. Fixed table
b. Swivel table
c. Compound table
3. Motor drive
Merupakan bagian mesin yang berfungsi menggerakkan bagian – bagian mesin
yang lain seperti spindle utama, meja ( feeding ) dan pendingin ( cooling ). Pada
mesin milling sedikitnya terdapat 3 buah motor :
a. Motor spindle utama
b. Motor gerakan pemakanan ( feeding )
c. Motor pendingin ( cooling )
4. Tranmisi
Merupakan bagian mesin yang menghubungkan motor penggerak dengan yang
digerakkan. Berdasarkan bagian yang digerakkan dibedakan menjadi 2 macam
yaitu :
a. Transmisi spindle utama
b. Transmisi feeding
Berdasarkan sistem tranmisinya dibedakan menjadi 2 macam yaitu :
a. Transmisi gear box
b. Transmisi v – blet
5. Knee
Merupakan bagian mesin untuk menopang / menahan meja mesin. Pada bagian
ini terdapat transmisi gerakan pemakanan ( feeding ).
6. Column / tiang
Merupakan badan dari mesin. Tempat menempelnya bagian – bagian mesin yang
lain.
7. Base / dasar
Merupakan bagian bawah dari mesin milling. Bagian yang menopang badan /
tiang. Tempat cairan pendingin.
8. Control
Merupakan pengatur dari bagian – bagian mesin yang bergerak. Ada 2 sistem
kontrol yaitu :
a. Mekanik
b. Electric
Selain bagian-bagian utama tersebut, mesin milling juga memiliki aksesoris yang
berguna untuk membantu proses pengerjaan benda kerja. Asesoris mesin milling
antara lain:
No Nama Asesoris Fungsi
1 Gear box Untuk pembuatan differential.
2 Gears Sebagai pasangan gears box
3 Horizontal head Head untuk proses milling horizontal.
4 Cover Penutup head
5 Drawbar shocket spanner
Mengencangkan drawbar
6 Collet
Sebagai pasangan dari collet arbor
7 Hook spanner
Mengencangkan collet arbor
8 T-spanner for chuck Mengencangkan fixture chuck
9 Single and spanner 13-17-19 Mengencangkan bolt & nut
10 Drawbar Pengikat arbor
11 Handle vice
Mengencangkan BK pada vice
12 Ellen Key
Mengencangkan imbus screw
13 Shocket spanner for shell and mill
Mengencangkan shell and mill cutter
14 Hard jaws Pasangan fixture chuck
15 Paint brush Membersihkan chip/benda kerja
5. Jenis-jenis Mesin Milling
Berdasarkan posisi spinde, mesin milling terbagi menjadi :
a. Mesin milling horizontal
Mesin milling yang posisi kepala atau spindlenya sejajar dengan permukaan meja
mesin dan digunakan untuk melakukan pemotongan benda kerja dengan arah mendatar.
b. Mesin milling vertical
Mesin milling yang posisi kepala atau spindle-nya tegak lurus dengan permukaan
dari meja mesin.
c. Mesin Milling Universal
Mesin Milling yang posisi spindle-nya bisa dirubah-rubah sesuai dengan
kebutuhan. Mesin frais yang dapat digunakan pada posisi tegak (vertikal) dan
mendatar (horizontal) dan memiliki meja yang dapat digeser/diputar pada
kapasitas tertentu.
Gambar Mesin milling universal
Berdasarkan pengoperasian :
a. Mesin Milling Manual
Mesin milling manual memiliki karakteristik sebagai nerikut:
Gerak pemakanannya digerakkan oleh operator secara manual
Permukaan hasil pemotongan kurang baik
Alat potong tidak tahan lama
Kekocakan eretan biasanya besar
Gambar Mesin Milling Manual
b. Mesin Milling Semi Otomatis
Mesin ini memiliki karakteristik:
Mesin ini gerakan eretannya(feedshaft) sudah dihubungkan dengan motor
Permukaan hasil pemotongan lebih baik
Getaran berkurang
Alat potong lebih tahan lama
Efisiensi lebih tinggi
Gambar Mesin milling semi otomatis
Mesin Milling Otomatis
Mesin ini gerakan pemakanannya dikontrol oleh program
Permukaan hasil pemotongan bisa ditingkatkan sampai N6
Efisiensi bisa dimaksimalkan lagi Bisa digunakan untuk Proses Climbing
Kemampuan Alat potong bisa sampai 100 %
Berdasarkan fungsi penggunaannya, antara lain :
1. Mesin milling copy
Merupakan mesin milling yang digunakan untuk mengerjakan bentukan yang rumit
atau tidak beraturan. Maka dibuat master / mal yang dipakai sebagai referensi untuk
membuat bentukan yang sama.
Mesin ini dilengkapi 2 head mesin yang fungsinya sebagai berikut :
a. Head yang pertama berfungsi untuk mengikuti bentukan masternya.
b. Head yang kedua berfungsi memotong benda kerja sesuai bentukan masternya.
Antara head yang pertama dan kedua dihubungkan dengan menggunakan sistem
hidrolik. Sitem referensi pada waktu proses pengerjaan adalah sebagai berikut :
a. Sistem menuju satu arah, yaitu tekanan guide pada head pertama ke arah master
adalah 1 arah.
b. Sistem menuju 1 titik, yaitu tekanan guide tertuju pada satu titik dari master.
2. Mesin milling hobbing
Merupakan mesin milling yang digunakan untuk membuat roda gigi / gear dan
sejenisnya ( sprocket dll ). Alat potong yang digunakan juga spesifik, yaitu
membentuk profil roda gigi ( Evolvente ) dengan ukuran yang presisi.
3. Mesin milling gravier
Merupakan mesin yang digunakan untuk membuat gambar atau tulisan dengan ukuran
yang dapat diatur sesuai keinginan dengan skala tertentu.
4. Mesin milling planer
Merupakan mesin yang digunakan untuk memotong permukkan ( face cutting )
dengan benda kerja yang besar dan berat.
5. Mesin milling CNC
Merupakan mesin yang digunakan untuk mengerjakan benda kerja dengan bentukan –
bentukan yang lebih komplek. Meruapakan penggangi mesin milling copy dan
gravier. Semua control menggunakan sistem electronic yang komplek ( rumit ).
Dibutuhkan operator yang ahli dalam menjalankan mesin ini. Harga mesin CNC ini
sangat mahal.
A. Alat Potong ( Cutter)
1. Material Cutter
Dalam menggunakan mesin milling, selain material benda kerja, kita juga harus
memperhatikan material cutter yang akan digunakan. Material alat potong sangat
beragam berdasarkan sifat bahan yang dikandungnya.
Sifat dasar bahan yang dipakai pada cutter antara lain:
o Keras dan kuat tetapi tidak getas
o Tahan terhadap panas yang tinggi
o Tahan aus
o Ulet tidak rapuh
Berikut adalah material yang digunakan untuk membuat cutter:
High Carbon Steel
Bahan cutter yang paling lunak dengan daya tahan panas terhadap panas
hingga 220oC. Biasannya digunakan untuk mengerjakan material yang lunak
seperti kayu atau plastik. Kecepatan potongnya mencapai 0.15 m/s.
High Speed Steel (HSS)
Material ini tahan terhadap panas hingga ± 600oC. Biasanya sering dilapisi
dengan titanium agar tidak cepat aus. Kecepatan potongnya dapat mencapai
0.8 – 1.8 m/s.
Cast Alloy
Material ini dapat tahan pada temperatur sampai dengan 760oC. Kecepatan
potong material mampu 60% lebih cepat dari kecepatan potong High Speed
Steel.
Cemented Carbide (Cermet)
Material ini lebih keras dibanding High Speed Steel. Kecepatan potongnya
dapat mencapai 150 m/min. Harga menjadi lebih mahal.
Ceramic
Terbuat dari Alumunium Oxide (Al2O3) sehingga menjadi sangat padat dan
keras, kecepatan potongnya dapat mencapai 600 m/min. Tahan terhadap
temperatur yang tinggi.
Diamond
Material alami yang paling keras. Bahan ini untuk proses super finishing dan
pengerjaan presisi. Tahan terhadap suhu hingga 900oC.
2. Jenis-jenis cutter milling
a. Jenis cutter berdasarkan fungsinya, dapat dibagi menjadi:
1). End Mill Cutter
Adalah milling cutter yang paling umum digunakan dan biasanya digunakan
untuk mengerjakan benda kerja dengan bentukan dasar persegi, step, slot (bentuk
alur persegi).
2). Shell End Mill Cutter
Penggunaannya alat potong ini sama dengan End Mill Cutter, hanya saja
diameternya lebih besar sehingga ideal untuk material dengan permukaan dan
slott yang lebar.
3). Disc Cutter
Yaitu milling cutter yang fungsinya untuk membuat alur atau slot.
4). Prisma Cutter
Yaitu milling cutter yang digunakan untuk membuat alur bersudut. Sudut yang
dibentuk mengikuti sudut dari cutter tersebut.
5). Dove Tail Milling Cutter
Digunakan untuk membuat alur ekor burung, sering disebut juga cutter ekor
burung.
6). T-slot cutter
Untuk membuat alur berbentuk T.
7). Ball Nose Cutter
Mempunyai fungsi yang sama dengan End Mill Cutter hanya ujungnya berbentuk
radius.
8). Radius Cutter
Digunakan untuk membuat alur ataupun bentukan-bentukan radius.
9). Modul Cutter
Digunakan untuk pembuatan roda gigi.
10). Single Lip Cutter
Untuk bentukan-bentukan / profil khusus, misal: slot radius, slot trapesium, slot
segitiga, dll.
11). Insert Tip Milling Cutter
Milling cutter dimana mata potongnya berbentuk tip-tip kecil, yang bisa diganti
apabila tumpul.
b. Berdasarkan kekerasan material yang akan dikerjakan, pada cutter terdapat tiga
macam type cutter antara lain:
1). Tipe H (keras)
Digunakan untuk material yang mempunyai keuletan sampai 100
kpmm2.
Mempunyai sudut potong besar.
Sudut spiral 25o.
Jumlah giginya banyak.
Pemakanan tiap giginya kecil.
2). Tipe N (normal)
Digunakan untuk baja biasa yang mempunyai keuletan sampai 80
kpmm2.
Sudut potongnya tidak begitu besar.
Sudut spiral 30o.
Jumlah giginya lebih sedikit.
Pemakanan tiap giginya lebih besar.
3). Tipe W (lunak)
Digunakan untuk bahan yang lunak.
Sudut potongnya kecil.
Sudut spiral 35o.
Jumlah giginya sedikit.
Pemakanan tiap giginya besar.
c. Berdasarkan kontruksi permukaan cutter, cutter dibagi menjadi tiga macam antara
lain:
1). Solid cutter
Seluruh giginya menjadi satu dengan body atau gigi potongnya berasal dari
material asal/bodynya
2). Typed solid cutter
Seperti halnya solid cutter, hanya giginya saja yang terbuat dari cemented
carbide atau stelite tipis yang dipasang pada body dengan cara dibrassing
sehingga harga cutter dapat ditekan.
3). Inserted teeth cutter
Gigi cutter dipasang pada body yang terbuat dari material yang tidak
mahal dan pisau potong dipegang secara mekanikal dan bila giginya
patah/gempil dapat diganti dengan mudah.
d. Berdasarkan cara pencekamannya cutter dibagi menjadi tiga macam antara lain:
1). Arbor type cutter
Jenis ini pada tangkainya dilengkapi dengan lubang atau alur pasak. Alur ini
berguna untuk pemasangan pada arbor mesin milling sehingga cutter terpasang
dengan kuat.
2). Shank type cutter
Cutter ini terdiri dari tangkai yang menjadi satu dengan alat potongnya.
tangkai tersebut bisa silindris atau tirus.
3). Facing type cutter
Cutter ini dipegang dengan mengunakan short arbor dan untuk pemakanan
permukaan yang rata.
e. Berdasarkan arah putarannya cutter dibagi menjadi dua macam antara lain :
1) Right hand rotational cutter
Cutter ini dalam pengunaannya berputar berlawanan arah dengan arah jarum
jam, dan cutter type ini banyak digunakan.
2) Left hand rotational cutter
Cutter ini dalam pemakaiannya berputar searah jarum jam, dan cutter ini
jarang dipakai sehingga sulit didapatkan dipasaran.
f. Berdasarkan pemakaiannya cutter dibagi menjadi dua macam antara lain:
1) Roughing cutter
Cutter yang alur spiralnya terputus untuk mengurangi gaya potong yang besar
ketika proses roughing.
2) Finishing cutter
Cutter yang alur spiralnya tidak terputus dan hanya dipakai untuk proses
finishing dengan depth of cut yang kecil dan menuntut kehalusan.
g. Berdasarkan bentuk bodynya cutter dibagi menjadi dua macam antara lain:
1). Shell cutter
- Pada tengah cutter terdapat lubang tembus yang telah distandarisasi / sesuai
dengan diameter arbor dan pemegangnya.
- Cutter ini tidak mempunyai tangkai
- Biasanya digunakan untuk milling horizontal.
- Gigi potongnya terdapat pada keliling diameter luar (bodynya)
2). Shank cutter
- Tidak berlubang tetapi pejal
- Tangkainya bisa silindris atau tirus yang telah distandarisasi dengan tirus
arbor.
- Biasanya digunakan untuk pemillingan yang ringan.
- tidak boleh untuk membuat lubang layaknya bor karena pada pusat cutter
bisa memotong, kecuali bagi mata dua dan mata tiga karena pusat cutter
bisa memotong.
h. Berdasarkan pola alur cutter dapat dibagi dalam tiga macam antara lain:
1). Pola alur lurus
Cocok dipakai untuk pengerjaan material dengan hasil sayatan pendek-pendek
dan chips akan mudah keluar.
2). Pola alur miring/spiral
Terdapat dua macam yaitu spiral kiri dan spiral kanan, biasanya dipakai untuk
benda kerja besar dan pemakanan yang tebal.
3). Pola alur profil
Biasanya dipakai untuk membuat permukaan khusus/profil, misalnya gear,
radius, ulir dll. Cutter ini dapat diasah tetapi hanya pada permukaan potongnya
saja, karena apabila bagian lain yang diasah dapat mengakibatkan perubahan
bentuk profil dari cutter.
C. Sistem Pencekaman
Mesin milling memiliki kriteria baik dalam hal sistem pencekaman alat potong
maupun benda kerja, agar dapat membentuk hasil pengerjan yang optimal ddan menjaga
keselamatan kerja. Berikut ini kriteria system pencekaman mesin milling:
Harus tegar dan kuat supaya dapat menahan penetrasi gaya akibat proses
pemotongan.
Mudah dan cepat untuk penyetelan pencekaman benda kerja maupun alat
potong.
1. Jenis – jenis pencekaman benda kerja
a) Vice atau Tanggem
Fixed vice / tanggem adalah penjepit tetap yang tidak bisa dirubah atau diputar
posisinya.
Swivel Vice adalah pencekam benda kerja yang bisa diputar kearah mendatar.
Compount Vice adalah tanggem yang dapat diputar kearah mendatar dan
vertikal.
b) Rotary Table
Rotary table adalah alat bantu untuk membuat profil radius dan memperbesar lubang
(boring).
Gambar Rotary Table
c) Fixture Chuck
Fixture chuck adalah alat yang digunakan untuk pemegang benda kerja yang
berbentuk silindris atau segi banyak beraturan.
Gambar 3.5 Fixture chuck
d) Clamp + Bolt and Nut
Clamp + Bolt and Nut adalah alat untuk mencekam benda kerja yang tidak dapat
dicekam dengan alat bantu yang umum. Dengan kata lain alat pencekam benda-
benda berbentuk khusus.
Gambar 3.6 Clamp,Nut, dan Bolt
e) Dividing Head / Diferential Head
Dividing head / diferential head adalah alat yang digunakan untuk melakukan proses
pembagian sudut benda kerja dengan tepat.
2. Jenis – jenis pencekaman alat potong
a. Side Lock Arbor
Side lock arbor adalah komponen yang digunakan untuk mencekam alat potong
yang berbentuk silindris dengan diameter tertentu.
b. Sleeve Arbor
Sleeve arbor adalah alat yagn digunakan untuk mencekam alat potong yang
bertangkai tepar.
Gambar 3 Dividing Head
c. Shell-Mill Arbor
Shell-mill arbor adalah alat yang digunkan untuk mencekam End Mill Cutter.
d. Collet Arbor
Collet arbor adalah alat yang berfungsi untuk mencekam alat potong yang bertangkai
silindris.
e. Drill Chuck
Drill chuck adalah alat yang digunakan hanya untuk mencekam Twist Drill yang
bertangkai silindris.
Gambar 3.13 Drill Chuck
f. Boring Head Arbor
Boring head arbor adalah alat yang digunakan untuk memperbesar lubang dengan
ukuran yang lebih presisi.
g. Horizontal Arbor
Horizontal arbor adalah alat yang digunakan khusus untuk proses milling horizontal,
cutter yang dipakai berjenis plain mill cutter.
D. PUTARAN MESIN
Rumus putaran mesin:
N = 1000 x CS
D x π
Keterangan:
N = Kecepatan Putaran (rpm)
CS = Cutting Speed (m/menit)
D = Diameter benda kerja (mm)
Π = 3,14
Tabel Kecepatan Putaran Alat Potong
Selain kecepatan putaran mesin, kecepatan potong pun menjadi hal yang harus
diperhatikan sebelum memulai pengerjaan dengan mesin mlling.
Pada kecepatan potong ada beberapa hal yang mempengaruhi kecepatan antara
lain:
1. Material alat potong / ketajaman
2. Material benda kerja
3. Kedalaman pemakanan
4. Jenis pencekaman
5. Jenis pengerjaan
6. Kondisi Mesin
6. Penggunaan zat aditif (coolant)
Tabel Kecepatan Potong
E. SOP ( STANDARD OPERATION PROCEDURE )
Sebelum memulai pengerjaan dengan mesin miling maka hal yang harus diperhatikan
adalah standard operation procedure (sop). SOP adalah langkah-langkah yang harus
dilakukan sebelum memulai bekerja dengan mesin milling, agar kondisi mesin dan segala hal
yang berkaitan dengan mesin milling dapat diketahui dan berjalan dengan baik serta
meminimalisir terjadinya kecelakaan pada saat bekerja dengan mesin atau lebih kepada aspek
safety sang operator.
SOP yang dilakukan terdiri dari perawatan mesin yang dilakukan secara berkala,yaitu
perawatan harian,perawatan mingguan,dan perawatan bulanan.
SOP juga meliputi beberapa hal diantaranya proses inventarisasi, langkah SOP dan cleaning
mesin. SOP dilakukan bertujuan untuk mengetahui kondisi mesin, memelihara keawetan
mesin, dan menjaga agar mesin dalam kondisi yang baik pada saat pengerjaan.
Proses Inventarisasi
Langkah awal yang harus kita lakukan sebelum memulai pengerjaan dengan mesin
milling adalah inventarisasi. Inventarisasi adalah proses pengecekan kembali peralatan dan
segala atribut mesin, apakah terjadi kehilangan atau kerusakan.
Hal yang harus dilakukan pada saat inventarisasi
- Cek apakah semua aksessoris pada mesin sudah lengkap sesuai yang tertera pada tabel yang
diberikan instruktur.
- Tuliskan pada selembar kertas apabila ada aksessoris yang hilang ataupun yang rusak.
- Simpan aksessoris mesin sesuai tempat yang telah diberikan agar mempermudah pada saat
kita akan mengunakannya.
- Bersihkan aksessoris yang masih kotor dari minyak dan chips
- Laporkan kepada instruktur apabila ada penyimpangan pada mesin atau kerusakan yang
vital.
- Laporkan kepada instruktur apabila sudah selesai dalam inventarisasi
Proses inventarisasi dilakukan setiap kali kita akan bekerja dengan mesin milling.
Invetarisasi dilakukan sebelum kita memulai bekerja dan sesudah kita bekerja.
. Langkah SOP
Dibawah ini akan disajikan tabel SOP ( Standard Operation Procedure )
STANDARD OPERATION PROCEDURE
No URUTAN KERJA STANDARD SIKLUS KETERANGAN
1 Bersihkan mesin
dari olie debu dan
chips
Meja , handle,
handwheel bersih
Setiap pagi
sebelum
mulai kerja
Memakai kain
lap / majun
2 Periksa ketinggian
level olie ( ada 2
tempat)
- diatas lower level
(olie eretan)
- diatas garis merah
( olie head )
Setiap pagi
sebelum
mulai kerja
Jenis olie: turalik
52
Jenis olie : Tonna
68 / Tellus 46
3 Periksa ketinggian
permukaan coolant
Diatas lower level Setiap pagi
sebelum
mulai kerja
Gunakan coolant
yang tersedia
4 Gunakan clamping
system yang baik
Memakai
vice/pencekam yang
sesuai benda kerja
Sebelum
mulai
pengerjaan
Bila perlu
gunakan paralel
block
5 Bersihkan vice,
arbor, dan alat
Bersih dari debu atau
chips
Sebelum
mulai
Memakai kain
lap dan rabaan
potong pengerjaan jari
6 Periksa kondisi alat
potong
Alat potong tajam
dan bebas retakan
Sebelum dan
sesudah
dipasang pada
arbor
Periksa secara
visual
7 Periksa material
benda kerja
Sesuai tuntutan
gambar kerja
Sebelum
mulai
pengerjaan
Check ukuran
dan jenis material
8 Gunakan Rpm dan
feedrate yang benar
Sesuai dengan jenis
material benda kerja
dan alat potong
Pada saat
pemotongan
material
Dilihat dari tabel
CS (kec. Potong)
9 Pergantian Rpm -ubah kedudukan
belt dengan
mengendurkan belt
disamping mesin
sesuai tabel
- spindle harus
berhenti
- belt harus sejajar
atas- bawah
Bila perlu
pada saat
proses
Rpm : I ≤ 500
Rpm : I I ≥ 400
10 Perawatan alat dan
kerapihan
Alat ukur selalu
dalam keadaan
bersih dan terpisah
dari benda lain
Setiap saat -alat ukur tidak
ditumpuk
-pisahkan antara
alat ukur & alat
potong
11 Ukur hasil proses
milling
Ukuran sesuai
tuntutan
Selama proses
milling
Pengukuran
dilakukan saat
mesin DIAM /
TIDAK
BERPUTAR
12 Keselamatan kerja Terhindar dari
kecelakaan kerja
Selama proses
milling
-memakai
kacamata dan
safety shoes
-jangan
memegang
benda kerja
selama proses
berlangsung
13 Cleaning mesin Mesin, MTC dan
lingkungan besih
dari chips dan
tumpukan benda lain
(olie, coolant)
Sesudah
selesai
memakai
mesin
-gunakan kuas
untuk
membersihkan
chips
-bersihkan dgn
lap / majun
- beri lapisan
minyak pada
bagian mesin
yang tidak dicat
Langkah- langkah SOP diatas harus dilakukan dengan benar agar tidak terjadi hal-hal yang
tidak kita inginkan, misalnya rusaknya mesin pada saat proses pengefraisan berjalan atau
kehabisan coolant dalam pengerjaan. Hal-hal ini tidak perlu terjadi, apabila kita telah dengan
benar mengikuti langkah standard operation procedure yang ada.
Cleaning Mesin
Cleaning mesin dilakukan setelah kita selesai bekerja dengan mesin milling. Cleaning
mesin terdiri dari :
Sebelum membersihkan mesin pastikan mesin dalam keadaan mati dan semua alat
potong serta benda kerja telah dilepas dari mesin.
Bersihkan mesin dari chips yang masih menempel pada bagian mesin dengan
mengunakan kuas, serta chips yang ada di bak penampungan dengan karet pembersih.
Keringkan bagian-bagian mesin dari coolant dengan kain lap/majun.
Berikan tipis pelumas pada bagian mesin yang tidak tertutup oleh cat.
Masukan coolant yang ada dibak kedalam bak penampungan coolant dengan karet
pembersih.
Bersihkan bak dari sisa-sisa coolant yang masih ada dengan lap/kain majun.
Bersihkan lantai dari chips dan coolant dengan pel atau sapu
Bersihan meja kerja dari alat-alat yang telah digunakan, masukan kedalam lemari
penyimpanan.
Kunci lemari mesin dan kembalikan kunci ke key box
Buang chips yang terkumpul dan kain lap yang telah digunakan kedalam tong yang
telah disediakan sesuai jenisnya ( kain dibuang pada tong yang khusus buat kain dan
chips pada tong yang khusus logam )
I. MESIN TURNING
A. Pengertian
Mesin Bubut adalah suatu Mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda
yang diputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya
dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang
digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari
benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak
umpan. Dengan mengatur perbandingan kecepatan rotasi benda kerja dan kecepatan translasi
pahat maka akan diperoleh berbagai macam ulir dengan ukuran kisar yang berbeda. Hal ini
dapat dilakukan dengan jalan menukar roda gigi translasi yang menghubungkan poros spindel
dengan poros ulir.
Roda gigi penukar disediakan secara khusus untuk memenuhi keperluan pembuatan
ulir. Jumlah gigi pada masing-masing roda gigi penukar bervariasi besarnya mulai dari
jumlah 15 sampai dengan jumlah gigi maksimum 127. Roda gigi penukar dengan jumlah 127
mempunyai kekhususan karena digunakan untuk konversi dari ulir metrik ke ulir inci.
Sedangkan proses bubut (turning) ialah suatu proses permesinan dengan prinsip benda
kerja berputar lalu dipotong oleh alat potong dengan arah gerakan melintang maupun
memanjang dengan kedalaman tertentu dan kecepatan pemakanan tertentu baik secara
otomatis ataupun manual, biasanya bentuk benda kerja yang dihasilkan silindris.
Selanjutnya, perputaran benda kerja pada porosnya ditimbulkan oleh alat pencengkam
(chuck) yang diletakan di spindle utama, spindle utama sebagai penerus gerakan poros utama
mesin yang dihubungkan dengan elektromotor melalui sabuk antara.
Pada umumnya ukuran mesin bubut dapat diperoleh melalui perhitungan jarak terjauh
center kepala lepas dengan center kepala tetap dan tinggi sumbu mesin bubut dengan bed
mesin.
B. Gerakan Utama dalam Mesin Bubut
Pada proses gerakannya mesin bubut memiliki tiga gerakan utama yang saling
berhubungan dan harus terpenuhi ketiga-tiganya, artinya jika salah satu dari gerakan ini tidak
terpenuhi maka tidak akan pernah terjadi proses pemakanan pada benda kerja oleh mesin
bubut itu sendiri.
Berikut 3 gerakan utama mesin bubut :
a) Main motion (gerakan berputar) adalah gerakan putaran utama atau gerakan
berputarnya benda kerja pada porosnya (rotasi benda kerja) yang memiliki satuan
rotation per minutes (RPM).
b) Feed motion (gerakan pemakanan) adalah gerakan dari alat potong (cutting tools) yang
pada mesin bubut disebut dengan pahat, dimana gerakannya berupa gerakan arah
pemakanan dari pahat itu sendiri seperti arah melintang, memanjang dengan kecepatan
potong tertentu.
c) Adjusting motion (gerakan kedalaman) adalah gerakan pahat yang dapat menentukan
kedalaman pemakanan(depth of cut) terhadap benda kerja.
C. Tipe Pengerjaan dalam Mesin Turning
Pada proses pengerjaannya mesin bubut memiliki dua tipe yang berbeda yakni :
a) Inside turning adalah proses pengerjaan mesin bubut pada bagian dalam benda kerja.
b) Outside turning adalah proses pengerjaan mesin bubut pada bagian luar benda kerja.
Namun kedua tipe pengerjaan ini memiliki hasil bentukan – bentukan yang sama,
berikiut ini tipe – tipe pekerjaan yang dapat dikerjakan pada mesin bubut yakni sebagai
berikut :
Memanjang ialah proses pembubutan dilakukan dengan gerakan pahat horizontal
terhadap titik sumbu benda kerja.
Melintang ialah proses pembubutan dilakukan dengan gerakan pahat vertikal terhadap
titik sumbu benda kerja.
Konus ialah proses pembubutan dilakukan dengan gerakan pahat horizontal dengan
kedalaman yang terus berubah selama pengerjaan (makin mengecil / membesar).
Profil ialah proses pembubutan dilakukan dengan menggunakan pahat yang khusus
untuk membuat bentukanan – bentukan khusus seperti tapper dan sebagainya.
Ulir ialah proses pembubutan dilakukan dengan menggunakan pahat khusus untuk
pembuatan ulir.
D. Jenis-Jenis Mesin Bubut
Jenis mesin bubut pada garis besarnya diklasifikasikan dalam empat kelompok, yaitu
:
a) Mesin bubut ringan
Mesin bubut ini dimaksudkan untuk latihan dan pekerjaan ringan. Bentuk
peralatannya kecil dan sederhana. Dipergunakan untuk mengerjakan benda-benda kerja yang
berukuran kecil. Mesin ini terbagi atas mesin bubut bangku dan model lantai, konstruksinya
merupakan gambaran mesin bubut bangku dan model lantai, konstruksinya merupakan
gambaran mesin bubut yang besar dan berat.
b) Mesin bubut sedang (Medium Lathe)
Konstruksi mesin ini lebih cermat dan dilengkapi dengan penggabungan peralatan
khusus. Oleh karena itu mesin ini digunakan untuk pekerjaan yang lebih banyak variasinya
dan lebih teliti. Fungsi utama adalah untuk menghasilkan atau memperbaiki perkakas secara
produksi.
c) Mesin bubut standar (Standard Lathe)
Mesin ini dibuat lebih berat, daya kudanya lebih besar daripada yang dikerjakan
mesin bubut ringan dan mesin ini merupakan standar dalam pembuatan mesin-mesin bubut
pada umumnya.
d) Mesin bubut meja panjang (Long Bed Lathe)
Mesin ini termasuk mesin bubut industri yang digunakan untuk mengerjakan
pekerjaan-pekerjaan panjang dan besar, bahan roda gigi dan lainnya.
Secara prinsip lain mesin bubut dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu:
1. Mesin bubut centre lathe
Mesin bubut ini dirancang utnuk berbagai macam bentuk dan yang paling umum digunakan,
cara kerjanya benda kerja dipegang (dicekam) pada poros spindle dengan bantuan chuck yang
memiliki rahang pada salah satu ujungnya, yaitu pada pusat sumbu putarnya, sementara ujung
lainnya dapat ditumpu dengan center lain.
2. Mesin Bubut Sabuk.
Poros spindel akan memutar benda kerja melalui piringan pembawa sehingga
memutar roda gigi yang digerakkan sabuk atau puli pada poros spindel. Melalui roda gigi
penghubung, putaran akan disampaikan ke roda gigi poros ulir. Oleh klem berulir, putaran
poros ulir tersebut diubah menjadi gerak translasi pada eretan yang membawa pahat.
Akibatnya pada benda kerja akan terjadi sayatan yang berbentuk ulir.
3. Mesin bubut vertical turning and boring milling
Mesin ini bekerja secara otomatis, pada pembuatan benda kerja yang dibubut dari
tangan, pekerjaan yang tidak dilakukan secara otomatis hanyalah pemasangan batang-batang
yang baru dan menyalurkan produk-produk yang telah dikerjakan, oleh sebab itu satu pekerja
dapat mengawasi beberapa buah mesin otomatis dengan mudah.
4. Mesin bubut facing lathe.
Sebuah mesin bubut terutama digunakan untuk membubut benda kerja berbentuk
piringan yang besar. Benda-benda kerjanya dikencangkan dengan cakar-cakar yang dapat
disetting pada sebuah pelat penyeting yang besar, tidak terdapat kepala lepas.
5. Mesin Bubut Turret.
Mesin bubut turret mempunyai ciri khusus terutama menyesuaikan terhadap produksi.
“Ketrampilan pekerja” dibuat pada mesin ini sehingga memungkinkan bagi operator yang
tidak berpengalaman untuk memproduksi kembali suku cadang yang identik. Kebalikannya,
pembubut mesin memerlukan operator yang sangat terampil dan mengambil waktu yang
lebih lama untuk memproduksi kembali beberapa suku cadang yang dimensinya sama.
Karakteristik utama dari mesin bubut jenis ini adalah bahwa pahat untuk operasi berurutan
dapat disetting dalam kesiagaan untuk penggunaaan dalam urutan yang sesuai. Meskipun
diperlukan keterampilan yang sangat tinggi untuk mengunci dan mengatur pahat dengan tepat
tapi satu kali sudah benar maka hanya sedikit keterampilan untuk mengoperasikannya dan
banyak suku cadang dapat diproduksi sebelum pensettingan dilakukan atau diperlukan
kembali.
6. Mesin bubut Turret Jenis Sadel.
Mempunyai turret yang dipasangkan langsung pada sadel yang bergerak maju
mundur dengan turret.
7. Mesin bubut turret vertikal.
Mesin bubut vertikal adalah sebuah mesin yang mirip Freis pengebor vertikal, tetapi
memiliki karakteristik pengaturan turret untuk memegang pahat. Terdiri atas pencekam atau
meja putar dalam kedudukan horizontal, dengan turret yang dipasangkan diatas rel penyilang
sebagai tambahan, terdapat paling tidak satu kepala samping yang dilengkapi dengan turret
bujur sangkar untuk memegang pahat. Semua pahat yang dipasangkan pada turret atau kepala
samping mempunyai perangkat penghenti masing-masing, sehingga panjang pemotongan
dapat sama dalam daur mesin yang berurutan. Pengaruhnya adalah sama seperti bubut turret
yang berdiri pada ujung kepala tetap. Dan mempunyai segala ciri yang diperlukan untuk
memudahkan pemuat, pemegang dan pemesinan dari suku cadang yang diameternya besar
dan berat. Pada mesin ini hanya dilakukan pekerjaan pencekaman.
Selain jenis-jenis mesin bubut berdasarkan prinsip dan garis besar yang telah
disebutkan diatas ,beberapa varian mesin bubut yang lain seperti:
A. Mesin Bubut Turet Horizontal
B. Mesin Bubut Turet Horizontal Otomatis
C. Mesin Bubut Turet Vertikal
D. Mesin Bubut Stasiun Jamak Vertikal Otomatis
E. Mesin Bubut Duplikat
F. Mesin Ulir Otomatis
E. Bagian-Bagian Mesin Bubut
1. Kepala Tetap (Head Stock)
Kepala tetap atau Head Stock adalah bagian utama dari mesin bubut yang digunakan
untuk menyangga poros utama, yaitu poros yang digunakan untuk menggerakkan spindle.
Poros utama yang terdapat padaHead Stock tersebut juga digunakan sebagai dudukan roda
gigi untuk mengatur kecepatan putaran yang diinginkan. Fungsi rangkaian roda gigi dalam
kepala tetap adalah untuk meneruskan putaran motor menjadi putaran spindle.
2. Kepala Lepas (Tail Stock)
Kepala lepas atau Tail Stock adalah bagian dari mesin bubut yang letaknya di sebelah
kanan dan dipasang di atas alas atau meja mesin. Bagian ini berfungsi untuk tempat
pemasangan senter yang digunakan sebagai penumpu ujung benda kerja dan sebagai dudukan
penjepit mata bor pada saat melakukan pengeboran. Tail Stock ini dapat digerakkan atau
digeser sepanjang meja mesin, dan dikencangkan dengan perantara mur dan baut atau dengan
tuas pengencang. Selain digeser sepanjang alas atau meja mesin, tail stock juga dapat
digerakkan maju atau mundur atau arah melintang saat digunakan untuk keperluan
pembubutan benda yang konis.
3. Alas Mesin (Bed)
Alas mesin adalah bagian dari mesin bubut yang berfungsi sebagai pendukung serta
lintasan eretan (support) dan kepala lepas (head stock). Permukaan alas mesin ini yang rata
dan halus dapat mendukung kesempurnaan pekerjaan membubut (kelurusan).
4. Eretan (Support)
Eretan adalah bagian mesin bubut yang berfungsi sebagai penghantar pahat bubut
sepanjang alas mesin. Ada tiga jenis eretan, yaitu:
a) Eretan bawah, eretan ini berjalan sepanjang alas mesin.
b) Eretan lintang, eretan ini bergerak tegak lurus terhadap alas mesin.
c) Eretan atas, eretan ini digunakan untuk menjepit pahat bubut dan dapat diputar ke kanan
atau ke kiri sesuai dengan sudut yang diinginkan, khususnya pada saat mengerjakan benda-
benda yang berbentuk konis. Eretan ini dapat digerakkan secara manual maupun otomatis.
5. Sabuk pemutar (belt drive)
Suatu tenaga dan putaran dipindahkan oleh gesekan diantara pulley dan belt dari shaft
satu ke shaft yang lain. Kekurangan dari penggunaan belt driver (sabuk pemutar) yakni
terkadang sabuk yang digunakan bisa slip dari paulinya sehingga rasio kecepatan antara
pemutar dan yang diputar berselisih 1 %. Belt yang digunakan pada umumnya berbentuk V
dan flat. Bentuk V memiliki tarikan yang bagus dan sangat cocok untuk jarak dekat/pendek.
Feed dan adjustment motion dapat dilakukan dengan handel di saddle. Feed otomatis dapat
dihubungkan dengan menghubungkan feed shaft yang berputar dari kepala tetap (feed gear
box).
6. Apron
Pada mesin bubut, apron dipasang di saddle. Apron membawa pengontrol seperti
lever (pengungkit), handwheel (roda kemudi) dan lain – lain. Apron membawa mekanisme
yang mengubah putaran dari feed shaft menjadi gerakan memanjang dan melintang.
7. Lead screw
Gambar 2.g Leadscrew dan feedshaf pada mesin bubut
Pada dasarnya lead screw hanya dipakai untuk membuat ulir. Bentuknya dari kepala
tetap memanjang hingga tailstock, lead screw digerakan melalui gear box. Apabila half nut
(mur setengah) yang mencengkam lead screw dihubungkan oleh engegement lever, maka
lead screw menggerakan eretan dengan arah memanjang.
8. Feed shaf
Feed shaft terletak dibawah ulir pengarah (lead screw) yang berfungsi untuk
menyalurkan daya dari kotak pengubah cepat untuk menggerakan mekanisme apron dalam
arah melintang atau memanjang.
9. Chip pan
Bagian ini berfungsi sebagai tempat pembuangan chip yang dihasilkan dari
pemotongan benda kerja.
10. Ways
Gambar 2.h
Ways pada mesin bubut
Ways merupakan jalur tempat dudukan tailstock dan carriage bergerak memanjang
menuju headstock.
11. Tool post
Pada mesin bubut digunakan tempat dudukan pahat bubut melalui alat bantu tool
holder. Bentukan tool post itu sendiri berupa gabungan dua gear.
F. Macam-macam aksesoris pada mesin bubut:
No Nama aksesoris Fungsi Gambar
1 Centering tool
Alat bantu refrensi
pada setting tool
2
Centre extention
Alat tambahan
penumpu pada live
center
3 Chip hook
Membersihkan chip di
mesin
4 Collet
Mencengkam benda
kerja dengan dimensi
(ukuran) tertentu
5 Coolant can
Tempat cairan
pendingin
6 Cover
Pelindung saat proses
between centre
7 Dead centre
Menumpu benda kerja
pada spindle
8 Drawbar for collet
Pengikat collet pada
spindle
9 Drill chuck
Mencengkam TD,
reamer, CD dll
10 Driver plate
Memutar lathe dog
11 Face plate
Mencengkam benda
kerja yang tak
beraturan
12 Follow rest
Menompang benda
kerja yang panjang
13 Lathe dog
Mencengkam benda
kerja saat sistem
between centre
14 Live centre
Menompang benda
kerja pada tailstock
15 Oil gun
Melumasi niple-niple
mesin
16 Oil tube
Melumasi bagian
mesin
17 Quick clamp for
tool holder
Mencengkam tool
holder pada tool post
18 Rubber
Membersihkan chip
pada chip pan
19 Special tool
holder
Mencengkam tool
square shank yang
besar
20
Spanner for tool
holder
Mengencangkan baut
pada tool holder
21 Spanner for
universal chuck
Mengencangkan /
mengunci jaws pada
universal chuck
22 Spanner for quick
clamp
Mengencangkan /
mengunci baut pada
quick clamp
20 Steady rest
Menompang benda
kerja yang panjang
saat facing
21 Stopper bintang
Alat bantu pada saat
refrensi atau
pencengkaman
22 Support clamp for
ISO 7 HSS
Dikombinasikan
dengan tool holder for
ISO 7
23 Tool holder for
ISO 7 HSS
Mencengkam tools
bentuk pipih
24 Tool holder for
square shank
Mencengkam tool
square shank
25 V – Block
Dikombinasikan
dengan tool holder for
cylindrical shank
G. Pahat Bubut
Pahat bubut pada proses pembubutan digunakan untuk memotong atau mengurangi
benda kerja. Pahat bubut yang digunakan dalam proses pemotongan harus sesuai dan tepat,
oleh sebab itulah harus dapat dipilih dan dibedakan setiap jenis proses yang dilakukan seperti
roughing, finishing, borring, thread cutting dan sebagainya.
Selain itu pada umunya setiap kemampuan dan umur pahat bubut berbeda – beda hal
ini tegantung dari jenis dasar material, bentuk sisi potong dan pengasahan dari pahat itu
sendiri. Jenis material pahat bubut juga akan mempengaruhi kecepatan RPM pada mesin
yang akan dibahas pada pembahasan mengenai perhitungan RPM mesin bubut.
Untuk menghasilkan pengerjaan yang optimal dan tahan lama maka harus
memperhatikan sifat – sifat bahan dasar (material) pahat bubut, berikut beberapa kriteria yang
harus dimiliki bahan pahat bubut:
Keras, dalam artian bahan material yang digunakan harus lebih keras dari bahan benda
kerja yang dipotong supaya sisi potong pahat bubut mampu memotong benda kerja
dengan baik.
Ulet, supaya sisi potong pahat tidak mudah patah atau gumpil.
Tahan panas, supaya ketajaman sisi potong tidak mudah aus ataupun rusak.
H. Bahan HSS, Carbide brazed, insert
Bahan HSS
Pahat bubut jenis HSS (High Speed Steel) dibuat dari bahan baja alloy tool steel, yaitu
baja yang mengandung karbon, kromium, vanadium, dan molybdonum. Macam-macam dari
alloy tool steel ini ada pada baja paduan tinggi dan juga ada baja paduan rendah.
HSS adalah baja paduan tinggi, yang mana akan menghasilkan permukaaan yang
halus pada benda kerja untuk pahat finishingnya. Pahat finishing titik dengan sisi potong
yang bulat dan pahat finishing datar dengan sisi potong datar. Dalam perlakuannya, pahat
finishing selain digerinda pada awal juga harus digosok dengan oil stone secara hati – hati
karena hal ini akan mempengaruhi permukaan benda kerja yang di kerjakan. Disamping itu
harus diketahui bahwa pahat finishing dengan bahan HSS umumnya mudah dibentuk namun
juga tidak tahan panas.
Carbide brazed
Pada umumnya jenis pahat dengan carbide brazed digunakan untuk proses pemakanan
kasar dalam waktu sesingkat mungkin. Oleh sebab itu pahat ini harus dibuat kuat selain itu
bentukan pahat ini beragam bisa lurus ataupun bengkok sedangkan menurut letak sisi potong
utamanya, pahat dapat dibedakan menjadi dua yaitu pahat kanan dan pahat kiri.
Insert
Pada dasarnya pahat ini memiliki kesamaan fungsi serta bentuk dengan pahat
berbahan carbide brazed hanya saja bahan yang digunakan pada pahat ini merupakan baja
paduan antara tungsten dan molybdenum serta cobalt dan carbon. Sedangkan dari ujung
penyayatnya hingga tangkainya terbuat dari cermented carbide.
Ada dua tipe jenis pahat ini, yaitu :
a) Pahat roughing (pahat kasar) dengan bahan carbide brazed
Pada umumnya jenis pahat dengan carbide brazed digunakan untuk proses
pemakanan kasar dalam waktu sesingkat mungkin. Oleh sebab itu pahat ini harus
dibuat kuat selain itu bentukan pahat ini beragam bisa lurus ataupun bengkok
sedangkan menurut letak sisi potong utamanya, pahat dapat dibedakan menjadi dua
yaitu pahat kanan dan pahat kiri.
b) Pahat finishing (pahat halus) dengan bahan HSS
HSS adalah baja paduan tinggi, yang mana akan menghasilkan permukaaan
yang halus pada benda kerja untuk pahat finishingnya. Pahat finishing titik dengan
sisi potong yang bulat dan pahat finishing datar dengan sisi potong datar.
I. Jenis pahat
Pahat pada mesin bubut merupakan tool utama dalam proses pengerjaan benda karena
melalui pahat – pahat inilah akan diadakannya pemotongan pada benda kerja, oleh sebab
itulah selain memilki jenis material yang sesuai dengan fungsinya dan beragam, pahat pada
mesin bubut yang digunakan untukk memotong atau mengurangi benda kerja juga memilki
berbagai jenis yang memilki fungsi dan cara pengguanaan yang berbeda.
Berikut ini beberapa jenis pahat bubut beserta fungsi dan gambarnya yang dijelaskan
pada tabel 2.b
Tabel 2.b
Jenis – jenis pahat beserta fungsi
No Jenis Pahat Fungsi Gambar
1 ISO 1 Carbide Untuk pembubutan
memanjang dengan
plan angle 75˚
2 ISO 2 Carbide Untuk pembubutan
memanjang dengan
plan angle 45˚
3 ISO 3 Carbide Untuk pembubutan
memanjang dan
melintang dengan plan
angle 93˚
4 ISO 4 Carbide Untuk pembubutan
memanjang dengan
kedalaman pemakanan
yang kecil dengan plan
angle 0˚
5 ISO 5 Carbide Untuk pembubutan
melintang dengan plan
angle 0˚
6 ISO 6 Carbide Untuk pembubutan
memanjang dengan
plan angle 90˚
7 ISO 7 Carbide Untuk pembubutan
melintang dengan plan
angle 0˚
8 ISO 8 Carbide Untuk memperbesar
lubang pada proses
pembubutan dengan
plan angle 75˚
Untuk lubang tembus
9 ISO 9 Carbide Untuk memperbesar
lubang pada proses
pembubutan dengan
plan angle 92˚, Untuk
lubang tidak tembus
J. Cara setting pahat
Sebelum berbicara jauh tentang mesin bubut, cara penyetelan pahat adalah salah satu
faktor yang sangat berpengaruh terhadap hasil dari proses pengerjaan itu sendiri seperti
kesentrisan pahat terhadap benda kerja, kecang atau tidaknya tool holder mencengkam pahat
dan lain sebagainya.
Selain itu hal ini juga berkaitan langsung dengan keselamatan operator mesin karena
misalkan pahat tidak dalam kondisi yang erat maka akan menyebabkan gaya yang diberikan
benda kerja tidak mampu ditahan oleh pahat menyebabkan pahat terlepas dari tool holder dan
melayang.
Berikut cara penyetelan (setting) pahat yang benar :
Buka pengunci yang ada di tool holder for square shank.
Masukan pahat pada tool holder for square shank dan kunci pengikat pahat yang ada di
tool holder for square shank.
Pasangkan pahat yang sudah siap di tool holder for square shank, pada quick clamp for
tool holder.
Pasangkan live centre pada tailstock.
Samakan titik center centering tool dengan live centre, disebut center apabila kedua
ujung tool tersebut bertemu.
Centerkan pahat yang telah dipasang dengan centering tool yang sudah center dengan
live centre, disebut center apabila kedua ujung tool tersebut bertemu.
Yang harus diperhatikan bahwa jangan pernah memasang pahat pada saat mesin
sedang beroperasi.
K. Sistem pencengkaman pada bubut
Chuck
Pencengkaman dengan sistem chuck adalah sistem pencengkaman dengan
menggunakan tools disebut chuck yang ditempelkan langsung pada spindle mesin bubut.
Dalam sistem pencengkaman dengan chuck, terdapat dua pembagian yakni:
Universal chuck
Yakni sistem pencengkaman benda kerja yang memiliki satu titik pusat. Dimana
saat mngencangkan maupun mengendurkan chuck, jaws (komponen pada titik sudut
pencengkam) bergerak bersama. Hal ini lah yang menyebabkan center pada universal
chuck tetap dan tidak bergeser. Keunggulan sistem pencengkaman chuck dengan
universal chuck ini adalah benda yang dicengkam langsung pada titik pusatnya,
pencengkaman akan lebih mudah, cepat dan praktis serta memiliki keakurasian yang
baik. Sedangkan kelemahannya adalah sistem pencengkamannya hanya dapat
dilakukan pada benda kerja yang dengan satu center saja.
Gambar 2.i Universal dan indefendent chuck pada sistem pencengkaman chuck
Indefendent chuck
Sistem pencengkaman chuck dengan indefendent chuck ini biasanya digunakan
pada proses pembubtan eksentrik (titk sumbu yang lebih dari satu titik pada satu
benda kerja), dan benda kerjanya berbentuk kotak, ataupun tak beraturan dan
sebagainya. Jaw pencengkam pada indefendent chuck bergerak bebas satu sama lain
(tidak bergerak secara bersama). Keunggulannya dibandingkan dengan universal
chuck adalah pencengkamannya sangatlah kuat karena gerakan jaw bisa diatur satu
persatu namun indefendent chuck juga memiliki kekurangan yakni pencengkaman
benda kerjanya tidak langsung pada centernya dan pennyetelan benda kerja
menggunakan waktu yang lama.
Chuck center
Pencekaman dengan metode chuck centre, biasanya digunakan untuk proses
pembubutan benda kerja yang panjang & kesentrisan yang baik, ataupun untuk proses lain
yang menghasilkan gaya pemakanan yang besar dan bisa berpengaruh terhadap hasil
pembubutan. Dalam melakukan pencengkaman pada chuck center untuk menompang benda
kerja tidak hanya menggunakan chuck pada headstock juga menggunakan live centre pada
tailstock.
Gambar 2.j
Sistem
pencengkaman
chuck center
Between
center
Gambar 2.k sistem pencengkaman between center
Pada prinsipnya pencengkaman dengan between center memiliki kesamaaan dengan
chuck center yakni pencengkaman dengan menopang benda kerja di headstock dan tailstock
hanya saja tool yang digunakan pada between center lebih banyak serta tidak
menggunakan chuck dibandingkan dengan chuck center. Berikut alat-alat yang digunakan
pada pencengkaman ini yakni driving plate, dead centre sleeve, dead centre, lathe dog dan
live centre yang memilki fungsi berbeda-beda dan dapat dilihat di tabel.
Adapun keunggulan dari sistem pencengkaman between center yakni menjamin
kesentrisan hasil pembubutan hingga 0.02 mm sedangkan kelemahannya tidak mampu
memakan depth of cut yang besar (hanya untuk finishing).
Face plate
Sistem pencengkaman benda kerja dengan face plate memiliki kelebihan yakni dapat
mencengkam benda kerja yang tidak beraturan ataupun benda kerja yang tidak simetris akan
tetapi kelemahannya adalah dalam penyetelannya membutuhkan waktu yang lama. Sama
halnya pada sistem pencengkaman yang lain, pencengkaman face plate biasanya
menggunakan alat bantu, adapun alat –alat tersebut berupa klem, baut pengikat, balancer
(angle plate atau rod), pararel block.
Gambar 2.l Contoh
sistem
pencengkaman
dengan face plate
Collet
Sistem pencengkaman benda kerja menggunakan collet memiliki kelebihan yakni
kesentrisan benda kerja yang dihasilkan cukup baik dan proses pencengkamannya cepat
hanya saja memilki kelemahan diameter benda kerja yang dicekam sangat terbatas serta
bentuk benda kerja harus silindris. Sedangkan alat bantu yang digunakan sistem
pencengkaman collet sesuai dengan namanya yakni collet.
L. Perhitungan putaran mesin bubut
Kecepatan putaran mesin
Pada saat kita akan menggunakan mesin bubut melakukan pemakanan pada benda
kerja banyak hal yang harus kita perhatikan mulai dari hal yang kecil hingga hal yang sangat
besar pengaruhnya pada hasil pengerjaan benda kerja. Salah satu hal yang harus diperhatikan
adalah kecepatan dari putaran mesin bubut itu sendiri.
Kecepatan putaran mesin bubut dapat diketahui dengan melakukan perhitungan pada
sebelumnya, untuk dapat melakukan perhitungan maka kita harus mengetahui mulai dari jenis
material benda kerja dan alat potong yang akan kita gunakan hingga diameter dari benda
kerja tersebut baik yang awal sampai hasilan diameter yang diinginkan. Dari data-data
tersebut maka barulah dapat menghitung kecepatan putaran mesin yang diperlukan dengan
menggunakan rumus berikut ini :
n : kecepatan putaran mesin (rpm)
Cs : kecepatan potong (cutting speed) (m/min)
d : selisih diameter awal dengan diameter yang akan dihasilkan
Kecepatan potong (cutting speed)
Kecepatan potong adalah kecepatan benda kerja yang ditunjukan pada suatu titik yang
berputar dalam satuan waktu. Artinya jika benda kerja berputar satu kali maka panjang yang
dilewati oleh pahat bubut adalah sama dengan keliling dari dari benda kerja tersebut.
Kecepatan potong dan kecepatan putaran mesin bubut adalah dua hal yang tak mungkin
terpisahkan keduanya akan saling berpengaruh terhadap satu sama lain, hal ini menunjukan
bahwa kecepatan potong memiliki pengaruh yang besar terhadap proses pemakan pada mesin
bubut.
Ketika akan melakukan pemotongan kasar maka harus digunakan kecepatan
pemakanan yang besar namun dengan putaran mesin yang lambat, sebaliknya ketika akan
melakukan pemakan halus (finishing) maka digunakan kecepatan pemakanan yang lambat
namun dengan putaran mesin yang cepat. Selanjutnya, dalam menentukan kecepatan potong
yang akan dilanjutkan untuk menentukan putaran mesin, ada beberapa faktor yang harus
diperhatikan karena berpengaruh terhadap kecepatan potong yakni :
Kekerasan material benda kerja yang akan diproses pada mesin bubut
Jenis alat potong yang akan digunakan
Tingkat kehalusan yang dikendaki
Ukuran tatal yang terpotong
Dalam penetuannya kecepatan potong tidak dapat dipilih secara asal atau
sembarangan, oleh sebab itulah kecepatan potong harus ditentukan sesuai dengan tabel yang
dikeluarkan oleh ISO sebagai acauan standar dan umum.
Berikut ini adalah kecepatan potong dari beberapa material terhadap logam:
Material
δB
kp/mm2 Description
Cutting speed
HSS
Carbide
Brazed Insert
St. 37, SS41, MS 37 – 50 Low carbon steel 36 – 40 120 145
St. 36, S45C, S50C,
760 60 – 70
Medium carbon
steel
High carbon steel
30 – 36 110 190
St. 70 70 – 90 High tensile
strength 22 – 30 100 – 125 120 – 160
Assab 709, 708, SCM
440 90 – 100
Tool steel wrought
(shock resistence) 21 – 27 90 – 100 110 – 140
Durex WZ / Assab M4 70
Cold work tool
steel Cold work
tool steel
27 – 32 100 – 130 120 – 160
Sp. K5, XW10 75 Cold work tool
steel 27 – 32 110 – 130 120 – 160
Veresta V, DF2, SK3
65 Hot work tool steel 23 – 26 85 – 97 100 – 120
Sp. KNL, XW 41
75 Grey cast iron 23 – 26 85 – 97 100 – 120
Assab 8407, SKD 61
60 Grey cast iron 27 – 32 105 – 125 125 – 160
Cast iron 200 HB
15 Pearlitic 27 – 42 110 – 130 120 – 160
Cast iron 200-205 HB
25
Non – ferrous
Non – ferrous 24 – 36 42 – 100 102 – 123
Brass 35 40 – 80 45 – 100 100 – 120
Al Alloy 40 80 – 150 100 – 200 120 – 220
M. SOP (standart operation procedure)
SOP (standart operation procedure) merupakan langkah – langkah atau tata cara
dasar dan standar yang harus dilaksanakan pada saat sebelum, sedang dan setelah proses
penggunaan suatu alat, mesin, benda ataupun barang yang berkaitan dengan keadaan dari
alat, mesin benda ataupun barang yang kita gunakan, serta hal – hal yang harus diperhatikan,
dilakukan, ataupun tidak dilakukan yang juga berkaitan pada penggunannya.
Pada penggunaan mesin bubut banyak hal yang harus dikuti dalam SOP (standart
operation procedure) baik berkaitan dengan perawatan mesin bubut, benda kerja, pahat
bubut, aksesoris hingga keselamatan pengguna mesin bubut itu sendiri atau sering disebut
dengan safety procedure (prosedur keselamatan kerja) yang akan dibahas pada pembahasan
selanjutnya. Berikut ini, akan dijelaskan beberapa hal yang berkaitan dengan SOP pada
penggunaan mesin bubut :
Proses inventarisasi
Proses inventarisasi merupakan salah satu SOP pada saat penggunaan mesin bubut,
akan tetapi ineventarisasi ini tidak hanya berkaitan dengan mesin bubut saja karena proses
inventarisasi ini secara umunya adalah suatu proses yang berupa mendata alat atau barang
yang ada. Hanya saja secara khusus dalam penggunaan mesin bubut proses inventarisasi
adalah proses pendataan alat yang ada pada mesin bubut secara terperinci dan jelas didalam
bentukan tertulis. Tujuannya agar alat yang digunakan diketahui secara jelas kondisi dan
frekuensi penggunaan alat serta ada tidaknya alat yang akan dibutuhkan pada proses (hilang
dan lain-lain).
Siklus SOP
Dalam melaksanakan SOP pada saat menggunakan mesin bubut, selain
memperhatikan hal – hal apa saja yang dibutuhkan pada kegiatan tersebut, waktu atau
estimasi dari kegiatan tersebut baik secara rutin, berkala ataupun berkelanjutan yang
dilakukan sesuai dengan kebutuhan alat dan barang yang digunakan, hal ini juga berkaitan
dengan sering atau tidaknya alat yang digunakan karena semakin sering alat tersebut kita
gunakan maka harus semakin sering pula alat tersebut kita perlakukan dalam prosedur.
Dalam langkah – langkah SOP pada umumnya dapat dilakukan dalam 3 tahap yakni :
Harian
SOP harus dilakukan setiap hari setelah menggunakan mesin dan alat, dapat
dilakukan dengan cara melakukan inventarisasi, membersihkan aksesoris mesin,
membersihkan kotoran sisa chip, memberikan minyak atau oli pada alat – alat kerja
agar tidak berkarat atau korosi.
Mingguan
SOP dapat dilakuakan dalam kurun waktu satu kali dalam satu minggu, tahapan
ini dilkakukan dengan melakukan pembersihan pada bagian luar mesin, pengecekan
mesin seperti baut – baut dan sebagainya.
Bulanan
SOP dapat dilakuakan dalam waktu satu bulan sekali, tapan ini dapat berupa
membersihkan seluruh bagian dari mesin mulai dari dalam hingga luar mesin,
mengecek keadaan roda gigi, mengganti oli atau pelumas pada roda gigi, mengecek
keadaan fan belly, mengecek keadaan motor atau dinamo, bagian dalam eretan
(carriage) penggantian onderdil dan sebagainya jika diperlukan.
N. Pembersihan (cleaning)
Pembersihan (cleaning) adalah kegiatan yang harus dilakukan untuk menjaga dan atau
merawat mesin maupun alat – alat yang digunakan supaya tidak mengalami kerusakan
ataupun korosi serta menjaga mesin dan alat hingga mampu atau memiliki waktu pakai yang
lama.
Proses pembersihan (cleaning) sebaiknya dilakukan sebelum dan setelah
dilakukannya penggunaan mesin dan alat. Pembersihan ini meliputi :
Pembersihan bagian dalam dan luar mesin
Pembersihan alat atau aksesoris yang digunakan
Memberikan pelumas minyak atau oli pada bagian – bagian atau alat yang dianggap
penting dan rentan terkontaminasi korosi (karat)
Berikut ini tabel SOP pada penggunaan mesin bubut beserta urutan, standart, siklus
dan keterangannya.
No Urutan Standart Siklus Ket
1 Lakukan invebtaris Penyimpangan terhadap
standart terdata secara
aktual
Harian, sebelum
mengoperasikan
mesin
Laporkan jika ada
penyimpangan, pada
instruktur
2 Bersihkan mesin dari oli, Meja, eretan, spindel Harian, sebelum Dengan kain majun
debu dan chip bersih dan kering mengoperasikan
mesin
3 Periksa level oli pada
headstock
Diatas lower level Harian, sebelum
mengoperasikan
mesin
Jenis oli : tellus 46
(penggantian oli
dilakukan tiap 6
bulan)
4 Beri pelumas pada niple 3-4 kali hingga muncul
rembesan (terdapat 8
niple)
Harian, sebelum
mengoperasikan
mesin
Jenis oli : tonna 68
gunakan oli pump
5 Cek kondisi karet transmisi
pada spindel
Harus memilki
ketegangan yang baik
dan kering
Bulanan Dengan rabaan
tangan dan kain
majun
6 Beri pelumas pada gear
dengan grease dan cek
kondisi pemasang gear
Gear harus terlumasi
grease dan terpasang
dengan kekocakan yang
cukup
Bulanan Jenis oli : grease
titanium
7 Gunakan clamping sisten
yang diperlukan
Pilih sesuai dengan
kebutuhan benda kerja
Harian, sebelum
mengoperasikan
mesin
8 Cek ulang kondisi semua
baut pengikat maupun
pencengkam
Baut – baut pengikat dan
pencengkam terikat
dengan kuat
Harian, sebelum
mengoperasikan
mesin
Dengan rabaan jari
dan spanner
9 Bersihkan chuck, jaws,
tailstock, live
centresebelum dipasang
Harian, sebelum
mengoperasikan
mesin
Dengan rabaan
tangan
10 Gunakan rpm dan feedrate
yang sesuai pada saat
pengerjaan benda kerja
Menggunakan rumus
perhitungan mesin
dengan benar
Harian, sebelum
mengoperasikan
mesin
Lihat tabel Cs dan
diameter yang tepat,
puataran mesin maks.
1200 rpm
11 Perhatikan keselamatan dan
kerapihan kerja
Gunakan kacamata,
sepatu safety dan baju
kerja
Harian, selama
mengoperasikan
mesin
Perhatikan sikap
kerja, penempatan
alat dan keselamatan
kerja
12 Cleaning Mesin, MTC dan
lingkungan sekitar
bersih
Bagian mesin yang
tak dicat harus
diberi oli tipis
Emergency stop
harus dalam kondisi
aktif
Harian, setelah
mengoperasikan
mesin
Dengan kuas, kain
majun dan karet
Dengan kuas dan oli
bekas
Dua tombol
emergency aktif
Main switch dalam
Mesin dalam kondisi
mati
posisi off
13 Lakukan inventaris Penyimpangan terhadap
standart terdata secara
aktual
Harian, setelah
mengoperasikan
mesin
Laporkan hasil
inventaris pada
instruktur
DAFTAR ISI
Klasifikasi Proses Produksi
MECHINING
I. Mesin Milling
1. Pengertian Mesin Millling
2. Gerakan-gerakan Mesin Milling dan Arah Pemakanan
3. Bentukan yang bisa dikerjakan Mesin Milling
4. Bagian – bagian Mesin Milling dan Fungsinya
5. Jenis-jenis Mesin Milling
6. Sistem Pencekaman
7. PUTARAN MESIN
8. SOP ( STANDARD OPERATION PROCEDURE )
II. MESIN TURNING
1. Gerakan Utama dalam Mesin Bubut
2. Pengertian
3. Tipe Pengerjaan dalam Mesin Turning
4. Jenis-Jenis Mesin Bubut
5. Bagian-Bagian Mesin Bubut
6. Macam-macam aksesoris pada mesin bubut:
7. Pahat Bubut
8. Bahan HSS, Carbide brazed, insert
9. Jenis pahat
10. Cara setting pahat
11. Sistem pencengkaman pada bubut
12. Perhitungan putaran mesin bubut
13. Pembersihan (cleaning)
14. SOP (standart operation procedure)
TUGAS III
PROSES PRODUKSI
OLEH
RAHMAN SONOWIJOYO
130421036
PROGRAM STUDI EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN 2013/2014