TEKNIK PEMESINAN SMK PGRI 1 NGAWI TERAKREDITASI: A Jl. Rajawali No. 32, Telp./Faks. : (0351) 746081 Ngawi. Homepage: 1. www.smkpgri1ngawi.sch.id 2. www.grisamesin.wordpress.com Facebook: A. Kecepatan potong (Cutting Speed) CS Yang dimaksud dengan kecepatan potong (CS) adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman menghasilkan tatal dalam satuan panjang /waktu (m/menit atau feet/menit). Karena nilai kecepatan potong untuk setiap jenis bahan sudah ditetapkan secara baku (Tabel 2), maka komponen yang bisa diatur dalam proses penyayatan adalah putaran mesin/benda kerja. Dengan demikian rumus untuk menghitung putaran menjadi: MESIN BUBUT KONVENSIONAL D = diameter pisau/benda kerja (m) n = kecepatan putaran pisau/benda kerja (rpm) Karena satuan Cs dalam meter/menit sedangkan satuan diameter pisau/benda kerja dalam millimeter, maka rumus menjadi : Tabel 2. Kecepatan potong pahat HSS (High Speed Steel) Tabel 3. Daftar kecepatan potong pembubutan Benda yang akan dibubut berdiameter 30 mm dengan kecepatan potong (Cs) 25 m/menit, maka besarnya putaran mesin (n) diperoleh: B. Waktu pengerjaan Yang dimaksud dengan waktu pengerjaan disini adalah durasi waktu (lamanya waktu) yang digunakan untuk menyelesaikan pekerjaan. durasi ini sangat penting diperhatikan sehubungan dengan efisiensi pengerjaan. 1. Kecepatan pemakanan (f) yang dimaksud dengan kecepatan pemakanan adalah jarak tempuh gerak maju pisau/benda kerja dalam satuan millimeter permenit atau feet permenit. Pada gerak putar, kecepatan pemakanan, f adalah gerak maju alat potong/benda kerja dalam n putaran benda kerja/pisau per menit. Besarnya kecepatan pemakanan dipengaruhi oleh: jenis bahan pahat yang digunakan jenis pekerjaan yang dilakukan, misalnya membubut rata, mengulir, memotong atau mengkartel dan lain-lain menggunakan pendinginan atau tidak jenis bahan yang akan dibubut, misalnya besi, baja, baja tahan karat (stainless steel), atau bahan-bahan non fero lainnya kedalaman pemakanan Sebagai pedoman umum untuk mengetahui besarnya kecepatan pemakanan dapat dilihat pada tabel 5. Tabel 4. Kecepatan Pemakanan pahat HSS 5 Pekerjaan kasar yang dimaksud adalah pekerjaan pendahuluan dimana pemotongan atau penyayatan benda kerja tidak diperlukan hasil yang halus dan presisi, sehingga kecepatan pemakanannya dapat dipilih angka yang besar dan selanjutnya masih dilakukan pekerjaan penyelesaian (finising). Pekerjaan ini dapat dilakukan dengan gerakan otomatis ataupun gerakan manual, namun demikian tidak boleh mengabaikan kemampuan pahat dan
kondisi benda kerja. Semakin tebal penyayatan hendaknya semakin rendah putarannya untuk menjaga umur pahat dan tidak terjadi beban lebih terhadap motor penggeraknya. Sedangkan pekerjaan penyelesaian yang dimaksud adalah pekerjaan penyelesaian (finishing) akhir yang memerlukan kehalusan dan kepresisian ukuran tertentu, sehingga kecepatan pemakanannya harus menggunakan angka yang kecil dan tentunya harus menggunakan putaran mesin sesuai perhitungan atau data dari table kecepatan potong. 2. Frekwensi pemakanan (i) Yang dimaksud dengan frekwensi pemakanan adalah jumlah pengulangan penyayatan mulai dari penyayatan pertama hingga selesai. Frekwensi pemakanan tergantung pada kemampuan mesin, jumlah bahan yang harus dibuang, sistem penjepitan benda kerja dan tingkat finishing yang diminta. 3. Panjang benda kerja/jarak tempuh alat potong (L) Pada proses pembubutan, jarak tempuh pahat sama dengan panjang benda kerja yang harus dibubut ditambah kebebasan awal. a. jangan terlalu panjang keluar benda kerja terikat pada cekam b. pahat harus setinggi senter c. gerakan pahat maju mulai dari sumbu benda kerja dengan putaran benda kerja searah jarum jam atau gerakan pahat maju menuju sumbu benda kerja dengan putaran benda kerja berlawanan arah jarum jam (putaran mesin harus berlawanan dengan arah mata sayat alat potong). Gambar 43. Membubut permukaan Gambar 42. Jarak tempuh pahat bubut 4. Perhitungan waktu pengerjaan mesin bubut (T) Pada proses pembubutan perhitungan waktu pengerjaan waktu pengerjaan = (Jarak tempuh pahat x frekwensi pemakanan ) dibagi (Kecepatan pemakanan kali kecepatan putaran mesin). F = f. n f = kecepatan pemakanan n = putaran mesin L = l + la Diketahui panjang benda kerja yang akan dibubut (l) 96 mm, kebebasan awal pahat dari permukaan benda kerja (la) 4 mm, putaran mesin (n) 420 rpm dan frekwensi pemakanan (i) 1 kali, serta kecepatan pemakanannya 0,25 mm/menit. Maka waktu pengerjaannya adalah: Gambar 44. Arah gerakan pahat dan benda kerja 2. Membubut lurus Pekerjaan membubut lurus untuk jenis pekerjaan yang panjangnya relatif pendek, dapat dilakukan dengan pencekaman langsung. Gambar 45. Pembubutan lurus benda yang pendek Untuk pekerjaan membubut lurus yang dituntut hasil kesepusatan yang presisi, maka pembubutannya harus dilakukan diantara dua senter. C. CARA MEMBUBUT 1. Membubut muka Membubut permukaan hendaklah diperhatikan beberapa hal berikut ini : Gambar 46. Pembubutan lurus benda yang panjang Sedangkan pekerjaan membubut lurus untuk benda yang panjang dan berdiameter kecil maka harus diperhatikan beberapa hal berikut ini : a. benda kerja didukung dengan dua buah senter 6
b. gunakan penyangga, plat pembawa dan pembawa bila benda kerjanya panjang. c. pahat harus setinggi senter d. pilih besarnya kecepatan putaran menggunakan rumus atau menggunakan tabel e. setel posisi pahat menyentuh benda kerja dan set dial ukur pada eretan melintang menunjuk posisi 0 f. setel posisi pahat pada batas ujung maksimum awal langkah pada dial eretan memanjang posisi 0 g. pengukuran sebaiknya menggunakan alat ukur mesin itu sendiri h. gunakan pahat yang mempunyai sudut potong yang tepat i. jalankan mesin dan perhatikan besarnya pemakanan serta hasil penyayatannya. bentuk-bentuk tirus yang besar, sedangkan kekurangannya adalah tidak dapat dikerjakan secara otomatis, jadi selalu dilakukan dengan tangan. Dirumuskan: D d tgα = 2 l D d tgα = 2l D = diameter besar ketirusan d = diameter kecil ketirusan L = Panjang ketirusan α = sudut pergeseran eretan atas Dalam pembubutan tirus diketahui, D = 50 mm ; d = 34 mm, panjang ketirusan l = 60 mm. Jadi penggeseran eretan atasnya adalah: Gambar 47. Pembubutan lurus untuk batang panjang 3. Membubut tirus (konis) Membubut tirus serupa dengan membubut lurus hanya bedanya gerakan pahat disetel mengikuti sudut tirus yang dikehendaki pada eretan atas, atau penggeseran kepala lepas atau dengan alat Bantu taper attachment (perlengakapan tirus). Jenis pahatnyapun serupa yang digunakan dalam membubut lurus. Pembubutan tirus dapat dilkukan dengan beberapa cara diantaranya: a. Dengan penggeseran eretan atas Pembubutan tirus dengan penggeseran eretan atas, dapat dilakukan dengan mengatur/menggeser eretan atas sesuai besaran derajat yang dikehendaki. Gambar 48. Pembubutan tirus dengan menggeser eretan atas Jadi eretan harus digeser sebesar α = 7 37 b. Dengan Pengeseran Kepala Lepas Pembubutan tirus dengan penggeseran eretan atas hanya dapat dilakukan untuk pembubutan bagian tirus luar saja dan kelebihannya dapat melakukan pembubutan tirus yang panjang dengan perbandingan ketirusan yang kecil (terbatas). Cara penyayatannya dapat dilakukan secara manual dengan tangan dan otomatis. Gambar 49. Membubut tirus diantara dua senter Berdasarkan gambar di atas pembubutan tirus dengan penggeseran kepala lepas/offset (X) dapat dihitung dengan rumus: X = Jarak pengeseran kepala lepas D = Diameter tirus terbesar d = Diameter tirus terkecil L = Panjang benda kerja total l = Panjang tirus yang dibubut (tirus efektif) Sebuah benda kerja akan dibubut tirus pada mesin bubut yang data-datanya sebagaimana gambar 60, yaitu panjang total benda kerja 150 mm, panjang tirus efektif 80 mm, diameter tirus yang besar (D) 25 mm dan ukuran diameter tirus yang kecil (D) 21 mm. Jarak pergeseran kepala lepasnya adalah: Pembubutan tirus dengan cara ini hanya terbatas pada panjang titik tertentu (relatif pendek), sebab Jadi jarak penggeseran kepala lepas adalah 3.75 mm tergantung pada besar kecilnya eretan atas yang dapat digeserkan. Kelebihan pembubutan tirus dengan cara ini dapat melakukan pembuatan tirus dalam dan luar, juga 7
c. Dengan menggunakan perlengkapan tirus (Taper Attachment) Pembubutan dengan cara ini dapat diatur dengan memasang pelengkapan tirus yang dihubungkan dengan eretan lintang. Satu set perlengkapan tirus yang tersedia diantaranya: Busur skala (plat dasar) Alat pembawa Sepatu geser Baut pengikat (baut pengunci) Lengan pembawa relatif besar bila dibandingkan pembubutan normal, maka besarnya pemakanan dan kecepatan putarnyapun tidak boleh besar sehingga memperkecil terjadinya penumpulan dan patahnya benda kerja maupun pahat. Gambar 51. Membubut bentuk 5. Membubut alur (memotong) Pada pekerjaan memotong benda kerja, harus diperhatikan tinggi mata pahat pemotongnya harus setinggi senter, bagian yang keluar dari penjepit pahat harus pendek, kecepatan putaran mesin harus perlahan-lahan (kerja ganda), bagian yang akan dipotong harus sedikit lebih lebar dibandingkan dengan lebar mata pahatnya agar pahat tidak terjepit. Benda yang akan dipotong sebaiknya tidak dijepit dengan senter. Gambar 50. Perlengkapan Tirus Pembawa dapat disetel dengan menggesernya pada busur kepala sesuai dengan hasil perhitungan ketirusan, biasanya garis pembagian pada busur kepala ditetapkan dalam taper per feet bukan taper tiap inchi. Untuk menghitung besaran taper per feet dapat dicari dengan menggunakan rumus : Tpf = taper per feet D = diameter kertirusan yang besar d = diameter ketirusan kecil p = panjang ketirusan Sebuah benda kerja akan dibubut tirus pada mesin bubut mempunyai diameter ketirusan yang besar (D) = 2, dan diameter ketirusan yang kecil (d) = 13/4 panjang ketirusannya = 8. Busur skala attachment mempunyai pembagian tiap strip = 1/16. Hitung berapa strip alat pembawa pada attachment harus digeserkan! Gambar 52. Membubut alur Apabila diperlukan dan bendanya panjang boleh dijepit menggunakan senter tetapi tidak boleh pemotongan dilakukan sampai putus, dilebihkan sebagian untuk kemudian digergaji, atau dilanjutkan dengan dengan pahat tersebut tetapi tanpa didukung dengan senter, hal ini untuk menghindari terjadinya pembengkokan benda kerja dan patahnya pahat. 6. Membubut ulir Setiap setiap skala busur attachment bernilai 1/18 inchi, sedangkan benda kerja mempunyai Tpf = 3/8, jadi alat pembawanya harus digeser 3/8 dibagi 1/16 sama dengan 6 strip pada busur skala. 4. Membubut bentuk Membubut bentuk radius, bulat atau bentuk khusus lainnya dapat dilakukan pada mesin bubut copi. Namun dapat juga bentuknya langsung mengikuti bagaimana bentuk asahan pahatnya itu sendiri, khususnya untuk bentuk-bentuk yang relatif tidak lebar (luas). Karena bidang pahat yang memotong luasannya 8 Gambar 53. Ulir segitiga luar Mesin bubut dapat dipergunakan untuk membubut ulir luar/baut dan ulir dalam/mur dan dari sisi bentuk juga dapat membuat ulir segi tiga, segi empat, trapesium dan lain-lain. Gambar 49
menunjukkan profil dan dimensi ulir segitga luar (baut) dan gambar 50 menunjukkan profil dan dimensi ulir segitiga dalam (mur) dalam satuan metris. Gambar 54. Ulir segitiga dalam Dari sisi arah uliran jenis ulir ada yang arah ulirnya ke kanan (ulir kanan), dan ada yang arah ulirnya kekiri (ulir kiri). Arah uliran ini dibuat sesuai kebutuhan ulir tersebut penggunannya untuk apa dan digunakan dimana, serta salah satu pertimbangan lain yang tidak kalah pentingnya adalah arah gaya yang diterima ulir tersebut. Gambar 58. Standar kedalaman ulir metrik. Dari data gambar di atas dapat dijadikan acuan bahwa kedalaman ulir luar (baut) adalah 0,61 x Pitch/kisar dan kedalaman ulir dalam (Mur) adalah 0,54 x Pitch/kisar. Dan untuk memudahkan mur terpasang pada baut, pada umumnya diameter nominal baut dikurangi sebesar 0.1 x kisar. 7. Membubut dalam Pekerjaan membubut dalam dilakukan biasanya setelah dilakukan pengeboran atau sudah ada lubang terlebih dahulu. Jadi pembubutan dalam hanya bersifat perluasan lubang atau membentuk bagian dalam benda. Untuk mengetahui kedalaman yang dicapai maka pada saat awal mata pahat hendaknya disetel pada posisi 0 dial ukur kepala lepas sehingga tidak setiap saat harus mengukur kedalaman atau jarak tempuh pahatnya. Gambar 55. Ulir segitiga kanan Gambar 59. Membubut dalam tirus 8. Mengebor Sebelum dilakukan pengeboran benda kerja dibor senter terlebih dahulu. Pada saat pengeboran besarnya putaran mengikuti besar kecilnya diameter mata bor yang digunakan dan harus diberi pendinginan untuk menjaga mata bor tetap awet dan hasilnya pengeboran bisa maksimal. Gambar 56. Ulir segitiga kiri Untuk mendapatkan data standar ukuran dan profil ulir, baik itu jenis ulir metris, inchi atau jenis ulir lainnya dapat dilihat pada tabel ulir. Gambar 60. Pengeboran lubang senter Gambar 57. Standar profil ulir jenis metric Gambar 61. Pengeboran lubang senter 9
LATIHAN SOAL 3: 1. Bahan logam kuningan berdiameter 40 mmdibubut dengan putaran mesin 400 rpm, maka besar kecepatan potong bahan tersebut adalah. a. 10,24 mm/menit d. 40,24 mm/menit b. 20,24 mm/menit e. 50,24 mm/menit c. 30,24 mm/menit 2. Hasil pengukuran sebuah poros seperti gambar di atas, diameter terbesar A = 35 mm, diameter terkecil B = 25, dan panjang C = 60 mm, maka besar sudut α adalah. a. 4,00 0 d. 4,76 0 b. 4,72 0 e. 4,78 0 c. 4,74 0 3. Permukaan ujung benda kerja yang dihasilkan dengan cara penyetelan pahat bubut tidak setinggi senter adalah. a. permukaan rata b. permukaan menonjol di tengah c. permukaan cekung A. permukaan cembung d. permukaan bergelombang 4. Diketahui diameter terkecil poros tirus 25 mm dan panjang poros tirus 90 mm. jika poros tersebut dibuat pada mesin bubut dengan menggeser kepala lepas sepanjang 5 mm, maka besar ukuran diameter terbesar poros tirus adalah. a. 25 mm d. 55 mm b. 35 mm e. 65 mm c. 45 mm 5. Langkah pengeboran lubang yang benar pada mesin bubut adalah... a. memasang benda menentukan putaran menyenter bor mengebor b. memasang benda menyenter bor menentukan putaran mengebor c. memasang benda mengebor menyenter bor menentukan putaran d. memasang benda menyenter bor mengebor menentukan putaran e. memasang benda mengebor menentukan putaran menyenter bor 6. Lonceng ulir pada pembubutan ulir berguna untuk... a. mengembalikan kedudukan pahat pada posisi semula b. memberikan tanda bahwa panjang ulir tercapai c. memberikan tanda bahwa dalam ulir tercapai d. memberikan tanda jika pahat ulir patah e. menentukan besar kisar ulir yang benar 7. Proses penyayatan ulir segitiga dengan mesin bubut, jika kedudukan pahat bergeser dapat disetel kembali dengan cara... A. memutar tool post sampai pahat tepat B. menggeser pahat dengan memutar spindel eretan atas C. memutar kepala lepas ke arah benda kerja D. menggunakan mal ulir samapai tegak lurus E. menggeser eretan memanjang ke arah benda kerja 8. Ulir segi empat tunggal (1 jalan) dengan diameter luar 20 mm dan kisar 8 gang/inchi, diameter kakinya sebesar... a. 12,83 mm d. 16,83 mm b. 13,12 mm e. 18,41 mm c. 15,65 mm 9. Kecepatan potong untuk mengebor baja lunak Cs = 25 meter/menit dan diameter bor yang digunakan 20 mm, secara teoritis putaran mesinnya adalah. a. 398,08 put/menit d. 1.250 put/menit b. 450,78 put/menit e. 3.140 put/menit c. 531,78 put/menit 10. Salah satu faktor yang harus diperhatikan dalam proses menghaluskan permukaan benda kerja dengan penggerindaan adalah, kecuali. a. kecepatan potong b. tekanan penyayatan c. ukuran batu gerinda d. kecepatan putaran e. pendingin yang digunakan 11. Lubang bor sebelum di tap M10 1,5 adalah... a. 8,0 mm d. 8,8 mm b. 8,2 mm e. 9,0 mm c. 8,5 mm 12. Ketentuan setting pahat berikut ini benar, kecuali... a. Pahat dipasang dibagian sebelang kiri rumah pahat b. Plat ganjal sepanjang sisi rumah pahat c. Ujung pahat sayat harus setinggi senter d. Pahat harus diikat kuat pada rumah pahat e. Pahat dipasang di sisi kanan rumah pahat 13. Dalam proses penyayatan kadang pahat menjadi tumupul, tanda-tanda pahat adalah sebagai berikut ini kecuali. a. Penyayatan tidak efektif b. Benda kerja dan pahat cepat panas akibat gesekan c. Chip atau tatal bekas sayatan terputus-putus d. Kadang-kadang berbunyi menderit akibat gesekan e. Permukaan bekas sayatan halus 14. Bagian mesin bubut yang berfungsi untuk mengatur tebal tipis sayatan adalah. a. Eretan atas b. Eretan lintang c. Eretan alas d. Kepala lepas e. Kepala tetap 10