PENGARUH PARAMETER POTONG TERHADAP DIAMETER PITS ULIR METRIK

PENGARUH PARAMETER POTONG TERHADAP DIAMETER PITS ULIR METRIK Sunarto Teknik Mesin Politeknik Bengkalis Jl. Batin Alam, Sei-Alam, Bengkalis-Riau sunarto@polbeng.ac.id Abstrak Ulir metrik adalah salah satu macam ulir dengan bentuk profil segitiga dengan sudut 60 0 yang digunakan sebagai pengikat. Ukuran utama dari ulir metrik ialah : diameter luar ulir, diameter dalam ulir, diameter pits, kisar serta tinggi ulir. Pembuatan ulir metrik dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan-peralatan perkakas, diantaranya adalah lathe machine (mesin bubut). Proses penyayatan ulir dan peralatan perlengkapan yang digunakan akan menentukan kualitas ulir, misalkan pahat ulir dan mesin bubut dengan kondisi geometrisnya telah mengalami deformasi akan menghasilkan ukuran pada ulir yang tidak sesuai dengan standar ISO. Untuk mengetahui lebih lengkap dimensi ulir hasil pembuatan dengan menggunakan mesin bubut dapat dilakukan dengan mengukur secara langsung profil ulir dengan menggunakan alat ukur diantaranya adalah: jangka sorong, micrometer, mal ulir metric(60 ), screw pitch gauge dan profil proyektor. Hasil pengukuran dilakukan analisa lebih lanjut untuk mengetahui apakah ulir hasil penyayatan telah sesuai dengan ukuran yang ditetapkan sehingga dapat digunakan sebagai mana mestinya. Kata kunci : ulir metrik, dimensi, alat ukur 1. PENDAHULUAN Pada beberapa elemen mesin untuk menyatukan masing-masing komponen digunakan ulir sebagai pengikat. Ulir mempunyai macam bentuk profil sesuai dengan kegunaannya diantaranya ialah ulir segitiga, ulir segiempat dan ulir trapesium. Hasil praktikum mahasiswa jurusan Teknik Mesin diantaranya adalah ulir metrik. Ulir metrik memiliki bentuk profil segitiga dengan sudut ulir sebesar 60 0. Sebelum ulir digunakan terlebih dahulu dilakukan pengukuran guna mengetahui apakah ukuran geometrik ulir telah mendekati harga ideal. Memang pada kenyataannya harga ideal tidak mungkin dapat dicapai karena pada proses pembuatannya timbul penyimpangan-penyimpangan. 2. FAKTOR PENYEBAB PENYIMPANGAN DIMENSI ULIR 2.1 Penyetelan Mesin Perkakas Pada mesin bubut kecermatan gerakan tool slide (pahat bubut dipasang) adalah terbatas. Tidak mungkin pahat dapat digerakkan pada kedalaman 1 mikron (micrometer). Dapat diartikan bahwa ketelitian produk tidak dapat mencapai 1 mikron. 2.2 Pengukuran Geometrik Produk Terbatasnya kecermatan dari masing-masing alat ukur yang digunakan. Cara pengukuran, cara pembacaan, temperatur pada saat mengukur, tekanan waktu mengukur dan lain sebagainya sangat mempengaruhi hasil pengukuran. 2.3 Gerakan Mesin Perkakas Gerakan translasi pada eretan tidaklah benarbenar lurus sempurna terhadap sumbu spindel. Dengan demikian suatu poros yang dibubut akan menunjukkan perbedaan-perbedaan diameter (meskipun kecil) 149

2.4 Keausan Pahat (Perkakas Potong) Ulir dibubut dengan menggunakan pahat ulir, disebabkan keausan pahat maka semakin lama semakin besarpenyimpangannya terhadap bentuk ulir dan semakin lama semakin besar kesalahannya. 2.5 Perubahan Temperatur Saat pemotongan berlangsung maka akan terjadi kenaikan temperatur pada bahan dan alat potong. Kenaikan temperatur juga terjadi pada bagian-bagian lain dari mesin, misalnya spindel, roda gigi, bantalan yang menyebabkan pemuaian. Akibat dari pemuaian akan mengakibatkan deformasi pada mesin walaupun kecil. 2.6 Besarnya Gaya Pemotongan Gaya pemotongan menyebabkan benda kerja dan bagian-bagian mesin mengalami deformasi yang akan mengurangi ketelitian geometrik produk. 3. ELEMAN GEOMETRIK ULIR (DIAMETER PITS) Salah satu elemen geometrik yang mempunyai peranan penting dalam menentukan kualitas ulir adalah diameter pits. P d D H d D D D D P D L M Untuk mengukur diameter pits ulir dibutuhkan kecermatan yang tinggi dan salah satu metode yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan metode tiga kawat seperti yang ditunjukkan gambar di bawah, setelah harga M diukur harga diameter pits dapat dihitung dengan memakai rumus yang diturunkan dari dimensi ulir yang bersangkutan. D P = M d D 1+ + cot( α / 2) 1 sin α / 2 D P = diameter pits M = jarak antara kawat yang berseberangan yang diukur dengan komparator P = pits (kisar) d D = diameter kawat α = sudut ulir H = tinggi ulir D D = diameter dalam D L = diameter luar 4. PRINSIP-PRINSIP PEMOTONGAN 4.1 Mekanik Penggerak Pemotongan Ulir Mekanik penggerak pemotongan ulir adalah semua komponen mesin bubut yang bergerak bersama-sama selama proses pemotongan ulir. Komponen-komponen yang termasuk mekanik penggerak pemotongan ulir adalah sumbu utama (poros utama), kotak roda gigi, rangkaian roda gigi pengganti, poros transportir dan eretan. Gerakan mekanik berasal dari putaran motor listrik yang memutar poros utama dengan perantaraan roda gigi, kemudian diteruskan ke rangkaian roda gigi pengganti. Dengan perantaraan kotak roda gigi putaran diteruskan ke poros transportir yang secara langsung menggerakkan eretan secara otomatis. Gerakan inilah yang dimanfaatkan untuk pembuatan ulir. Dalam penyayatan ulir putaran poros utama tidak sama dengan putaran poros transportir. Putaran poros transportir sengaja dibuat lebih lambat dari poros utama guna mendapatkan pergeseran pahat yang tepat sesuai dengan kisar yang akan dibuat. Untuk mendapatkan putaran tersebut harus dibantu dengan P 2 150

rangkaian roda gigi pengganti. Eretan memanjang gunanya merubah gerakan berputar poros transportir menjadi gerakan lurus memanjang benda secara otomatis. Untuk pembuatan ulir gerakan inilah yang dimanfaatkan. Dengan demikian pahat dapat bergerak ke kiri ataupun ke kanan secara otomatis. Eretan memanjang juga berfungsi sebagai kedudukan eretan melintang dan eretan atas. Dalam pembuatan ulir, posisi eretan atas dapat diatur posisinya sejajar dengan sumbu benda dan dimiringkan setengah sudut ulir dari garis sumbu eretan lintang. 4.2 Roda Gigi Pengganti Roda gigi pengganti berfungsi untuk mendapatkan perbandingan putaran tertentu antara benda kerja dengan putaran poros transportir. Untuk memperoleh hasil perbandingan putaran yang tepat kita harus menghitung susunan rangkaian roda gigi pengganti. Dari hasil perhitungan akan didapatkan susunan roda gigi dan jumlah roda yang diperlukan. Perhitungan dan pengaturan roda gigi pengganti berdasarkan perbandingan banyaknya kisar ulir benda kerja dengan banyaknya kisar ulir pada poros transportir. Berdasarkan perbandingan ini akan kita dapatkan perbandingan putaran benda kerja dengan putaran transportir. Dengan perhitungan ini pula didapatkan perbandingan jumlah gigi yang diputar. 4.3 Persiapan Pemotongan Ulir Sebelum melakukan pemotongan ulir perlu dipersiapkan mesin yang akan dipakai, bahan yang akan dibuat ulir dan alat potong(pahat ulir). Persiapan mesin adalah memasang roda gigi pengganti sesuai dengan hasil perhitungan dan menyetel posisi eretan atas menurut jenis ulir yang akan di buat. Penentuan diameter terbesar dan terkecil menurut Technical Departement of Education of Victoria (1976, p.176). D min = D max 2 x kedalaman ulir Kedalaman ulir metrik = 0,61 x kisar Pengasahan sudut pahat ulir dibuat sama dengan sudut ulir. Sudut ulir metrik sebesar 60. Sudut-sudut diperiksa dengan menggunakan mal ulir dan mal pahat. Kedua sisi pemotong yang langsung memotong benda kerja dibuat sudut bebas sebesar 2 sampai 3 o. Bagian belakang mata potong diberi kebebasan. Besarnya sudut bebas belakang (α ) sama dengan besar sudut bebas samping. Pengambilan posisi sudut 2 o atau 3 o tergantung pada ulir yang akan di buat. Untuk ulir kiri sudut bebas belakang terbesar di sebelah kanan, dan untuk ulir kanan sudut bebas belakang terbesar di sebelah kiri. Sudut bebas belakang berfungsi agar bagian bawah mata pemotong tidak memotong ulir yang telah terbentuk dan dapat berjalan sejalan alur ulir yang telah terbentuk. α 5. MATERIAL DAN METODE 5.1 Sampel Sampel yang digunakan/diteliti adalah ulir segitiga hasil praktikum mahasiswa jurusan Teknik Mesin. 5.2 Peralatan Pengambilan Data Peralatan yang digunakan untuk pengambilan data adalah sebagai berikut: Ulir segitiga Ulir segitiga yang diteliti adalah ulir dari hasil praktikum mahasiswa jurusan Teknik Mesin α 151

Jangka sorong Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter luar Micrometer Selain jangka sorong dapat digunakan micrometer untuk mengukur diameter luar Mal ulir Mal ulir digunakan untuk mengetahui besar sudut ulir Kawat Standart 5.3 Pelaksanaan Pelaksanaan pengambilan data dilakukan dengan cara mengukur secara langsung dimensi ulir segitiga hasil praktikum. Langkah pengambilan data dimulai dari mengambil sampel ulir segitiga dari bengkel perkakas. Berikutnya mengukur dimensi ulir dan mencatat hasil pengukuran ke dalam tabel data. Ukuran ulir yang diambil adalah diameter luar, mengukur diameter luar dapat langsung dilakukan dengan menggunakan alat ukur jangka sorong ataupun micrometer. pits, alat ukur untuk mendapatkan ukuran diameter pits adalah micrometer dan jangka sorong dimana pada pelaksanaanya harus dibantu dengan menggunakan kawat standart. Selanjutnya mengukur sudut ulir dengan mal ulir yang memiliki sudut 60 (ulir metrik). Data yang didapatkan selanjutnya dibandingkan dengan data ulir yang telah ditetapkan oleh standart ISO, selanjutnya menyimpulkan kesalahan-kesalahan yang terjadi akibat dari dimensi ulir yang jika ada menyimpang dari ukuran sebenarnya. Objek analisa kesalahan menyangkut kondisi mesin dan beberapa kegiatan yang dilakukan selama pembuatan ulir. 6. HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1 Hasil Pengukuran Ulir yang diambil datanya adalah ulir M10 x 1.5 dengan panjang ulir 40 mm, jumlah pengukuran sebanyak dua kali pada setiap diameter ulir adalah sebagai berikut : Tabel 1. Hasil Pengukuran Ulir No Nama Harga rata2 Ø Luar Harga rata2 Ø Pits Sudut ulir 1 M 10 x 1.5 10,1 9.15 60 2 M 10 x 1.5 10,05 9.1 60 3 M 10 x 1.5 10,05 9.05 60 4 M 10 x 1.5 10,05 9.05 60 5 M 10 x 1.5 10,1 9.1 60 6 M 10 x 1.5 10,05 9.05 60 7 M 10 x 1.5 10,05 9.05 60 8 M 10 x 1.5 10,1 9.15 60 9 M 10 x 1.5 10,05 9.15 60 10 M 10 x 1.5 10,05 9.15 60 6.2 PEMBAHASAN Tabel 2. Tabel Ulir luar dalam Ulir Pits pits M10x1. 1,5 10 9,026 8,376 5 Sumber : Elemen Mesin Sularso Tinggi ulir(h) = 0,866025 x Pits pits= luar 0,64951 x Pits Diamtr dalam = luar 1,082532 x Pits Perbandingan ukuran ulir terutama diameter pits hasil pengukuran dengan standar ulir metrik ISO(Tabel 2) mempunyai selisih. Besarnya toleransi dapat ditetapkan berdasarkan kelas ketelitian ulir metrik yaitu : [a] Kelas teliti (kelas 1 dalam JIS) untuk ulir teliti [b] Kelas sedang (kelas 2 dalam JIS) untuk pemakain umum [c] Kelas kasar (kelas 3 dalam JIS) untuk ulir yang sukar dikerjakan, misalnya ulir dalam pada lubang yang panjang 7. KESIMPULAN Setiap produk yang dihasilkan dari mesin perkakas memang tidak pernah mencapai harga ideal disebabkan banyak faktor yang mempengaruhi. Penyimpangan ukuran diluar batas toleransi yang telah ditetapkan dapat 152

disebabkan oleh kesalahan manusia dan kondisi mesin yang digunakan untuk membuat produk. DAFTAR PUSTAKA Makhzu, S. 1992. Teknologi Dasar Kerja Mesin dan Permesinan, IKIP Padang MRC FPTK IKIP Padang. Rochim, T. 2001. Spesifikasi, metrology, & kontrol kualitas geometrik, Bandung, ITB. Sularso, MSME. 2002. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita, Jakarta. 153