Proses permesinan/permesinan perkakas konvensional

Bagian - bagian mesin bubut

Pengertian

Proses permesinan merupakan kegiatan produksi menggunakan peralatan perkakas untuk merubah bahan mentah menjadi barang setengah jadi atau barang jadi. Bahan mentah yang dimaksud yaitu bahan yang berasal dari proses sebelumnya seperti casting atau proses pembentukan (metal forging). Gerak pemakanan mesin perkakas dibagi menjadi 2 tipe yaitu gerak potong dan gerak makan. Berdasarkan gerakan pemakanan dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis, yaitu:

1. Pembubutan (turning)

Pembubutan yaitu proses pengurangan dimensi suatu silinder pejal baik diameter atau panjangnya dengan menggunakan gerak potong dan gerak makan. Parameter permesinan merupakan perhitungan dasar yang dibutuhkan dalam perencanaan yang berasal dari rumus dan tabel yang dibuat berdasarkan spesifikasi mesin. Parameter permesinan diantaranya adalah kecepatan potong (cutting speed-cs), kecepatan putaran mesin-rpm, kecepatan pemakanan (feed-f) dan waktu permesinan.

a.Kecepatan potong (Cutting speed – Cs )

Kecepatan potong (Cs) adalah usaha yang dilakukan mesin untuk menyayat tiap satu putaran dalam benda kerja, kecepatan potong dinyatakan dalam satuan panjang/ waktu (meter/ menit atau feet/ menit). Persamaan yang digunakan untuk menentukan kecepatan potong adalah:

Cs = π.d.n (meter/menit)

Parameter kecepatan potong digunakan dalam perencanaan proses permesinan dengan tujuan untuk mengetahui jenis pahat yang digunakan agar lebih efisien dan tidak mudah aus. Jadi, peneliti telah membuat tabel antara bahan yang digunakan dengan kecepatan potong yang direkomendasikan. Untuk jenis pahat yang sering digunakan/ditemukan berasal pahat HSS dan pahat karbida.

Tabel 1. Kecepatan potong berdasarkan jenis bahan

Bahan	Pahat bubut HSS		Pahat bubut karbida
	Halus (m/min)	Kasar (m/min)	Halus (m/min)	Kasar (m/min)
Baja Karbon rendah	75-100	25-45	185-230	110-140
Baja karbon	70-90	25-40	170-215	90-120
Baja karbon menengah	60-85	20-40	140-185	75-110
Besi cor	40-45	25-30	110-140	60-75
Kuningan	85-110	45-70	185-215	120-150
Alumunium	70-110	30-45	140-215	60-90

b.Kecepatan putaran mesin (RPM/Revolution per minute)

Kecepatan putaran mesin merupakan kemampuan mesin untuk melakukan penyayatan melingkar dalam satu putaran pada benda kerja. Sehingga, untuk menengetahui kecepatan putaran mesin dibutuhkan nilai dari kecepatan pemotongan dan keliling lingkaran benda kerja atau dapat dituliskan dalam persamaan berikut:

Cs = π.d.n (meter/menit)

Karena, diameter benda kerja menggunakan satuan mm maka harus dikalikan dengan 1000 untuk menyetarakan dengan diameter.

Keterangan :

Cs = Kecepatan pemotongan

n   = Putaran mesin

d   = Diameter penampang benda kerja

contoh soal:

Pada proses pembubutan silinder pejal dengan material alumunium berdiameter 35 mm. Tentukan putaran mesin yang digunakan pada pengerjaan kasar dan halus?

Jawaban :

Cs silinder pejal bahan alumunium = 30-45 mm/min (kasar), 70-110 mm/min (halus)

Diameter silinder = 35 mm

c. Kecepatan pemakanan (Feed-f)

Merupakan proses yang beracuan pada bergesernya terhadap benda kerja. Pada keadaan ini proses pemakanan yang terjadi adalah berkurangnya panjang atau diameter benda kerja. Kecepatan pemakanan biasanya untuk pembubutan kasar dilakukan lebih cepat karena hanya untuk mengurangi dimensi, sedangkan pada pengerjaan halus dibutuhkan pemakanan yang cepat karena dengan kedalaman pemakanan yang sedikit karena untuk memperhalus permukaan. Besar dan kecilnya kecepatan pemotongan bergantung pada beberapa hal diantaranya adalah:

•  kekerasan bahan
• kedalaman penyayatan
• sudut-sudut sayat alat potong
• bahan alat potong
• ketajaman atau material alat potong yang digunakan dan
• spesifikasi dan kualitas mesin yang akan digunakan

Besarnya kecepatan pemakanan (F) pada mesin bubut ditentukan oleh seberapa besar bergesernya pahat bubut  (f) dalam satuan mm/putaran dikalikan seberapa besar putaran mesinnya dalam satuan putaran. Maka rumus untuk mencari kecepatan pemakanan (F) adalah ;

Keterangan :

F =kecepatan pemakanan (mm/min)

f  =besar pemotongan (mm/putaran)

contoh soal:

sebuah silinder pejal berbahan kuningan dengan diameter 50 mm dan besar pemotongan 0,2. Rencakana kecepatan pemakanan halus dan kasar

Jawaban:

Diameter =50 mm

f              =0,2 mm/put

Pengerjaan kasar:

F kasar =  mm/min

F kasar = mm/min

d. Waktu Permesinan

Merupakan waktu total pengerjaan bubut benda kerja. Menentukan lama waktu permesinan perlu diketahui/dihitung untuk memperlancar proses perencanaan dan produksi. Untuk menentukan waktu permesinan dibagi menjadi 2, yaitu waktu permesinan bubut rata dan pembubutan muka (facing). Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pembubutan yaitu, panjang atau jarak tempuh (L) dan kecepatan pemakanan (F). Persamaan untuk mencari waktu pembubutan rata adalah sebagai berikut:

Contoh soal:

Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D) = 40 mm akan dibubut rata menjadi (d) = 30 mm sepanjang (ℓ) = 65, dengan jarak star pahat (la) = 4 mm. Data-data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut;

Putaran mesin = 500 putaran/menit, dan pemakanan mesin dalam satu putaran (f) = 0,05 mm/putaran.
Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan rata sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/ proses?.

Jawaban soal 1:

           L = ℓa+ ℓ = 65+4 = 69 mm           F = f.n = 0,05 x 500 = 25 mm/menit

Operasi Mesin Bubut

Berbagai operasi yang dapat dilakukan menggunakan mesin bubut pada umumnya adalah sebagai berikut:

(a)Pembubutan muka (facing); perkakas dihantarkan secara radial ke bendakerja yang berputar untuk mendapatkan permukaan yang datar.

(b)Pembubutan tirus (taper turning); perkakas dihantarkan dengan membentuk sudut tertentu terhadap sumbu putar sehingga diperoleh bentuk konis.

(c)Pembubutan kontour (contour turning); perkakas dihantarkan dengan mengikuti garis bentuk tertentu sehingga diperoleh benda dengan kontour yang sesuai dengan garis bentuk tersebut

(d)Pembubutan bentuk (form turning); menggunakan perkakas yang memiliki bentuk tertentu dan dihantarkan dengan cara menekankan perkakas tersebut secara radial ke bendakerja.

(e)Pembubutan tepi (chamfering); tepi perkakas potong digunakan untuk memotong tepi ujung silinder dengan sudut potong tetentu.

(f)Pemotongan (cutoff); perkakas dihantarkan secara radial ke bendakerja yang berputar pada suatu lokasi tertentu sehingga memotong bendakerja tersebut.

(g)Penguliran (threading); perkakas yang runcing dihantarkan secara linear memotong permukaan luar bendakerja yang berputar dalam arah yang sejajar dengan sumbu putar dengan kecepatan hantaran tertentu sehingga terbentuk ulir pada silinder.

(h)Pengeboran (boring); perkakas mata tunggal dihantarkan secara linear, sejajar dengan sumbu putar, pada diameter dalam suatu lubang bendakerja yang telah dibuat sebelumnya.

(i)Penggurdian (drilling); penggurdian dapat dilakukan dengan mesin bubut, dengan menghantarkan gurdi ke bendakerja yang berputar sepanjang sumbu putarnya. Perluasan lubang (reaming) dapat juga dilakukan dengan cara yang sama.

(j)Knurling, merupakan operasi pembentukan logam untuk menghasilkan pola lubang palka menyilang pada permukaan luar bendakerja.

Pembubutan biasa, pembubutan muka, pembubutan tirus, pembubutan kontour, pembubutan tepi, dan pengeboran menggunakan perkakas mata tunggal.

Operasi penguliran juga menggunakan perkakas mata tunggal tetapi dengan geometri yang berbeda. Pembubutan bentuk menggunakan perkakas khusus yang disebut perkakas bentuk (form tool) yang didesain secara khusus. Pemotongan pada dasarnya juga menggunakan perkakas bentuk, sedang penggurdian dikerjakan dengan gurdi.