laporan permesinan

PRAKTIKUM PROSES PRODUKSI

PRAKTIKUM PERMESINAN

LAPORAN

Oleh

Muhammad Mey Ade Ansyori

NIM 091910101047

PROGRAM STRATA 1 TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS JEMBER

2011

1

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena limpahan

rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan penyusunan Laporan

Permesinan.

Laporan Praktek Pengelasan ini disusun guna melengakapi tugas mata

kuliah Praktikum Proses Produksi di Universitas Jember.

Dalam penyusunan laporan ini, penulis menyadari banyak kekurangan dan

kekeliruan yang taerjadi, serta penulis menyadari laporan ini jauh dari sempurna

karena keterbatasan kemampuan yang penulis miliki. Penulis banyak

mendapatkan dukungan dan bantuan baik moril maupun materiil dari berbagai

pihak.

Atas segala bantuan, bimbingan, dan motivasi, serta kritik dan saran dari

semua pihak, penulis hanya dapat menyerahkan kepada Allah SWT, semoga Allah

SWT membalas kebaikannya, dan mudah-mudahan laporan ini bermanfaat.

Jember, Mei 2011

Penulis

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada zaman modernisasi seperti sekarang ini telah banyak ditemukan

berbagai macam teknologi, dengan teknologi dapat meringankan tugas manusia

dalam membuat ataupun membentuk sesuatu, misalnya teknik pembentukan dan

pengerjaan logam dari yang konvensional sampai non-konvensional. Permesinan

konvensional merupakan proses pembentukan benda kerja logam yang telah

cukup lama dikenal. Permesinan konvensional banyak dilakukan sebelum para

ahli mesin menemukan mesin-mesin otomatis non-konvensional dalam proses

pembentukan dan pengerjaan logam.

Proses pemotongan logam merupakan suatu proses yang digunakan untuk

mengubah bentuk suatu produk (komponen mesin) dari logam dengan cara

memotong. Proses permesinan dengan menggunakan prinsip pemotongan logam

dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok dasar, yaitu : proses pemotongan

dengan mesin pres, proses pemotongan konvensional dengan mesin perkakas, dan

proses pemotongan non konvensional. Proses pemotongan dengan menggunakan

mesin pres meliputi pengguntingan (shearing), pengepresan (pressing) dan

penarikan (drawing, elongating). Proses pemotongan konvensional dengan mesin

perkakas meliputi proses bubut (turning), proses frais (milling), dan sekrap

(shaping). Proses pemotongan non konvensional contohnya dengan mesin EDM

(Electrical Discharge Machining) dan wire cutting.

Praktikum permesinan merupakan proses pembentukan benda kerja yang

lebih sederhana di bandingkan permesinan non-konvensional. Sederhana

bermakna pemakaian peralatan-peralatan yang digunakan dalam permesinan

dibandingkan peralatan yang digunakan dalam permesinan non-konvensional.

Peralatan-peralatan yang digunakan dalam praktikum permesinan antara lain,

Mesin Bubut, Mesin Milling Vertikal, Mesin Milling horisontal, dan Mesin

Sekrap. Walaupun saat ini sudah banyak ditemukan teknik pembentukan logam

yang modern dan canggih tetapi kita tetap perlu untuk mempraktekan teknik

permesinan konvensional agar kita lebih mengetahui dan memahami permesinan

konvensional.

1.2 Rumusan masalah

Dalam penyusunan laporan ini, terdapat beberapa rumusan masalah yang

menjadi landasan permasalahan pada praktikum permesinan ini adalah sebagai

berikut:

1. Bagaimana urutan dalam proses pengerjaan pada mesin bubut.

2. Berapa lama waktu yang diperlukan dalam proses pembubutan benda kerja.

3. Bagaimana urutan proses pengerjaan pada mesin milling (frais) vertical.

4. Berapa lama waktu yang diperlukan dalam proses pengerjaan benda kerja

pada mesin milling (frais) vertical.

5. Bagaimana urutan proses pengerjaan pada mesin milling (frais) horizontal.


pada mesin milling (frais) horizontal.

7. Bagaimana urutan proses pengerjaan pada mesin sekrap.


pada mesin milling (frais) sekrap.

1.3 Tujuan dan Manfaat

Tujuan dan manfaat yang dapat diambil setelah penyusunan laporan ini

adalah:

1. Kita dapat mengetahui urutan proses dalam pembubutan benda kerja.

2. Kita dapat mengetahui waktu yang dibutuhkan dalam proses pengerjaan benda

kerja pada mesin bubut.

3. Kita dapat mengetahui urutan proses dalam pengerjaan benda kerja pada

mesin milling (frais) vertikal.


kerja pada mesin milling (frais) vertikal.


mesin milling (frais) horisontal.


kerja pada mesin milling (frais) horisontal.


mesin sekrap.


kerja pada mesin sekrap.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Modul I (Praktikum Mesin Bubut)

Proses bubut adalah proses permesinan untuk menghasilkan bagian-bagian

mesin berbentuk silindris yang dikerjakan dengan menggunakan Mesin Bubut.

Prinsip dasarnya dapat didefinisikan sebagai proses permesinan permukaan luar

benda silindris atau bubut rata.

Prinsip kerja pada mesin bubut adalah poros spindel memutar benda kerja

melalui piringan pembawa sehingga memutar roda gigi 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.

2.1.1 Landasan Teori

Mesin bubut adalah mesin yang dapat digunakan untuk berbagai proses

permesinan seperti pemotongan, pengeboran, pengerjaan tepi, pembuatan ulir,

pembuatan tirus, dll. Secara umum mesin bubut terdiri dari, Bed Mesin, Kepala

Tetap, Kepala Lepas, Supor (Saddle), Apron, Eretan dan Pahat. Pahat

merupakan bagian dari mesin bubut yang mempunyai fungsi sebagai pengikis

atau pengambil serpih.

Kecepatan putaran mesin bubut ditentukan berdasarkan kecepatan potong

dan diameter benda kerja yang dibubut. Supaya pengoperasian mesin bubut

dapat efisien, operator harus memperhitungkan pemilihan kecepatan potong,

pengumpanan (feeding) dan kedalaman pemotongan, banyaknya waktu yang

hilang pada proses pembubutan disebabkan pemilihan kecepatan potong dan

pemakanan yang tidak tepat.

Gambar 1. Mesin Bubut

2.1.2 Bagian-bagian mesin

Bagian-bagian mesin bubut antara lain :

1. Bed Mesin

Bagian ini dibuat dari besi tuang. Fungsi dari bagian ini adalah untuk

menopang komponen-komponen mesin lainnya.

2. Kepala Tetap

Bagian ini dipasang secara tetap pada bad mesin. Bagian ini

mempunyai spindle bolong yang tirus atau berulir untuk memasang benda

kerja.

3. Kepala Lepas

Kepala lepas dapat dipindahkan kesetiap posisi sepanjang bad mesin.

Kepala lepas dapat dipersiapkan untuk membubut tirus.

4. Supor (Saddle)

Supor dipasang diatas bed mesin dan melintanginya. Eretan dan

apron bersama merupakan supor.

5. Apron

Apron ialah bagian supor yang membawa roda tangan untk

memindahkan eretan. Transportir juga menembus apron dan dikaitkan

dengan perantaraan engkol yang dipasang didepan apron.

6. Eretan

Eretan ialah bagian dari supor yang membawa eretan lintang dan

eretan atas. Eretan dipindahkan sepanjang bed mesin demean perantaraan

batang bergigi yang dipasang didepan bad mesin.

7. Pahat Bubut

Bagian ini mempunyai fungsi sebagai pengikis atau pengambil

serpih. Pahat bubut dibuat dari baja HSS.

2.1.3 Parameter yang dapat diatur pada mesin bubut

Pada proses bubut ada parameter yang harus diperhatikan seperti

kecepatan potong, pemakanan (Feeding), dan kedalaman pemotongan (Depth

of Cut).

a. Kecepatan potong

Kecepatan potong adalah kecepatan keliling dari benda kerja melintasi

ujung pahat potong, kecepatan potong umumnya dinyatakan dalam satuan

meter per menit.

Pemilihan kecepatan potong yang benar adalah harus disesuaikan dengan

bahan dari benda kerja yang dibubut dan bahan dari pahat potong yang

digunakan, pemilihan kecepatan potong yang terlalu tinggi menyebabkan ujung

pahat akan mudah tumpul dan aus sehingga akan banyak waktu yang terbuang

untuk mengasah/menggerinda atau merekondisi pahat tersebut, bila pemilihan

terlalu rendah maka efisiensi kerjanya rendah.

Berdasarkan pengujian dan penelitian baja dan pahat potong, kecepatan

potong untuk pahat HSS dapat dilihat pada tabel 3.1, untuk pahat cemented

carbide pada tabel 3.2 dan tabel 3.3.

Untuk menghitung kecepatan putar spindle mesin bubut dalam satuan

putaran per menit, maka kecepatan potong bahan dan diameter benda kerja

harus diketahui. Rumus putaran adalah

Dimana :

n : putaran spindle mesin (rpm)

V : kecepatan potong bahan (m/menit)

D : diameter benda kerja (mm)

b. Pemakanan (Feeding)

Pemakanan adalah jarak yang ditempuh oleh pahat potong untuk

memotong dalam satu putaran benda kerja. Contoh : apabila mesin bubut

pemakanannya diatur 0,4 mm maka pahat potong akan menempuh jarak 0,4

mm dalam setiap putaran benda kerja.

Dalam proses pembubutan dikenal dua jenis pemotongan, yaitu

pemotongan kasar (Roughing cut) dan pemotongan akhir (Finishing cut). Pada

pemotongan kasar pengurangan benda kerja dilakukan dengan

mempertimbangkan kualitas permukaan (nilai kekasaran permukaannya),

sehingga pemakanan yang digunakan adalah pemakanan untuk pengasaran.

Pada pemotongan akhir digunakan untuk mendapatkan hasil akhir permukaan

dengan nilai kekasaran yang baik dan pemakanan yang digunakan adalah yang

kecil.

Pada proses pembubutan umumnya pemakanan untuk pengasaran yang

digunakan berkisar antara 0,25 – 0,4 mm. Dan untuk pemotongan akhir

berkisar antara 0,07 – 0,012 mm. Tabel 3.3 menunjukkan pemakan untuk

bahan dengan menggunakan pahat HSS.

c. Kedalaman Pemotongan (Depth of Cut)

Kedalaman pemotongan adalah ketebalan tatal / beram (chip) yang

dilepaskan oleh pahat dari benda kerja. Untuk proses pembubutan dengan

pengurangan diameter yang besar kedalaman pemotongan dilakukan dengan

cara bertahap, yaitu proses pengasaran dan proses pemotongan akhir.

Kedalaman pemotongan untuk pembubutan pengasaran dipengaruhi oleh

beberapa factor sebagai berikut :

a. Kondisi mesin bubut,

b. Jenis dan bentuk pahat bubut yang digunakan,

c. Kekakuan benda kerja,

d. Kecepatan pemotongan.

Kedalaman pemotongan untuk proses pengerjaan akhir tergantung pada

tipe benda kerja dan kualitas permukaan yang diinginkan dari pada umumnya

tidak lebih dari 0,13 mm.

2.1.4 Skala Pengukuran pada mesin bubut

Skala pengukuran pada mesin bubut dipasang pada coumpound rest dan

cross feed. Skala pengukur digunakan untuk membantu operator mesin bubut

dalam menentukan kedalaman pemotongan pahat dengan tepat sehingga tatal

yagn terlepas oleh pahat potong dapat teridentifikasi dengan akurat

(pengurangan diameter dapat terukur).

Skala pengukur dengan sistem metris umumnya dibagi kedalam 200

pembagian artinya setiap strip skala pengukur adalah 0,02 mm. Contoh : untuk

skala metris apabila handel pemutar skala pengukur diputar searah dengan

jarum jam untuk 10 pembagian (10 strip) maka pahat potong akan maju 10 .

0,02 = 0,2 mm.

Berikut beberapa petunjuk dalam menggunakan skala pengukur :

a. Apabila skala pengukur dilengkapi dengan skrup pengunci, sebelum

melakukan pengaturan (setting) kedalaman, tentukan ukuran awal dengan

mengunci skala nonius dengan skrup pengunci tersebut.

b. Apabila memutar skala pengukur melampaui batas ukuran yang telah

ditetapkan, maka skala pengukur harus diputar kembali setengah putaran,

kemudian dikembalikan pada skala yang telah ditetapkan.

2.1.5 Jenis-jenis pahat

Pahat bubut digunakan untuk memotong atau menyayat benda kerja,

pahat dijepit atau dipasang pada penjepit pahat (tool post), macam-macam

pahat adalah seperti dibawah ini :

Keterangan Gambar:

1. Pahat potong 6. Pahat lurus bulat

2. Pahat alur 7. Pahat ulir luar

3. Pahat serong 8. Pahat rata muka

4. Pahat serong 450 9. Pahat rata bulat

5. Pahat pisau kanan

Keterangan gambar:

1. Pahat potong kiri 6. Pahat sudut kanan

2. Pahat ujung bulat 7. Pahat sisi kiri

3. Pahat potong kanan 8. Pahat potong rata

4. Pahat potong sudut kanan 9. Pahat sisi kanan

5. Pahat potong ulir segitiga 10. Pahat bentuk

2.1.6 Geometri Pahat

Geometri/bentuk pahat bubut terutama tergantung pada material benda

kerja dan material pahat. Terminologi standar ditunjukkan pada Gambar 6.6.

Untuk pahat bubut bermata potong tunggal, sudut pahat yang paling pokok

adalah sudut beram (rake angle), sudut bebas (clearance angle), dan sudut sisi

potong (cutting edge angle). Sudut-sudut pahat HSS dibentuk dengan cara

diasah menggunakan mesin gerinda pahat (Tool Grinder Machine). Sedangkan

bila pahat tersebut adalah pahat sisipan (insert) yang dipasang pada tempat

pahatnya, geometri pahat dapat dilihat pada Gambar 6.7. Selain geometri pahat

tersebut pahat bubut bisa juga diidentifikasikan berdasarkan letak sisi potong

(cutting edge) yaitu pahat tangan kanan (Right-hand tools) dan pahat tangan

kiri (Left-hand tools), lihat Gambar 6.8.

Gambar 6.6. Geometri pahat bubut HSS (pahat diasah dengan mesin gerinda

pahat).

Gambar 6.7. Geometri pahat bubut sisipan (insert).

Gambar 6.8. Pahat tangan kanan dan pahat tangan kiri.

Pahat bubut di atas apabila digunakan untuk proses membubut biasanya

dipasang pada pemegang pahat (tool holder). Pemegang pahat tersebut

digunakan untuk memegang pahat dari HSS dengan ujung pahat diusahakan

sependek mungkin agar tidak terjadi getaran pada waktu digunakan untuk

membubut (lihat Gambar 6.9). Untuk pahat yang berbentuk sisipan (inserts),

pahat tersebut dipasang pada tempat pahat yang sesuai, (lihat Gambar 6.10).

Gambar 6.9. Pemegang pahat HSS : (a) pahat alur, (b) pahat dalam, (c)

pahat rata kanan, (d) pahat rata kiri, dan (e) pahat ulir.

Gambar 6.10. Pahat bubut sisipan (inserts), dan pahat sisipan yang

dipasang pada pemegang pahat (tool holders).

Bentuk dan pengkodean pahat sisipan serta pemegang pahatnya sudah

distandarkan oleh ISO. Standar ISO untuk pahat sisipan dapat dilihat pada

Lampiran, dan pengkodean pemegang pahat dapat dilihat juga pada Lampiran.

2.1.7 Material pahat

Pahat yang baik harus memiliki sifat-sifat tertentu, sehingga nantinya

dapat menghasilkan produk yang berkualitas baik (ukuran tepat) dan ekonomis

(waktu yang diperlukan pendek). Kekerasan dan kekuatan pahat harus tetap

bertahan meskipun pada temperatur tinggi, sifat ini dinamakan Hot Hardness.

Ketangguhan (toughness) dari pahat diperlukan, sehingga pahat tidak akan

pecah atau retak terutama padasaat melakukan pemotongan dengan beban

kejut. Ketahanan aus sangat dibutuhkan yaitu ketahanan pahat melakukan

pemotongan tanpa terjadi

keausan yang cepat. Penentuan material pahat didasarkan pada jenis

material benda kerja dan kondisi pemotongan (pengasaran, adanya beban kejut,

penghalusan). Material pahat yang ada ialah baja karbon sampai dengan

keramik dan intan. Sifat hot hardness dari beberapa material pahat ditunjukkan

pada Gambar 6.12.

Gambar 6.12. (a) Kekerasan dari beberapa macam material pahat sebagai fungsi

dari temperatur, (b) jangkauan sifat material pahat.

Material pahat dari baja karbon (baja dengan kandungan karbon 1,05%)

pada saat ini sudah jarang digunakan untuk proses pemesinan, karena bahan ini

tidak tahan panas (melunak pada suhu 300-500o F). Baja karbon ini sekarang

hanya digunakan untuk kikir, bilah gergaji, dan pahat tangan. Material pahat

dari HSS (High Speed Steel) dapat dipilih jenis M atau T. Jenis M berarti pahat

HSS yang mengandung unsur Molibdenum, dan jenis T berarti pahat HSS yang

mengandung unsur Tungsten. Beberapa jenis HSS dapat dilihat pada Tabel 6.1.

Tabel 6.1. Jenis Pahat HSS.

Pahat dari HSS biasanya dipilih jika pada proses pemesinan sering terjadi

beban kejut, atau proses pemesinan yang sering dilakukan interupsi (terputus-

putus). Hal tersebut misalnya membubut benda segiempat menjadi silinder,

membubut bahan benda kerja hasil proses penuangan, membubut eksentris

(proses pengasarannya).

Pahat dari karbida dibagi dalam dua kelompok tergantung

penggunaannya. Bila digunakan untuk benda kerja besi tuang yang tidak liat

dinamakan cast iron cutting grade . Pahat jenis ini diberi kode huruf K (atau

C1 sampai C4) dan kode warna merah. Apabila digunakan untuk menyayat

baja yang liat dinamakan steel cutting grade. Pahat jenis ini diberi kode huruf P

(atau C5 sampai C8) dan kode warna biru. Selain kedua jenis tersebut ada

pahat karbida yang diberi kode huruf M, dan kode warna kuning. Pahat karbida

ini digunakan untuk menyayat berbagai jenis baja, besi tuang dan non ferro

yang mempunyai sifat mampu mesin yang baik. Contoh pahat karbida untuk

menyayat berbagai bahan dapat dilihat pada Tabel 6.2.

Tabel 6.2. Contoh penggolongan pahat jenis karbida dan penggunaannya.

2.1.8 Perencanaan Pembuatan Ulir

Kedalaman Ulir (D) :

D = 0,54127 × P

Diameter Minor :

Minor diameter = diameter mayor – (D+D)

Lebar Kepala Ulir (FC) :

FC = 0,125 × P

Lebar Dasar Ulir (FR) :

FR = 0,250 × P

Keterangan :

P : pitch

2.2 Modul II (Praktikum Mesin Potong Roda Gigi)

Proses frais gigi sebenarnya sama dengan frais bentuk, hanya karena

bentuknya yang spesifik, serta proses pencekaman dan pemilihan pisau yang

berbeda.


Mesin milling dapat juga disebut dengan nama mesin Frais. Mengefrais

adalah mengerjakan logam dengan mesin yang menggunakan alat pemotong

berputar yang mempunyai sejumlah mata potong.

Mesin milling dibagi menjadi dua yaitu: mesin milling vertikal dan mesin

milling horizontal. Memfrais merupakan pengerjaan logam dengan mesin yang

menggunakan alat pemotong berputar yang mempunyai sejumlah mata

pemotong. Alat ini dikenal sebagai pisau frais. Ada dua jenis pisau frais yang

paling banyak digunakan yaitu: horizontal, pisau frais dipasang pada sumbu

utama horizontal yang kedua vertikal pisau frais dipasang pada ujung spindel

vertikal.

Frais atau milling horisontal merupakan suatu proses pemakanan benda

kerja yang pengerjaannya atau penyatannya dilakukan dengan menggunakan

pahat yang diputar oleh poros spindel mesin. Pahat Frais (milling cutter)

termasuk jenis pahat bersisi potong banyak (multiple point tool).

Gambar 7.1. Skematik dari gerakan-gerakan dan komponen-komponen dari (a)

Mesin Frais vertical tipe column and knee, dan (b) Mesin Frais horizontal tipe

column and knee.

Ada dua macam cara memotong pada mesin frais horisontal yaitu,

memotong ke atas dan memotong ke bawah.

1. Memotong ke atas

Pemotongan dengan cara ini arah gerak dari benda kerja berlawanan

dengan rotasi pisau frais. Hal ini berarti pisau frais mulai menyayat pada

bagian bawah Benda kerja dan melakukan penyayatan yang berat pada waktu

benda kerja digerakan ke dalampisau frais.

Gambar 2.2.2 mengefrais ke atas

2. Memotong ke bawah

Pemotongan dengan cara ini arah gerak dari benda kerja searah dengan

rotasi pisau frais. Cara ini memungkinkan menyayat lebih berat karena

kekuatan yang dikeluarkan lewat bagian-bagian mesin frias yang lebih kaku.

Gambar 2.2.3 mengefrais ke bawah

2.2.2 Proses Frais

Adapun proses yang terlibat di dalamnya yaitu :

a. Kecepatan potong

Kecepatan potong pada proses di mesin milling adalah kecepatan pisau

potong yang bergerak melingkar melewati benda kerja dalam satuan meter per

menit. Adapun faktor yang mempengaruhi kecepatan potong adalah :

a. Bahan benda kerja

b. Bahan pisau potong/pahat.

Sedangkan faktor yang mempengaruhi pemilihan kecepatan potong :

a. Konstruksi/kondisi mesin

b. Bentuk pisau

c. Penampang tatal/beram (chip)

d. Tingkat kehalusan yang diinginkan

e. Pencekaman benda kerja

f. Media pendinginan.

Rumus putaran pisau mesin milling adalah :

Dimana :


V : kecepatan potong, lihat tabel 4.1 (m/menit)

D : diameter pisau (mm)

b. Jenis-jenis pahat atau pisau

Pisau ini mempunyai bermacam-macam bentuk disesuaikan dengan

kebutuhan sehingga nama pahatpun disesuaikan dengan bentuk dan

kegunaannya, misalnya pisau frais roda gigi yakni pisau khusus untuk

mengefrais alur-alur roda-roda gigi, pisau frais mantel di mana sisi-sisi

pemotongnya hanya hanya terdapat pada mantel (kelingnya ) saja, pisau frais

jari yakni pisau frais yang kecil dan ramping bertangkai kecil dipasang pada

ujungnya pada mesin frais vertikal.

Gambar 2.2.4 Pahat Milling

Pisau frais kepala hampir serupa dengan pisau mantel yang sisi

pemotongnya ditambah pada salah satu muka dan lubang arbornya dibagian

yang berisi pemotong dibuat bertingkat. Pisau frais sudut di mana sisi-sisi

pemotongnya membentuk sudut yang lebih kecil dari 90 derajat atau disebut

juga pisau sudut.

Pisau frais cekung dan cembung berbentuk cekung dan cembung,

untuk membuat alur setengah bulat (menonjol dan berbentuk alur), pisau

frais gergaji untuk membuat alur-alur pada benda kerja.

Gambar 2.2.5 Pisau Pemotong Roda Gigi

2.2.3 Perencanaan pembuatan roda gigi lurus

Gambar 2.2.6 Perencanaan roda gigi

Modul (M) :

Circular Pitch (CP) :

CP = M × π

Addendum (A) :

A = M

Out side diameter (OD) :

OD = (N + 2) × M

Dedendum (D) :

D = M × 1,666

Chordal Thickness (CT) :

Ketebalan Gigi :

Untuk gigi biasa : (6 – 10) . M

Untuk gigi berdaya besar : (10 – 16) . M

Indexing :

Nomer Cutter :

Dapat dilihat pada tabel 6.

2.2.4 Mesin Bor

Rumus putaran pada mesin bor :

Dimana :

n : putaran spindle mesin bor (rpm)

V : kecepatan potong (m/menit)

D : diameter mata bor (mm)

2.2.5 Proses frais roda gigi

Proses frais gigi (Gambar 7.29), sebenarnya sama dengan frais bentuk

pada Gambar 7.28., tetapi karena bentuknya yang spesifik, serta proses

pencekaman dan pemilihan pisau berbeda maka akan dibahas lebih detail. Dari

informasi yang diperoleh dari gambar kerja, untuk proses frais roda gigi

diperoleh data tentang jumlah gigi, bentuk profil gigi, modul, sudut tekan, dan

dimensi bakal roda gigi. Dari informasi tersebut perencana proses frais gigi

harus menyiapkan kepala pembagi (Gambar 7.21.), pisau frais gigi, dan

perhitungan elemen dasar (putaran spindel, gerak makan, dan kedalaman

potong). Kepala pembagi digunakan sebagai pemegang bakal roda gigi (dengan

bantuan mandrel). Pada kepala pembagi terdapat mekanisme yang

memungkinkan operator Mesin Frais memutar benda kerja dengan sudut

tertentu.

Gambar 7.21. Kepala pembagi (dividing head) untuk membuat segi banyak, roda

gigi, atau helix.

Gambar 7.29. Proses frais roda gigi dengan mesin frais horizontal.

Kepala pembagi (dividing head) digunakan sebagai alat untuk memutar

bakal roda gigi. Mekanisme perubahan gerak pada kepala pembagi adalah roda

gigi cacing dan ulir cacing dengan perbandingan 1:40. Dengan demikian

apabila engkol diputar satu kali, maka spindelnya berputar 1/40 kali. Untuk

membagi putaran pada spindel sehingga bisa menghasilkan putaran spindel

selain 40 bagian, maka pada bagian engkol dilengkapi dengan piringan

pembagi dengan jumlah lubang tertentu, dengan demikian putaran engkol bisa

diatur (misal ½, 1/3, ¼, 1/5 putaran). Pada piringan pembagi diberi lubang

dengan jumlah lubang sesuai dengan tipenya yaitu :

a. Tipe Brown and Sharpe :

Piringan 1 dengan jumlah lubang : 15,16,17,18,19,20



b. Tipe Cincinnati (satu piringan dilubangi pada kedua sisi) :

Sisi pertama dengan jumlah lubang :

24,25,28,30,34,37,38,39,41,42,43

Sisi kedua (sebaliknya) dengan jumlah lubang :

46,47,49,51,53,54,57,58,59,62,66

Misalnya akan dibuat pembagian 160 buah. Pengaturan putaran engkol

pada kepala pembagi adalah sebagai berikut (Gambar 7.30.) :

Dipilih piringan yang memiliki lubang 20, dengan cara sekrup pengatur

arah radial kita setel sehingga ujung engkol yang berbentuk runcing bisa

masuk ke lubang yang dipilih (Gambar 7.30.c).

Gunting diatur sehingga melingkupi 5 bagian atau 6 lubang (Gambar

7.30.d).

Sisi pertama benda kerja dimulai dari lubang no.1.

Sisi kedua dilakukan dengan cara memutar engkol ke lubang no. 6 (telah

dibatasi oleh gunting).

Dengan demilian engkol berputar ¼ lingkaran dan benda kerja) berputar ¼

x1/40 = 1/160 putaran.

Gunting digeser sehingga bilah bagian kiri di no. 6.

Pemutaran engkol selanjutnya mengikuti bilah gunting.

Gambar 7.30. Kepala pembagi dan pengoperasiannya.

Pemilihan pisau untuk memotong profil gigi (biasanya profil gigi

involute) harus dipilih berdasarkan modul dan jumlah gigi yang akan dibuat.

Nomer pisau frais gigi berdasarkan jumlah gigi yang dibuat dapat dilihat pada

Tabel 7.3. Penentuan elemen dasar proses frais yaitu putaran spindel dan gerak

makan pada proses frais gigi tetap mengikuti rumus 3.2 dan 3.3. Sedangkan

kedalaman potong ditentukan berdasarkan tinggi gigi dalam gambar kerja atau

sesuai dengan modul gigi yang dibuat (antara 2 sampai 2,25 modul).

Tabel 7.3. Urutan nomor pisau frais gigi involute.

2.3 Modul III (Praktikum Mesin Frais Vertikal)

Proses permesinan frais (milling) adalah proses penyayatan benda kerja

menggunakan alat potong dengan mata potong jamak yang berputar. Proses

penyayatan dengan gigi potong yang banyak yang mengitari pisau ini bisa

menghasilkan proses permesinan lebih cepat. Permukaan yang disayat bisa

berbentuk datar, menyudut, atau melengkung. Permukaan benda kerja bisa juga

berbentuk kombinasi dari beberapa bentuk. Mesin yang digunakan untuk

memegang benda kerja, memutar pisau, dan penyayatannya disebut Mesin Frais

(Milling Machine).


Mesin milling vertikal dapat juga disebut dengan nama mesin Frais

vertikal. Mengefrais adalah mengerjakan logam dengan mesin yang

menggunakan alat pemotong berputar seperti bor yang mempunyai sejumlah

mata potong.

Gambar 2.3.1 mesin milling vertikal

Disebut mesin frais vertikal karena kedudukan yang vertikal dari spindle

pemotong. Gerakan mejanya sama seperti pada mesin datar. Biasanya, tidak

ada gerakan yang diberikan kepada pemotong kecuali gerakan beputar biasa.

Tetapi, kepala spindelnya dapat diputar, yang memungkinkan penyetelan

spindle dalam bidang vertikal pada setiap sudut dari vertikal sampai horizontal.

Mesin ini mempunyai perjalanan spindle aksial yang pendek untuk

memudahkan penafsiran bertingkat. Beberapa mesin frais vertikal dilengkapi

dengan alat putar tambahan atau meja kerja putar untuk memungkinkan

mengefrais alur melingkar atau mengefrais kontinu suku cadang produksi yang

kecil.

Dibawah ini akan digambarkan dasar-dasar pengerjaan mengefrais.

Gambar 2.3.2 Dasar pengerjaan mengefrais.

Penggunaan mesin mencakup penggurdian, penggeboran, peluasan

lubang, penjarakan tepat dari lubang karena penyetelan micrometer dari meja,

pemotongan tepi, dan pencerukan. Mesin profil dan frais matriks operasinya

mirip dengan mesin frais vertikal.



menit.

2.3.2 Faktor yang mempengaruhi kecepatan potong adalah :

a. Bahan benda kerja

b. Bahan pisau potong/pahat.

2.3.3 Faktor yang mempengaruhi pemilihan kecepatan potong :

a. Konstruksi/kondisi mesin

b. Bentuk pisau

c. Penampang tatal/beram (chip)

d. Tingkat kehalusan yang diinginkan

e. Pencekaman benda kerja

f. Media pendinginan.

2.3.4 Rumus putaran pisau mesin milling adalah :

Dimana :




2.3.5 Macam-macam pahat atau pisau

Pisau ini mempunyai berbagai macam bentuk disesuaikan dengan


kegunaannya, misalnya pahat End Milling digunakan untuk membuat alur lurus

dengan lebar alurnya berdasarkan dameter dari pahat end milling tersebut,

pahat Face Milling dimana sisi pahatnya berbentuk rata dengan diameter yang

lebih besar dibandingkan dengan pahat end milling dan pahat ini digunakan

untuk meratakan permukaan dari benda kerja. Macam-macam bentuk pisau

atau pahat mesin milling vertikal adalah sebagai berikut :

Gambar 2.3.3 Pahat End Milling.

Gambar 2.3.4 Pahat Face Milling.

2.4 MODUL IV (PRAKTIKUM MESIN SEKRAP)

Mesin sekrap (shaping machine) disebut pula mesin ketam atau serut. Mesin

ini digunakan untuk mengerjakan bidang-bidang yang rata, cembung, cekung,

beratur, dll pada posisi mendatar, tegak, maupun miring. Mesin sekrap adalah suat

mesin perkakas dengan gerakan utama lurus bolak-balik secara vertikal maupun

horizontal.

Prinsip pengerjaan pada Mesin Sekrap adalah benda yang disayat atau

dipotong dalam keadaan diam (dijepit pada ragum) kemudian pahat bergerak lurus

bolak balik atau maju mundur melakukan penyayatan. Hasil gerakan maju

mundur lengan mesin/pahat diperoleh dari motor yang dihubungkan dengan roda

bertingkat melalui sabuk (belt). Dari roda bertingkat, putaran diteruskan ke roda

gigi antara dan dihubungkan ke roda gigi penggerak engkol yang besar. Roda gigi

tersebut beralur dan dipasang engkol melalui tap. Jika roda gigi berputar maka tap

engkol berputar eksentrik menghasilkan gerakan maju mundur lengan.

Kedudukan tap dapat digeser sehingga panjang eksentrik berubah dan berarti pula

panjang langkah berubah.


Gambar 2.4.1 Mesin Sekrap

Gambar diatas merupakan sebuah sketsa diagramatis dari sebuah mesin

ketam horizontal biasa. Yang umum dipakai untuk pekerjaan produksi dan

pekerjaan serbaguna, adalah mesin ketam horizontal, terdiri atas dasar dan

rangka yang mendukung ram horizontal, konstruksinya agak sederhana. Ram,

yang membawa pahat, diberi gerak ulak-alik sama dengan panjang langkah

yang diinginkan. Mekanisme balik cepat yang menggerakkan ram dirancang

sedemikian sehingga langkah balik dari mesin ketam lebih cepat daripada

langkah potong sehinga mengurangi waktu tanpa kerja dari mesin sampai

minimum. Kepala pahat diujung ram, yang dapat diputar melalui sebuah sudut,

dilengkapi dengan alat untuk menghantarkan pahat ke dalam benda kerja. Pada

pengunciannya maka pemegang pahat peti lonceng, diberi engsel pada ujung

atas untuk memungkinkan pahat naik pada langkah balik sehingga tidak

menggali kedalam benda kerja.

Benda kerja didukung pada rel silang di muka mesin ketam. Sebuah ulir

pengarah, yang berhubungan dengan rel silang, memungkinkan benda kerja

digerakkan menyilang atau vertikal dengan tangan atau penggerak daya. Suatu

mesin ketam universal yang memiliki sifat seperti ini, dilengkapi dengan

pengaturan berputar dan condong untuk memungkinkan permesinan teliti pada

sembarang sudut. Pengaturan berputar mengambil tempat sekitar sebuah

sumbu yang sejajar dengan gerakan ram. Kecondongannya adalah pada puncak

meja yang menyediakan sebuah alat untuk menyetel meja pada suatu sudut

terhadap sumbu putar. Benda kerja pada mesin ketam dipegang dengan

membautkannya kepada meja kerja atau dengan mengketatkannya dengan

catok atau beberapa pemegang yang lain.

2.4.2 Jenis-Jenis Pahat

Pahat penyayat dipasang pada pemegang pahat dan pemegang pahat itu

terpasang pada pelat pahat, pelat pahat ini kedudukannya dapat diatur naik

turun dengan jalan memutar eretan pahat, naik turunnya eretan ini merupakan

pengaturan tebal pemakanan pahat, untuk menentukan tebal pemakanan itu

kita pergunakan garis pengukur tebal pemakanan pada eretan tadi, selain itu

eretan ini kedudukannya dapat diubah atau diputar dalam derajat sehingga kita

dapat mengetam bagian yang miring yang besar sudutnya sudah ditentukan.

Pemegang pahat terpasang pada terpasang pada pelat-pelat yang dapat

bergerak berayun seperti engsel, hal ini dimaksudkan agar pahat tidak

mencakup atau menekan benda kerja pada langkah kebelakang.

Bentuk pahat ketam hampir sama dengan bentuk pahat bubut,

perbedaannya terletak pada sudut-sudut bebas muka dan sampingnya lebih

kecil, sudut bebas yang lebih kecil ini dimaksudkan untuk menghindari

getaran-getaran pada pahat atau pada benda kerja karena penyayatan pada

mesin bubut, bentuk dan besarnya sudut-sudut pahat tersebut sangat penting

karena baik tidaknya hasil penyayatan tergantung sebagian dari cara mengasah

sudut-sudut pahat itu.

Gambar 8. Macam-macam pahat sekrap dibawah ini:

Keterangan gambar :

a. Pahat ketam kasar lurus.

b. Pahat ketam kasar lengkung.

c. Pahat ketam dasar.

d. Pahat ketam runcing.

e. Pahat ketam sisi.

f. Pahat ketam sisi kasar.

Pahat ketam sisi kasar

a. Pahat ketam masuk kedalam atau keluar lurus.

b. Pahat ketam masuk dalam atau keluar diteruskan.

Keterangan gambar :

s : pemakanan (feed)

b1 : toleransi pemakanan dari samping

b : lebar benda kerja

B : lebar penyekrapan

Panjang langkah (L) :

L = l + la + lb

Keterangan :

L : panjang benda kerja

la : allowance sebelum pemotongan

lb : allowance setelah pemotongan (stroke allowance)

Jumlah langkah per menit (n) :

Keterangan :

Vm : kecepatan potong (m/menit)

L : panjang langkah (mm)

Jumlah langkah yang diperlukan (Z) :

Waktu penyekrapan (tm) :

tm = Z . t

Lebar penyekrapan (B) :

B = b + 2 . 5

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.3 Modul I (Praktikum Mesin Bubut)

Proses bubut adalah proses permesinan untuk menghasilkan bagian-bagian

mesin berbentuk silindris yang dikerjakan dengan menggunakan Mesin Bubut.

Prinsip dasarnya dapat didefinisikan sebagai proses permesinan permukaan luar

benda silindris atau bubut rata.

Prinsip kerja pada mesin bubut adalah poros spindel memutar benda kerja

melalui piringan pembawa sehingga memutar roda gigi 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.


Mesin bubut adalah mesin yang dapat digunakan untuk berbagai proses

permesinan seperti pemotongan, pengeboran, pengerjaan tepi, pembuatan ulir,

pembuatan tirus, dll. Secara umum mesin bubut terdiri dari, Bed Mesin, Kepala

Tetap, Kepala Lepas, Supor (Saddle), Apron, Eretan dan Pahat. Pahat

merupakan bagian dari mesin bubut yang mempunyai fungsi sebagai pengikis

atau pengambil serpih.

Kecepatan putaran mesin bubut ditentukan berdasarkan kecepatan potong

dan diameter benda kerja yang dibubut. Supaya pengoperasian mesin bubut

dapat efisien, operator harus memperhitungkan pemilihan kecepatan potong,

pengumpanan (feeding) dan kedalaman pemotongan, banyaknya waktu yang

hilang pada proses pembubutan disebabkan pemilihan kecepatan potong dan

pemakanan yang tidak tepat.

Gambar 1. Mesin Bubut

2.1.2 Bagian-bagian mesin

Bagian-bagian mesin bubut antara lain :

8. Bed Mesin

Bagian ini dibuat dari besi tuang. Fungsi dari bagian ini adalah untuk

menopang komponen-komponen mesin lainnya.

9. Kepala Tetap

Bagian ini dipasang secara tetap pada bad mesin. Bagian ini

mempunyai spindle bolong yang tirus atau berulir untuk memasang benda

kerja.

10. Kepala Lepas

Kepala lepas dapat dipindahkan kesetiap posisi sepanjang bad mesin.

Kepala lepas dapat dipersiapkan untuk membubut tirus.

11. Supor (Saddle)

Supor dipasang diatas bed mesin dan melintanginya. Eretan dan

apron bersama merupakan supor.

12. Apron

Apron ialah bagian supor yang membawa roda tangan untk

memindahkan eretan. Transportir juga menembus apron dan dikaitkan

dengan perantaraan engkol yang dipasang didepan apron.

13. Eretan

Eretan ialah bagian dari supor yang membawa eretan lintang dan

eretan atas. Eretan dipindahkan sepanjang bed mesin demean perantaraan

batang bergigi yang dipasang didepan bad mesin.

14. Pahat Bubut

Bagian ini mempunyai fungsi sebagai pengikis atau pengambil

serpih. Pahat bubut dibuat dari baja HSS.

2.1.3 Parameter yang dapat diatur pada mesin bubut

Pada proses bubut ada parameter yang harus diperhatikan seperti

kecepatan potong, pemakanan (Feeding), dan kedalaman pemotongan (Depth

of Cut).

a. Kecepatan potong

Kecepatan potong adalah kecepatan keliling dari benda kerja melintasi

ujung pahat potong, kecepatan potong umumnya dinyatakan dalam satuan

meter per menit.

Pemilihan kecepatan potong yang benar adalah harus disesuaikan dengan

bahan dari benda kerja yang dibubut dan bahan dari pahat potong yang

digunakan, pemilihan kecepatan potong yang terlalu tinggi menyebabkan ujung

pahat akan mudah tumpul dan aus sehingga akan banyak waktu yang terbuang

untuk mengasah/menggerinda atau merekondisi pahat tersebut, bila pemilihan

terlalu rendah maka efisiensi kerjanya rendah.

Berdasarkan pengujian dan penelitian baja dan pahat potong, kecepatan

potong untuk pahat HSS dapat dilihat pada tabel 3.1, untuk pahat cemented

carbide pada tabel 3.2 dan tabel 3.3.

Untuk menghitung kecepatan putar spindle mesin bubut dalam satuan

putaran per menit, maka kecepatan potong bahan dan diameter benda kerja

harus diketahui. Rumus putaran adalah

Dimana :


V : kecepatan potong bahan (m/menit)

D : diameter benda kerja (mm)

b. Pemakanan (Feeding)

Pemakanan adalah jarak yang ditempuh oleh pahat potong untuk

memotong dalam satu putaran benda kerja. Contoh : apabila mesin bubut

pemakanannya diatur 0,4 mm maka pahat potong akan menempuh jarak 0,4

mm dalam setiap putaran benda kerja.

Dalam proses pembubutan dikenal dua jenis pemotongan, yaitu

pemotongan kasar (Roughing cut) dan pemotongan akhir (Finishing cut). Pada

pemotongan kasar pengurangan benda kerja dilakukan dengan

mempertimbangkan kualitas permukaan (nilai kekasaran permukaannya),

sehingga pemakanan yang digunakan adalah pemakanan untuk pengasaran.

Pada pemotongan akhir digunakan untuk mendapatkan hasil akhir permukaan

dengan nilai kekasaran yang baik dan pemakanan yang digunakan adalah yang

kecil.

Pada proses pembubutan umumnya pemakanan untuk pengasaran yang

digunakan berkisar antara 0,25 – 0,4 mm. Dan untuk pemotongan akhir

berkisar antara 0,07 – 0,012 mm. Tabel 3.3 menunjukkan pemakan untuk

bahan dengan menggunakan pahat HSS.

c. Kedalaman Pemotongan (Depth of Cut)

Kedalaman pemotongan adalah ketebalan tatal / beram (chip) yang

dilepaskan oleh pahat dari benda kerja. Untuk proses pembubutan dengan

pengurangan diameter yang besar kedalaman pemotongan dilakukan dengan

cara bertahap, yaitu proses pengasaran dan proses pemotongan akhir.

Kedalaman pemotongan untuk pembubutan pengasaran dipengaruhi oleh

beberapa factor sebagai berikut :

e. Kondisi mesin bubut,

f. Jenis dan bentuk pahat bubut yang digunakan,

g. Kekakuan benda kerja,

h. Kecepatan pemotongan.

Kedalaman pemotongan untuk proses pengerjaan akhir tergantung pada

tipe benda kerja dan kualitas permukaan yang diinginkan dari pada umumnya

tidak lebih dari 0,13 mm.

2.1.4 Skala Pengukuran pada mesin bubut

Skala pengukuran pada mesin bubut dipasang pada coumpound rest dan

cross feed. Skala pengukur digunakan untuk membantu operator mesin bubut

dalam menentukan kedalaman pemotongan pahat dengan tepat sehingga tatal

yagn terlepas oleh pahat potong dapat teridentifikasi dengan akurat

(pengurangan diameter dapat terukur).

Skala pengukur dengan sistem metris umumnya dibagi kedalam 200

pembagian artinya setiap strip skala pengukur adalah 0,02 mm. Contoh : untuk

skala metris apabila handel pemutar skala pengukur diputar searah dengan

jarum jam untuk 10 pembagian (10 strip) maka pahat potong akan maju 10 .

0,02 = 0,2 mm.

Berikut beberapa petunjuk dalam menggunakan skala pengukur :

c. Apabila skala pengukur dilengkapi dengan skrup pengunci, sebelum

melakukan pengaturan (setting) kedalaman, tentukan ukuran awal dengan

mengunci skala nonius dengan skrup pengunci tersebut.

d. Apabila memutar skala pengukur melampaui batas ukuran yang telah

ditetapkan, maka skala pengukur harus diputar kembali setengah putaran,

kemudian dikembalikan pada skala yang telah ditetapkan.

2.1.5 Jenis-jenis pahat

Pahat bubut digunakan untuk memotong atau menyayat benda kerja,

pahat dijepit atau dipasang pada penjepit pahat (tool post), macam-macam

pahat adalah seperti dibawah ini :

Keterangan Gambar:

6. Pahat potong 6. Pahat lurus bulat

7. Pahat alur 7. Pahat ulir luar

8. Pahat serong 8. Pahat rata muka

9. Pahat serong 450 9. Pahat rata bulat

10. Pahat pisau kanan

Keterangan gambar:

6. Pahat potong kiri 6. Pahat sudut kanan

7. Pahat ujung bulat 7. Pahat sisi kiri

8. Pahat potong kanan 8. Pahat potong rata

9. Pahat potong sudut kanan 9. Pahat sisi kanan

10. Pahat potong ulir segitiga 10. Pahat bentuk

2.1.6 Geometri Pahat

Geometri/bentuk pahat bubut terutama tergantung pada material benda

kerja dan material pahat. Terminologi standar ditunjukkan pada Gambar 6.6.

Untuk pahat bubut bermata potong tunggal, sudut pahat yang paling pokok

adalah sudut beram (rake angle), sudut bebas (clearance angle), dan sudut sisi

potong (cutting edge angle). Sudut-sudut pahat HSS dibentuk dengan cara

diasah menggunakan mesin gerinda pahat (Tool Grinder Machine). Sedangkan

bila pahat tersebut adalah pahat sisipan (insert) yang dipasang pada tempat

pahatnya, geometri pahat dapat dilihat pada Gambar 6.7. Selain geometri pahat

tersebut pahat bubut bisa juga diidentifikasikan berdasarkan letak sisi potong

(cutting edge) yaitu pahat tangan kanan (Right-hand tools) dan pahat tangan

kiri (Left-hand tools), lihat Gambar 6.8.

Gambar 6.6. Geometri pahat bubut HSS (pahat diasah dengan mesin gerinda

pahat).

Gambar 6.7. Geometri pahat bubut sisipan (insert).

Gambar 6.8. Pahat tangan kanan dan pahat tangan kiri.

Pahat bubut di atas apabila digunakan untuk proses membubut biasanya

dipasang pada pemegang pahat (tool holder). Pemegang pahat tersebut

digunakan untuk memegang pahat dari HSS dengan ujung pahat diusahakan

sependek mungkin agar tidak terjadi getaran pada waktu digunakan untuk

membubut (lihat Gambar 6.9). Untuk pahat yang berbentuk sisipan (inserts),

pahat tersebut dipasang pada tempat pahat yang sesuai, (lihat Gambar 6.10).

Gambar 6.9. Pemegang pahat HSS : (a) pahat alur, (b) pahat dalam, (c)

pahat rata kanan, (d) pahat rata kiri, dan (e) pahat ulir.

Gambar 6.10. Pahat bubut sisipan (inserts), dan pahat sisipan yang

dipasang pada pemegang pahat (tool holders).

Bentuk dan pengkodean pahat sisipan serta pemegang pahatnya sudah

distandarkan oleh ISO. Standar ISO untuk pahat sisipan dapat dilihat pada

Lampiran, dan pengkodean pemegang pahat dapat dilihat juga pada Lampiran.

2.1.7 Material pahat

Pahat yang baik harus memiliki sifat-sifat tertentu, sehingga nantinya

dapat menghasilkan produk yang berkualitas baik (ukuran tepat) dan ekonomis

(waktu yang diperlukan pendek). Kekerasan dan kekuatan pahat harus tetap

bertahan meskipun pada temperatur tinggi, sifat ini dinamakan Hot Hardness.

Ketangguhan (toughness) dari pahat diperlukan, sehingga pahat tidak akan

pecah atau retak terutama padasaat melakukan pemotongan dengan beban

kejut. Ketahanan aus sangat dibutuhkan yaitu ketahanan pahat melakukan

pemotongan tanpa terjadi

keausan yang cepat. Penentuan material pahat didasarkan pada jenis

material benda kerja dan kondisi pemotongan (pengasaran, adanya beban kejut,

penghalusan). Material pahat yang ada ialah baja karbon sampai dengan

keramik dan intan. Sifat hot hardness dari beberapa material pahat ditunjukkan

pada Gambar 6.12.

Gambar 6.12. (a) Kekerasan dari beberapa macam material pahat sebagai fungsi

dari temperatur, (b) jangkauan sifat material pahat.

Material pahat dari baja karbon (baja dengan kandungan karbon 1,05%)

pada saat ini sudah jarang digunakan untuk proses pemesinan, karena bahan ini

tidak tahan panas (melunak pada suhu 300-500o F). Baja karbon ini sekarang

hanya digunakan untuk kikir, bilah gergaji, dan pahat tangan. Material pahat

dari HSS (High Speed Steel) dapat dipilih jenis M atau T. Jenis M berarti pahat

HSS yang mengandung unsur Molibdenum, dan jenis T berarti pahat HSS yang

mengandung unsur Tungsten. Beberapa jenis HSS dapat dilihat pada Tabel 6.1.

Tabel 6.1. Jenis Pahat HSS.

Pahat dari HSS biasanya dipilih jika pada proses pemesinan sering terjadi

beban kejut, atau proses pemesinan yang sering dilakukan interupsi (terputus-

putus). Hal tersebut misalnya membubut benda segiempat menjadi silinder,

membubut bahan benda kerja hasil proses penuangan, membubut eksentris

(proses pengasarannya).

Pahat dari karbida dibagi dalam dua kelompok tergantung

penggunaannya. Bila digunakan untuk benda kerja besi tuang yang tidak liat

dinamakan cast iron cutting grade . Pahat jenis ini diberi kode huruf K (atau

C1 sampai C4) dan kode warna merah. Apabila digunakan untuk menyayat

baja yang liat dinamakan steel cutting grade. Pahat jenis ini diberi kode huruf P

(atau C5 sampai C8) dan kode warna biru. Selain kedua jenis tersebut ada

pahat karbida yang diberi kode huruf M, dan kode warna kuning. Pahat karbida

ini digunakan untuk menyayat berbagai jenis baja, besi tuang dan non ferro

yang mempunyai sifat mampu mesin yang baik. Contoh pahat karbida untuk

menyayat berbagai bahan dapat dilihat pada Tabel 6.2.

Tabel 6.2. Contoh penggolongan pahat jenis karbida dan penggunaannya.

2.1.8 Perencanaan Pembuatan Ulir

Kedalaman Ulir (D) :

D = 0,54127 × P

Diameter Minor :

Minor diameter = diameter mayor – (D+D)

Lebar Kepala Ulir (FC) :

FC = 0,125 × P

Lebar Dasar Ulir (FR) :

FR = 0,250 × P

Keterangan :

P : pitch

2.4 Modul II (Praktikum Mesin Potong Roda Gigi)

Proses frais gigi sebenarnya sama dengan frais bentuk, hanya karena

bentuknya yang spesifik, serta proses pencekaman dan pemilihan pisau yang

berbeda.


Mesin milling dapat juga disebut dengan nama mesin Frais. Mengefrais

adalah mengerjakan logam dengan mesin yang menggunakan alat pemotong

berputar yang mempunyai sejumlah mata potong.

Mesin milling dibagi menjadi dua yaitu: mesin milling vertikal dan mesin

milling horizontal. Memfrais merupakan pengerjaan logam dengan mesin yang

menggunakan alat pemotong berputar yang mempunyai sejumlah mata

pemotong. Alat ini dikenal sebagai pisau frais. Ada dua jenis pisau frais yang

paling banyak digunakan yaitu: horizontal, pisau frais dipasang pada sumbu

utama horizontal yang kedua vertikal pisau frais dipasang pada ujung spindel

vertikal.

Frais atau milling horisontal merupakan suatu proses pemakanan benda

kerja yang pengerjaannya atau penyatannya dilakukan dengan menggunakan

pahat yang diputar oleh poros spindel mesin. Pahat Frais (milling cutter)

termasuk jenis pahat bersisi potong banyak (multiple point tool).

Gambar 7.1. Skematik dari gerakan-gerakan dan komponen-komponen dari (a)

Mesin Frais vertical tipe column and knee, dan (b) Mesin Frais horizontal tipe

column and knee.

Ada dua macam cara memotong pada mesin frais horisontal yaitu,

memotong ke atas dan memotong ke bawah.

3. Memotong ke atas

Pemotongan dengan cara ini arah gerak dari benda kerja berlawanan

dengan rotasi pisau frais. Hal ini berarti pisau frais mulai menyayat pada

bagian bawah Benda kerja dan melakukan penyayatan yang berat pada waktu

benda kerja digerakan ke dalampisau frais.

Gambar 2.2.2 mengefrais ke atas

4. Memotong ke bawah

Pemotongan dengan cara ini arah gerak dari benda kerja searah dengan

rotasi pisau frais. Cara ini memungkinkan menyayat lebih berat karena

kekuatan yang dikeluarkan lewat bagian-bagian mesin frias yang lebih kaku.

Gambar 2.2.3 mengefrais ke bawah

2.2.2 Proses Frais

Adapun proses yang terlibat di dalamnya yaitu :

c. Kecepatan potong



menit. Adapun faktor yang mempengaruhi kecepatan potong adalah :

c. Bahan benda kerja

d. Bahan pisau potong/pahat.

Sedangkan faktor yang mempengaruhi pemilihan kecepatan potong :

g. Konstruksi/kondisi mesin

h. Bentuk pisau

i. Penampang tatal/beram (chip)

j. Tingkat kehalusan yang diinginkan

k. Pencekaman benda kerja

l. Media pendinginan.

Rumus putaran pisau mesin milling adalah :

Dimana :




d. Jenis-jenis pahat atau pisau

Pisau ini mempunyai bermacam-macam bentuk disesuaikan dengan


kegunaannya, misalnya pisau frais roda gigi yakni pisau khusus untuk

mengefrais alur-alur roda-roda gigi, pisau frais mantel di mana sisi-sisi

pemotongnya hanya hanya terdapat pada mantel (kelingnya ) saja, pisau frais

jari yakni pisau frais yang kecil dan ramping bertangkai kecil dipasang pada

ujungnya pada mesin frais vertikal.

Gambar 2.2.4 Pahat Milling

Pisau frais kepala hampir serupa dengan pisau mantel yang sisi

pemotongnya ditambah pada salah satu muka dan lubang arbornya dibagian

yang berisi pemotong dibuat bertingkat. Pisau frais sudut di mana sisi-sisi

pemotongnya membentuk sudut yang lebih kecil dari 90 derajat atau disebut

juga pisau sudut.

Pisau frais cekung dan cembung berbentuk cekung dan cembung,

untuk membuat alur setengah bulat (menonjol dan berbentuk alur), pisau

frais gergaji untuk membuat alur-alur pada benda kerja.

Gambar 2.2.5 Pisau Pemotong Roda Gigi

2.2.3 Perencanaan pembuatan roda gigi lurus

Gambar 2.2.6 Perencanaan roda gigi

Modul (M) :

Circular Pitch (CP) :

CP = M × π

Addendum (A) :

A = M

Out side diameter (OD) :

OD = (N + 2) × M

Dedendum (D) :

D = M × 1,666

Chordal Thickness (CT) :

Ketebalan Gigi :

Untuk gigi biasa : (6 – 10) . M

Untuk gigi berdaya besar : (10 – 16) . M

Indexing :

Nomer Cutter :

Dapat dilihat pada tabel 6.

2.2.4 Mesin Bor

Rumus putaran pada mesin bor :

Dimana :

n : putaran spindle mesin bor (rpm)

V : kecepatan potong (m/menit)

D : diameter mata bor (mm)

2.2.5 Proses frais roda gigi

Proses frais gigi (Gambar 7.29), sebenarnya sama dengan frais bentuk

pada Gambar 7.28., tetapi karena bentuknya yang spesifik, serta proses

pencekaman dan pemilihan pisau berbeda maka akan dibahas lebih detail. Dari

informasi yang diperoleh dari gambar kerja, untuk proses frais roda gigi

diperoleh data tentang jumlah gigi, bentuk profil gigi, modul, sudut tekan, dan

dimensi bakal roda gigi. Dari informasi tersebut perencana proses frais gigi

harus menyiapkan kepala pembagi (Gambar 7.21.), pisau frais gigi, dan

perhitungan elemen dasar (putaran spindel, gerak makan, dan kedalaman

potong). Kepala pembagi digunakan sebagai pemegang bakal roda gigi (dengan

bantuan mandrel). Pada kepala pembagi terdapat mekanisme yang

memungkinkan operator Mesin Frais memutar benda kerja dengan sudut

tertentu.

Gambar 7.21. Kepala pembagi (dividing head) untuk membuat segi banyak, roda

gigi, atau helix.

Gambar 7.29. Proses frais roda gigi dengan mesin frais horizontal.

Kepala pembagi (dividing head) digunakan sebagai alat untuk memutar

bakal roda gigi. Mekanisme perubahan gerak pada kepala pembagi adalah roda

gigi cacing dan ulir cacing dengan perbandingan 1:40. Dengan demikian

apabila engkol diputar satu kali, maka spindelnya berputar 1/40 kali. Untuk

membagi putaran pada spindel sehingga bisa menghasilkan putaran spindel

selain 40 bagian, maka pada bagian engkol dilengkapi dengan piringan

pembagi dengan jumlah lubang tertentu, dengan demikian putaran engkol bisa

diatur (misal ½, 1/3, ¼, 1/5 putaran). Pada piringan pembagi diberi lubang

dengan jumlah lubang sesuai dengan tipenya yaitu :

a. Tipe Brown and Sharpe :




b. Tipe Cincinnati (satu piringan dilubangi pada kedua sisi) :

Sisi pertama dengan jumlah lubang :

24,25,28,30,34,37,38,39,41,42,43

Sisi kedua (sebaliknya) dengan jumlah lubang :

46,47,49,51,53,54,57,58,59,62,66

Misalnya akan dibuat pembagian 160 buah. Pengaturan putaran engkol

pada kepala pembagi adalah sebagai berikut (Gambar 7.30.) :

Dipilih piringan yang memiliki lubang 20, dengan cara sekrup pengatur

arah radial kita setel sehingga ujung engkol yang berbentuk runcing bisa

masuk ke lubang yang dipilih (Gambar 7.30.c).

Gunting diatur sehingga melingkupi 5 bagian atau 6 lubang (Gambar

7.30.d).

Sisi pertama benda kerja dimulai dari lubang no.1.

Sisi kedua dilakukan dengan cara memutar engkol ke lubang no. 6 (telah

dibatasi oleh gunting).

Dengan demilian engkol berputar ¼ lingkaran dan benda kerja) berputar ¼

x1/40 = 1/160 putaran.

Gunting digeser sehingga bilah bagian kiri di no. 6.

Pemutaran engkol selanjutnya mengikuti bilah gunting.

Gambar 7.30. Kepala pembagi dan pengoperasiannya.

Pemilihan pisau untuk memotong profil gigi (biasanya profil gigi

involute) harus dipilih berdasarkan modul dan jumlah gigi yang akan dibuat.

Nomer pisau frais gigi berdasarkan jumlah gigi yang dibuat dapat dilihat pada

Tabel 7.3. Penentuan elemen dasar proses frais yaitu putaran spindel dan gerak

makan pada proses frais gigi tetap mengikuti rumus 3.2 dan 3.3. Sedangkan

kedalaman potong ditentukan berdasarkan tinggi gigi dalam gambar kerja atau

sesuai dengan modul gigi yang dibuat (antara 2 sampai 2,25 modul).

Tabel 7.3. Urutan nomor pisau frais gigi involute.

2.3 Modul III (Praktikum Mesin Frais Vertikal)

Proses permesinan frais (milling) adalah proses penyayatan benda kerja

menggunakan alat potong dengan mata potong jamak yang berputar. Proses

penyayatan dengan gigi potong yang banyak yang mengitari pisau ini bisa

menghasilkan proses permesinan lebih cepat. Permukaan yang disayat bisa

berbentuk datar, menyudut, atau melengkung. Permukaan benda kerja bisa juga

berbentuk kombinasi dari beberapa bentuk. Mesin yang digunakan untuk

memegang benda kerja, memutar pisau, dan penyayatannya disebut Mesin Frais

(Milling Machine).


Mesin milling vertikal dapat juga disebut dengan nama mesin Frais

vertikal. Mengefrais adalah mengerjakan logam dengan mesin yang

menggunakan alat pemotong berputar seperti bor yang mempunyai sejumlah

mata potong.

Gambar 2.3.1 mesin milling vertikal

Disebut mesin frais vertikal karena kedudukan yang vertikal dari spindle

pemotong. Gerakan mejanya sama seperti pada mesin datar. Biasanya, tidak

ada gerakan yang diberikan kepada pemotong kecuali gerakan beputar biasa.

Tetapi, kepala spindelnya dapat diputar, yang memungkinkan penyetelan

spindle dalam bidang vertikal pada setiap sudut dari vertikal sampai horizontal.

Mesin ini mempunyai perjalanan spindle aksial yang pendek untuk

memudahkan penafsiran bertingkat. Beberapa mesin frais vertikal dilengkapi

dengan alat putar tambahan atau meja kerja putar untuk memungkinkan

mengefrais alur melingkar atau mengefrais kontinu suku cadang produksi yang

kecil.

Dibawah ini akan digambarkan dasar-dasar pengerjaan mengefrais.

Gambar 2.3.2 Dasar pengerjaan mengefrais.

Penggunaan mesin mencakup penggurdian, penggeboran, peluasan

lubang, penjarakan tepat dari lubang karena penyetelan micrometer dari meja,

pemotongan tepi, dan pencerukan. Mesin profil dan frais matriks operasinya

mirip dengan mesin frais vertikal.



menit.

2.3.2 Faktor yang mempengaruhi kecepatan potong adalah :

c. Bahan benda kerja

d. Bahan pisau potong/pahat.

2.3.3 Faktor yang mempengaruhi pemilihan kecepatan potong :

g. Konstruksi/kondisi mesin

h. Bentuk pisau

i. Penampang tatal/beram (chip)

j. Tingkat kehalusan yang diinginkan

k. Pencekaman benda kerja

l. Media pendinginan.

2.3.4 Rumus putaran pisau mesin milling adalah :

Dimana :




2.3.5 Macam-macam pahat atau pisau

Pisau ini mempunyai berbagai macam bentuk disesuaikan dengan


kegunaannya, misalnya pahat End Milling digunakan untuk membuat alur lurus

dengan lebar alurnya berdasarkan dameter dari pahat end milling tersebut,

pahat Face Milling dimana sisi pahatnya berbentuk rata dengan diameter yang

lebih besar dibandingkan dengan pahat end milling dan pahat ini digunakan

untuk meratakan permukaan dari benda kerja. Macam-macam bentuk pisau

atau pahat mesin milling vertikal adalah sebagai berikut :

Gambar 2.3.3 Pahat End Milling.

Gambar 2.3.4 Pahat Face Milling.

2.4 MODUL IV (PRAKTIKUM MESIN SEKRAP)

Mesin sekrap (shaping machine) disebut pula mesin ketam atau serut. Mesin

ini digunakan untuk mengerjakan bidang-bidang yang rata, cembung, cekung,

beratur, dll pada posisi mendatar, tegak, maupun miring. Mesin sekrap adalah suat

mesin perkakas dengan gerakan utama lurus bolak-balik secara vertikal maupun

horizontal.

Prinsip pengerjaan pada Mesin Sekrap adalah benda yang disayat atau

dipotong dalam keadaan diam (dijepit pada ragum) kemudian pahat bergerak lurus

bolak balik atau maju mundur melakukan penyayatan. Hasil gerakan maju

mundur lengan mesin/pahat diperoleh dari motor yang dihubungkan dengan roda

bertingkat melalui sabuk (belt). Dari roda bertingkat, putaran diteruskan ke roda

gigi antara dan dihubungkan ke roda gigi penggerak engkol yang besar. Roda gigi

tersebut beralur dan dipasang engkol melalui tap. Jika roda gigi berputar maka tap

engkol berputar eksentrik menghasilkan gerakan maju mundur lengan.

Kedudukan tap dapat digeser sehingga panjang eksentrik berubah dan berarti pula

panjang langkah berubah.


Gambar 2.4.1 Mesin Sekrap

Gambar diatas merupakan sebuah sketsa diagramatis dari sebuah mesin

ketam horizontal biasa. Yang umum dipakai untuk pekerjaan produksi dan

pekerjaan serbaguna, adalah mesin ketam horizontal, terdiri atas dasar dan

rangka yang mendukung ram horizontal, konstruksinya agak sederhana. Ram,

yang membawa pahat, diberi gerak ulak-alik sama dengan panjang langkah

yang diinginkan. Mekanisme balik cepat yang menggerakkan ram dirancang

sedemikian sehingga langkah balik dari mesin ketam lebih cepat daripada

langkah potong sehinga mengurangi waktu tanpa kerja dari mesin sampai

minimum. Kepala pahat diujung ram, yang dapat diputar melalui sebuah sudut,

dilengkapi dengan alat untuk menghantarkan pahat ke dalam benda kerja. Pada

pengunciannya maka pemegang pahat peti lonceng, diberi engsel pada ujung

atas untuk memungkinkan pahat naik pada langkah balik sehingga tidak

menggali kedalam benda kerja.

Benda kerja didukung pada rel silang di muka mesin ketam. Sebuah ulir

pengarah, yang berhubungan dengan rel silang, memungkinkan benda kerja

digerakkan menyilang atau vertikal dengan tangan atau penggerak daya. Suatu

mesin ketam universal yang memiliki sifat seperti ini, dilengkapi dengan

pengaturan berputar dan condong untuk memungkinkan permesinan teliti pada

sembarang sudut. Pengaturan berputar mengambil tempat sekitar sebuah

sumbu yang sejajar dengan gerakan ram. Kecondongannya adalah pada puncak

meja yang menyediakan sebuah alat untuk menyetel meja pada suatu sudut

terhadap sumbu putar. Benda kerja pada mesin ketam dipegang dengan

membautkannya kepada meja kerja atau dengan mengketatkannya dengan

catok atau beberapa pemegang yang lain.

2.4.2 Jenis-Jenis Pahat

Pahat penyayat dipasang pada pemegang pahat dan pemegang pahat itu

terpasang pada pelat pahat, pelat pahat ini kedudukannya dapat diatur naik

turun dengan jalan memutar eretan pahat, naik turunnya eretan ini merupakan

pengaturan tebal pemakanan pahat, untuk menentukan tebal pemakanan itu

kita pergunakan garis pengukur tebal pemakanan pada eretan tadi, selain itu

eretan ini kedudukannya dapat diubah atau diputar dalam derajat sehingga kita

dapat mengetam bagian yang miring yang besar sudutnya sudah ditentukan.

Pemegang pahat terpasang pada terpasang pada pelat-pelat yang dapat

bergerak berayun seperti engsel, hal ini dimaksudkan agar pahat tidak

mencakup atau menekan benda kerja pada langkah kebelakang.

Bentuk pahat ketam hampir sama dengan bentuk pahat bubut,

perbedaannya terletak pada sudut-sudut bebas muka dan sampingnya lebih

kecil, sudut bebas yang lebih kecil ini dimaksudkan untuk menghindari

getaran-getaran pada pahat atau pada benda kerja karena penyayatan pada

mesin bubut, bentuk dan besarnya sudut-sudut pahat tersebut sangat penting

karena baik tidaknya hasil penyayatan tergantung sebagian dari cara mengasah

sudut-sudut pahat itu.

Gambar 8. Macam-macam pahat sekrap dibawah ini:

Keterangan gambar :

g. Pahat ketam kasar lurus.

h. Pahat ketam kasar lengkung.

i. Pahat ketam dasar.

j. Pahat ketam runcing.

k. Pahat ketam sisi.

l. Pahat ketam sisi kasar.

Pahat ketam sisi kasar

c. Pahat ketam masuk kedalam atau keluar lurus.

d. Pahat ketam masuk dalam atau keluar diteruskan.

Keterangan gambar :

s : pemakanan (feed)

b1 : toleransi pemakanan dari samping

b : lebar benda kerja

B : lebar penyekrapan

Panjang langkah (L) :

L = l + la + lb

Keterangan :

L : panjang benda kerja

la : allowance sebelum pemotongan

lb : allowance setelah pemotongan (stroke allowance)

Jumlah langkah per menit (n) :

Keterangan :

Vm : kecepatan potong (m/menit)

L : panjang langkah (mm)

Jumlah langkah yang diperlukan (Z) :

Waktu penyekrapan (tm) :

tm = Z . t

Lebar penyekrapan (B) :

B = b + 2 . 5

laporan permesinan

Documents