45
11 Laporan Praktikum Proses Manufaktur I Program Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012 BAB II MESIN BUBUT 2.1. Pendahuluan 2.1.1. Latar Belakang Pengerjaan logam dalam dunia manufacturing ada beberapa macam, mulai dari pengerjaan panas, pengerjaan dingin hingga pengerjaan logam secara mekanis. Pengerjaan mekanis dikenal beberapa prinsip pengerjaan, salah satunya adalah pengerjaan perataan permukaan dengan menggunakan mesin bubut. Mesin Bubut adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk mengurangi dimensi benda yang diputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang pahatannya 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 spindle dengan poros ulir. 2.1.2. Tujuan Praktikum Tujuan umum Laboratorium Proses Produksi 1 Teknik Mesin Universitas Brawijaya

LAPORAN PP1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: LAPORAN PP1

11Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

BAB II

MESIN BUBUT

1.1. Pendahuluan1.1.1.Latar Belakang

Pengerjaan logam dalam dunia manufacturing ada beberapa macam,

mulai dari pengerjaan panas, pengerjaan dingin hingga pengerjaan logam

secara mekanis. Pengerjaan mekanis dikenal beberapa prinsip pengerjaan,

salah satunya adalah pengerjaan perataan permukaan dengan menggunakan

mesin bubut.

Mesin Bubut adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk

mengurangi dimensi benda yang diputar. Bubut sendiri merupakan suatu

proses pemakanan benda kerja yang pahatannya 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 spindle dengan poros ulir.

1.1.2.Tujuan Praktikum

Tujuan umum

1. Pengenalan mesin-mesin perkakas dan cara pengoperasiannya.

2. Meningkatkan pengetahuan dan ketrampilan mengenai mesin-mesin

perkakas.

Tujuan khusus

1. Dapat mengetahui, menguasai, dan menjalankan mesin bubut.

2. Mengetahui proses dan cara pembuatan benda kerja dengan mesin bubut.

3. Mengetahui dan memahami cara pembuatan ulir.

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 2: LAPORAN PP1

12Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.2. Mesin Bubut1.2.1.Prinsip Kerja Mesin

Secara umum prinsip mekanisme gerakan mesin bubut yaitu merubah

energi gerakan putar pada motor listrik kemudian di transmisikan ke

mekanisme gerak mesin bubut . dalam hal ini prinsip kerja mesin bubut ada

dua macam yaitu:

1. Main drive

Merupakan gerakan utama mesin brupa putaran spindel yang

barasal dari gerakan motor listrik yang di transmisikan melalui belt

menuju gear box.

2. Feed drive

Merupakan gerakan pemakanan pahat terhadap benda kerja.

1.2.2.Bagian-bagian dan Fungsi Mesin Bubut

Gambar 2.1. Mesin Bubut

Sumber : Daryus (tahun tidak diketahui : 59)

Gambar diatas menunjukan bagian-bagian dari mesin bubut, antara lain:

1. Kepala tetap (headstock)

Tempat terletaknya transmisi gerak pada mesin bubut yang

mengatur putaran yang dibutuhkan pada proses pembubutan.

2. Spindle

Berfungsi untuk memutar benda kerja dalam proses pembubutan

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 3: LAPORAN PP1

13Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

3. Eretan (carriage)

Terdiri dari tempat eretan, dudukan pahat dan apron.

Konstruksinya kuat karena harus menyangga dan mengarahkan pahat

pemotong.

4. Tailstock

Memegang atau menyangga benda kerja pada bagian ujung yang

berseberangan dengan Chuck (pencekam) pada proses pemesinan di

mesin bubut.

5. Apron

Merupakan susunan roda gigi yang menggerakkan carriage.

6. Ulir pembawa (lead screw)

Poros panjang berulir yang terletak agak dibawah dan sejajar

dengan bangku, memanjang dari kepala tetap sampai ekor tetap.

Dipasang ke pembawa (carriage) dan digunakan sebagai ulir pengarah

untuk membuat ulir saja dan bisa dilepas kalau tidak dipakai.

7. Poros penjalan (feed rod)

Berfungsi untuk menyalurkan daya dari kotak pengubah cepat

(quick change box) untuk menggerakkan mekanisme apron dalam arah

melintang atau memanjang.

8. Tempat pahat (tool post)

Sebagai tempat dudukan pahat bubut, dengan menggunakan

pemegang pahat.

9. Lemari roda gigi (gear box)

Merupakan sistem transmisi pada mesin bubut yang berfungsi

memindahkan daya putaran motor penggerak dan mengatur kecepatannya

sebelum diteruskan ke spindle

10. Chuck

Chuck berfungsi untuk memegang benda karja agar tidak goyang

saat terjadi proses pembubutan

1.3. Perhitungan Teoritis1.3.1.Rumusan Perhitungan

1. Kecepatan Pemotongan (v)

a. Pembubutan

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 4: LAPORAN PP1

14Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

v=π . D .n1000

(m/menit)

Dimana :

D = diameter awal benda kerja (mm)

n = putaran spindle (rpm)

b. Penguliran

v=√[ (π . D )2+P2]n1000

(m/menit)

Dimana :

P = jarak pitch (mm)

2. Depth of cut (t’)

t '=D−d2

(mm)

Dimana :

D = diameter benda kerja awal

D = diameter benda kerja setelah pemakanan

3. Gaya Pemotongan Vertikal (Pz)

Pz=K .t ' . sm (kg)

Dimana :

K = koefisien bahan (Kg/mm2)

s = feed motion (mm/rev)

t’ = depth of cut (mm)

m = konstanta eksponen

4. Daya Pemotongan (Nc)

Nc= Pz . v60.102

(kW)

5. Machining Time (Tm)

Tm= L .is . n

(menit)

Dimana :

L = panjang pembubutan

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 5: LAPORAN PP1

15Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

i = jumlah pemotongan = t/t’

6. Momen Torsi (Mt)

Mt= Pz . D2

( Kg.mm)

1.3.2.Contoh Perhitungan

1. Kecepatan Pemotongan (v)

a. Pembubutan

v=π . D .n1000

v=3,14.25 .2601000

v=20,41 m /menit

b. Penguliran

v=√[ (π . D )2+P2]n1000

v=√[ (3,14.25 )2+32]1051000

v=√6171,25.1051000

v=0,80 m /menit

2. Depth of cut (t’)

t '=D−d2

t '=25−242

t '=0,5 mm

3. Gaya Pemotongan Vertikal (Pz)

Pz=K .t ' . sm

K=157

s = 0,1

m = 0,75

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 6: LAPORAN PP1

16Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

maka :

Pz=157.0,5 . 0,10,75

Pz=13,95 Kg

4. Daya Pemotongan (Nc)

Nc= Pz . v60.102

Nc=13,95 . 20,4160.102

Nc=0,046 kW

5. Machining Time (Tm)

Tm= L .is . n

L = 50 mm

i = 3/2

maka :

Tm=50.

32

0,1.260

Tm=2,88menit

6. Momen Torsi (Mt)

Mt= Pz . D2

Mt=13,95 .252

Mt=174,375 Kg . mm

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 7: LAPORAN PP1

17Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.4. Pembuatan Desain Benda Kerja

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 8: LAPORAN PP1

18Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.5. Petunjuk Pengoperasian Mesin1.5.1.Langkah-langkah Pengerjaan

Berikut adalah langkah-langkah pengerjaan benda kerja pada mesin bubut:

1. Pengecekan mesin yang akan digunakan dan persiapkan desain benda

kerja

2. Persiapkan bahan yang akan digunakan dalam praktikum

3. Melakukan pengukuran dimensi benda kerja

4. Memasang benda kerja pada chuck serta diatur agar kedudukannya

senter dengan menggunakan center gauge

5. Mengatut putaran spindel (n) dan feed motion sesuai dengan yang telah

ditentukan

6. Mesin siap untuk dinyalakan

7. Pengaturan titik nol

8. Pengaturan kedalaman pemakanan dengan cara memakankan ujung

pahat pada benda kerja

9. Proses pembubutan

10. Pengambilan data pembubutan

11. Mematikan mesin

12. Apakah benda kerja sudah sesuai dengan desain benda kerja? Jika ya

lanjut ke langkah 13, jika tidak kembali ke langkah 3

13. Mengatur kembali putaran spindel (n) dan feed motion sesuai dengan

yang ditentukan untuk membuat ulir

14. Menyalakan kembali mesin

15. Mengatur kedalaman pemakanan

16. Proses penguliran

17. Pengambilan data penguliran

18. Mematikan mesin

19. Apakah benda kerja sudah sesuai dengan desain benda kerja? Jika ya

lanjut ke langkah 20, jika tidak kembali ke langkah 13

20. Hasil benda kerja berupa poros bertingkat dan berulir

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 9: LAPORAN PP1

19Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.5.2.Flowchart

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 10: LAPORAN PP1

20Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 11: LAPORAN PP1

21Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Gambar 2.2. Flowchart langkah pembuatan

1.6. Pengambilan Data Aktual1.6.1.Data yang Diperoleh

Data Proses

1. Pembubutan

Do : 25 mm

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 12: LAPORAN PP1

22Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

D1 : 23 mm

L1 : 130 mm

D2 : 21 mm

L2 : 80 mm

m : 0.75

nt : 260 rpm

na : 269 rpm

Feed Motion (s) : 0.1 mm/ref

Depth of cut : 0.5 mm

k : 157 kg/mm2

η1 : 75 %

η2 : 90 %

2. Penguliran

Do : 21 mm

d : 20 mm

L : 50 mm

nt : 105 rpm

na : 115 rpm

Pitch (M) : 3 mm

Depth of cut : 0.25 mm

k : 157 kg/mm2

η1 : 75 %

η2 : 90 %

Pengambilan Data

Jenis Mesin : Bubut

Type : C6323 A1

Daya (P) : 3 – 4.5 KW

Bahan yang Digunakan

Nama Bahan : Baja Esser

Koefisien Bahan (k) : 157 kg/mm2

Konstanta Eksponen (m) : 0.75

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 13: LAPORAN PP1

23Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

PEMBUBUTAN I

NoL

(mm)D

(mm)D

(mm)s

(mm/rev)nt

(rpm)na

(rpm)t’

(mm)t

(detik)1 130 25 24 0.1 260 269 0.5 2872 130 24 23 0.1 260 269 0.5 288

Tabel 1.1 Pembubutan I

PEMBUBUTAN II

NoL

(mm)D

(mm)D

(mm)s

(mm/rev)nt

(rpm)na

(rpm)t’

(mm)t

(detik)1 80 23 22 0.1 260 269 0.5 237.52 80 22 21 0.1 260 269 0.5 236

Tabel 1.2 Pembubutan II

PENGULIRAN

NoL

(mm)Pt

(mm/gang)

Pa(mm/gang)

nt(rpm)

na(rpm)

t’(mm)

t(detik)

1 50 3 3 105 115 0.25 8.42 50 3 3 105 115 0.25 8.9

Tabel 1.3 Penguliran

1.6.2.Rumusan Perhitungan

1. Kecepatan Pemotongan (v)

a. Pembubutan

v=π . D .n1000

(m/menit)

Dimana :

D = diameter awal benda kerja (mm)

n = putaran spindle (rpm)

b. Penguliran

v=√[ (π . D )2+P2]n1000

(m/menit)

Dimana :

P = jarak pitch (mm)

2. Gaya Pemotongan Vertikal (Pz)

Pz=K .t ' . sm (kg)

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 14: LAPORAN PP1

24Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Dimana :

K = koefisien bahan (Kg/mm2)

s = feed motion (mm/rev)

t’ = depth of cut (mm)

m = konstanta eksponen

3. Daya Pemotongan (Nc)

Nc= Pz . v60.102

(kW)

4. Machining Time (Tm)

Tm= L .is . n

(menit)

Dimana :

L = panjang pembubutan

i = jumlah pemotongan = t/t’

5. Momen Torsi (Mt)

Mt= Pz . D2

( Kg.mm)

1.6.3.Contoh Perhitungan

1. Kecepatan Pemotongan (v)

a. Pembubutan

v=π . D .n1000

v=3,14.25 .2691000

v=21,12 m /menit

b. Penguliran

v=√[ (π . D )2+P2]n1000

v=√[ (3,14.25 )2+32]1151000

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 15: LAPORAN PP1

25Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

v=√6171,25.1151000

v=0,84 m /menit

2. Gaya Pemotongan Vertikal (Pz)

Pz=K .t ' . sm

K=157

s = 0,1

m = 0,75

maka :

Pz=157.0,5 . 0,10,75

Pz=13,95 Kg

3. Daya Pemotongan (Nc)

Nc= Pz . v60.102

Nc=13,95 . 21,1260.102

Nc=0,048 kW

4. Machining Time (Tm)

Tm= L .is . n

L = 50 mm

i = 3/2

maka :

Tm=50.

32

0,1.260

Tm=2,88menit

5. Momen Torsi (Mt)

Mt= Pz . D2

Mt=13,95 .252

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 16: LAPORAN PP1

26Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Mt=174,375 Kg . mm

1.7. Grafik dan Pembahasan1.7.1.Grafik

Kelompok s teoritis s aktual Pz teoritis Pz aktual21 0,1 0,0458 13,69 7,7822 0,1 0,1 13,95 13,9523 0,21 0,2 24,335 23,4724 0,25 0,24 27,75 26,9225 0,31 0,31 32,61 32,61

Tabel 1.4 s-Pz

Kelompok n teoritis n aktual Nc teoritis Nc aktual2 105 114 0,029 0,0237 130 135 0,033 0,032512 180 191 0,0453 0,048517 210 228 0,107 0,06022 260 269 0,046 0,04827 360 380 0,0917 0,096832 560 585 0,0137 0,0151

Tabel 1.5 n-Nc

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 17: LAPORAN PP1

27Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 18: LAPORAN PP1

28Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 19: LAPORAN PP1

29Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 20: LAPORAN PP1

30Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.7.2.Pembahasan

Pembahasan Grafik s-Pz

Nilai s yang semakin tinggi akan menyebabkan nilai Pz meningkat.

Hal tersebut dikarenakan oleh peningkatan panjang permukaan tiap revolusi

sehingga beban yang ada semakin besar. Dengan demikian akan dibutuhkan

daya pemotongan yang lebih besar pula, sehingga nilai Pz meningkat. Berikut

adalah perumusan nilai s :

s= L . iTm. n

Nilai feed motion (s) berbanding lurus dengan L dan i dan selalu

berbanding terbalik dengan nilai Tm dan n. Kita akan mendapatkan feed

motion (s) bernilai besar besar jika nilai L dan i besar dan dan Tm dan n kecil.

Begitu pula sebaliknya kita akan mendapatkan nilai feed motion (s) kecil jika

nilai L dan i kecil sedangkan nilai Tm dan n-nya besar.

Berdasarkan grafik hubungan s-Pz terlihat bahwa nilai teoritis lebih

besar daripada nilai aktualnya. Dapat juga disimpulkan bahwa daya

pemotongan berbanding lurus dengan feed motion sesuai dengan yang telah

dirumuskan, yaitu :

Pz=K .t ' . sm

Semakin besar nilai feed motion maka semakin besar pula nilai daya

pemotongannya, demikian sebaliknya jika nilai feed motion kecil maka kecil

pula nilai daya pemotongannya. Sehingga sesuai grafik dijelaskan bahwa jika

nilai feed motion aktual ebih kecil dari feed motion teoritis maka pasti nilai

daya pemotongan aktual akan lebih kecil dari nilai daya pemotongan

teoritisnya.

Pembahasan Grafik n-Nc

Nilai kecepatan pemotongan (v) dapat mempengaruhi dengan daya

pemotongan karena dipengaruhi oleh nilai putaran (n). Maka semakin besar

nilai putaran (n) semakin besar pula kecepatan pemotongannya (v) dan juga

sebaliknya, semaki kecil nilai putaran (n) maka semakin kecil pula kecepatan

pemotongan (v). Yang dirumuskan sebagai berikut :

v=π . D .n1000

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 21: LAPORAN PP1

31Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Dengan demikian nilai daya pemotongan (Nc) dipengaruhi dengan

nilai kecepatan pemotongan (v) dimana nilai kecepatan pemotongan (v)

semakin besar maka nilai daya pemotongan (Nc) juga semakin besar. Begitu

juga sebaliknya jika kecepatan pemotongan (v) nilainya semakin kecil maka

daya pemotongan (Nc) juga semakin kecil. Hal tersebut dirumuskan sebagai

berikut :

Nc= Pz . v60.102

Dari grafik hubungan n-Nc dapat dilihat nilai Nc berbanding lurus

dengan n berdasarkan rumus di atas. Dimana nilai teoritis di bawah nilai

aktualnya dikarenakan nilai n pada teoritis dan aktual berbeda, dengan

demikian nilai v pun berbeda dan dapat mempengaruhi nilai daya

pemotongan (Nc).

1.8. Studi Kasus

Pembubutan

Permasalahan

1. Deep of cut tidak sama

Gambar 2.3 Deep of Cut Berbeda pada Sisi Benda Kerja

Penyebab

1. Pada saat proses pembubutan benda kerja tidak di pasang tailstock sehingga

putaran dari benda kerja tidak stabil yang mengakibatkan benda kerja termakan

dengan depth of cut yang berbeda

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 22: LAPORAN PP1

32Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Solusi

1. Menggunakan tailstock pada saat proses membubutan berlangsung agar benda

kerja yang di putar stabil dan deep of cut benda kerja akan sama pada semua

sisi.

Penguliran

Permasalahan

1. Hasil penguliran kasar

Gambar 2.4 Hasil Penguliran Kasar

Penyebab

1. Pada saat penguliran feed motion yang dikenakan terlalu besar, sehingga hasil

penguliran kasar

Solusi

1. Mengurangi feed motion pada saat proses penguliran.

1.9. Kesimpulan dan Saran

1.9.1. Kesimpulan

1. Kecepatan pemotongan berbanding lurus dengan putaran spindle

sehingga besar kecilnya kecepatan pemotongan tergantung pada putaran

spindle.

2. Hasil pembubutan dapat memperoleh kasar atau halus ditentukan oleh

feed motion yang digunakan.

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 23: LAPORAN PP1

33Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.9.2. Saran

1. Penentuan feed motion dan putaran spindle sebaiknya sangat

diperhatikan pada saat pembuatan benda kerja pada mesin bubut.

2. Sebelum pelaksanaan praktikum praktikan harus benar-benar paham

dengan prinsip kerja mesin serta mekanisme pengerjaan benda kerja.

3. Pada saat saat pengerjaan benda kerja saat praktikum sebaiknya

praktikan mengutamakan K3 agar tidak terjadi hal-hal yang tidak

diinginkan baik pada praktikan maupun pada mesin yang digunakan.

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 24: LAPORAN PP1

34Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

BAB III

MESIN SEKRAP

1.10. Pendahuluan1.10.1. Latar Belakang

Mesin sekrap yang biasa disebut Shaping Machine umumnya

digunakan untuk meratakan permukaan benda kerja dengan keahlian operator.

Mesin sekrap dapat digunakan untuk mengerjakan benda radius bentuk yang

tidak beraturan.

Mesin sekrap mempunyai mata pahat tunggal yang dapat bergerak

maju mundur. Pada produksi modern mesin sekrap jarang digunakan karena

pengoperasiannya lambat sedangkan pada produksi skala kecil masih banyak

digunakan karena pengoperasian yang lambat dan perkakas potongnya murah.

Prinsip kerja mesin sekrap adalah pahat potong yang bergerak maju

mundur sambil memotong benda kerja. Kedalaman potongan yang dilakukan

diatur dengan tuas pengatur kedalaman secara manual dan otomatis.

Pada praktikum PP 01, dibuat benda kerja dari bahan baja esser yang

berupa poros bertingkat yang akan disekrap. Dalam praktikum ini diajarkan

bagaimana melakukan penyekrapan dengan kedalaman yang ditentukan dan

cara pengoperasian mesin sekrap yang berperan dalam pembuatan benda

kerja praktikum PP 01.

1.10.2. Tujuan Praktikum

Tujuan umum

a. Pengenalan secara langsung mesin-mesin perkakas dan cara

pengoperasiannya.

b. Meningkatkan pengetahuan serta keterampilan tentang mesin perkakas.

Tujuan khusus

a. Mampu mengetahui, menguasai dan menjalankan mesin sekrap

b. Mampu mengetahui dan memahami bagian dari mesin sekrap

c. Mengetahui proses dan cara pembuatan benda kerja dengan mesin sekrap

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 25: LAPORAN PP1

35Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.11. Mesin Sekrap1.11.1. Prinsip Kerja Mesin

Pada langkah pemakanan akan menghasilkan geram (tatal logam) dari

benda kerja, panjang langkah diatur dengan mengubah jalan keliling pasak

engkol pada roda gigi penggerak, karenanya menambah atau mengurangi

ayunan engkol, pemindahan ini diatur dengan memutar poros pengatur

langkah yang akan memutar roda gigi kerucut dan menggerakan batang

berulir yang mengatur penggerak blok engkol.

Mesin sekrap menghasilkan permukaan-permukaan yang datar hal ini

dicapai oleh pahat yang bergerak horizontal kedepan dengan benda kerja

dibawahnya tegak lurus padanya, Benda kerja tetap diam pada waktu pahat

menyayat dan berpindah pada langkah balik pahat. Sedangkan penyelesaian

akhir tergantung pada bentuk pahat, kecepatan pahat (tergantung pada jenis

logam yang disekrap) dan penerapan cairan pendingin yang tepat

1.11.2. Bagian-bagian dan Fungsi Mesin Sekrap

Gambar 3.1 Mesin Sekrap

Sumber : Buku Petunjuk Praktikum Proses Manufaktur I (2011)

1. Base

Base adalah bagian dasar yang menopang mesin secara keseluruhan.

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 26: LAPORAN PP1

36Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

2. Frame

Merupakan bagian vertikal mesin yang berisi mekanisme penggerak dan

pengatur kecepatan gerak ram.

3. Ram

Bagian mesin yang bergerak horizontal bolak-balik pada proses

pemakanan.

4. Tool Post

Merupakan bagian mesin yang digunakan untuk memegang pahat.

5. Table

Digunakan sebagai dasar vise (ragum).

6. Vise (Ragum)

Vise digunakan untuk menjepit benda kerja.

7. Motor Listrik

Digunakan sebagai penggerak utama mesin.

8. Ram Clamp

Untuk mengunci kedudukan ram terhadap link dan lever.

1.12. Perhitungan Teoritis1.12.1. Rumusan Perhitungan

1. Kecepatan pemotongan (v)

v = n .L (1+m )

1000 (m / menit)

dimana :

n = jumlah stroke per menit

L = panjang stroke (mm)

m = perbandingan kecepatan langkah kerja dengan langkah balik

2. Gaya Aksial (Pz)

Pz = k. t’. sm (kg)

3. Feed motion (s)

s= L . iTm. n

( mm/ref)

Dimana :

L = langkah benda kerja

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 27: LAPORAN PP1

37Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

i = jumlah penyekrapan

n = jumlah stroke per menit

4. Daya Mesin (Nc)

Nc = Pz . V

60.102 ( kW)

1.12.2. Contoh Perhitungan

Koefisien bahan ( k ) = 157 kg/mm2

Konstanta eksponen = 0,75

Panjang stroke / langkah = 61 mm

Jumlah stroke / langkah per menit ( n ) = 97 stroke / menit

Panjang penyekrapan ( l ) = 15 mm

Perbandingan langkah maju mundur = 3/2

Deep of cut ( t’ ) = 0,3 mm

1. Kecepatan pemotongan (v)

v = n .L (1+m )

1000 (m / menit)

= 97.61(1+ 3

2)

1000

= 59171000

52

= 14, 7925 m/menit

2. Gaya Aksial ( Pz )

Pz = k. t’. sm (kg)

= 157 . 0,3 . 0,160,75

= 11,915 kg

3. Feed motion (s)

s= L . iTm. n

s=61.1,621.97

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 28: LAPORAN PP1

38Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

s=1,01 mm/ref

4. Daya Mesin (Nc)

Nc = Pz . V

60.102 ( kW)

= 29 ,6164 .14 ,7925

60.102

= 0,0715 kW

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 29: LAPORAN PP1

39Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.13. Pembuatan DesainBenda Kerja

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 30: LAPORAN PP1

40Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.14. Petunjuk Pengoperasian Mesin1.14.1. Langkah-langkah Pengerjaan

1. Menyiapkan bahan:

a. diameter awal 25 mm

b. koefisien bahan ( t ) = 157 kg/mm2

c. konstanta eksponen ( m ) = 0,75

2. Memproses bahan dengan cara menyerkap bahan:

a. depth of cut 0,3 mm

b. panjang stroke/langkah = 61 mm

c. jumlah stroke/langkah per menit = ( n ) = 97 stroke/menit.

Perbandingan langkah maju mundur = 3 : 2p

d. proses penyekrapan dilakukan sekali.

3. Penyekrapan dilakukan 5 kali dengan depth of cut 0,3 mm.

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 31: LAPORAN PP1

41Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1.14.2. Flowchart

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 32: LAPORAN PP1

42Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Gambar 3.2 flowchart Langkah Kerja

1.15. Pengambilan Data Aktual1.15.1. Data yang Diperoleh

1. Data awal

Koefisien bahan (k) : 157 kg/mm2

Konstanta eksponen (m) : 0,75

Panjang stroke/ langkah (L) : 160 mm

Panjang stroke/ langkah per menit (n) : 51,86 stroke/menit

Panjang penyekrapan (l) : 15 mm

Perbandingan langkah maju dan mundur : 3/2

Depth of cut (t’) : 0,3 mm

2. Data proses

No t’ (mm) t (sekon) Langkah (stroke)1. 0,3 35,4 262. 0,3 44,4 313. 0,3 37 334. 0,3 29,8 315. 0,3 33 32

S 1,5 179,6 153

Tabel 2.1 Data Proses

Keterangan :

Data diambil sebanyak 5 kali dengan besar depth of cut (t’)yang

sama dan dilanjutkan dengan perhitungan data oleh masing-masing

kelompok.

Waktu (t) dikonversikan dalam menit

Jumlah langkah (stroke) dirata-rata

1.15.2. Rumusan Perhitungan

1. Kecepatan pemotongan (v)

v = n .L (1+m )

1000 (m / menit)

dimana :

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 33: LAPORAN PP1

43Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

n = jumlah stroke per menit

L = panjang stroke (mm)

m = perbandingan kecepatan langkah kerja dengan langkah balik

2. Gaya Aksial (Pz)

Pz = k. t’. sm (kg)

3. Feed motion (s)

s= L . iTm. n

Dimana :

L = langkah benda kerja

i = jumlah penyekrapan

n = jumlah stroke per menit

4. Daya Mesin (Nc)

Nc = Pz . V

60.102 ( kW)

1.15.3. Contoh Perhitungan

1. Kecepatan pemotongan (v)

v = n .L (1+m )

1000 (m / menit)

v = 51,86.160(1+ 3

2)

1000

v = 8297,61000

52

v = 20,744 m/menit

2. Feed motion (s)

s= L . iTm. n

s=160.0,861.51,86

s=2,65 mm/ref

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 34: LAPORAN PP1

44Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

3. Gaya Aksial ( Pz )

Pz = k. t’. sm (kg)

Pz = 157 . 0,3 . 2,650,75

Pz = 97,82 kg

4. Daya Mesin (Nc)

Nc = Pz . V

60.102 ( kW)

Nc = 97,82.7,8035

60.102

Nc = 0,124 kW

1.16. Pembahasan

Dari perhitungan yang telah dilakukan baik secara teoritis maupun

aktual terdapat perbedaan pada nilai akhir perhitungan dikarenakan adanya

perubahan data dari secara teoritis dengan data aktual pada saat praktikum.

Berikut adalah beberapa perbedaan yang terjadi :

v = n .L (1+m )

1000

Nilai kecepatan pemotongan (v)selalu berbanding lurus dengan nilai n

dan L, dimana jika n dan L semakin besar maka semakin besar pula nilai v

begitu pula sebaliknya jika nilai n dan L kecil maka nilai v juga akan kecil.

Pada perhitungan yang telah dilakukan nilai v secara teoritis lebih kecil

dibandingkan dengan aktualnya, hal tersebut dikarenakan nilai n dan L pada

data teoritis lebih kecil dari nilai n dan L aktual.

Pz = k. t’. sm

Semakin besar nilai feed motion maka semakin besar pula nilai gaya

aksialnya, begitu pula sebaliknya jika nilai feed motion kecil maka kecil pula

nilai gaya aksialnya. Sehingga dari perhitungan dapat pula menjelaskan

bahwa jika nilai feed motion aktual lebih besar dari feed motion teoritis maka

pasti nilai gaya aksial aktual akan lebih besar dari nilai gaya aksial

teoritisnya.

s= L . iTm. n

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 35: LAPORAN PP1

45Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

Nilai feed motion (s) berbanding lurus dengan L dan i dan selalu

berbanding terbalik dengan nilai Tm dan n. Kita akan mendapatkan feed

motion (s) bernilai besar besar jika nilai L dan i besar dan dan Tm dan n kecil.

Begitu pula sebaliknya kita akan mendapatkan nilai feed motion (s) kecil jika

nilai L dan i kecil sedangkan nilai Tm dan n-nya besar. Seperti pada

perhitungan yang telah dilakukan, nilai s aktual lebih besar dari nilai s teoritis

hal tersebut dikarenakan nilai L dan i aktual lebih besar dari nilai L dan i

teoritis dan juga nilai Tm dan n aktual lebih kecil dari nilai Tm dan n

teoritisnya.

Nc = Pz . V

60.102

Dari rumusan tersebut nilai daya mesin (Nc) dipengaruhi dengan nilai

kecepatan pemotongan (v) dan gaya aksial (Pz) dimana nilai kecepatan

pemotongan (v) dan gaya aksial (Pz) semakin besar maka nilai daya mesin

(Nc) juga semakin besar. Begitu juga sebaliknya jika kecepatan pemotongan

(v) dan gaya aksial (Pz) nilainya semakin kecil maka daya mesin (Nc) juga

semakin kecil. Dari perhitungan yang telah dilakukan dapat dilihat nilai Nc

aktual lebih besar dari nilai Nc teoritis karena nilai Pz dan v aktual lebih besar

dari teoritisnya.

1.17. Studi Kasus

Permasalahan :

1. Hasil akhir penyekrapan tirus

Gambar 3.3 Hasil Penyekrapan Tirus

Penyebab :

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Page 36: LAPORAN PP1

46Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2011/2012

1. Waktu mematikan mesin yang tidak tepat atau terlalu lama pada pemakanan

kedua sehingga panjang menyekrapan lebih dari yang ditentukan dan hasil

penyekrapan miring.

Solusi :

1. Operator harus lebih teliti saat dimana harus mematikan mesin pada bagian

yang telah ditandai agar penyekrapan dapat dilakukan hasilnya miring karena

selain hasil penyekrapan yang tidak sesuai dengan ukuran kesalahan yang

demikian dapat menyebabkan kerusakan pada mara pahat mesin sekrap.

1.18. Kesimpulan dan Saran1.18.1. Kesimpulan

1. Hasil penyekrapan dipengaruhi oleh feed motion dan ketelitian

operator pada saat proses penyekrapan berlangsung.

2. Nilai perhitungan teoritis diperoleh sebelum melakukan praktikum

sedangkan nilai perhitungan aktual diperoleh setelah melakukan

praktikum. Sehingga nilai aktual sangat dipengaruhi data aktual yang

diperoleh saat praktikum.

1.18.2. Saran1. Sebelum melakukan praktikum sebaiknya praktikan memahami

dengan baik langkah pengerjaan benda kerja pada mesin sekrap.

2. Praktikan sebaiknya lebih teliti saat memayikan mesin sekrap agar

hasil akhir penyekrapan tidak miring.

3. Ptak tika sebaiknya memperhatikan dan mengutamakan K3 pada saat

praktikum berlangsung.

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya