PROSES PRODUKSI

PROSES PRODUKSI

2.1 Klasifikasi Proses Produksi

Proses produksi merupakan suatu proses mengubah bahan mentah menjadi

bahan setengah jadi atau bahan jadi sehingga meningkatkan nilai guna dari bahan

tersebut. Proses produksi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa macam, yaitu :

2.1.1 Proses Pemesinan (machining)

Proses pemesinan adalah suatu proses produksi dengan menggunakan

mesin perkakas, dimana memanfaatkan gerak relatif antara pahat dengan benda

kerja sehingga menghasilkan material sisa berupa geram. Proses pemesinan bisa

juga didefenisikan sebagai suatu proses pemotongan benda kerja yang

menyebabkan sebagian dari material benda kerja terbuang dalam bentuk geram

sehingga terjadi deformasi plastis yang menghasilkan produk yang sesuai dengan

spesifikasi geometris yang diinginkan.

Proses pemesinan diklasifikasikan menjadi empat, antara lain :

1. Berdasarkan Gerak Relatif Pahat

Gerak relatif merupakan gerak terhadap titik acuan, gerak relatif pahat

terhadap benda kerja akan menghasilkan geram dan permukaan baru pada benda

kerja secara bertahap akan terbentuk menjadi komponen yang dikehendaki.

Berdasarkan gerak relatif pahat terhadap benda kerja dapat dikelompokan

menjadi dua yaitu :

� Gerak potong (cutting movement)

Gerak potong merupakan gerak relatif antara pahat dan benda kerja

sehingga menghasilkan permukaan baru pada benda kerja.

� Gerak makan (feeding movement).

Gerak makan merupakan gerak relatif antara pahat dan benda kerja

sehingga menyelesaikan permukaan baru sampai ujung material.

2. Berdasarkan Jumlah Mata Pahat yang digunakan

Pada proses pemesinan setiap mesin pekakas yang kita gunakan memiliki

jumlah mata pahat yang berbeda-beda. Jenis pahat yang digunakan sesuaikan

dengan bentuk permukaan akhir dari produk. Adapun klasifikasi jumlah mata

pahat dapat dikelompokan menjadi dua jenis mata pahat yaitu :

� pahat bermata potong tunggal (single point cutting tools ) merupakan

pahat yang memiliki satu mata potong. Contohnya : pahat mesin bubut.

� pahat bermata potong jamak (multiple point cuttings tools) merupakan

pahat yang memiliki mata potong lebih dari satu. Contohnya : pahat mesin

gurdi

Tabel 2.1. Klasifikasi Proses Permesinan Menurut Jenis Mesin, Jumlah Mata Pahat,

Gerak Potong dan Gerak Makan yang Digunakan.

No. Jenis Mesin Gerak Potong Gerak Makan Jumlah Mata Pahat

1 Mesin Bubut Benda Kerja

(Rotasi) Pahat (Translasi) Tunggal

2 Mesin Freis Pahat (Rotasi) Benda Kerja

(Translasi) Jamak

3

Mesin Sekrap

Sekrap Meja

Pahat (Translasi)

Benda Kerja

(Translasi)

Benda Kerja

(Translasi)

Pahat

(Translasi)

Tunggal

Tunggal

4 Mesin Gurdi Pahat (Rotasi) Pahat (Rotasi) Jamak

5 Gergaji Pahat (Translasi) - Jamak

6 Gerinda Pahat (Translasi) Translasi Tak Terhingga

3. Berdasarkan Orientasi Permukaan

Dilihat dari segi orientasi permukaan, proses pemesinan dapat

diklasifikasikan menjadi dua proses yaitu:

� Permukaan berbentuk silindrik atau konis dan

� Permukaan berbentuk rata/lurus dengan atau tanpa putaran benda kerja.

4. Berdasarkan Mesin yang Digunakan

Dalam proses pemesinan jika kita ingin melakukan suatu pekerjaan, maka

perlu kita ketahui terlebih dahulu dengan mesin apa kita gunakan sehingga produk

yang kita buat sesuai dengan yang diinginkan.

Dalam satu jenis mesin perkakas kita dapat melakukan beberapa proses

pemesinan, Misalnya; pada mesin bubut selain membubut dapat pula digunakan

untuk menggurdi, memotong, dan melebarkan lubang (boring) dengan cara

mengganti pahat dengan yang sesuai. Pembagian proses pemesinan berdasarkan

mesin perkakas yang digunakan :

Tabel 2.2 Klasifikasi Proses Pemesinan Berdasarkan Mesin Perkakas Yang Digunakan.

No Jenis Proses Mesin Perkakas Yang Digunakan

1 Membubut Mesin Bubut (Lathe)

2 Menggurdi Mesin Gurdi (Drilling Machine)

3 Menyekrap Mesin Sekrap (Shaping Machine)

Mesin Sekrap Meja (Table Shaping

Machine)

4 Mengefreis Mesin Freis (Milling Machine)

5 Menggergaji Mesin Gergaji (Sawing Machine)

6 Melebarkan lubang Mesin Koter (Boring Machine)

7 Memarut Mesin Parut (Broaching Machine)

8 Menggerinda Mesin Gerinda (Grinding Machine)

9 Mengasah Honing Machine

10 Mengasah halus Lapping Machine

11 Mengasah super halus Super Finishing

12 Mengkilapkan Polisher & Buffer

2.1.2 Proses Pembentukan (forming)

Proses pembentukan adalah suatu proses produksi dengan pemberian gaya

beban terhadap material hingga terjadi deformasi plastis dengan atau tidak

menggunakan cetakan. Geometri tersebut dihasilkan melalui pemberian gaya

beban pada benda kerja. Contohnya pengerolan (rolling) seperti penempaan,

ekstruksi dan lain-lain. Perbedaan antara proses pemesinan dengan proses

pembentukan dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 2.3 Perbedaan Proses Pemesinan dengan Proses Pembentukan

No. Prose Pemesinan Prose Pembentukan

1 Terbentuk geram Tidak terbentuk geram 2 Memiliki ketelitian tinggi Ketelitian kurang

3 Permukaan produk yang dihasilkan baik

Permukaan produk yang dihasilkan kurang baik

4 Volume benda kerja berubah Volume benda kerja tetap

5 Tidak terjadi deformasi plastis Terjadi deformasi plastis

6 Memakai mesin perkakas Memakai cetakan

7 Serat material putus Serat tidak terputus

2.1.3 Proses Pengecoran (casting)

Proses pengecoran adalah proses produksi peleburan logam dan

penuangan logam cair kedalam cetakan, pembersihan coran, dan proses daur

ulang pasir cetakan. Proses pengecoran merupakan proses yang paling tua

digunakan manusia dalam pembuatan benda logam. Contoh produk dapat dibuat

dengan proses ini adalah pahat, paku, dan lain-lain.

2.1.4 Proses Penyambungan (Joining)

Proses penyambungan adalah proses produksi penggabungan dua buah

atau lebih material dengan atau tidak menggunakan material penyambung

sehingga terbentuk satu material yang diinginkan. Penyambungan dapat dilakukan

melalui pengelasan, mematri, penyolderan, pengelingan, perekatan dengan lem,

penyambungan dengan baut dan lain-lain. Pada proses pengelasan, bagian logam

disatukan dengan cara mencairkannya dengan menggunakan panas atau tanpa

tekanan. Soldering dan mematri mempunyai proses yang sejenis yaitu dengan

menambahkan logam lain dalam keadaan cair diantara kedua potongan logam.

Proses centering mengikat partikel logam dengan cara pemanasan. Pada proses

perekatan, perekat yang digunakan bentuknya dapat berupa serbuk, cairan, bahan

padat dan pita, yang banyak digunakan untuk menyambung logam, kayu, kain,

plastik, dan lain-lain.

Proses penyambungan dapat dikelompokkan menjadi 2, yaitu :

a. Penyambungan permanen

Penyambungan permanen adalah penyambungan yang tidak dapat

dipisahkan lagi, apabila dipisahkan akan dapat merusak komponennya.

Contohnya penyambungan pada pengelasan, patri, solder, paku keling dan

lain-lain.

b. Penyambungan sementara

Penyambungan sementara adalah penyambungan yang dapat dipisahkan

kembali, contohnya penyambungan dengan menggunakan baut.

2.1.5 Metalurgi Serbuk (powder metallurgy)

Metalurgi serbuk adalah suatu proses produksi dengan cara pemberian

beban pada serbuk-serbuk logam sesuai dengan bentuk cetakan yang akan dibuat

lalu dilakukan proses pemanasan (centering) agar partikel serbuk menyatu

(bonding) menjadi massa yang kaku (rigid), sesuai dengan geometri yang

diinginkan. Biasanya metalurgi serbuk untuk membuat suatu komponen yang

sangat kecil. Contoh produk yang dibuat dengan cara metalurgi serbuk ini adalah

roda gigi pada jam tangan.

2.1.6 Perubahan Sifat Mekanik

Perubahan sifat mekanik tebagi atas dua macam, yaitu :

1. Heat Treatment

Merupakan suatu proses perlakuan thermal terhadap logam bertujuan

untuk mendapatkan sifat mekanik yang diinginkan, sehingga mencapai

temperatur austenit, kemudian didinginkan sampai suhu merata.

2. Surface Treatment

Merupakan suatu proses perlakuan panas pada permukaan benda kerja,

tanpa mengubah sifat mekaniknya.

2.1.7 Mekanisme Penghasilan Geram

Ciri utama pada proses pemesinan adalah adanya geram atau sisa

pemotongan. Mekanisme penghasilan geram ini terbagi atas dua teori yaitu teori

lama dan teori baru.

2.1.7.1 Teori Lama

Pada mulanya geram terbentuk karena terjadinya retak mikro (micro

crack) yang timbul pada benda kerja tepat di ujung pahat pada saat pemotongan

dimulai. Dengan bertambahnya tekanan pahat, retak tersebut menjalar ke depan

sehingga terjadilah geram.

Gambar 2.1 Teori Lama Menerangkan Terjadinya Geram.

2.1.7.2 Teori Baru

Seiring perkembangan teori lama di atas telah ditinggalkan berdasarkan

hasil berbagai penelitian mengenai mekanisme pembentukan geram. Logam pada

umumnya bersifat ulet (ductile) apabila mendapat tekanan akan timbul tegangan

(stress) di daerah sekitar konsentrasi gaya penekanan mata potong pahat.

Tegangan pada logam (benda kerja) tersebut mempunyai orientasi yang kompleks

dan pada salah satu arah akan terjadi tegangan geser (shearing stress) yang

maksimum. Apabila tegangan geser ini melebihi kekuatan logam yang

bersangkutan maka akan terjadi deformasi plastis (perubahan bentuk) yang

menggeser dan memutuskan benda kerja di ujung pahat pada suatu bidang geser

?

Ø

0

Sudut Geser

Benda Kerja

Geram Pahat

Bidang Geser

Arah PerpanjanganKristal

Ø

?0

(shear plane). Bidang geser mempunyai lokasi tertentu yang membuat sudut

terhadap vektor kecepatan potong dan dinamakan sudut geser (shear angle,Φ).

Gambar 2.2 Teori Baru Menerangkan Terjadinya Geram.

Proses terbentuknya geram tersebut dapat diterangkan melalui analogi

tumpukan kartu, bila setumpuk kartu dijajarkan dan diatur sedikit miring (sesuai

dengan sudut geser,Φ) kemudian didorong dengan penggaris yang membuat sudut

terhadap garis vertikal (sesuai dengan sudut geram,γo) maka kartu bergeser ke

atas relatif terhadap kartu di belakangnya. Pergeseran tersebut berlangsung secara

berurutan, dan kartu terdorong melewati bidang batas papan, lihat gambar 2.2.

.

Gambar 2.3 Proses Terbentuknya Geram Menurut Teori Analogi Kartu.

Analogi kartu tersebut menerangkan keadaan sesungguhnya dari kristal

logam (struktur butir metalografis) yang terdeformasi sehingga merupakan lapisan

tipis yang tergeser pada bidang geser. Arah perpanjangan kristal (cristal

elongation) membuat sudut sedikit lebih besar dari pada sudut geser.

Suatu analisis mekanisme pembentukan geram yang dikemukakan oleh

Merchant mendasarkan teorinya pada model pemotongan sistem tegak

(orthogonal system). Sistem pemotongan tegak merupakan penyederhanaan dari

sistem pemotongan miring (obligue system) dimana gaya diuraikan menjadi

komponennya pada suatu bidang.

Beberapa asumsi yang digunakan dalam analisis model tersebut antara lain

:

a. Mata potong pahat sangat tajam sehingga tidak menggosok atau

menggaruk benda kerja

b. Deformasi terjadi hanya dalam dua dimensi

c. Distribusi tegangan yang merata pada bidang geser

d. Gaya aksi dan reaksi pahat terhadap bidang geram adalah sama besar

dan segaris (tidak menimbulkan momen koppel)

Berdasarkan cara penguraiannya maka gaya pembentukan geram pada

proses pemesinan terdiri atas :

1. Gaya total (F), ditinjau dari proses deformasi material, dapat diuraikan

menjadi dua komponen, yaitu :

FS : gaya geser yang mendeformasikan material pada bidang geser,

sehingga melampaui batas elastik.

Fsn : gaya normal pada bidang geser yang menyebabkan pahat tetap

menempel pada benda kerja.

2. Gaya total (F) dapat diketahui arah dan besarnya dengan cara membuat

dinamometer (alat ukur gaya dimana pahat dipasang padanya dan alat

tersebut dipasang pada mesin perkakas) yang mengukur dua komponen

gaya yaitu :

Fv : gaya potong, searah dengan kecepatan potong

Ff : gaya makan, searah kecepatan makan.

3. Gaya total (F) yang bereaksi pada bidang geram (Aγ,face bidang pada

pahat di mana geram mengalir) diuraikan menjadi dua komponen untuk

menentukan “koefisien gesek geram terhadap pahat”, yaitu :

Fγ : gaya gesek pada bidang geram

Fγn : gaya normal pada bidang geram

Karena berasal dari satu gaya yang sama mereka dapat dilukiskan pada

suatu lingkaran dengan diameter yang sama dengan gaya total (F). Lingkaran

tersebut digambarkan persis di ujung pahat sedemikian rupa sehingga semua

komponen menempati lokasi seperti yang dimaksud.

Gambar 2.4 Lingkaran Gaya Perpotongan

2.2 Elemen Dasar Proses Pemesinan

Berdasarkan gambar teknik, dimana dinyatakan spesifikasi geometrik

suatu produk komponen mesin, salah satu atau beberapa jenis proses pemesinan

harus dipilih sebagai suatu proses atau urutan proses yang digunakan untuk

membuatnya. Bagi suatu tingkatan proses, ukuran obyektif ditentukan, dan pahat

harus membuang sebagian material benda kerja sampai ukuran obyektif tersebut

tercapai. Hal ini dapat dilaksanakan dengan cara menentukan penampang geram

(sebelum terpotong). Selain itu, setelah berbagai aspek teknologi ditinjau,

kecepatan pembuangan geram dapat dipilih supaya waktu pemotongan sesuai

dengan yang dikehendaki.

Untuk itu perlu dipahami lima elemen dasar proses pemesinan, yaitu :

1. Kecepatan potong (cutting speed) : Vc (m/min)

2. Kecepatan makan (feeding speed) : Vf (mm/min)

3. Kedalaman potong (depth of cut) : a (mm)

4. Waktu pemotongan (cutting time) : tc (min), dan

5. Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal) : Z (cm3/min)

Elemen proses pemesinan (Vc, Vf, a, tc dan Z) dihitung berdasarkan

dimensi benda kerja dan pahat, serta besaran dari mesin perkakas. Besaran mesin

perkakas diatur ada bermacam-macam tergantung pada jenis mesin perkakas.

Oleh sebab itu, rumus yang dipakai untuk menghitung setiap elemen proses

pemesinan dapat berlainan.

Macam-macam proses pemesinan, berdasarkan jenis mesin yang

digunakan :

1. Proses Bubut (turning)

Mesin bubut dapat digunakan untuk memproduksi material berbentuk

konis atau silindrik. Jenis mesin bubut yang paling umum digunakan adalah mesin

bubut (lathe) yang melepas bahan dengan memutar benda kerja terhadap

pemotong mata tunggal.

Pada proses bubut gerak potong dilakukan oleh benda kerja yang

melakukan gerak rotasi sedangkan gerak makan dilakukan oleh pahat yang

melakukan gerak translasi. Selain itu mesin bubut ini menggunakan pahat bermata

potong tunggal, jenis mata pahat yang digunakan adalah pahat HSS, dengan

kecepatan potong (Vc) yang optimum adalah 20 m/min

Pada proses bubut benda kerja dipegang oleh pencekam yang dipasang di

ujung poros utama spindel. Harga putaran poros utama umumnya dibuat

bertingkat dengan aturan yang telah distandarkan, misalnya : 83, 155, 275, 550,

1020 dan 1800 rpm. Pahat dipasangkan pada dudukan pahat dan kedalaman

potong (a) diatur dengan menggeserkan peluncur silang melalui roda pemutar

(skala pada pemutar menunjukkan selisih harga diameter) dengan demikian

kedalaman gerak translasi dan gerak makannya diatur dengan lengan pengatur

pada rumah roda gigi. Gerak makan (f) yang tersedia pada mesin bubut dibuat

bertingkat dengan aturan yang telah distandarkan, misalnya : 0.065; 0.113; 0.130;

0.455 (mm/rev).

Berikut dapat dilihat gambar mesin bubut beserta bagian bagiannya pada

gambar 2.5.

Gambar 2.5 Mesin Bubut

Keterangan gambar :

Spindel merupakan lubang tempat pemasangan pencekam/chuck.

Kepala tetap merupakan tempat diletakkannya spindel dan gear box.

Tool Post adalah tempat untuk memasang pahat.

Tuas pengubah kecepatan merupakan pengatur untuk gerak makan dan

kecepatan potong

Ulir pengarah gunanya untuk menggerakkan kereta saat melakukan

proses bubut untuk pembuatan ulir.

Apron sebagai pembawa pahat yang melakukan gerak translasi untuk

melakukan gerak makan.

Rumah roda gigi adalah tempat lengan pengatur.

Kendali spindel merupakan tempat mengatur spindel.

Kondisi pemotongan proses bubut ditentukan sebagai berikut :

Benda kerja :

d0 = Diameter mula-mula ; mm.

dm = Diameter akhir ; mm.

lt = Panjang proses pemesinan ; mm

Pahat :

kr = Sudut potong utama

γo = Sudut geram

Mesin bubut :

a = Kedalaman potong

f = Gerak makan

mm/rev.

n = Putaran poros utama (benda kerja)

� Elemen Dasar Proses Bubut

1. Kecepatan potong (

Vc =1000

π

Dimana, d = diameter rata

d = (do + dm)/2 ; mm

2. Kecepatan makan (

Vf = f.n ; mm/min.

3. Waktu pemotongan (

tc = lt

4. Kedalaman potong (

a = ( d

5. Kecepatan penghasilan geram (

Z = A .V ;

Mesin bubut :

a = Kedalaman potong

f = Gerak makan

n = Putaran poros utama (benda kerja)

Gambar 2.6 Kondisi Pemotongan Bubut

Elemen Dasar Proses Bubut

Kecepatan potong (Cutting speed )

1000

.. ndπ ; m/min

Dimana, d = diameter rata-rata ,yaitu

d = (do + dm)/2 ; mm

Kecepatan makan (feeding speed)

= f.n ; mm/min.

Waktu pemotongan (depth of cut)

/ Vf ; min.

Kedalaman potong (cutting time)

a = ( dm – do ) / 2 ; mm

Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal

Z = A .V ; � A = f . a ; mm2

; mm.

;

; r/mm.

rate of metal removal)

Z = f . a . V

� Jenis Operasi Bubut

Berdasarkan posisi benda kerja yang

beberapa proses bubut yaitu :

1. Bubut silindris

2. Pengerjaan tepi / bubut muka

3. Bubut Alur

4. Bubut Ulir

5. Pemotongan

6. Meluaskan lubang

7. Bubut Bentuk

8. Bubut Inti

9. Bubut Konis

Z = f . a . Vc ; cm3/min

Jenis Operasi Bubut

Berdasarkan posisi benda kerja yang akan dibuat pada mesin bubut, ada

beberapa proses bubut yaitu :

ubut silindris

2. Pengerjaan tepi / bubut muka

6. Meluaskan lubang

7. Bubut Bentuk

Gambar 2.7 Proses Pada Mesin Bubut

dibuat pada mesin bubut, ada

2. Proses Freis (milling)

Proses freis digunakan untuk membuat produk dengan bentuk prismatik,

spie dan roda gigi. Mesin freis merupakan mesin yang paling mampu melakukan

banyak kerja dari semua mesin perkakas. Pahat freis mempunyai jumlah mata

potong banyak (jamak) sama dengan jumlah gigi freis. Pada mesin freis pahat

bergerak rotasi dan benda kerja bergerak translasi.

� Pengelompokan Mesin Freis

Secara umum mesin freis dapat dikelompokkan, pengelompokan ini

berdasarkan posisi dari spindel mesin tersebut, antara lain :

a. Freis tegak (face milling)

Pada freis tegak antara sumbu pahat dan benda kerja tegak lurus.

b. Freis datar (slab milling)

Pada freis datar antara sumbu pahat dan benda kerja sejajar.

Face milling cutter Slab milling cutter

Gambar 2.8 Jenis Mesin Freis

Freis datar dibedakan menjadi dua, yaitu :

1. Mengefreis turun (down milling)

Pada down milling gerak rotasi pahat searah dengan gerak translasi benda

kerja. Pahat bekerja turun sehingga menyebabkan benda kerja lebih tertekan ke

meja dan meja terdorong oleh pahat, gaya dorongnya akan melebihi gaya dorong

ulir atau roda gigi penggerak meja. Mengefreis turun tidak dianjurkan untuk

permukaan yang terlalu keras.

2. Mengefreis naik (up milling/coventional milling)

Pada up milling gerak rotasi pahat berlawanan arah dengan gerak translasi

benda kerja. Mengefreis naik dipilih karena alasan kelemahan mengefreis turun.

Mengefreis naik mempercepat keausan pahat karena mata potong lebih banyak

menggesek benda kerja saat mulai pemotongan, selain itu permukaan benda kerja

lebih kasar.

.

Gambar 2.9 Jenis Pengefreisan (a) up milling (b) down Milling

Cara membedakan proses freis up milling dengan down milling adalah :

a. Dengan melihat arah buangan geramnya.

b. Dengan melihat arah putaran dari pahat tersebut.

Table 2.4 Perbedaan Up Milling dengan Down Milling

No. Up milling Down milling

1 Gerak pahat berlawanan dengan gerak benda kerja

Gerak pahat searah dengan benda kerja

2 Kehalusan permukaan kurang baik

Kehalusan permukaan lebih baik

3 Keausan lebih cepat Keausan lambat

4 Gaya yang diberikan lebih besar Gaya yang diberikan kecil

5 Getaran yang dihasilkan kecil Getaran yang dihasilkan besar

� Jenis Pemotong Pada Mesin Freis

Jenis pemotongan pada mesin freis adalah sebagai berikut :

1. Pemotong freis biasa

Merupakan sebuah pemotong

gigi pada sekelilingnya.

2. Pemotong freis samping.

Pemotong ini mirip dengan pemotong datar kecuali bahwa giginya di

samping.

Gambar 2.10 Proses Freis Datar dan Freis Tegak

Jenis Pemotong Pada Mesin Freis


Pemotong freis biasa

Merupakan sebuah pemotong berbentuk piringan yang hanya memiliki

gigi pada sekelilingnya.

Gambar 2.11 Freis Biasa.

Pemotong freis samping.



berbentuk piringan yang hanya memiliki


3. Pemotong gergaji pembelah logam.

Pemotong ini mirip dengan pemotong freis datar atau samping kecuali

bahwa pembuatannya sangat tipis, biasanya 5 mm atau kurang.

4. Pemotong freis sudut.

Ada dua pemotong sudut yaitu pemotong sudut tunggal dan pemotong

sudut ganda. Pemotong sudut tunggal mempunyai satu permukaan kerucut,

sedangkan pemotong sudut ganda bergigi pada dua permukaan kerucut.

Pemotong sudut digunakan untuk memotong lidah roda, tanggem, galur

pada pemotong freis, dan pelebar lubang.

Gambar 2.12 Freis Samping.

Pemotong gergaji pembelah logam.



Gambar 2.13 Freis Pemotongan.

Pemotong freis sudut.


nda. Pemotong sudut tunggal mempunyai satu permukaan kerucut,



pada pemotong freis, dan pelebar lubang.

Gambar 2.14 Freis Sudut.




nda. Pemotong sudut tunggal mempunyai satu permukaan kerucut,



5. Pemotong freis bentuk

Gigi pada pemotong ini merupakan bentuk khusus. Termasuk didalamnya

adalah pemotong cekung dan cembung, pemotong roda gigi, pemotong

galur, pemotong pembulat sudut, dsb.

6. Pemotong proses ujung.

Pemotong ini mempunyai poros integral untuk menggerakkan dan

mempunyai gigi dikeliling dan ujungnya.

7. Pemotong T

Pemotong jenis ini menyerupai pemotong jenis datar kecil atau freis

samping yang memiliki poros integral lurus

Jenis operasi yang dapat dilakukan pada mesin freis dapat dilihat pada

gambar 2.9.

Pemotong freis bentuk



galur, pemotong pembulat sudut, dsb.

Gambar 2.15 Freis Bentuk.

Pemotong proses ujung.


mempunyai gigi dikeliling dan ujungnya.

Gambar 2.16 Freis Ujung

Pemotong T-slot.


samping yang memiliki poros integral lurus atau tirus untuk penggerakan.


Gambar 2.17 Freis Alur





atau tirus untuk penggerakan.


Gambar 2.18 Mesin Freis

Beberapa parameter yang dapat diatur pada mesin freis adalah putaran

spindel (n), kecepatan makan (Vf), kedalaman potong (a). Elemen dasar dari

proses freis dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang dapat diturunkan

dari kondisi pemotongan, sebagai berikut;

Benda kerja : w = lebar pemotongan

lw = panjang pemotongan

a = kedalaman potong

Pahat freis : d = diameter luar

z = jumlah gigi (mata potong)

rk = sudut potong utama

= 90° untuk pahat freis selubung.

Mesin freis : n = putaran poros utama

Vf = kecepatan makan

Elemen dasar pada mesin freis dapat dihitung dengan rumus berikut :

1. Kecepatan potong

v = 1000

.. ndπ ; m/min

2. Gerak makan pergigi

fz = Vf / (z n) ; mm/(gigi)

3. Waktu pemotongan

tc = lt / Vf ; min

dimana : lt = lv + lw + ln ; mm,

lv )( ada −= ; untuk mengefreis datar,

lv ≥ 0 ; untuk mengefreis tegak,

ln ≥ 0 ; untuk mengefreis datar,

ln = d / 2 ; untuk mengefreis tegak

dimana : lw = panjang pemotongan ; mm

lv = panjang mula-mula ; mm

lt = panjang proses pemesinan ; mm

ln = panjang akhir ; mm

4. Kecepatan menghasilkan geram

Z = 1000

.. waVf ; cm3 /min

3. Proses Gurdi (drilling )

Proses gurdi merupakan proses pembuatan lubang atau memperbesar

lubang pada sebuah objek dengan diameter tertentu . Pahat gurdi mempunyai dua

mata potong dan melakukan gerak potong berupa rotasi dan translasi, sedangkan

benda kerja dalam keadaan diam. Gerak makan dapat dipilih bila mesin gurdi

mempunyai sistem gerak makan dengan tenaga motor (power feeding). Mesin

gurdi terdiri dari beberapa jenis diantaranya mesin gurdi drill press dan mesin

gurdi radial. Proses menggurdi dapat dilakukan pada mesin bubut dimana benda

kerja diputar oleh pencekam poros utama dan gerak makan dilakukan oleh mata

pahat gurdi yang dipasang pada arbor.

� Pengelompokan Mesin Gurdi

Mesin gurdi dapat dikelompokkan berdasarkan konstruksinya :

a. Mesin gurdi portabel / mampu bawa

Gambar 2.19 Mesin Gurdi Portabel.

b. Mesin penggurdi teliti, terbagi atas :

1) pasangan bangku

2) pasangan lantai

Gambar 2.20 Mesin Penggurdi Teliti.

c. Mesin penggurdi radial

Gambar 2.21 Mesin Penggurdi Radial.

d. Mesin penggurdi tegak, terbagi atas :

1) tugas ringan

2) tugas berat

3) mesin penggurdi kelompok

Gambar 2.21 Mesin Penggurdi Tegak.

e. Mesin penggurdi spindel jamak, terbagi atas :

1) unit tunggal

2) jenis jalan

Gambar 2.22 Mesin Penggurdi Spindel Jamak.

f. Mesin penggurdi turet

Gambar 2.23 Mesin Penggurdi Turet.

g. Mesin penggurdi produksi otomatis, terbagi atas :

1) meja pengarah

2) jenis jalan

Gambar 2.24 Mesin Penggurdi Produksi Otomatis.

h. Mesin penggurdi di lubang dalam.

Gambar 2.25 Mesin Penggurdi di Lubang Dalam.

� Beberapa proses yang dapat dilakukan pada mesin gurdi yaitu :

1. Gurdi (drilling)

2. Perluasan ujung lubang (counter boring)

3. Penyerongan ujung lubang (counter sinking)

4. Perluasan atau penghalusan lubang (roaming)

5. Gurdi lubang dalam (gun drilling)

Ada tiga jenis pahat dari mesin gurdi, yaitu :

1. Penggurdi Puntir (twist drill)

Penggurdi puntir merupakan penggurdi dengan dua galur dan dua tepi

potong.

Gambar 2.26 Penggurdi Puntir

2. Penggurdi Pistol (gun drill)

Ada dua jenis penggurdi pistol yaitu :

a. Bergalur lurus yang digunakan untuk penggurdian lubang yang

dalam, yaitu penggurdi trepan yang tidak memiliki pusat mati

dan meninggalkan inti pejal dari logam.

b. Penggurdi pistol pemotong pusat yang fungsinya hampir sama

dengan penggurdi trepan. Penggurdi pistol ini mempunyai

kecepatan potong yang lebih tinggi dari penggurdi puntir

konvensional.

Gambar 2.27 Penggurdi Pistol Bergalur Lurus. A. Penggurdi Trepan, B. Penggurdi Pistol Pemotongan

3. Penggurdi Khusus

Penggurdi khusus digunakan untuk menggurdi lubang yang lebih

besar yang tidak dapat dilakukan oleh penggurdi puntir.

Gambar 2.28 Pemotong untuk Lubang pada Logam Tipis. a. Pemotong Gergaji. b. Freis Kecil (fly cutting).

Gambar 2.29 Mesin Gurdi

Keterangan :

Drilling head sebagai kepala drilling tempat gear box

Spindle merupakan lubang tempat memasang pencekam

Arm merupakan lengan untuk mengatur center pahat pada benda kerja

Base merupakan dasar mesin

Table merupakan meja meletakkan benda kerja

Hadle feeding merupakan hadle untuk megatur kecepatan makan

Gambar 2.30 Pahat Gurdi

Gambar 2.31 Proses Gurdi

Elemen dasar dari proses gurdi dapat diketahui atau dihitung dengan

menggunakan rumus yang dapat diturunkan dari kondisi pemotongan ditentukan

sebagai berikut;

Benda kerja :

lw = panjang pemotongan benda kerja ; mm

Pahat gurdi :

d = diameter gurdi ; mm

Kr = sudut potong utama

= ½ sudut ujung (point angle)

Mesin gurdi :

n = putaran poros utama ; rev/min

Vf = kecepatan makan ; mm/min

Elemen dasar dapat dihitung dengan rumus berikut ;

1. Kecepatan potong :

v =1000

.. ndπ; m/min

2. Gerak makan permata potong:

fz =nz

V f

.; mm/rev

3. Kedalaman potong:

a = d/2 ; mm

4. Waktu pemotongan:

tc = lt / Vf ; min

dimana:

lt = lv + lw + ln ; mm ln = (d/2) tan Kr ; mm

5. Kecepatan penghasilan geram:

Z =1000.4

.. 2fVdπ

; cm3/m

4. Gerinda ( Grinding )

Proses gerinda bertujuan untuk meratakan atau menghaluskan permukaan

benda kerja. Gerinda merupakan proses permesinan yang khusus dengan ciri

sebagai berikut :

a. Kehalusan permukaan produk yang tinggi dapat dicapai dengan cara yang

relatif mudah.

b. Toleransi geometrik yang kecil dapat dicapai dengan mudah

c. Kecepatan menghasilkan geram rendah, karena hanya mungkin dilakukan

ada gerinda untuk lapisan yang tipis permukaan benda kerja.

d. Dapat digunakan untuk menghaluskan dan meratakan benda kerja yang

telah dikeraskan ( heat treatment ).

Jenis-Jenis Mesin Gerinda :

Dari berbagai jenis mesin gerinda yang ada dapat diklasifikasikan secara

umum dua jenis utama mesin gerinda, yaitu :

1. Mesin Gerinda Silindrik.

2. Mesin Gerinda Rata.

3. Mesin Gerinda Khusus

Proses gerinda ini dapat dilakukan dengan berbagai cara dan dapat

diklasifikasikan atas beberapa cara yaitu :

1. Proses Gerinda Silindrik Luar.

2. Proses Gerinda Silindrik Dalam.

3. Proses Gerinda Silindrik Luar Tanpa Pemusatan (center).

4. Proses Gerinda Silindrik Dalam Tanpa Pemusatan.

5. Proses Gerinda Rata Selubung.

6. Proses Gerinda Rata Muka.

7. Proses Gerinda Cakram.

Proses gerinda dilakukan dengan mesin gerinda dengan pahat yang berupa

batu gerinda berbentuk piringan yang dibuat dari campuran serbuk abrasif dan

bahan pengikat dengan komposisi dan struktur tertentu.

dipasang pada spindel atau poros utama tersebut berputar dengan kecepatan

tertentu tergantung pada diameter batu gerinda dan putarannya, maka kecepatan

periferal pada tepi batu gerinda dapat dihitung dengan rumus berikut :

Vs = 1000

.dπ

Gambar 2.31 : Mesin gerinda

Gambar 2.32 Proses Gerinda



bahan pengikat dengan komposisi dan struktur tertentu. Batu gerinda yang




1000

. ss nd ; m/min



Batu gerinda yang




Dimana :

Vs = kecepatan periferal batu gerinda (peripheral wheel speed),

biasanya berharga sekitar 20 s/d 60 m/s.

ds = diameter batu gerinda ; mm

ns = putaran batu gerinda ; r/min

Tergantung pada bentuk permukaan yang dihasilkan, pada garis besarnya

proses gerinda dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis dasar yaitu :

• Proses gerinda silindrik (cylindrical grinding), untuk menghasilkan

permukaan silindrik.

• Proses gerinda rata (surface grinding), bagi penggerindaan permukaan

rata/datar.

Proses gerinda silindrik dilakukan dengan mesin gerinda silindrik

(cylindrical grinding machine) memerlukan putaran benda kerja, oleh sebab itu

dapat didefenisikan kecepatan periferal benda kerja, yaitu :

Vw = 1000

.. ww ndπ ; m/min

Dimana :

Vw = kecepatan periferal benda kerja (peripheral workpiece speed) ; m/min

dw = diameter (mula) benda kerja ; mm

nw = putaran benda kerja ; r/min

Elemen dasar dari penggerindaan silindrik adalah :

1. Kecepatan periferal :

Vs = 1000

.. ss ndπ ; m/min

2. Kecepatan makan tangensial :

Vft = berharga sekitar 200 s/d 500 mm/s.

3. Gerak makan radial :

fr = sekitar 0,001 s/d 0,025 mm/langkah.

Gerak makan aksial : fa = bs/U

Dimana :

fa = gerak makan aksial

bs = lebar batu gerinda

U = derajat overlap, bernilai 2 s/d 12

4. Kecepatan penghasilan geram :

Z = a.fa.U.Vft ; mm3/s (tranverse grinding)

Z = a.bs.Vft – fr.bs.Vft ; mm3/s (plunge grinding)

5. Waktu pemotongan :

tc = lt/Vft . {w/fa} + (tdw + tsp) ; (tranverse grinding)

tc = lt/Vft . {h/fr} + (tdw + tsp) ; (plunge grinding)

dimana :

h dan w = tebal geram atau lebar material yang akan digerinda ; mm

tdw + tsp = waktu dwell sekitar 2 s/d 6 second

5. Proses Sekrap (shaping / planing)

Proses sekrap hampir sama dengan proses membubut, tapi gerak

potongnya tidak merupakan gerak rotasi melainkan gerak translasi yang dilakukan

oleh pahat (pada mesin sekrap) atau oleh benda kerja (pada mesin sekrap meja)

dengan arah gerak tegak lurus. Benda kerja dipasang pada meja dan pahat (mirip

dengan pahat bubut) dipasangkan pada pemegangnya.

Mesin sekrap pada umumnya digunakan untuk :

a. perataan permukaan

b. memotong alur pasak luar dan dalam

c. alur spiral

d. batang gigi

e. tanggem (catok)

f. celah T, dan lain-lain.

� Pengelompokkan Mesin Sekrap

Mesin sekrap dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1. Pemotong dorong- horizontal

a) Biasa (pekerjaan produksi)

b) Universal (pekerjaan ruang perkakas)

2. Pemotong tarik- horizontal

3. Vertikal

a) Pembuat celah (slotter)

b) Pembuat dudukan pasak (key skater)

Gambar 2.32 Mesin Sekrap (Shapping)

Keterangan gambar:

Tool post merupakan pemegang pahat

Deep feeding handle merupakan pengatur kedalaman makan

Movement wheel merupakan pengatur gerak meja

Vise sebagai pengapit benda kerja

Base dasar mesin

Meja kerja sebagai tempat meletakkan benda kerja

Ram

� Jenis-Jenis Mesin Sekrap

1. Mesin sekrap horizontal

Terdiri dari dasar dan rangka yang mendukung ram horizontal. Ram yang

membawa pahat, diberi gerak bolak balik sama dengan panjang langkah yang

diinginkan. Pemegang pahat peti lonceng diberi engsel pada ujung atas untuk

memungkinkan pahat naik pada langkah balik sehingga tidak menggaruk benda

kerja. Benda didukung pada rel silang yang memungkinkan benda kerja untuk

digerakkan menyilang atau vertikal dengan atau tanpa pengerak daya.

2. Mesin sekrap hidrolis

Mesin sekrap hidrolis seperti digerakkan oleh mekanisme lengan osilasi,

tapi penggeraknya adalah rangkaian hidrolis. Salah satu keuntungan utama dari

mesin sekrap ini adalah kecepatan potong dan tekanan dalam penggerak ram

konstan dari awal sampai akhir pemotongan. Kecepatan potong biasanya

ditunjukkan pada indikator dan tidak memerlukan perhitungan. Perbandingan

maksimum kecepatan balik terhadap kecepatan potong adalah 2 : 1.

3. Mesin Sekrap Potong Tarik

Mesin sekrap vertikal (slotter) digunakan untuk pemotongan dalam dan

menyerut sudut, serta untuk operasi yang memerlukan pemotongan vertikal

karena dudukan yang diharuskan untuk memegang benda kerja. Operasi dari

bentuk ini sering dijumpai pada pekerjaan cetakan, cetakan logam dan pola logam.

Ram mesin ini beroperasi secara vertikal dan memiliki sifat balik cepat biasanya

seperti pada jenis horizontal

putar yang memiliki gerakan putar tambahan gerak untuk mesin biasa.

Proses yang biasa dilakukan pada mesin sekrap (pahat bermata potong

tunggal yang melakukan gerak poton

kedua gerakan tersebut berupa translasi bertahap)

Proses yang dapat dilakukan pada sekrap

1. Sekrap (shaping

2. Sekrap meja (planning

3. Sekrap alur (sloting

a

Gambar 2.

horizontal. Benda kerja yang akan di mesin ditumpu pada meja



tunggal yang melakukan gerak potong (shaping) atau gerak makan

ebut berupa translasi bertahap).

Proses yang dapat dilakukan pada sekrap, antara lain :

shaping)

Sekrap meja (planning)

sloting)

a.Sekrap (shaping) b. Sekrap meja (planning)

c. Sekrap Alur (Sloting)

Gambar 2.33 Proses yang Dapat dilakukan pada Mesin Sekrap

. Benda kerja yang akan di mesin ditumpu pada meja



atau gerak makan (planning),

ilakukan pada Mesin Sekrap

Mesin sekrap terbagi dua macam, yaitu:

a. Mesin Sekrap Meja (planner)

Pada sekrap meja, meja bergerak bolak-balik sedangkan pahat diam.

b. Mesin Sekrap (shaping)

Pada mesin sekrap biasa pahat bergerak bolak-balik, sedangkan benda

kerja diam.

a. Mesin Sekrap Planner b. Mesin Sekrap Shaper

Gambar 2.34 Jenis Mesin Sekrap

Beberapa parameter yang dapat diatur pada mesin sekrap adalah gerak

makan (f), kedalaman potong (a), jumlah langkah per menit (np), perbandingan

kecepatan (Rs).

Perhitungan elemen dasar dalam proses menyekrap adalah :

1. Kecepatan potong rata-rata :

v1000.2

)1(. stp Rln += ; m / min

2. Kecepatan makan

Vf = f . np ; mm / min

3. Kecepatan menghasilkan geram :

Z = A .V ; cm3/min

dengan A = f . a = h . b

4. Waktu pemotongan :

tc = w / Vf ; min

2.3 Pahat

Pahat berfungsi untuk membantu proses pemesinan.

berfungsi sebagai pembentuk dari

dibedakan atas tiga pokok yaitu : elemen, bidang aktif, dan mata potong pahat,

sehingga secara lebih rin

mengetahui defenisinya maka berbagai jenis pahat yang digunakan dalam proses

pemesinan dapat dikenal dengan lebih baik.

2.3.1 Bagian Pahat

1. Badan (body)

Bagian pahat yang dibentuk menjadi mata potong atau tempat untuk

sisipan pahat (dari karbida atau keramik).

2. Pemegang/gagang (s

Bagian pahat untuk dipasangkan pada mesin perkakas. Bila bagian ini

tidak ada, maka fungsinya digantikan oleh lubang pahat.

3. Lubang Pahat (t

Lubang pada pahat melalui mana pahat dipasang pada poros utama

(spindel) atau

oleh pahat freis.

4. Sumbu Pahat (t

Garis maya yang digunakan untuk mendefinisikan geometri pahat.

Gambar 2.35 Proses Sekrap

Pahat berfungsi untuk membantu proses pemesinan. Selain itu pahat

berfungsi sebagai pembentuk dari geometri benda kerja yang diinginkan, pahat


sehingga secara lebih rinci bagian-bagiannya dapat didefinisikan. Dengan

defenisinya maka berbagai jenis pahat yang digunakan dalam proses

pemesinan dapat dikenal dengan lebih baik.

Bagian Pahat

)


sisipan pahat (dari karbida atau keramik).

Pemegang/gagang (shank)


tidak ada, maka fungsinya digantikan oleh lubang pahat.

Lubang Pahat (tool bore)


) atau poros pemegang dari mesin perkakas. Umumnya dipunyai

oleh pahat freis.

Sumbu Pahat (tool axis)


Selain itu pahat

benda kerja yang diinginkan, pahat


nisikan. Dengan

defenisinya maka berbagai jenis pahat yang digunakan dalam proses




poros pemegang dari mesin perkakas. Umumnya dipunyai


5. Dasar (base)

Bidang rata pada pemegang untuk meletakkan pahat sehingga

mempermudah proses pembuatan, pengukuran maupun pengasahan pahat.

Gambar 2.36 Bagian-Bagian dan Bidang Pahat Bubut

2.3.2 Bidang Pahat

Bidang pahat dapat dibagi tiga yaitu sebagai berikut :

1. Bidang Geram (Aγ , Face)

Merupakan bidang diatas dimana geram mengalir.

2. Bidang Utama (Aα, Principal/Major Flank)

Yaitu bidang yang menghadap ke permukaan transien dari benda kerja.

Permukaan transien benda kerja akan terpotong akibat gerakan pahat

relatif terhadap benda kerja. Karena adanya gaya pemotongan sebagian

bidang utama akan terdeformasi sehingga bergesekan dengan permukaan

transien benda kerja.

3. Bidang Bantu/Minor (Aα ’ Auxiliary/Minor Flank)

Adalah bidang yang menghadap permukaan terpotong dari benda kerja.

Karena adanya gaya potong, sebagian kecil bidang bantu akan

terdeformasi dan menggesek permukaan benda kerja yang telah terpotong

/dikerjakan. Untuk pahat freis selubung tidak diperlukan bidang bantu.

2.3.3 Mata Potong Pahat

Mata potong pahat merupakan tepi dari bidang geram yang aktif

memotong. Ada dua jenis mata potong, yaitu :

1. Mata Potong Utama / Mayor (S, principal / mayor cutting edge)

Mata potong utama adalah garis perpotongan antar bidang geram (Aγ )

dengan bidang utama (Aα).

2. Mata Potong Bantu / Minor (S’, auxiliary / minor cutting edge)

Mata potong bantu adalah garis perpotongan antara bidang geram (Aγ)

dengan bidang bantu (Aα).

Gambar 2.37 Bentuk Pahat Bubut

Mata potong utama bertemu dengan mata potong bantu pada pojok pahat

(tool corner). Untuk memperkuat pahat maka pojok pahat dibuat melingkar

dengan jari-jari tertentu, yaitu :

rε = radius pojok (corner radius/nose radius) ; mm

bε = panjang pemenggalan pojok (chamfered corner length) ; mm

Radius pojok maupun panjang pemenggalan pojok selain memperkuat

pahat bersama-sama dengan kondisi pemotongan yang dipilih akan menentukan

kehalusan permukaan hasil proses pemesinan.

Beberapa jenis pahat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pahat kanan

(right hand) dan pahat kiri (left hand). Perbedaan antara kedua jenis pahat tersebut

adalah terletak pada lokasi mata potong utama. Pahat kanan mempunyai lokasi

mata potong utama yang sesuai dengan lokasi ibu jari tangan kanan bila tapak

tangan kanan ditelungkupkan diatas pahat yang dimaksud dengan sumbu pahat

dan sumbu tapak tangan sejajar. Demikian pula halnya dengan pahat kiri dimana

lokasi mata potong utamanya sesuai dengan lokasi ibu jari tangan kiri, lihat

gambar 2.37.

2.3.4 Material Pahat

Setiap pemesinan tentunya memerlukan pahat dari material yang cocok

agar terciptanya produk dengan kualitas baik, karena pahat merupakan salah satu

komponen utama yang memegang peranan penting dalam proses pemesinan.

Untuk itu adapun kriteria sifat material pahat yang perlu di perhatikan antara lain :

1. Kekerasan; yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja tidak saja

pada temperatur ruang melainkan juga pada temperatur tinggi atau memiliki

hot hardness yang tinggi pada saat proses pembentukan geram berlangsung.

2. Keuletan; yang cukup besar untuk menahan beban kejut yang terjadi

sewaktu pemesinan dengan interupsi maupun sewaktu memotong benda

kerja yang mengandung partikel/bagian yang keras (hard spot).

3. Ketahanan beban kejut termal; diperlukan bila terjadi perubahan temperatur

yang cukup besar secara berkala / periodik.

4. Sifat adhesi yang rendah; untuk mengurangi afinitas benda kerja terhadap

pahat, mengurangi laju keausan ,serta penurunan gaya potong.

5. Daya larut elemen/komponen material pahat yang rendah, dibutuhkan untuk

memperkecil laju keausan akibat mekanisme difusi.

Secara berurutan material–material tersebut dapat disusun mulai dari yang

paling “lunak” tetapi “ulet” sampai dengan yang paling “keras” tetapi “getas”.

Setiap proses pemesinan memerlukan bermacam jenis material pahat agar bisa

menyesuaikan dengan material benda kerja, adapun jenis-jenis material pahat

adalah:

1. Baja karbon

Mempunyai kandungan karbon yang relatif tinggi yaitu 0,7% - 1,4% dan

persentase unsur lain yang rendah (Mn, W, Cr) serta memiliki kekerasan

permukaan yang sangat tinggi. Baja karbon ini bisa digunakan untuk

kecepatan potong rendah (sekitar VC = 10 m/min) karena sifat martensit

yang melunak pada suhu sekitar 2500 C. Pahat jenis ini hanya dapat

memotong logam yang lunak ataupun kayu. Karena harganya yang relatif

murah maka sering digunakan untuk tap (untuk membuat ulir).

Keuntungannya :

1. Digunakan untuk kecepatan potong yang rendah

2. Dapat memotong material benda kerja yang lunak

3. Harganya murah

2. HSS (High Speed Steels ; Tools Steels)

Merupakan baja paduan tinggi dengan unsur paduan krom dan tungsten.

Melalui proses penuangan (molten metalurgy) kemudian diikuti

pengerolan ataupun penempaan baja dibentuk menjadi batang atau

silindris. Pada kondisi lunak (annealed) bahan tersebut dapat diproses

secara pemesinan menjadi berbagai bentuk pahat potong. Setelah proses

laku panas dilaksanakan kekerasannya akan cukup tinggi sehingga dapat

digunakan pada kecepatan potong yang tinggi (sampai dengan tiga kali

kecepatan potong untuk pahat CTS), sehingga dinamakan dengan “Baja

Kecepatan Tinggi”; HSS, High Speed Steel. Apabila telah aus maka HSS

dapat diasah sehingga mata potongnya tajam kembali, karena sifat

keuletan yang relatif baik.. Pahat ini biasanya digunakan sebagai pahat

untuk mesin gurdi,bubut,sekrap.

Hot Hardness dan recovery Hardness yang cukup tinggi, dapat dicapai

berkat adanya unsur paduan W, Cr, Mo, Co. Pengaruh unsur tersebut pada unsur

dasar besi (Fe) dan karbon (C) adalah sebagai berikut :

♦ Tungsten / Wolfram (W)

Untuk mempertinggi Hot Hardness, dimana terjadi pembentukan karbida,

yaitu paduan yang sangat keras, yang menyebabkan kenaikan temperatur

untuk proses hardening dan tempering.

♦ Chromium (Cr)

Menaikkan hardenability dan hot hardness. Crom merupakan elemen

pembentuk karbida akan tetapi Cr menaikkan sensitivitas terhadap over

heating.

♦ Vanadium (V)

Menurunkan sensitiviitas terhadap over heating serta menghaluskan besar

butir. Juga merupakan elemen pembentuk karbida.

♦ Molybdenum (Mo)

Mempunyai efek yang sama seperti W, akan tetapi lebih terasa ( 2% W,

dapat digantikan oleh 1% Mo). Selain itu Mo – HSS lebih liat, sehingga

mampu menahan beban kejut. Kejelekannya adalah lebih sensitif terhadap

overheating ( hangusnya ujung – ujung yang runcing sewaktu dilakukan

proses Heat Treatment.

♦ Cobalt (Co)

Bukan elemen pembentuk karbida. Ditambahkan dalam HSS untuk

menaikkan Hot hardness dan tahanan keausan. Besar butir menjadi lebih

halus sehingga ujung – ujung yang runcing tetap terpelihara selama heat

treatment pada temperatur tinggi.

Klasifikasi pahat HSS menurut komposisinya, yaitu:

1. HSS Konvesional

a. Molybdenum HSS : standar AISI(American Iron and Stell Institute)

M1;M2; M7; M10.

b. Tungsten HSS : standar AISI T1; T2

2. HSS Special

3. Cobalt Added HSS : standar AISI M33; M36; T4; T5 dan T6.

4. High Vanadium HSS : standar AISI M3-1; M3 – 2; M4 ;T15.

5. High Hardness Co. HSS :standar AISI M42; M43;M44 ;M45;M 46.

a. Cast HSS.

b. Powdered HSS

c. Coated HSS.

3. Paduan Cor Nonferro (Cast Non ferrous Alloys)

Sifatnya diantara HSS dan karbida, yang digunakan dalam hal khusus

diantara pilihan dimana karbida terlalu rapuh dan HSS mempunyai

Hardness dan Wear Resistance yang terlalu rendah.

Jenis pahat ini dibuat dalam bentuk toolbit (sisipan). Paduan Nonferro

terdiri dari 4 macam elemen utama, yaitu;

• Co sebagai pelarut

• Cr → membentuk karbida

• Wolfram → pembentuk karbida

• C → 1 %

4. Karbida

Merupakan pahat yang dibuat dengan cara menyinter serbuk karbida

(Nitrida & Oksida) dengan bahan pengikat yang umum yaitu Cobalt.

semakin besar persentase pengikat Co maka kekerasan makin menurun

dan sebaliknya keuletannya membaik serta memiliki modulus elastisitas

dan berat jenis yang tinggi. Memiliki koefisien muai setengah dari baja

dan konduktivitas panas sekitar dua sampai tiga kali konduktifitas panas

HSS.

Ada 3 jenis utama pahat karbida :

• Karbida tungsten (campuran WC dan Co)

Merupakan jenis pahat karbida untuk memotong besi tuang (Castiron

Cutting Grad )

• Karbida tungsten paduan β

Untuk memotong baja (Steel Cutting Grade)

• Karbida lapis (Coated Cemented Carbides)

5. Keramik

Keramik adalah material paduan metalik dan non metalik. Proses

pembuatannya melalui powder processing Keramik secara luas mencakup

karbida, nitrida, borida, oksida, silikon, dan karbon . Keramik mempunyai

sifat yang relatif rapuh.

Beberapa contoh jenis keramik sebagai perkakas potong adalah :

a. Keramik oksida atau oksida aluminium(Al2O3) murni atau ditambah

30% titanium (TiC) untuk menaikkan kekuatan non adhesif. Disertai

dengan penambahan serat halus (whisker) dari SiC dimaksudkan

untuk mengurangi kegetasan disertai dengan penambahan zirkonia

(ZrO2) untuk menaikkan jumlah retak mikro yang tidak terorientasi

guna menghambat pertumbuhan retak yang cukup besar dan memiliki

sifat yang sangat keras dan tahan panas.

b. Nitrida silicon (Si3N4) disebut kombinasi Si-Al-O-N

6. CBN (Cubic Boron Nitrides)

Dibuat dengan penekanan panas sehingga serbuk grafit putih Nitrida

Boron dengan struktur atom heksagonal berubah manjadi material kubik.

Pahat sisipan CBn bisa dibuat dengan menyinter serbuk BN tanpa atau

dengan material pengikat Al2O3, TiN, atau Co. CBN memeliki kekerasan

yang sangat tinggi dibandingkan pahat sebelumnya. Pahat ini bisa

digunakan untuk pemesinan berbagai jenis baja pada keadaan dikeraskan,

besi tuang, HSS atau karbida. CBN memiliki afinitas yang sangat kecil

terhadap baja dan tahan terhadap perubahan reaksi kimia sampai dengan

kecepatan potong yang sangat tinggi. Saat ini pahat CBN sangat mahal

sehingga pemakaiannya sangat terbatas.

7. Intan

Merupakan pahat potong yang sangat keras yang merupakan hasil proses

centering serbuk intan tiruan dengan bahan pengikat Co (5%- 10%). Hot

hardeness yang sangat tinggi dan tahan terhadap deformasi plastis. Sifat

ini ditentukan oleh besar butir intan serta persentase dan komposisi

material pengikat. Karena intan pada temperratur tinggi mudah berubah

menjadi grafit dan mudah terdifusi dengan atom besi, maka pahat intan

tidak bisa digunakan untuk memotong bahan yang mengandung besi.

Dalam proses pemesinan umumnya kita menggunakan jenis pahat HSS

untuk mesin gurdi dan karbida untuk mesin freis dan bubut (dan dapat juga

sebagai sisipan pada jenis pahat lainnya).

Tabel 2.5 Perbedaan Antara Pahat HSS dan Karbida

No Perbedaan HSS Karbida

1 Konstruksi Batangan Sisipan

2 Ketahanan terhadap

suhu tinggi Tidak baik Baik

3 Jenis coolant Cairan Udara / air blow

4 Sifat material Ulet, cepat aus Getas, tidak mudah aus

5 Kecepatan potong Vc = 10-20 m/min Vc = 80 - 120 mm/min

6 Harga Murah Mahal

7 Konversi energy Sulit melepaskan panas Mudah

melepaskan panas

Tabel 2.6 Jenis Pahat dan Mulai Digunakan

N

Tools Material Year of Initial

Use

Allowable Cutting Speed (m/min)

O Non Steel Steel

1 Plain Carbon Tool Steel 1800 Below 10 Below 5

2 HSS 1900 25-65 17-33

3 Cast cobalt alloys 1915 50-200 33-100

4 Cemented carbides 1930 330-650 100-300

5 Cermets (TiC) 1950 165-400

6 Ceramics (Al2O3) 1955 330-650

7 Synthetic diamonds 1954, 1973 390-1300

8 Cubic boron nitride 1969 500-800

9 Coated carbides 1970 165-400

Dari tabel diatas dapat dibuat grafik, sebagai berikut :

Grafik 2.1 Jenis Pahat dan Tahun Mulai Digunakan

2.3.5 Umur Pahat

Dalam proses pemesinan, yang perlu di perhatikan adalah umur pahat.

Karena umur pahat berhubungan dengan keausan pada pahat . Adapun yang

mempengaruhi umur pahat adalah geometri pahat, jenis material benda kerja,

material pahat, kondisi pemotongan dan cairan pendingin.

Umur pahat berdasarkan rumus taylor,

VcTn = Ctvb f-pa-q

Dimana, Vc = kecepatan potong ; m/min.

Ctvb= konstanta keausan.

Berdasarkan rumus Taylor yang mempengaruhi umur pahat adalah:

� Terutama oleh kecepatan potong.

Sehingga untuk setiap kombinasi pahat dan benda kerja ada suatu

kecepatan potong moderat sehingga umur pahat jadi

lebih lama. (misal:pahat HSS dengan material baja,kec potong moderat

sekitar 20 m/min).

� Material yang dipakai (factor n).

� Gerak makan (f) dan kedalaman makan (a).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1750 1800 1850 1900 1950 2000

Jen

is P

ahat

Tahun Mulai Digunakan

JENIS PAHAT dan TAHUN MULAI DIGUNAKAN

Keausan atau kegagalan pada pahat

keausan secara bertahap membesar pada bidang aktif pahat. Berikut macam

macam keausan pahat berdasarkan tempa

� Keausan kawah (

� Keausan tepi (

� Keausan ujung

Gambar 2.

Keausan atau kegagalan pada pahat sering kali terjadi karena adanya

secara bertahap membesar pada bidang aktif pahat. Berikut macam

macam keausan pahat berdasarkan tempat terjadinya :

Keausan kawah (crater wear) - Terjadi pada bidang geram.

Keausan tepi (flank wear) - Terjadi pada mata potong utama

Keausan ujung - Disebabkan karena kedalaman makan yang berlebihan.

Gambar 2.38 Keausan Ujung dan Kawah pada Pahat

Gambar 2.27 Keausan Tepi dan Kawah pada Pahat

sering kali terjadi karena adanya

secara bertahap membesar pada bidang aktif pahat. Berikut macam-

bidang geram.

Terjadi pada mata potong utama

Disebabkan karena kedalaman makan yang berlebihan.

Berikut Penyebab kausan pada pahat secara Umum :

a. Proses Abrasif

• Adanya partikel yang keras pada benda kerja yang menggesek bersama

aliran material benda kerja pada bidang geram dan bidang utama pahat.

• Penyebab keausan pahat dan tepi

• Pada pahat HSS, proses abrasif dominan pada kecepatan potong rendah

(10-20 m/min)

• Pada pahat karbida, proses abrasif tidak dominan karena pahat karbida

yang sangat keras

b. Proses Kimia

• Benda kerja yang baru saja terpotong sangat kimiawi aktif sehingga

memudahkan reaksi yang mengakibatkan derajat penyatuan (afinitas)

berkurang pada bidang geram pahat.

• Hal diatas menjadi penyebab terjadinya keausan kawah pada bidang

geram.

c. Proses Adhesi

• Pada tekanan dan temperatur yang cukup tinggi, terjadi penempelan

material benda kerja pada bidang geram dikenal dengan BUE (Build Up

Edg), BUE adalah timbulnya mata potong yang baru karena penumpukan

geram pada mata potong pahat.

• BUE sangat dinamis, sangat tergantung pada kecepatan potong.

• Proses pertumbuhan dan pengelupasan BUE secara periodik

memperpendek umur pahat.

• BUE yang stabil akan memperpanjang umur pahat.

d. Proses Difusi

• Perpindahan atom metal dari daerah konsentrasi tinggi ke konsentrasi

rendah karena material pengikat melamah pada temperatur yang tinggi.

• Pada HSS , atom Fe dan C terdifusi sehingga Fe3C terkelupas

• Pada pahat carbide Co sebagai pengikat karbida terdifusi

• Penyebab keausahan kawah

e. Proses Oksidasi

• Karena temperatur tinggi maka karbida akan teroksidasi (bereaksi dengan

oksigen) sehingga struktur pahat melemah dan tidak tahan deformasi

akibat gaya potong.

• Cairan pendingin dapat menghindari proses oksidasi tersebut.

2.4 Cairan Pendingin (coolant)

Cairan pendingin (Coolant) mempunyai kegunaan yang khusus dalam

proses pemesinan. Cairan pendingin perlu dipilih dengan seksama sesuai dengan

jenis pekerjaan yang dilakukan dengan mesin perkakas. Penggunaan cairan

pendingin ini dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti disemprotkan,

dikucurkan, dikabutkan, dan lain-lain. Efektivitas dari cairan pendingin ini hanya

dapat diketahui dengan melakukan percobaan pemesinan.

2.4.1 Fungsi Coolant

• Menurunkan gaya potong.

• Memperpanjang umur pahat

• Melumasi elemen pembimbing (ways)

• Memperhalus atau memperbaiki kualitas permukaan benda kerja.

• Membersihkan geram dari bidang geram pada saat proses pemotongan.

• Proteksi korosi pada permukaan benda kerja yang baru terbentuk.

2.4.2 Jenis-Jenis Coolant

Secara umum coolant yang biasa dipakai dapat dikategorikan dalam dua

jenis coolant, yaitu : ;

1. Air Blow

Merupakan Coolant berupa tiupan udara yang dialirkan dari selang

khusus. Coolant jenis ini digunakan untuk material yang cepat menangkap

dan melepaskan panas.

2. Water Blow

Merupakan coolant yang berbentuk cair. Coolant ini biasanya digunakan

pada material yang laju perpindahan panasnya lambat, terbagi atas:

� Berdasarkan komposisi cairan pendingin (coolant) yang biasa dipakai

dalam proses pemesinan dapat dikategorikan dalam empat jenis utama,

sebagai berikut:

a. Cairan sintetik (synthetic fluids, chemical fluids)

Cairan yang jernih atau diwarnai merupakan larutan murni (true

solutions) atau larutan permukaan aktif (surface active). Pada larutan

murni unsur yang dilarutkan tersebar antara molekul dan tegangan

permukaan (surface tension) hampir tidak berubah. Larutan murni tidak

bersifat melumasi tetapi hanya dipakai untuk sifat penyerapan panas yang

tinggi dan melindungi dari korosi. Dengan menambah unsur lain yang

mampu membentuk kumpulan molekul akan mengurangi tegangan

permukaan menjadi cairan permukaan aktif sehingga mudah membasahi

dan daya lumasnya naik.

b. Cairan emulsi (emulsions, water miscible fluids, water soluble oil,

emulsifiable cutting fluids).

Merupakan air yang mengandung partikel minyak (5–20 µm) unsur

pengemulsi ditambahkan dalam minyak yang kemudian dilarutkan dalam

air. Bila ditambahkan unsur lain seperti EP (Extreme Pressure

Additives) daya lumasnya akan meningkat.

c. Cairan semi sintetik (semi synthetic fluids)

Merupakan perpaduan antara jenis sintetik dan emulsi. Kandungan

minyaknya lebih sedikit daripada cairan emulsi. Sedangkan kandungan

pengemulsinya (molekul penurun tegangan permukaan ). Partikel lebih

banyak daripada cairan sintetik. Partikel minyaknya lebih kecil dan

tersebar. Dapat berupa jenis dengan minyak yang sangat jenuh (“super-

fatted”) atau jenis EP,(Exterme Pressure).

d. Minyak (cutting oils)

Merupakan kombinasi dari minyak bumi (naphthenic,paraffinic), minyak

binatang, minyak ikan atau minyak nabati. Viskositasnya bermacam-

macam dari yang encer sampai dengan yang kental tergantung

pemakaianya. Pencampuran antara minyak bumi dengan minyak hewani

atau nabati menaikkan daya pembasahan (wetting action) sehingga

memperbaiki daya lumas.

Gambar 2.39 Ilustrasi Beberapa Jenis Cairan Pendingin

� Berdasarkan kandungan, dapat dibagi menjadi:

a. Water base, memiliki kandungan air berbanding oli 10 : 1.

b. Oil base, memiliki kandungan air berbanding oli 1 : 10

2.4.3 Pemakaian Coolant

Adapun cara pemberian cairan pendingin (coolant) antara lain :

1. Manual

Bila mesin perkakas tak dilengkapi dengan sistem cairan pendigin,

misalnya mesin gurdi atau freis jenis “bangku” (bench drilling/milling

machine) maka cairan pendingin hanya dipakai secara terbatas. Pada

umumnya operator memakai kuas untuk memerciki pahat gurdi, tap, atau

freis dengan minyak pendingin.Penggunaan alat sederhana penetes oli

yang berupa botol dengan selang berdiameter kecil akan lebih baik karena

menjamin keteraturan penetesan minyak. Penggunaan pelumas padat

(gemuk/vaselin, atau Molybdenum – disulfide) yang dioleskan pada lubang

– lubang yang akan di tap akan menaikkan umur pahat pengulir (tapping

tool).

2. Dikucurkan / dibanjirkan (flooding)

Sistem pendingin yang terdiri atas pompa, saluran, nozel dan tangki,

dimiliki oleh hampir semua mesin perkakas. Satu atau beberapa nozel

dengan selang fleksibel diatur sehingga cairan pendingin disemprotkan

pada bidang aktif pemotongan. Keseragaman pendinginan harus

diusahakan dan bila perlu dapat dibuat nozel khusus.

Gambar 2.40 Pemakaian Cairan Pendingin Dengan Menggunakan Nozel.

3. Ditekan lewat saluran pada pahat

Cairan pendingin dialirkan dengan tekanan tinggi melewati saluran pada

pahat. Untuk penggurdian lubang yang dalam (deep Hole drilling; gun –

drilling) atau pengefreisan dengan posisi yang sulit dicapai dengan

penyemprotan biasa. Spindel mesin perkakas dirancang khusus karena

harus menyalurkan cairan pendingin ke lubang pada pahat, lihat gambar

2.40.

Gambar 2.41 Pahat Gurdi (Jenis End Mill )

4. Dikabutkan (mist)

Cairan pendingin disemprotkan berupa kabut. Partikel cairan sintetik, semi

– sintetik atau emulsi disemprotkan melalui aspirator yang bekerja dengan

prinsip seperti semprotan nyamuk. Cairan dalam tabung akan naik melalui

pipa berdiameter kecil karena daya vakum akibat aliran udara diujung atas

pipa dan menjadi kabut yang menyemprot keluar. Jenis pengabut lain

(pressure feed ; lihat gambar 2.30 ) menggunakan dua selang yang bersatu

di nozel sehingga lebih mudah diarahkan semprotannya. Selang yang

pertama membawa udara tekan dan yang kedua membawa cairan dari

tabung yang diberi tekanan. Pengabut ini berukuran kecil dan mudah

dibuat dan dipasangkan pada bench drilling/ milling machines

menggantikan cara manual. Pemakaian cairan dengan cara dikabutkan

dimaksudkan untuk memanfaatkan daya pendinginan karena penguapan.

Pendingin jenis minyak jarang dikabutkan ( karena masalah asap) kecuali

dalam penggerindaan pahat karbida misalnya pada pembuatan alur

pematah geram (chip breaker) dengan batu gerinda intan. Karena kabut

tidak dapat masuk ke dalam lubang yang realatif dalam, maka teknik

pengabutan ini jarang dipakai dalam proses gurdi (drilling ).

Gambar 2.42 Pressure Feed Aspirator, Alat Pengabut Cairan Pendingin

2.4.4 Pemeliharaan Cairan Pendingin

Cairan pendingin perlu dipelihara dengan benar sebab bila tidak bisa

menjadikan sumber kerusakan (korosi) tngki cairan pendingin ataupun komponen

mesin perkakas. Biaya untuk memelihara cairan pendingin jauh lebih murah

daripada membiarkan mesin rusak karena cairan pendingin yang terdegradasi.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemeliharaan cairan

pendingin ini adalah sebagai berikut :

1. Air yang digunakan untuk membuat emulsi atau cairan pendingin perlu

diperiksa kesadahannya. Jika air ini terlalu banyak mineralnya bila

mungkin harus dicari penggantinya. Untuk menurunkan kesadahan, jelas

memerlukan ongkos, sementara cairan pendingin yang dibuat atau yang

selalu ditambahi air kesadahan tinggi akan memerlukan penggantian

yang lebih sering dan ini akan menaikkan ongkos juga.

2. Bakteri sulit diberantas tetapi dapat dicegah kecepatan berkembang

biaknya dengan cara yang cocok . Jika sudah ada tanda–tanda mulainya

degradasi maka cairan pendingin harus diganti dengan segera. Seluruh

sistem cairan pendingin perlu dibersihkan (dibilas beberapa kali), diberi

zat anti bakteri, selanjutnya barulah cairan pendingin “segar” dimasukkan.

Dengan cara ini “umur” cairan pendingin dapat diperlama (4 s.d. 6 bulan)

2.5 Snei dan Tapping

2.5.1 Snei

Pengerjaan proses ini digunakan untuk menyempurnakan ulir luar yang

telah dihasilkan oleh proses bubut ulir. Ulir yang dibuat pada mesin bubut

hasilnya belum begitu bersih, oleh karena itu diperlukan proses snei untuk

mendapatkan ulir luar yang bersih.

Adapun prosedur pelaksanaan snei:

1. Sebelum melakuan snei harus sudah ada ulir luar yang telah dibuat oleh

mesin bubut.

2. Snei harus berada dalam sudut 900 terhadap bidang kerja. Kelebihan gaya

akan menyebabkan ulir menjadi rusak atau tidak teratur.

3. Tempatkan snei tegak lurus terhadap bidang kerja, putar secara perlahan

dengan mendesak snei dengan menggunakan telapak tangan.

4. Mensnei dilakukan dengan menekan sambil memutar setengah putaran

searah jarum jam dan diikuti dengan pembalikan putaran ¼ putaran untuk

memutuskan geram dari proses snei.

5. Teruskan proses snei sampai panjang ulir yang diinginkan.

2.5.2 Tapping

Pada prinsipnya tap digunakan untuk memproduksi dengan tangan pada

ulir sebelah dalam. Perkakas tap itu sendiri adalah benda yang dikeraskan dari

baja karbon atau baja paduan yang mirip baut dengan pemotongan galur

sepanjang sisinya untuk memberikan mata potong.

Beberapa jenis tap adalah :

a. Tap konis, diserong sampai 8 atau 10 ulir. Digunakan untuk

mengetap mula pertama mengetap lubang.

b. Tap antara, mempunyai dua sampai tiga ulir serong. Tap ini dipakai

setelah mengetap dengan konis.

c. Tap rata, mempunyai ulir dengan ukuran penuh. Tap ini dipakai

untuk menyelesaikan akhir.

Prosedur Mengetap :

1. Sebelum mengetap harus dibuat lubang dengan mesin gurdi pada

diameter tap.

2. Tap harus berada pada sudut 900 terhadap bidang kerja, kelebihan

gaya yang tidak diingini akan mengakibatkan tap patah.

3. Tempatkan tap konis kedalam lubang tegak lurus pada bidang kerja.

Mulailah memutar pelan-pelan dengan mendesak tap menggunakan

telapak tangan.

4. Mengetap dilakukan dengan menekan sambil memutar setengah

putaran searah jarum jam dan diikuti dengan pembalikan putaran

seperempat putaran untuk memutuskan geram-geram hasil

pengetapan.

5. Teruskan pengetapan sampai dengan kedalaman yang diinginkan,

setelah itu tukar pahat tap dengan jenis tap berikutnya dan ulangi

pekerjaan seperti prosedur sebelumnya.

Gambar 2.32 Proses Tapping

BAB III

METODOLOGI

3.1 Proses Pemesinan

3.1.1 Proses Bubut (Turning)

Proses bubut (turning) dilakukan dengan memutar benda kerja dengan

kecepatan tertentu, sehingga benda kerja bertemu dengan mata pahat. Dari

bertemunya mata pahat dengan benda kerja terjadilah gerak makan yang

menghasilkan geram, sehingga ukuran benda kerja terpotong. Benda kerja yang

diberi proses bubut adalah silinder pejal dengan diameter 25 mm. Produk yang

ingin dibuat adalah poros idler dengan diameter 22 mm pada masing-masing

ujung poros. Agar tiap-tiap ujung poros dapat berbentuk sesuai dengan yang

dikehendaki, proses pembubutan dilakukan sebanyak dua kali.

a. Sebelum dibubut

b.Sesudah dibubut

Gambar 3.1 Bentuk Bubut Silindris

Pembubutan silindris dilakukan untuk mengurangi dimensi benda kerja

dari yang semula berukuran diameter 25 mm menjadi 22 mm. Panjang

pemotongannya (lt) 30 mm pada masing-masing ujung poros. Pada proses bubut

kali ini, putaran spindle yang di atur adalah sebesar 275 rpm dengan gerak makan

(f) 0,095 mm/r pada saat roughing dan 0,074 mm/r pada saat finishing. Setelah

proses tersebut dilakukan, maka didapatlah bentuk permukaan yang baru.

3.1.2 Proses Freis (Milling)

Proses pembuatan Leveling Block yang dilakukan kali ini, dimulai dengan

membersihkan kerak yang terdapat pada benda kerja dengan slab milling, Untuk

membuat kemiringan pada bagian atas dan meratakan bagian bawah digunakan

freis tegak (face milling) dengan menggunakan pahat HSS dengan ukuran 16 mm.

Putaran spindel yang digunakan pada proses freis kali ini adalah sebesar 283 rpm,

dengan kecepatan makan 104, dan kedalaman makannya sebesar 0,2 mm.

Untuk pengerjaan awal digunakan proses freis (milling), tepatnya freis

tegak (face milling). Setelah itu juga digunakan proses slab milling untuk bagian

pinggirnya, dimensi material dasar dikurangi dari 123,3 x 92,5 x 16,1 mm menjadi

108 x 80 x 14 mm. Dalam menghasilkan permukaan baru dilakukan proses freis

(milling). Proses yang ini dilakukan dalam beberapa proses (roughing) dan satu

kali penghalusan (finishing).

Tahapan-tahapan pengerjaannya adalah sebagai berikut :

a. Mengurangi dimensi pada sisi pertama dan sisi kedua. Pada sisi-sisi ini

panjang material 16,1 mm dikurangi menjadi 14 mm. Sisi pertama dilakukan

24 kali proses, dan untuk sisi kedua dilakukan 48 kali proses. Maka total

dimensi yang dikurangi 2,1 mm.

b. Mengurangi dimensi pada sisi ketiga dan sisi keempat. Disisi-sisi ini panjang

material semula 123,3 mm dikurangi menjadi 108 mm.

Sisi ketiga dilakukan 50 kali proses, dan sisi keempat dilakukan 25 kali

proses. Total dimensi yang dikurangi yaitu 15 mm.

c. Mengurangi dimensi pada sisi kelima dan sisi keenam. Pada sisi ini panjang

material 92,5 mm dikurangi menjadi 80 mm. Sisi kelima dilakukan 16 kali

proses, dan sisi 6 dilakukan 40 kali proses sehingga total dimensi yang

dikurangi yaitu 11,8 mm.

d. Selanjutnya untuk membuat kemiringan pada benda kerja, maka pada benda

kerja sebelah kanan dinaikan 2 mm, lalu dilakukan dengan proses face milling

sebanyak 52 kali proses dengan 46 kali rouching dan 6 kali finishing. Benda

kerja sebelah kanan akan memiliki ketinggian sebesar 12 mm dan sebelah kiri

setinggi 14 mm.

Gambar 3.2 Leveling Block yang akan difreis

Gambar 3.3 Leveling setelah difreis

3.1.3 Proses Sekrap (Shaping)

Bagian yang di Sekrap

a. Sebelum di sekrap b. Sesudah di sekrap

Gambar 3.4 Bentuk Laveling Block a) Sebelum dan b) Setelah Proses Sekrap

Proses pada mesin sekrap (shaping machine) kali ini dalam pembuatan

leveling block, digunakan untuk membuat alur dibagian samping dari leveling

block tersebut. Ukuran dimensi yang dikurangi pada bagian kiri memiliki lebar

(w) 4 mm dengan kedalaman (a) 9 mm dan pada bagian kanan lebarnya adalah

(w) 4 mm dengan kedalaman (a) 7 mm. Sedangkan pahat yang digunakan memilki

lebar 6,35 mm

3.2 Peralatan yang digunakan

3.2.1 Mesin Perkakas yang Digunakan

• Mesin Bubut

Merek : PINDAD

Model : PL-1000

No. seri : 006088

Tahun Pembuatan : 1988

Gambar 3.5 Mesin Bubut

• Mesin freis

Merek : PINDAD

Model : PM 2HU

No. Seri : 006888


Gambar 3.6 Mesin Freis

• Mesin sekrap

Model : CMZ L

450

No fabrikasi : 1.335

Daya : 1,5 kW

Gambar 3.7 Mesin Sekrap

• Mesin gurdi

Merek : BREDA

Type : R35 1000

No. seri : 243


Massa : 1210 kg

Gambar 3.8 Mesin Gurdi

• Mesin gurdi meja

Merek :

METABO

Type :

Maschinen-

Nr 91016

Gambar 3.9 Mesin Gurdi Meja

• Mesin gergaji

Merek : AJAX

Model : AJSD.6

Type : 33300

Gambar 3.10 Mesin Gergaji

3.2.2 Alat Bantu

1. Ragum

Gambar 3.11 Ragum

Ragum merupakan alat bantu yang digunakan untuk mencekam benda

kerja agar posisinya tidak berubah saat diproses.

2. Kuas

Gambar 3.12 Kuas

Kuas merupakan alat Bantu yang digunakan untuk mengoleskan

coolant pada mata pahat dan membersihkan benda kerja dari geram.

3.2.3 Alat Ukur

1. Jangka sorong

Gambar 3.13 Jangka sorong

Jangka sorong digunakan mengukur panjang suatu material, bias juga

untuk mengukur ketebalan suatu material. Pada jangka sorong

terdapat dua skala yaitu skala utama dan skala nonius.

2. Mistar

Gambar 3.14 Mistar

Mistar digunakan untuk mengukur panjang suatu material. Satuan

yang terdapat pada mistar adalah centimeter (cm) dan millimeter

(mm).

3. Stopwatch

Gambar 3.15 Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk menghitung waktu yang dibutuhkan

selama proses pengerjaan.

3.3 Skema Pembuatan

Mulai A

Persiapan

Bahan dan Alat

Selesai

A

Pemotongan poros

Proses pembubutan poros

Proses freis muka leveling block

Proses gurdi

Proses freis memiringkan permukaan

Proses sekrap

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Data

Dari praktikum yang telah dilakukan, praktikan memperoleh data dari

masing-masing proses pengerjaan. Berikut data yang didapatkan dari praktikum

yang telah dilakukan :

1. Mesin Bubut

n = 275 rpm

a = 0,2 mm

f = 0,095 mm/r (proses Roughing)

f = 0,074 mm/r (proses Finishing)

2. Mesin Freis

d = 16 mm

z = 4

Vf = 104 mm/min

n = 283 rpm

a = 0.2 mm

3. Mesin Sekrap

Np = 22 langkah/min

f = 2 mm/r

Rs = 0.5

4. Mesin Gurdi

f = 0.05 mm/r

n = 200 rpm

d = 16 mm

4.2 Perhitungan

Untuk Proses Bubut

Diketahui :

n = 275 rpm

l t = lv + lw + ln ; lv = 0 mm

a = 0,2 mm

f = 0,095 mm/r (proses Roughing)

f = 0,074 mm/r (proses Finishing)

d = 26.5 mm

dm = 22 mm

d = 2

dmdo +

= 2

22mm mm5.26 +

= 24,25 mm

• Kecepatan Potong (Vc)

Vc = 1000

n d ××π

= 1000

27525,2414,3 ××

= 20,93m/min

• Kecepatan Makan (Vf)

Vf = f × n (Roughing)

= 0,095 mm/min × 275 rp

= 26,12 mm/min

Vf = f × n (Finishing)

= 0,074 mm/min × 275 rp

= 20,35 mm/min

• Waktu Teoritis Pemotongan (tc)

t c = f

V

l t (Roughing)

= mm/min 26,12

mm 03

= 1,14 min

= 68,9 detik

tc = f

V

l t (Finishing)

= mm/min 20,35

mm 03

= 1,47 min

= 88,4 detik

• Kecepatan Menghasilkan Geram (Z)

Z = f × a × Vc (Roughing)

= 0,095 mm/min × 0,2mm × 20,93 m/min

= 0,39 cm3 /min

Z = f × a × Vc (Finishing)

= 0,074 mm/min × 0,2mm × 20,93 m/min

= 0,3cm3 /min

Berdasarkan perhitungan elemen dasar pembubutan diatas, maka dapat

dihitung waktu total (secara teori) yang dibutuhkan (tc) untuk proses pengurangan

permukaan pada bubut silindris dengan 18 kali proses:

Waktu teoritis yang di butuhkan untuk Roughing :

tctot = tc × banyak proses

= 68,9 detik x 36

= 2480 detik

Waktu teoritis yang di butuhkan untuk Finishing :

tctot = tc × banyak proses

= 88,4 detik x 2

= 176,8 detik

Jadi tctot = tctot(roughing) + tctot(finishing)

= 2480 detik + 176,8 detik

= 3657 detik

Untuk Proses Freis

1. Sisi 1 dan sisi 2

Diketahui :

d = 16 mm

z = 4

Vf = 104 mm/min

n = 283 rpm

a = 0,2 mm

w = 15,7 mm

lt = lv + lw + ln ;

lv = √(a(d-a)) = √0,2(8-0,2) = 1,78 mm

= 1,78 + 88,4 + 1

= 91,18 mm


Vc = 1000

nd ××π m/min

= 1000

2831414,3 ×× m/min

= 14,22 m/min


V f = f × z × n

f = nz

V f

× mm/r

f = 2832

104

× mm/r

f = 0,184 mm/r

• Waktu Pemotongan (tc)

tc = minV

l

f

t

= 91,18

104

= 0,877min


Z = 1000

waVf ××cm3/min

= 1000

7.152,0104 ××cm3/min

= 0,326 cm3/mm

Berdasarkan perhitungan data diatas, maka didapat waktu total untuk

proses freis pada sisi 1 dan sisi 2 adalah :

tc1 = tc × (banyak memfreis pada sisi 1)

= 0,876 min × 15

= 13,15 min

= 789,03detik

tc2 = tc × (banyak memfreis pada sisi 2)

= 0,877 min × 20

= 13,15 min

= 1052,02 detik

Sisi 3 dan sisi 4

Diketahui :

d = 16 mm

z = 4

V f = 104 mm/min

n = 283 rpm

a = 0,2 mm

w = 15,7 mm


Vc = 1000

nd××π m/min

= 1000

2831614,3 ×× m/min

= 14,22m/min


V f = f × z × n

f = nz

V f

× mm/r

f = 2832

104

× mm/r

f = 0,18 mm/r


lt = lv + lw + ln ; ln > d/2 ; lw = 127,06 mm;

ln≥8

= 1 + 127,06 + 8

= 136,06 mm

tc = minV

l

f

t

= min104

136,06

= 1,31 min


Z = 1000

waV f ××cm3/min

= 1000

7,152,0104 ××cm3/min

= 0,326 cm3/mm


proses freis pada sisi 3 dan sisi 4 adalah :

tc3 = tc × (banyak memfreis pada sisi 3 )

= 1,31 min × 20

= 26,16 min

= 1569,16 detik

tc4 = tc × ( banyak memfreis pada sisi 4)

= 1,31 min × 24

= 31,4 min = 1883,91 detik

Sisi 5 dan sisi 6

Sisi 5 merupakan sisi yang memiliki permukaan datar sedangkan sisi 6

merupakan sisi yang mengalami freis dengan kemiringan 2 cm.

Proses Roughing

Diketahui :

d = 16 mm

z = 4

Vf = 104 mm/min

n = 283 rpm

a = 0,2 mm

w = 80 mm


Vc = 1000

nd××π m/min

= 1000

2831614,3 ×× m/min

= 14,22 m/min


V f = f × z × n

f = nz

V f

× mm/r

f = 2832

104

× mm/r

f = 0,18 mm/r


l t = lv + lw + ln ; ln > d /2 ; lw = 120 mm;

ln≥8 lv=1

= 1 + 120 + 8

= 129 mm

tc = minV

l

f

t

= min104

129

= 1,24 min


Z = 1000

waVf ××cm3/min

= 1000

802,0104 ××cm3/min

= 1,66 cm3/min


proses freis roughing pada sisi 5dan sisi 6 adalah :

Tc5 = tc × (banyak memfreis pada sisi 5)

= 1,24 min × ( 48 )

= 59,54 min

= 3572 detik


= 1,24 min × 147

= 182,34 min

= 10980,2 detik

Proses Finishing

d = 16 mm

z = 4

V f = 71 mm/min

n = 400 rpm

a = 0,1 mm

w = 80 mm


Vc = 1000

nd××π m/min

= 1000

2831614,3 ×× m/min

= 20,1 m/min


V f = f × z × n

f = nz

V f

× mm/r

f = 4002

71

× mm/r

f = 0,09 mm/r


l t = lv + lw + ln ; ln > d /2 ; lw = 120 mm;

ln≥8 lv=1

= 1 + 120 + 8

= 129 mm

tc = minV

l

f

t

= min71

129

= 1,82 min


Z = 1000

waVf ××cm3/min

= 1000

801,071 ××cm3/min

= 0,568 cm3/min


proses freis finishing pada sisi 5 dan sisi 6 adalah :


= 1,82 min × 14

= 25,43 min

= 1526 detik


= 1,82 min × 7

= 12,71 min

= 763,1detik

Untuk Proses Sekrap

Diketahui :

np = 22 langkah/min

f = 0,2 mm/r

Rs = 0,5

l t = lv + lw + ln ; misal lv = 1 mm ; lw = 80mm

= 1 + 80 + 1 ln = 1 mm

= 88 mm

w = 4

a = 0,1 mm

• Kecepatan Potong Rata-rata (Vc)

V = 2000

)1( Rslnp t +×× m/min

= 2000

)5,01(8822 +×× m/min

= 1,452 m/min


V f = f × np mm/min

= 0,2 × 22 mm/min

= 4,4 mm/min


tc = fV

w min

= 4,4

4 min

= 0,9 min

= 54,5 detik


Z = a × f × V cm3/min

= 0,1 × 0,2 × 1,452 cm3/min

= 0,029 cm3/min

Untuk Proses Gurdi

Diketahui :

R = 8 mm

d = 16 mm

Lw = 24 mm

n = 200 rpm

f = 0,05 mm/r

z = 4


Vc = 1000

nd××π m/min

= 1000

2001614,3 ×× m/min

= 10,05 m/min


V f = f × n x z

= 0,05 x 200 x 4

= 40 m/min


l t = lv + lw + ln ; misal lv = 0 mm ; lw = 24 mm

= 0 + 24 + 5 ln = 5 mm

= 29 mm

tc = fV

Lt min

= 40

29 min

= 0.725 min

= 43 detik

a = 2

d

= 8 mm

Z = 4000

2 Vfdπ

= 4000

4025614,3 ××

= 8.04 cm3/min

4.3 Analisa Data

4.3.1 Proses Pembuatan Poros Idler

• Berdasarkan tc Pemotongan

Poros idler merupakan sebuah batang selindrik yang mempunyai diameter

luar 25mm dan 22mm pada kedua ujungnya. Pada mulanya, produk diberikan

dalam bentuk batang selindrik dengan diameter sama pada setiap titik, yaitu

25mm. Untuk mengubah diameter pada kedua ujungnya menjadi 22mm, maka

dilakukan proses bubut selindrik.

Praktikum yang kami lakukan, nilai tc aktual dengan nilai tc teori berbeda

nilainya. Dimana nilai tc secara teori lebih kecil daripada nilai tc aktual. Hal itu

dapat disebabkan oleh beberapa hal.

Pertama, saat melakukan bubut selindrik, kita memberikan awalan

pemotongan, awalan pemotongan yang diberikan tidak sama dengan tiap

prosesnya dan nilainya tidak dimasukkan, sehingga nilai tc secara teori lebih kecil

dari pada tc aktual.

Kedua, kesalahan praktikan dalam menghitung waktu pemotongan. Hal itu

dikarenakan kelalaian praktikan itu sendiri yang tidak berkonsentrasi pada benda

kerja.

Pada proses bubut ini, nilai tc aktual hampir sama dengan nilai tc secara

teori. Hal itu menunjukkan bahwa, bubut merupakan sebuah mesin yang sudah

mulai produktif. Sehingga dapat menghemat waktu, dan dapat menghasilkan

banyak produk.

• Berdasarkan ketelitian produk

Pada proses bubut ini, kedalaman potong yang diatur pada mesin tidak

sesuai dengan kedalaman potong yang didapat secara aktual. Hal itu mungkin

dikarenakan kondisi mesin yang sudah terlalu tua. Dan tidak mempunyai presisi

yang sesuai lagi. Sehingga untuk menentukan kedalaman potong, harus dipastikan

dengan jangka sorong.

4.3.2 Proses Pembuatan Leveling Block

Membuat leveling block ini kita akan menggunakan dua buah jenis mesin

yaitu mesin sekrap dan mesin freis. Dimana fungsi dari mesin sekrap dapat

digantikan oleh mesin freis. Namun ada beberapa fungsi dari mesin freis yang

tidak dapat digantikan oleh mesin sekrap. Pada kedua mesin ini dapat kita lihat

perbedaan sebagai berikut :

• Berdasarkan tc pemotongan

Pada mesin sekrap, nilai tc secara teori sangat kecil, namun aktualnya nilai

tc sangat besar. Hal itu dikarenakan mesin sekrap merupakan mesin yang sangat

rentan mengalami patah pada pahatnya.

Pada mesin freis nilai tc aktual tidak terlalu jauh dengan nilai tc secara

teori. Namun perbedaannya masih signifikan. Perbedaan nilai tc aktual dan tc teori

dikarenakan oleh beberapa sebab. Diantaranya, kesalahan dalam menentukan nilai

lt dan lv, sehingga nilai tc teori berbeda dengan nilai tc aktual. Penyebab

selanjutnya adalah kesalahan pratikan dalam menghitung waktu

pemotongan.Namun dapat kita simpulkan, bahwa untuk melakukan proses

produksi yang lebih produktif, maka sebaiknya kita menggunakan mesin freis,

karena nilai tc lebih dekat dengan teori. Sehingga produk yang dihasilkan dapat

diperkirakan.

• Berdasarkan ketelitian produk

Sama halnya dengan pembuatan poros idler, ketelitian produk pada

pembuatan leveling block juga tidak sesuai dengan geometri yang diinginkan. Hal

ini dapat dilihat dari kurangnya ukuran panjang benda kerja dari semestinya. Ini

disebabkan karena tidak telitinya praktikan dalam membaca dan menganalisa

gambar. Selain itu tidak telitinya praktikan dalam membaca alat ukur. Selain itu

tingkat ketelitian produk juga di pengaruhi oleh kinerja dari mesin perkakas yang

digunakan. Karena mesin perkakas yang digunakan sudah tidak presisi lagi.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, praktikan dapat

menyimpulkan beberapa hal :

2. Waktu yang dibutuhkan untuk membuat poros idler :

• Waktu aktual

� 22 menit (roughing)

� 1 menit (finishing)

• Waktu teoritis

� 22 menit (roughing)

� 1 menit (finishing)

3. Waktu yang di butuhkan untuk membuat leveling block dengan proses freis :

a) Sisi 1

• Waktu aktual

� 14 menit

• Waktu teoritis

� 13 menit

b) Sisi 2

• Waktu aktual

� 22 menit

• Waktu teoritis

� 18 menit

c) Sisi 3

• Waktu aktual

� 23 menit

• Waktu teoritis

� 26 menit

d) Sisi 4

• Waktu aktual

� 28 menit

• Waktu teoritis

� 31 menit

e) Sisi 5

• Waktu aktual

� 61 menit

• Waktu teoritis

� 60 menit

f) Sisi 6

• Waktu aktual

� 13 menit

• Waktu teoritis

� 13 menit

4. Waktu yang dibutuhkan untuk membuat leveling block dengan proses sekrap:

a) Sisi kiri

• Waktu aktual

� 11,2 menit

• Waktu teoritis

� 10 menit

b) Sisi kiri

• Waktu aktual

� 11,2 menit

• Waktu teoritis

� 10 menit

5. Waktu total aktual yang dibutuhkan untuk membuat kedua produk adalah 10

jam 39 detik 24 detik

6. Waktu total teoritis yang dibutuhkan untuk membuat kedua produk adalah

8jam 41 menit 12 detik.

7. Waktu pemotongan actual lebih besar dari waktu pemotongan teoritis.

8. Waktu yang di dapatkan pada praktikum kali ini tidaklah produktif, karena

waktu aktualnya yang sangat besar.

5.2 Saran

Berdasarkan praktikum yang telah praktikan lakukan, praktikan menyarankan

pada semua praktikan yang akan melakukan praktikum proses produksi ini

agar :

1. Untuk mendapatkan produk dengan kualitas yang baik perlu dilakukan

pengukuran yang lebih teliti dan secara seksama.

2. Telah menguasai materi dan prosedur praktikum sebelum memasuki

laboratorium.

3. Sebelum praktikum dimulai semua kondisi mesin perkakas harus diperiksa

apakah telah berada dalam kondisi yang baik.

4. Untuk menjalankan proses pemesinan praktikan perlu mengenal dan

mengusai karakteristik mesin-mesin perkakas.

5. Praktikan diharapkan lebih teliti dalam mengoperasikan mesin perkakas,

dan dalam menggunakan alat ukur agar diperoleh geometri produk sesuai

dengan yang direncanakan.

6. Mesin-mesin produksi yang akan digunakan dalam praktikum di set up

terlebih dahulu, agar produk yang dihasilkan lebih baik kualitasnya dan

waktu kerja lebih efisien karena tidak ada lagi waktu tunggu yang

disebabkan oleh perbaikan mesin pada saat praktikum.

7. Lebih teliti dan lebih hati – hati dalam membaca gambar agar tidak terjadi

kesalahan dalam pembuatan produk.

8. Mengikuti urutan pengerjaan yang sesuai dengan ketentuan agar produk

yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan

9. Untuk mengefisienkan waktu pemotongan actual maka dapat dipercepat

putaran spindel dan mengganti jenis pahat yang di pakai.

10. Melakukan Praktikum sesuai dengan prosedur percobaan,apabila terdapat

keasalahan sebaiknya ditanyakan lansung pada pembimbing Praktikum.

Documents

PROSES PRODUKSI