BUKU AJAR GABUNGAN Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Pengembangan Sumber Belajar Yang Diampu oleh Bpk. Prof. Dwi Agus Sujimat Disusun Oleh : DIMAS PRAYOGA 220511613730 EDWIN WARDIANTARA 220511601048 FAUZY RISTU ARDHIANZAH 220511609978 HIDAYAT 220511605580 LUTHFANSYAH 220511610602 PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK DAN INDUSTRI UNIVERSITAS NEGERI MALANG 2023
i KATA PENGANTAR Dengan menyebut nama Allah SWT yang maha pengasih lagi maha penyayang, kami panjatkan puja puji syukur atas kehadirat – Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehngga kami bisa menyelesaikan Buku Ajar Gabungan tentang Pengaplikasian Permesinan Bubut Buku Ajar Gabungan ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan Buku Ajar Gabungan ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak Terimakasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan Buku Ajar Gabungan ini. Terlepas dari semua itu, kami menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan baik dari segi penyusunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala macam kritik dan saran dari pembaca agar kami dapat memperbaiki Buku Ajar Gabungan ini. Akhir kata kami berharap Buku Ajar Gabungan tentang Pengaplikasian Permesinan Bubut ini untuk masyarakat dapat memberikan manfaat maupun inspirasi kepada pembaca. Malang, 2023 Penyusun
ii Daftar Isi KATA PENGANTAR ................................................................................................................i BAB I.........................................................................................................................................1 3.1 Mengidentifikasi mesin bubut..........................................................................................1 3.1.1 Pengertian Mesin Bubut ............................................................................................3 3.1.2 Bagian utama mesin bubut dan Fungsinya ................................................................3 3.1.3 Macam-macam mesin bubut dan fungsinya ..............................................................5 3.1.4 Alat bantu kerja & Dimensi mesin ..........................................................................10 3.1.5 Penggunaan / pengoperasian mesin bubut...............................................................11 RANGKUMAN .......................................................................................................................14 Latihan Soal .............................................................................................................................15 BAB II......................................................................................................................................16 3.2 Mengidentifikasi alat potong mesin bubut.....................................................................16 3.2.1 geomteris pahat bubut..............................................................................................18 3.2.2 Bahan alat potong ....................................................................................................23 3.2.3 Penggunaan alat potong mesin bubut ......................................................................27 RANGKUMAN .......................................................................................................................40 LATIHAN SOAL ....................................................................................................................41 BAB III ....................................................................................................................................42 3.3 Menerapkan parameter pemotongan mesin bubut .........................................................42 3.3.1 Parameter Pemotongan pada Proses Pembubutan ...................................................44 3.3.2 Kecepatan Potong (CUTTING SPEED)..................................................................44 3.3.3 Kecepatan Pemakanan (Feed - F)............................................................................45 3.3.4 Kecepatan Putaran Mesin Bubut (Revolution Per Menit - Rpm).............................46 3.3.5 Waktu Pemesinan Bubut .........................................................................................47 RANGKUMAN .......................................................................................................................54 Latihan Soal .............................................................................................................................55 BAB IV ....................................................................................................................................56 3.4 Menerapkan teknik dasar pemesinan bubut ...................................................................56 3.4.1 Teknik - teknik dasar membubut.............................................................................58 RANGKUMAN .......................................................................................................................63 LATIAN SOAL .......................................................................................................................64 3.4.2 Menerapkan Teknik Dasar Mesin Bubut.................................................................67
iii RANGKUMAN .......................................................................................................................72 LATIHAN SOAL ....................................................................................................................73 DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................................74
iv Daftar Gambar
1 PEMESINAN BUBUT BAB I Mengidentifikasi mesin bubut 3.2 Mengidentifikasi alat potong mesin bubut 3.3 Menerapkan parameter pemotongan mesin bubut 3.4 Menerapkan teknik dasar pemesinan bubut Pengertian mesin bubut Bagian utama mesin bubut dan fungsinya Macam-macam mesin bubut Dan fungsinya Geometris pahat bubut Penggunaan paramater pemotongan mesin bubut Cutting Speed Pembubutan facing, lubang senter Lurus dengan pencekam, Lurus diantara 2 senter Bertingkat luar/dalam, Champer luar/dalam Alat bantu kerja & Dimensi mesin Bubut Penggunaan / Pengoperasian mesin bubut Bahan alat potong Macam-macam alat potong mesin bubut Penggunaan alat potong mesin bubut Kecepatan pemakanan / feeding Kecepatan putaran mesin bubut / RPM Waktu pemesinan bubut Alur luar/dalam, Karter, Mereamer, Tirus Lubang dengan mata bor 3.1 Mengidentifikasi Mesin bubut
2 Tujuan Mata Pelajaran Setelah Mengikuti Pelajaran Ini siswa diharapkan : 1. Siswa mampu menjelaskan dan memahami pengertian mesin bubut. 2. Siswa mampu memahami beberapa jenis mesin bubut dan fungsinya 3. Siswa mampu memahami macam-macam dan fungsi mesin bubut 4. Siswa mampu memahami alat bantu kerja dan dimensi mesin bubut 5. Siswa mampu memahami penggunaan / pengoperasian mesin bubut Kata Kunci: Pemesinan bubut, Pengertian, Bagian-bagian mesin bubut, Macam-macam & fungsi mesin bubut, Alat bantu kerja & fungsinya, Penggunaan / pengoperasian mesin bubut. Deskripsi Bab pertama ini akan membahas dasar-dasar pengenalan mesin bubut, alat penting dalam proses pemesinan yang digunakan untuk menghasilkan benda kerja berbentuk silinder. Mesin bubut adalah salah satu mesin paling umum dalam industri manufaktur dan memiliki berbagai aplikasi dalam pembuatan komponen berbagai jenis, mulai dari baut hingga poros mesin. Siswa diharapkan memiliki pemahaman yang kuat mengenai materi identifikasi mesin bubut, yang mencakup konsep-konsep berikut: Pengertian dasar mesin bubut, Bagian-bagian mesin bubut, Macam-macam & fungsi mesin bubut, Alat bantu kerja & fungsinya, Penggunaan / pengoperasian mesin bubut. Dengan pemahaman yang kuat tentang pengenalan mesin bubut dan komponenkomponennya, Anda akan siap untuk memahami lebih lanjut tentang teknik pemotongan, pengoperasian, dan aplikasi mesin bubut yang lebih kompleks dalam bab-bab berikutnya.
3 3.1Mengidentifikasi Mesin bubut 3.1.1 Pengertian Mesin Bubut Mesin Bubut adalah sebuah perkakas mesin yang digunakan untuk memotong objek dengan gerakan memutar. Dalam proses ini, objek kerja diputar terlebih dahulu dan ditempatkan di area pahat yang juga bergerak dan siap untuk memprosesnya. Gerakan pahat ini sejajar dan translasi dengan semua sumbu putar yang ada pada objek kerja. Mesin ini juga dikenal dengan nama "lathe" atau "turning." Proses gerakan putar objek kerja disebut gerak potong relatif, sedangkan gerakan translasi pahat mesin bubut adalah gerak umpan. Untuk menghasilkan beragam ulir dengan berbagai ukuran, perbandingan antara kecepatan gerak putar dan translasi sangat penting. Hal ini biasanya dicapai melalui penukaran roda gigi translasi yang menghubungkan poros ulir dengan poros spindle mesin bubut. Setiap roda penukar ini memiliki berbagai jumlah gigi, berkisar dari 15 hingga 127 gigi, untuk memenuhi kebutuhan dalam pembuatan ulir dengan berbagai ukuran. 3.1.2 Bagian utama mesin bubut dan Fungsinya Mesin bubut memiliki beberapa bagian utama yang memiliki peran penting dalam menjalankan proses bubut dan menghasilkan komponen yang diinginkan. Berikut adalah beberapa bagian utama mesin bubut beserta fungsinya: 1. Bed (Alas) Bed merupakan struktur kokoh yang menghubungkan headstock dan memungkinkan pengangkut (carriage) serta tailstock untuk bergerak sejajar dengan sumbu poros. Biasanya, pada bed terdapat ways yang dikeraskan dan ditanahkan untuk menahan carriage dan tailstock di jalur yang telah ditentukan. Terdapat tiga jenis bed yang umum digunakan, yaitu bed "V" terbalik, bed datar, serta kombinasi dari bed datar dan bed "V".
4 2. Headstock (Kepala Mesin Bubut) Headstock adalah bagian yang terletak di ujung kiri bed. Fungsinya adalah mentransmisikan daya ke berbagai bagian mesin bubut. Pada headstock, terdapat spindel utama, mekanisme perubahan kecepatan, dan mekanisme penggantian gear. Keberadaan headstock yang kuat sangat penting untuk mencegah distorsi akibat gaya potong yang dapat memengaruhi kualitas hasil kerja. 3. Chuck (Cekam) Chuck digunakan untuk menahan benda kerja, terutama yang memiliki bentuk tidak beraturan, pendek, berdiameter besar, atau sulit diposisikan di antara pusatnya. Chuck dapat dipasang pada spindle mesin bubut. Terdapat empat tipe chuck yang umum digunakan, yaitu chuck empat rahang independen, chuck tiga rahang universal, chuck pengumpul, dan chuck magnet. 4. Tailstock (Ekor Mesin Bubut) Tailstock adalah alat bor dan dudukan pusat yang terletak di seberang headstock. Pada tailstock terdapat spindel yang bergerak secara longitudinal, berguna untuk menahan mata bor, pusat, dan perkakas lainnya. Tailstock biasanya diletakkan di sepanjang bed dan dijepit pada posisi yang sesuai dengan benda kerja. 5. Pengangkut (Carriage) Pengangkut adalah komponen yang terletak antara headstock dan tailstock. Fungsinya adalah untuk menopang, memandu, dan memberi umpan alat pemotong terhadap benda kerja selama proses berlangsung. 6. Pelana (Saddle) Pelana adalah komponen berbentuk H yang terpasang di atas ways mesin bubut. Fungsinya adalah untuk menopang cross-slide, compound rest, dan tool post. 7. Cross Slide (Penyilang) Cross slide umumnya memiliki ekor pasak betina dan terpasang di atas pelana. Permukaan atas cross slide sering dilengkapi dengan slot T untuk memungkinkan pemasangan rear tool post atau pendingin. Ini memberikan gerakan silang yang dapat dikendalikan pada alat pemotong. 8. Compound Rest (Pemegang Alat Bersudut) Compound rest terletak di atas cross slide dan digunakan untuk menopang tool post serta alat pemotong dalam berbagai posisi. Biasanya, compound rest diperlukan untuk mengubah sudut dan melakukan pengeboran tirus pada benda kerja. 9. Tool Post (Pemegang Alat)
5 Gambar 1.1 Komponen Mesin bubut Tool post biasanya terpasang pada compound rest dan digunakan untuk menahan berbagai pemegang alat pemotong. Pemegang alat ini dapat disesuaikan dengan tinggi ujung pemotong dengan memiringkannya, dan ada beberapa jenis tool post yang umum digunakan. 10. Apron (Alas Laci) Apron biasanya terikat pada pelana dan terletak di depan bed. Apron dilengkapi dengan roda gigi dan kopling untuk mentransmisikan gerakan dari tongkat pengumpan ke pengangkut, serta split nut yang terhubung dengan lead screw saat memotong ulir. Terdapat dua jenis apron yang umum digunakan, yaitu mekanisme dengan drop worm dan kopling gesek (friction or dog clutches). ( Sumber : https://yaletools.com/id/komponen-mesin-bubut/ ) 3.1.3 Macam-macam mesin bubut dan fungsinya Mesin bubut adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan komponen dengan bentuk silinder atau tirus dengan menghilangkan material dari benda kerja yang berputar. Ada berbagai macam jenis mesin bubut, masing-masing dengan fungsinya sendiri. Berikut beberapa jenis mesin bubut dan fungsinya: 1. Mesin Bubut Konvensional:
6 Mesin Bubut Paralel: Digunakan untuk menghasilkan permukaan silinder, tirus, dan datar dengan berputarnya benda kerja di sekitar poros utama. Gambar 1.2 Mesin Bubut Konvensional ( Sumber : https://yaletools.com/id/komponen-mesin-bubut/ ) 2. Mesin Bubut CNC (Computer Numerical Control): Mesin Bubut CNC 2-Axis: Mesin ini memiliki dua sumbu (X dan Z) yang dikendalikan oleh komputer. Ini memungkinkan pemrograman presisi untuk menghasilkan komponen yang rumit. Mesin Bubut CNC Multi-Axis: Mesin ini memiliki lebih dari dua sumbu yang dikendalikan oleh komputer, seperti mesin 3-axis, 4-axis, dan 5-axis. Mereka digunakan untuk produksi komponen yang sangat kompleks dan berkontur.
7 Gambar 1.3 Mesin Bubut CNC (Computer Numerical Control) ( Sumber: https://www.sentramesin.com/2017/12/harga-dan-jenis-mesinbubut-cnc.html ) 3. Mesin Bubut Putar (Lathe): Mesin Bubut Putar: Digunakan untuk menghasilkan komponen silinder dengan berputarnya benda kerja dan gerakan alat potong mendekati benda kerja. Gambar 1.4 Mesin Bubut Putar (Lathe) ( Sumber: https://www.majujayamachinery.com/store/p37/Conventional-LatheHeavy-Duty.html ) 4. Mesin Bubut Vertikal: Mesin Bubut Vertikal: Dengan sumbu utama yang bergerak vertikal, mesin ini digunakan untuk menghasilkan komponen dengan fitur-fitur yang berada di atas permukaan benda kerja.
8 Gambar 1.5 Mesin Bubut Vertikal ( Sumber: https://www.tsinfa.com/id/vtl650-cnc-vertical-lathe-machine/ ) 5. Mesin Bubut Lurus (Straight Turning Lathe): Mesin Bubut Lurus: Digunakan untuk menghasilkan permukaan yang datar dan tirus pada benda kerja dengan gerakan alat potong sejajar dengan sumbu utama. Gambar 1.6 Mesin Bubut Lurus (Straight Turning Lathe) ( Sumber : https://yaletools.com/id/komponen-mesin-bubut/ ) 6. Mesin Bubut Turret: Mesin Bubut Turret: Memiliki alat potong yang ditempatkan dalam turret (pemutar alat) yang dapat diganti dengan cepat. Ini meningkatkan efisiensi produksi karena berbagai alat potong tersedia dalam satu mesin.
9 Gambar 1.7 Mesin Bubut Turret ( Sumber: https://sintechgroup.co.id/jasa-bubut-turret/ ) 7. Mesin Bubut Sekrap (Screw Cutting Lathe): Mesin Bubut Sekrap: Digunakan khusus untuk memproduksi ulir pada poros atau baut. Gambar 1.8 Mesin Bubut Sekrap (Screw Cutting Lathe) ( Sumber: https://teknikece.com/mesin-sekrap/ ) 8. Mesin Bubut Spesialis: Mesin Bubut Khusus: Ada mesin bubut yang dirancang khusus untuk tugas-tugas tertentu, seperti mesin bubut berlian untuk pembuatan alat potong berlian.
10 Gambar 1.9 Mesin Bubut Spesialis ( Sumber: https://www.wmablog.com/2010/12/bengkel-bubut.html ) 3.1.4 Alat bantu kerja & Dimensi mesin Mengidentifikasi alat bantu kerja dan dimensi mesin dalam materi mesin bubut merupakan langkah penting dalam memahami dan menggunakan mesin bubut dengan efisien dan aman. Berikut adalah beberapa hal yang perlu Anda ketahui tentang alat bantu kerja dan dimensi mesin dalam konteks mesin bubut: 1. Alat Bantu Kerja: Pisau Bubut (Tool Holder): Alat ini digunakan untuk memegang pahat potong (tool bit) yang digunakan untuk memotong benda kerja. Pisau bubut biasanya dapat disesuaikan untuk menghasilkan berbagai jenis pemotongan. Benda Kerja (Workpiece): Ini adalah benda yang akan diproses atau dibubut. Benda kerja dapat memiliki berbagai bentuk dan ukuran, tergantung pada proyek yang sedang dijalankan. Chuck: Chuck digunakan untuk memegang benda kerja pada mesin bubut. Ada beberapa jenis chuck yang dapat digunakan, seperti chuck tangan (manual) atau chuck otomatis (pneumatik atau hidrolik). 2. Dimensi Mesin Bubut:
11 Panjang Benda Kerja (Workpiece Length): Dimensi ini mengacu pada panjang benda kerja yang dapat diakomodasi oleh mesin bubut. Mesin bubut tersedia dalam berbagai ukuran, mulai dari mesin bubut mini hingga mesin bubut industri yang mampu menangani benda kerja panjang. Diameter Benda Kerja (Workpiece Diameter): Ini adalah diameter maksimum benda kerja yang dapat digunakan pada mesin bubut. Ukuran ini juga bervariasi tergantung pada jenis mesin. Swing Over Bed (Lebar Lubang Bubut): Ini adalah jarak maksimum dari pusat spindle (poros putar utama) mesin ke permukaan luar benda kerja. Swing over bed menentukan ukuran maksimum benda kerja yang dapat digunakan pada mesin bubut. 3. Fitur Keselamatan: Pastikan mesin bubut dilengkapi dengan sistem keselamatan yang memadai, seperti pelindung pisau bubut dan penghenti darurat, untuk menghindari kecelakaan saat mengoperasikan mesin. 4. Pelatihan: Sebelum menggunakan mesin bubut, pastikan Anda telah mendapatkan pelatihan yang memadai dalam penggunaannya. Mesin bubut adalah peralatan yang potensial berbahaya jika tidak digunakan dengan benar. Penting untuk selalu mematuhi panduan penggunaan dan keselamatan yang diberikan oleh produsen mesin bubut dan memahami dimensi serta alat bantu kerja yang sesuai. Selain itu, pastikan untuk menggunakan perlindungan pribadi, seperti kacamata pengaman, saat bekerja dengan mesin bubut. 3.1.5 Penggunaan / pengoperasian mesin bubut Mesin bubut adalah alat yang digunakan untuk menghilangkan material dari benda kerja dengan memutar benda kerja di sekitar sumbu rotasi. Proses ini sering disebut sebagai pengerjaan benda kerja. Berikut adalah langkah-langkah dalam mengidentifikasi dan memahami mesin bubut:
12 1. Nama dan Jenis Mesin Bubut: Kenali nama dan jenis mesin bubut yang sedang Anda pelajari. Ada beberapa jenis mesin bubut, termasuk mesin bubut konvensional (manual) dan mesin bubut CNC (Computer Numerical Control). Mesin bubut CNC dapat dioperasikan secara otomatis dengan menggunakan perintah yang diprogramkan sebelumnya. 2. Bagian-bagian Utama: Identifikasi bagian-bagian utama mesin bubut. Ini termasuk: Benda Kerja: Benda yang akan diubah bentuknya. Toolpost (Holder Alat): Tempat meletakkan pahat (tool bit) yang digunakan untuk memotong benda kerja. Sumbu Utama (Spindle): Sumbu yang memutar benda kerja. Sumbu Pembuangan (Tailstock): Digunakan untuk mendukung benda kerja yang panjang atau untuk menahan benda kerja dengan kuat. Panel Kendali (jika mesin bubut CNC): Untuk mengatur pergerakan dan operasi mesin bubut CNC. 3. Fungsi dan Operasi Umum: Pelajari fungsi utama mesin bubut, yaitu menghilangkan material dari benda kerja dengan memotongnya dengan pahat. Pemotongan dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti pemesinan silindris, pemesinan konis, dan pemesinan permukaan datar. 4. Pengoperasian Mesin Bubut: Ketahui langkah-langkah umum untuk mengoperasikan mesin bubut, seperti: Persiapan Mesin: Persiapkan mesin, termasuk memasang benda kerja, memasang pahat, dan mengatur kecepatan putaran spindle. Penyetelan Alat: Sesuaikan posisi dan pemotongan pahat sesuai dengan spesifikasi pekerjaan yang akan dilakukan. Pemotongan: Mulai pemotongan dengan menggerakkan pahat secara perlahan ke benda kerja. Monitor kualitas pemesinan selama proses. Pengukuran dan Pengendalian Kualitas: Gunakan alat ukur seperti micrometer atau kaliper untuk memeriksa dimensi dan toleransi benda kerja. Sesuaikan pengaturan jika perlu. Selesai dan Perawatan: Setelah selesai, matikan mesin, dan lakukan perawatan rutin pada mesin bubut untuk menjaga kinerjanya.
13 5. Keamanan: Pastikan Anda memahami prosedur keselamatan saat menggunakan mesin bubut. Ini termasuk penggunaan perlindungan mata, penggunaan pakaian kerja yang sesuai, dan menghindari gerakan yang berbahaya. 6. Troubleshooting Dasar: Pelajari beberapa masalah umum yang mungkin timbul selama penggunaan mesin bubut dan bagaimana cara mengatasi masalah tersebut. 7. Pemeliharaan Rutin: Ketahui bagaimana melakukan pemeliharaan rutin pada mesin bubut, seperti pelumasan, penggantian pahat yang aus, dan perawatan lainnya. 8. Panduan Penggunaan Mesin: Selalu ikuti panduan penggunaan yang disediakan oleh produsen mesin bubut tertentu. Panduan ini akan memberikan informasi lebih rinci tentang mesin yang sedang Anda gunakan. Mengidentifikasi dan memahami mesin bubut adalah langkah penting untuk menggunakannya dengan aman dan efisien. Pastikan memiliki pelatihan yang memadai sebelum mencoba mengoperasikan mesin bubut dan selalu berpegang pada prosedur keselamatan yang berlaku.
14 RANGKUMAN Mesin bubut adalah sebuah peralatan yang digunakan dalam proses manufaktur untuk membentuk benda kerja dengan menghilangkan material dari permukaannya. Ada dua jenis mesin bubut yang umum digunakan, yakni mesin bubut konvensional dan mesin bubut CNC. Mesin bubut konvensional mengandalkan pemotongan manual dengan pahat yang dipasang pada alat pelumas, sementara mesin bubut CNC memiliki kontrol numerik komputer yang memungkinkan operasi otomatis dengan presisi tinggi. Fungsi utama mesin bubut adalah membentuk benda kerja menjadi berbagai bentuk seperti silinder, kerucut, atau tirus. Selain itu, mesin ini digunakan untuk menciptakan permukaan yang rata dan halus, membuat ulir, menghasilkan alur, dan memotong benda kerja menjadi panjang yang diinginkan. Mesin bubut dapat memiliki berbagai jenis, seperti mesin bubut paralel dan mesin bubut tegak, yang digunakan sesuai dengan kebutuhan pemrosesan benda kerja. Alat bantu kerja, seperti cekam atau chuck, digunakan untuk menggenggam benda kerja dengan aman. Dimensi mesin bubut bervariasi tergantung pada tipe dan ukuran mesin, tetapi umumnya mencakup tabel untuk menopang benda kerja dan kepala bubut. Penggunaan mesin bubut melibatkan pengaturan kecepatan putar dan pemakanan yang sesuai dengan jenis material dan pemotongan yang diinginkan. Selama operasi, perlu dilakukan pemantauan terus-menerus untuk menjaga keselamatan dan kualitas hasil. Perawatan dan pemeliharaan rutin juga penting untuk menjaga kinerja mesin bubut dalam kondisi optimal. Mesin bubut adalah komponen integral dalam industri manufaktur yang memainkan peran kunci dalam menciptakan berbagai produk mekanis dengan akurasi tinggi.
15 Latihan Soal 1. Apa yang dimaksud dengan mesin bubut? 2. Apa keunggulan mesin bubut CNC dibandingkan dengan mesin bubut konvensional? 3. Apa perbedaan antara mesin bubut paralel dan mesin bubut tegak? 4. Mengapa dimensi mesin bubut menjadi penting dalam menentukan jenis pekerjaan yang dapat dilakukan oleh mesin tersebut? 5. Apa yang harus diperhatikan sebelum mengoperasikan mesin bubut?
16 PEMESINAN BUBUT BAB II Mengidentifikasi alat potong mesin bubut 3.2 Mengidentifikasi alat potong mesin bubut 3.3 Menerapkan parameter pemotongan mesin bubut 3.4 Menerapkan teknik dasar pemesinan bubut Pengertian mesin bubut Bagian utama mesin bubut dan fungsinya Macam-macam mesin bubut Dan fungsinya Geometris pahat bubut Penggunaan paramater pemotongan mesin bubut Cutting Speed Pembubutan facing, lubang senter Lurus dengan pencekam, Lurus diantara 2 senter Bertingkat luar/dalam, Champer luar/dalam Alat bantu kerja & Dimensi mesin Bubut Penggunaan / Pengoperasian mesin bubut Bahan alat potong Macam-macam alat potong mesin bubut Penggunaan alat potong mesin bubut Kecepatan pemakanan / feeding Kecepatan putaran mesin bubut / RPM Waktu pemesinan bubut Alur luar/dalam, Karter, Mereamer, Tirus Lubang dengan mata bor 3.1 Mengidentifikasi Mesin bubut
17 Tujuan Mata Pelajaran Setelah Mengikuti Pelajaran Ini siswa diharapkan : 6. Siswa mampu menjelaskan dan memahami sudut potong dan geometris pahat bubut 7. Siswa mampu memahami bahan alat potong mesinbubut 8. Siswa mampu memahami macam-macam alat potong mesin bubut 9. Siswa mampu memahami penggunaan alat potong mesin bubut Kata kunci : Sudut potong, geometris pahat bubut, bahan alat potong, macam-macam alat potong, penggunaan alat potong. Deskripsi Pada bab kedua ini akan membahas alat potong yang di gunakan pada mesin bubut, Pahat bubut datang dalam berbagai bentuk dan ukuran yang dirancang untuk tugas-tugas spesifik dalam pemesinan. Pahat dapat memiliki berbagai sudut geometris.Selain jenis pahat, mengidentifikasi alat potong juga termasuk memahami bahan yang akan diolah, kecepatan potong yang sesuai, pengaturan mesin, dan parameter lain yang berkaitan dengan pemesinan bubut. Siswa diharapkan memiliki pemahaman yang kuat mengenai materi identifikasi mesin bubut, yang mencakup konsep-konsep berikut:. sudut potong dan geometris pahat bubut, bahan alat potong mesinbubut, macam-macam alat potong mesin bubut, penggunaan alat potong mesin bubut. Dengan pemahaman yang kuat tentang pengenalan alat potong mesin bubut, Anda akan siap untuk memahami lebih lanjut tentang teknik pemotongan, pengoperasian, dan aplikasi mesin bubut yang lebih kompleks dalam bab-bab berikutnya.
18 3.2 mengidentifikasi alat potong mesin bubut 3.2.1 geomteris pahat bubut Nama-nama geometris yang terdapat pada pahat bubut meliputi: sudut potong samping (side cutting edge angle), sudut potong depan (front cutting edge angle), sudut tatal (rake angle), sudut bebas sisi (side clearance angle), dan sudut bebes depan (front clearance angle). Gambar 2. 1 geometri pahat bubut ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm) Gambar 2. 2 Geomteri pahat bubut insert
19 ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm) Besarnya sudut potong dan sudut-sudut kebebasan pahat tergantung dari jenis bahan/material yang akan diproses pembubutan, karena akan sangat berpengaruh terhadap hasil pemebubutan dan performa pahat. Berikut diuraikan besaran sudut potong dan sudutsudut kebebasan pahat bubut jenis HSS. a. Pahat bubut rata Untuk proses pembubutan rata pada benda kerja dari bahan/ material baja yang lunak (mild steel), pahat bubut rata memilki sudut potong dan sudutsudut kebebasan sebagai berikut: sudut potong total 80º, sudut potongsisi samping (side cutting adge angle) 12º ÷ 15º, sudut bebas tatal (side rake angle) 12º ÷ 20º , sudut bebas muka (front clearance angle) 8º ÷10ºdan sudut bebas samping (side clearance angle)10º ÷ 13º. Geometris pahat bubut rata kanan dan pahat bubut rata kiri. Gambar 2. 3 Geomteri bubut rata kanan ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm)
20 Gambar 2. 4 Geomteri bubut rata kiri ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm) b. Pahat bubut muka/ Facing Untuk proses pembubutan muka/ facing pada benda kerja dari bahan/ material baja yang lunak (mild steel), pahat bubut muka memiliki sudut potong dan sudut-sudut kebebasan sebagai berikut: sudut potong55º, sudut potong sisi samping (side cutting adge angle) 12º÷15º, sudut bebas tatal (side rake angle) 12º÷20º, sudut bebas muka (front clearance angle) 8º ÷ 10º dan sudut bebas samping (side clearance angle) 10º ÷ 13º. Gambar 2. 5 Pahat bubut muka/facing ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm) Besaran sudut potong dan sudut-sudut kebebasan lainnya yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah berdasar pada pengalaman empiris, selain itu berikut ditampilkan tabel petunjuk penggunaan sudut potong dan sudut kebebasan lainnya berdasarkan jenis bahan/ material yang akan dikerjakan. c. Pahat bubut ulir segitiga
21 Pembuatan ulir segitiga yang sering dilakukan pada mesin bubut yang pada umumnya adalah jenis ulir metris (M) dan withwort (W). Jenis ulir metris memiliki sudut puncak ulir sebesar 60º dan ulir withwort 55º. Besarnya sudut pahat bubut ulir harus disesuaikan dengan jenis ulir yang akan dibuat dan sudut-sudut kebebasan potongnya harus dihitung sesuai dengan kisar atau gangnya. Gambar 2. 6 Pahat ulir metris dan pahat ulir withwort ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm) d. Pahat bubut ulir segi empat Seperti halnya pahat bubut ulir segitiga, besaran sudut-sudut kebebasan pahat bubut ulir segi empat tergantung dari kisar/gang yang akan dibuat. Lebar pahat untuk ulir yang tidak terlalu presisi penambahannya sebesar 0,5 mm. Sedangkan untuk sudut-sudut kebebasan potongnya harus dihitung sesuai dengan kisar atau gangnya. Gambar 2. 7 Pahat bubut segi empat ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm) Untuk mendapatkan sudut bebas sisi samping pahat bubut ulir yang standar, sebelum melakukan penggerindaan atau pengasahan sudut-sudut kebebebasanya harus dihitung terlebih dahulu sesuai kisar/gang ulir yang dibuat agar supaya mendapatkan sisi potong dan sudut kebebasan yang baik. Sebagai ilustrasi, sebuah ulir apabila dibentangkan dari titik awalnya, maka akan membentuk sebuah segitiga siku-siku.
22 Gambar 2. 8 Ilustrasi bentangan ulir ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm) Berdasarkan gambar tersebut diatas, sudut uliran atau kisarnya dapat dicari dengan rumus: tg α = tg α = Pada saat penyayatan, sisi depan pahat ulir dibatasi oleh sisi uliran pada diameter terkecil/minor diameter (d1) dan sisi belakangnya dibatasi oleh sisi uliran pada diameter terbesarnya/ mayor diameter (d). Dengan demikian, agar pahat ulir tidak terjepit pada saat digunakan perlu adanya penambahan sudut kebebasan pada saat penggerindaan yaitu masingmasing sisi ditambah antara 1º ÷ 3º, sehingga didapat: e. Sudut bebas sisi depan : Sudut kisar pada diameter terkecil (d1) + Kebebasan = α pada d1+1º f. Sudut bebas sisi belakang : Sudut kisar pada diameter terbesar (d) + Kebebasan = α pada d - 1º Gambar 2. 9 Dimensi ulir segitiga ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm)
23 Gambar 2. 10 Penambahan sudut kebebabasan ( Source : https://handlemesin.blogspot.com/2016/10/geometris-pahat-bubut.htm) 3.2.2 Bahan alat potong Pahat Bubut Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini begitu pesat terutama dalam industri manufaktur/ permesinan, sehingga sudah banyak diciptakan variasi jenis dan sifat material, baik untuk alat potong pahat bubut atau bahan/ row material. Pada awalnya manusia hanya mampu membuat alat potong pahat bubut dari jenis baja karbon, kemudian ditemukan unsur atau paduan yang lebih keras sampai ditemukannya material alat potong pahat bubut yang paling keras yaitu diamond.Unsur-unsur yang berpengaruh terhadap performa alat potong/ pahat bubut diantaranya: Tungsten/ Wolfram (W), Chromium (Cr), Vanadium (V), Molybdenum (Mo) dan Cobalt (Co). Sifat yang diperlukan untuk sebuah alat potong tidak hanya kerasnya saja, akan tetapi masih ada sifat lain yang diperlukan untuk membuat suatu alat potong memilki performa yang baik misalnya, bagaimana ketahanan terhadap gesekan, ketahanan terhadap panas, ketahanan terhadap benturan dan lain-lain. Macam-macam pahat bubut dilihat dari jenis material/ bahan yang digunakanmeliputi: Baja karbon, Baja kecepatan tinggi/ High Speed Steels (HSS, Paduan cor nonferro (cast nonferrous alloys; cast carbides), Karbida (cemented carbides; hardmetals), Keramik (ceramics), CBN (cubic boron nitrides), dan Intan (sintered diamonds & natural diamond). a. Baja Karbon Kelompok baja karbon meliputi High Carbon Steel (HCS) dan Carbon Tool Steels (CTS). Baja jenis ini menggandung karbon yang relative tinggi (0,7% - 1,4% C) dengan prosentasi unsur lain relatif rendah yaitu Mn,W dan Cr masing-masing 2% sehingga mampu memiliki kekerasan permukaan yang cukup tinggi. Dengan proses perlakuan panas pada suhu
24 tertentu, strukur bahan akan bertransformasi menjadi martensit dengan hasil kekerasan antara 500 ÷ 1000 HV. Karena mertensitik akan melunak pada temperature sekitar 250º C, maka baja karbon jenis ini hanya dapat digunakan pada kecepatan potong yang rendah (10 m/menit) dan hanya dapat digunakan untuk memotong logam yang lunak atau kayu. b. Baja Kecepatan Tinggi/ High Speed Steel (HSS) Pada sekitar tahun 1898, ditemukan jenis baja paduan tinggi dengan unsur paduan Crom (Cr) dan Tungsten/ Wolfram (W) dengan melalui proses penuangan (molten metallurgy) selanjutnya dilakukan pengerolan atau penempaan dibentuk menjadi batang segi empat atau silinder. Pada kondisi masih bahan (raw material), baja tersebut diproses secara pemesinan menjadi berbagai bentuk pahat bubut. Setelah proses perlakukan panas dilaksanakan, kekerasannya akan menjadi cukup tinggi sehingga dapat digunakan untuk kecepatan potong yang tinggi yaitu sampai dengan tiga kali kecepatan potong pahat CTS. Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel - HSS) apabila dilihat dari komposisinya dapat dibagai menjadi dua yaitu, Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel- HSS) Konvensional dan Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel-HSS) Spesial. HSS Konvensional: Baja Kecepatan Tinggi (HSS) Konvesional, terbagi menjadi dua yaitu: • Molibdenum HSS • Tungsten HSS HSS Spesial: Baja Kecepatan Tinggi Konvesional (HSS) Spesial, terbagi menjadi enam yaitu: • Cobalt Added HSS • High Vanadium HSS • High Hardess Co HSS • Cast HSS • Powdered HSS • Coated HSS c. Paduan Cor Nonferro Sifat-sifat paduan cor nonferro adalah diantara sifat yang dimiliki HSS dan Karbida (Cemented Carbide), sehingga didalam penggunaannya memiliki karakteristik tersendiri karena karbida terlalu rapuh dan HSS mempunyai ketahanan panas (hot hardness) dan ketahanan aus (wear resistance) yang terlalu rendah. Jenis material ini di bentuk dengan cara dituang menjadi bentuk-bentuk yang tertentu, misalnya tool bit (sisipan) yang kemudian diasah menurut geometri yang dibutuhkan. Baja paduan nonferro terdiri dari empat macam elemen/ unsur utama diantaranya: • Cobalt (Co):
25 Unsur cobalt,berfungsi sebagai pelarut bagi unsure-unsur lainnya. • Chrom (Cr): Unsur chrom (10% s.d 35%), berfungsi sebagai pembetuk karbida • Tungsten/ Wolfram (W): Unsur tungsten/ wolfram (10% s.d 25%), berfungsi sebagai pembentuk karbida dan menaikan karbida secara menyeluruh. • Karbon (C): Apabila terdapat unsur karbon (1%) akan menghasilkan jenis baja yang masih relaitif lunak, dan apabila terdapat unsur karbon (3%) akan menghasilkan jenis yang relatif keras serta tahan aus d. Karbida Jenis karbida yang “disemen” (Comented Carbides) merupakan bahan pahat yang dibuat dengan cara menyinter (sintering) serbuk karbida (Nitrida, Oksida) dengan bahan pengikat yang umumnya dari Cobalt (Co), dengan cara Carburizing masing-masing bahan dasar (serbuk) Tungsten (Wolfram, W) Tintanium (Ti), Tantalum (Ta) dibuat menjadi karbida yang kemudian digiling (ball mill) dan disaring. Salah satu atau campuaran serbuk karbida tersebut kemudian dicampur dengan bahan pengikat (Co) dan dicetak tekan dengan memakai bahan pelumas (lilin). Setelah itu dilakukan presintering (1000º C) pemanasan mula untuk menguapkan bahan pelumas) dan kemudian sintering (1600º C) sehingga bentuk keeping (sisipan) sebagai hasil proses cetak tekan (Cold atau HIP) akan menyusut menjadi sekitar 80% dari volume semula. Hot Hardness karbida yang disemen (diikat) ini hanya akan menurun bila terjadi pelunakan elemen pengikat. Semakin besar prosentase pengikat Co maka kekerasannya menurun dan sebaliknya keuletannya membaik. Ada tiga jenis utama pahat karbida sisipan, yaitu: • Karbida Tungsten: Karbida tungsten merupakan jenis pahat karbida untuk memotong besi tuang. • Karbida Tungsten Paduan: Karbida tungsten paduan merupakan jenis karbida untuk pememotongan baja. • Karbida lapis: Karbida lapis yang merupakan jenis karbida tungsten yang di lapis (satu atau beberapa lapisan) karbida, nitride, atau oksida lain yang lebih rapuh tetapi ketahanan terhadap panasnya (hot hardness) tinggi. e. Keramik (Ceramics) Keramik menurut definisi yang sempit adalah material paduan metalik dan nonmetalik. Sedangkan menurut definisi yang luas adalah semua material selain metal atau material organic, yang mencakup juga berbagai
26 jenis karbida, nitride, oksida, boride dan silicon serta karbon. Keramik secara garis besar dapat di bedakan menjadi dua jenis yaitu : • Keramik tradisional Keramik tradisional yang merupakan barang pecah belah peralatan rumah tangga • Keramik industry Keramik industry digunakan untuk berbagai untuk berbagai keperluan sebagai komponen dari peralatan, mesin dan perkakas termasuk perkakas potong atau pahat. Keramik mempunyai karakteristik yang lain daripada metal atau polimer (plastic, karet) karena perbedaan ikatan atom-atomnya, ikatannya dapat berupaikatan kovalen, ionic, gabungan kovalen & ionic, ataupaun sekunder. Selain sebagai perkakas potong, beberapa contoh jenis keramik adalah sebagai berikut : • Kertamik tradisional (dari ubin sampai dengan keramik untuk menambal gigi) • Gelas (gelas optic, lensa, serat) • Bahan tahan api (bata pelindung tandur/tungku) • Keramik oksida (pahat potong, isolator, besi, lempengan untuk mikro elektronik dan kapasitor) • Karemik oksida paduan • Karbida, nitride, boride dan silica • Karbon f. Cubic Boron Nitride (CBN) Cubic Boron Nitride (CBN) termasuk jenis keramik. Dibuat dengan penekanan panas (HIP, 60 kbar, 1500º C) sehingga bentuk grafhit putih nitride boron dengan strukrur atom heksagonal berubah menjadi struktur kubik. Pahat sisipan CBN dapat dibuat dengan menyinter serbuk BN tanpa atau dengan material pengikat, TiN atau Co. Ketahanan panas (Hot hardness) CBN ini sangat tinggi bila dibandingkan dengan jenis pahat yang lain. g. Intan Sintered diamond merupakan hasil proses sintering serbuk intan tiruan dengan pengikat Co (5% - 10%). Tahan panas (Hot hardness) sangat tinggi dan tahan terhadap deformasi plastic. Sifat ini ditentukan oleh besar butir intan serta prosentase dan komposisi material pengikat. Karena intan pada temperature tinggi akan berubah menjadi graphit dan mudah ter-difusi dengan atom besi, maka pahat intan tidak dapat digunakan untuk memotong bahan yang mengadung besi (ferros). Cocok untuk ultra high precision & mirror finish cutting bagi benda kerja nonferro (Al Alloys, Cu Alloys, Plastics dan Rubber).
27 3.2.3 Penggunaan alat potong mesin bubut Selain pahat bubut, terdapat bebeberapa macam alat potong yang digunakan pada mesin bubut diantaranya: 1. Bor Senter (Centre drill) Bor senter adalah salah satu alat potong pada mesin bubut yang berfungsi untuk membuat lubang senter pada ujung permukaan benda kerja. Jenis bor senter ada tiga yaitu: bor senter standar (standar centre drill), bor senter dua mata sayat (safety type centre drill) dan bor senter mata sayat radius (radius form centre drill). a) Bor senter standar (Standard centre drill): Bor senter standar memiliki sudut mata sayat pengarah sebesar 60º, sehingga hasil lubang senter yang dibuat memiliki sudut yang sama dengan sudut mata sayatnya. Bor senter jenis ini memiliki dua ukuran, yaitu bor senter standar panjang normal dan bor senter ekstra pendek/ panjang. Gambar 2. 11 Bor senter standar ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) b) Bor senter mata sayat bertingkat Bor senter mata sayat, fungsinya sama dengan senter bor standar yaitu untuk membuat lubang senter bor yang memilki sudut pengarah senter 60º. Perbedaannya adalah apabila pada saat membuat lubang senter bor diperlukan hasil lubang senternya bertingkat setelah bidang tirusnya, maka dapat digunakan senter bor jenis ini.
28 Gambar 2. 12 Bor senter mata sayat bertingkat ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesinbubut/) c) Bor Senter bentuk radius/ Radius form centre drill Bor senter bor bentuk radius (Radius form centre drill), memilki mata sayat berbentuk radius. Sehingga sehingga hasil lubang senter yang dibuat memilki profil yang sama dengan sudut mata sayatnya yaitu berbentuk radius. Kelebihan lubang senter bor bentuk radius ini adalah, apabila membubut diantara dua senter yang diperlukan pergeseran kepala lepas relatif besar, bidang lubang senter maupun senter tetap/ senter putar lebih aman karena bidang singgung pada lubang senter relatif lebih kecil bila dibandingkan dengan lubang senter bor bentuk standar. Hasil pembuatan lubang senter bor bentuk radius dapat dilihat pada gambar. Gambar 2. 13 Bor senter radius ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesinbubut/) Penggunaan senter bor pada proses pembubutan harus pasang atau diikat dengan cekam bor (drill chuck) yang dipasang pada kepala lepas. Pemasangan senter drill dan hasilnya pada proses pembubutan dapat dilihat pada gambar berikut.
29 Gambar 2. 14 pemasangan senter drill ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesinbubut/) Hal lain yang penting diketahui bahwa,jenis senter bor yang sering digunakan dilingkungan industri manufaktur maupun pendidikan adalah senter bor standar dan senter bor bentuk radius. 2. Mata Bor (Twist Drill) Mata bor adalah salah satu alat potong pada mesin bubut yang berfungsi untuk membuat lubang pada benda pejal. Dalam membuat diameter lubang bor dapat disesuaikan dengan kebutuhan, yaitu tergantung dari diameter mata bor yang digunakan. a. Pengelompokan mata bor berdasarkan tangkai Pengelompokan mata bor berdasarkan tangkai, dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu, pertama: mata bor tangkai lurus yang pengikatanya menggunakan cekam bor/drill chuck, dan kedua: mata bor tangkai tirus yang pengikatanya dimasukan pada lubang tirus kepala lepas. Apabila pada saat digunakan ukuran tangkai tirusnya lebih kecil dari pada lubang tirus kepala lepas, dapat ditambah dengan menggunakan sarung pengurang. Selain itu perlu diketahui bahwa, untuk mata bor tangkai tirus pada umumnya menggunakan standar tirus morse/ morse taper (MT) yaitu mulai dari MT 1 ÷ 6.
30 Gambar 2. 15 Mata bor tangkai lurus ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) Gambar 2. 16 Mata bor tangkai tirus ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) Pada saat penggunaan mata bor tangkai tirus yang memiliki ukuran tangkai lebih kecil dari pada lubang tirus pada kepala lepas, maka harus menggunakan alat tambahan yang disebut sarung pengurang (drill sleeve). Gambar 2. 17 Sarung pengurang ( Drill sleeve) ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) b. Pengelompokan mata bor berdasarkan spiral Apabila dilihat spiralnya mata bor terbagi menjadi tiga yaitu, pertama: mata bor spiral normal/ normal spiral drill digunakan untuk mengebor baja lunak, kedua: mata bor spiral panjang/ slow spiral drill digunakan untuk mengebor baja keras dan ketiga: mata bor spiral pendek/ quick spiral drill digunakan untuk mengebor baja liat.
31 Gambar 2. 18 Mata bor spiral ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) c. Bagian-bagian Mata Bor Bagian-bagian mata bor dilihat dari bodinya dapat dilihat pada dibawah ini serta bagian-bagian mata bor dilihat dari mata sayat dan sudut bebasnya. Gambar 2. 19 Bagian-bagian body mata bor ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) Gambar 2. 20 Bagian-bagian mata bor ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) 3. Kontersing (Countersink)
32 Kontersing (Countersink) adalah salah satu alat potong pada mesin bubut yang berfungsi untuk membuat champer pada ujung lubang agar tidak tajam atau untuk membuat champer pada ujung lubang untuk membenamkan kepala baut berbentuk tirus. Sesuai kebutuhan pekerjaan dilapangan apabila dilihat dari tangkainya terbagi menjadi dua yaitu, kontersing tangkai lurusdan kontersing tangkai tirusdan apabila dilihat dari sisi jumlah mata sayatnya kontersink terbagi menjadi eman jenis yaitu, jumlah mata sayat satu, mata sayat dua, mata sayat tiga, mata sayat empat, mata sayat lima dan mata sayat enam. Sedangkan apabila dilihat dari sudut mata sayatnya, kontersing terbagi menjadi enam jenis juga yaitu, kontersing sudut mata sayat 60º, 82º, 90º, 100º dan 120º. Apabila dilihat dari tangkainya, kontersing dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu kontersing tangkai lurus dan kontersing tangkai tirus: a. Kontersing tangkai lurus: Kontersing tangkai lurus, pada saat digunakan untuk proses pembubutan penggikatanya dipasang pada cekam bor/ drill chuck sebagaimana pengikatan pada proses pengeboran dengan bor tangkai lurus. Gambar 2. 21 Kontersing tangkai lurus ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) b. Kontersing tangkai tirus: Kontersingtangkai tirus, pada saat digunakan untuk proses pembubutan penggikatanya dipasang pada lubang sleave kepala lepas sebagaimana pengikatan pada proses pengeboran dengan bor tangkai tirus. Apabila tirus tangkangkainya terlalu kecil dapat ditambah dengan sarung pengurang. Sebagaimana mata bor tangkai tirus, kontersing tangkai tirus pada umumnya menggunakan standar tirus morse/ morse taper (MT) yaitu mulai dari MT 1 ÷ 6. Gambar 2. 22 Kontersing tangaki tirus ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) Apabila dilihat dari jumlah mata sayatnya, kontersing dapat dibagi menjadi enam jenis yaitu: kontersing mata sayat satu, kontersing mata sayat dua,
33 kontersing mata sayat tiga, kontersing mata sayat empat, kontersing mata sayat lima dan kontersing mata sayat enam. c. Kontersing mata sayat satu: Kontersingmata sayat satu, memiliki jumlah mata sayat satu yang berfungsi untuk menchamper ujung lubang pada benda kerja agar tidak tajam atau sebagai pengarah/ menchamper ujung lubang untuk membenamkan kepala baut berbentuk tirus dan radius. Hasil pembubutan champer dengan kontersingmata sayat satu sudut 100º dapat dilihat pada gambar. Gambar 2. 23 Kontersing mata sayat satu ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) d. Kontersing mata sayat dua: Kontersingmata sayat dua, memiliki jumlah mata sayat dua yang berfungsi sama dengan kontersing mata satu yaitu untuk menchamper ujung lubang agar tidak tajam/ sebagai pengarah atau menchamper ujung lubang untuk membenamkan kepala baut berbentuk tirus yang besar sudutnya tergantung dari sudut kontersing yang digunakan. Kelebihan kontersink mata sayat dua dibandingkan dengan kontersink mata satu adalah beban pada mata sayat lebih ringan sehingga lebih tahan lama, karena beban pada mata sayatnya terbagi dua. Hasil pembubutan champer dengan kontersing mata sayat dua sudut 90º dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar 2. 24 Kontersing mata sayat dua ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/)
34 Gambar 2. 25 Hasil pembubutan champer dengan kontersing mata sayat dua ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) e. Kontersing mata sayat tiga: Kontersing mata sayat tiga, memiliki jumlah mata sayat tiga yang berfungsi sama dengan kontersing mata satu untuk menchamper ujung lubang agar tidak tajam/ sebagai pengarah atau menchamper ujung lubang untuk membenamkan kepala baut berbentuk tirus yang besar sudutnya tergantung dari sudut kontersing yang digunakan. Kelebihan kontersink mata sayat tiga dibandingkan dengan kontersink mata dua adalah beban pada mata sayat lebih ringan sehingga lebih tahan lama, karena beban pada mata sayatnya terbagi tiga. Gambar 2. 26 Kontersing mata sayat tiga ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) f. Kontersing mata sayat empat: Kontersing mata sayat empat, memiliki jumlah mata sayat empat yang berfungsi sama dengan kontersing mata satu untuk menchamper ujung lubang agar tidak tajam/ sebagai pengarah atau menchamper ujung lubang untuk membenamkan kepala baut berbentuk tirus yang besar sudutnya tergantung dari sudut kontersing yang digunakan. Kelebihan kontersink mata sayat empat dibandingkan dengan kontersink mata tiga adalah beban pada mata sayat lebih
35 ringan sehingga lebih tahan lama, karena beban pada mata sayatnya terbagi empat. Gambar 2. 27 Kontersing mata sayat empat ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) g. Kontersing mata sayat lima: Kontersing mata sayat lima, memiliki jumlah mata sayat lima yang berfungsi sama dengan kontersing mata satu untuk menchamper ujung lubang agar tidak tajam/ sebagai pengarah atau menchamper ujung lubang untuk membenamkan kepala baut berbentuk tirus yang besar sudutnya tergantung dari sudut kontersing yang digunakan. Kelebihan kontersink mata sayat lima dibandingkan dengan kontersink mata empat adalah beban pada mata sayat lebih ringan sehingga lebih tahan lama, karena beban pada mata sayatnya terbagi lima. Gambar 2. 28 Kontersing mata sayat lima ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) h. Kontersing mata sayat enam: Kontersing mata sayat enam, memiliki jumlah mata sayat enam yang berfungsi sama dengan kontersing mata satu untuk menchamper ujung lubang agar tidak tajam/ sebagai pengarah atau menchamper ujung lubang untuk membenamkan kepala baut berbentuk tirus yang besar sudutnya tergantung dari sudut kontersing yang digunakan. Kelebihan kontersink mata sayat enam dibandingkan dengan kontersink mata lima adalah beban pada mata sayat lebih ringan sehingga lebih tahan lama, karena beban pada mata sayatnya terbagi enam.
36 Gambar 2. 29 kontersing mata sayat enam ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) Dari keseluruhan jenis kontersink tersebut diatas, berdasarkan pengalaman dilapangan yang sering digunakan adalah kontersing yang memilki mata sayat tiga dan empat dan sudut mata sayatnya 60º atau 90º. Kontersink bertangkai lurus, pada saat digunakan penggikatanya dipasang pada cekam bor (drill chuck) sebagaiman pada proses pengeboran dengan mata bor tangkai lurus, dan yang bertangkai tirus pengikatannya dipasang pada lubang tirus kepala lepas sebagaimana pada proses pengeboran menggunakan mata bor tangkai tirus. Selain itu perlu diketahui bahwa, kontersink tangkai tirus pada umumnya menggunakan standar tirus morse/ morse tapper (MT) yaitu mulai dari MT 1 ÷ 6 sebagaimana mata bor tangkai tirus. 4. Konterbor (Counterbor) Konterbor (counterbor) adalah salah satu alat potong pada mesin bubut yang berfungsi untuk membuat lubang bertingkat. Hasil lubang bertingkat berfungsi sebagai dudukan kepala baut L. Jenis alat ini apabila dilihat dari tangkainya terbagi menjadi dua yaitu konterbor tangkai lurus dan konterbor tangkai tirus. Apabila dilihat dari sisi ujung mata sayatnya, alat ini juga terbagi menjadi dua yaitu, konterbor dengan pengarah dan konterbor tanpa pengarah. Gambar 2. 30 Konterbor dengan pengarah Gambar 2. 31 Konterbor tanpa pengarah ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/)
37 5. Rimer Mesin (Reamer Machine) Rimer mesin adalah salah satu alat potong pada mesin bubut yang berfungsi untuk memperhalus dan memperbesar lubang dengan toleransi dan suaian khusus sesuai tuntutan pekerjaan, yang prosesnya benda kerja sebelumnyadibuat lubang terlebih dahulu. Pembuatan lubang sebelum dirimer, untuk diameter sampai dengan 10 mm dianjurkan diameternya dibuat lebih kecil dari diameter nominal rimer yaitu antara 0,15 ÷ 0,25 mm dan untuk lubang diameter 10 mm keatas, dianjurkan diameternya dibuat lebih kecil dari diameter nominal rimer yaitu antara 0,25 ÷ 0,60 mm. Tujuan dilakukan pengurangan diameter sebelum dirimer adalah, agar hasilnya lebih maksimal dan beban pada rimer tidak terlalu berat sehingga memilki umur lebih panjang. Apabila dilihat dari fungsinya rimer mesin terbagi menjadi tiga yaitu, reamer mesin untuk lubang pin, reamer untuk luang lurus dan reamer untuk lubang tirus. a. Rimer Mesin Untuk Lubang Pin Rimer mesin untuk lubang pin apabila dilihat dari bentuk mata sayatnya terbagi menjadi tiga yaitu, reamer pin tirus mata sayat lurus/ straight taper pin reamer, reamer pin tirus mata sayat spiral/ spiral taper pin reamer dan reamer pin tirus mata sayat helik (helical taper pin reamer). Rimer jenis ini berfungsi untuk membuat lubang pin tirus, yang memilki ketirusan standar. Gambar 2. 32 Reamer pin tirus mata sayat lurus, reamer pin tirus mata sayat spiral dan reamer pin tirus mata sayat helik ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) b. Rimer mesin untuk lubang lurus: Rimer mesin untuk lubang lubang lurus apabila dilihat dari tangkainya terbagi menjadi dua yaitu, reamer lurus tangkai lurus dan rimer lurus tangkai tirus. Rimer jenis ini berfungsi untuk membuat lubang lurus yang memilki toleransi dan suaian khusus.
38 Gambar 2. 33 Reamer lurus tangkai lurus dan rimer lurus tangkai tirus ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) c. Rimer mesin untuk lubang tirus: Rimer mesin untuk lubang tirus apabila dilihat dari fungsinya terbagi menjadi dua yaitu, rimer tirus untuk pengasaran dan reamer tirus untuk finising. Rimer jenis ini berfungsi untuk membuat lubang tirus standar, misalnya tirus standar morse (taper morse – MT) yaitu mulai dari MT 1 s.d 6. Gambar 2. 34 Rimer tirus untuk pengasaran dan finising ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) Untuk mendaptkan hasil lubang sesuai toleransi dan suaian yang diinginkan, garis sumbu rimer harus benar-benar sepusat dengan garis sumbu lubang yang akan direamer. Untuk merimer lubang lurus yang tembus, sebaiknya kedalamannya dilebihkan kurang lebih 1/3 dari mata sayatnya, hal ini dilakukan agar lubang benar-benar lurus. Untuk mereamer lubang tirus, disarankan lubang yang akan direamer sebelumnya dibuat bertingkat terlebih dahulu dengan tujuan agar rimer tidak menerima beban yang berat. Selain itu agar mendapatkan hasil yang maksimal dan reamer yang digunakan awet, pada saat meramer harus menggunakan putaran mesin yang sesuai dan selalu menggunakan air pendingin atau oli. 6. Kartel (Knurling) Kartel (knurling) adalah suatu alat pada mesin bubut yang berfungsi untuk membuat alur-alur melingkar lurus atau silang pada bidang permukaan benda kerja bagian luar atau dalam. Tujuan pengkartelan bagian luar adalah agar permukaan bidanng tidak licin pada saat dipegang, contohnya terdapat pada batang penarik, tangkai palu besi dan pemutar yang dipegang dengan tangan. Untuk pengkartelan bagian dalam tujuannya adalah untuk keperluan khusus, misalnya memperkecil lubang bearing yang sudah longgar. Bentuk/ profil hasil
39 pengkartelan ada tiga jenis yaitu: belah ketupat/ intan, menyudut/ silang dan lurus. Hasil pengkartelan tergantung dari bentuk gigi pisau kartel yang digunakan. Gambar 2. 35 Kartel ( knurling ) ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) Pada saat digunakan gigi pisau kartel dipasang pada pemegangnya (holder). Untuk pengkartelan bentuk lurus, hanya diperlukan sebuah gigi pisau kartel bentuk lurus yang dipasang pada dudukannya dengan posisi tetap/ rigid. Pada pengkartelan bentuk menyudut dan ketupat/ intan, diperlukan sepasang gigi pisau kartel bentuk menyudut/ silang yang dipasang pada dudukannya. Pemegang gigi kartel menyudut/ silang, ada yang satu dudukan dan ada yang tiga dudukan. Gambar 2. 36 Holder kartel ( Source : https://gurupujaz.wordpress.com/2015/02/06/alat-potong-pada-mesin-bubut/) Konstruksi atau bentuk pemegang/ holder gigi pisau kartel dibuat sesuai profil bidang yang akan dikartel, sehingga dapat dipilih sesuai kebutuhan. Macam-macam bentuk pemegang gigi pisau kartel buatan dari salah satu pabrikan dapat dilihat pada gambar.
40 RANGKUMAN Geomteris pahat bubut terdiri dari beberapa sudut dan parameter yang sangat penting dalam proses pemotongan pada mesin bubut. Sudut-sudut dan parameter ini memengaruhi hasil pemotongan dan performa pahat bubut. Beberapa geometri pahat bubut yang umum meliputi sudut potong samping, sudut potong depan, sudut tatal, sudut bebas sisi, dan sudut bebas depan. Bahan alat potong pahat bubut dapat beragam, termasuk baja karbon, baja kecepatan tinggi (HSS), paduan cor nonferro, karbida, keramik, cubic boron nitride (CBN), dan intan. Setiap jenis bahan memiliki karakteristik yang berbeda, seperti kekerasan, ketahanan terhadap panas, dan ketahanan aus. Pemilihan bahan alat potong harus disesuaikan dengan jenis bahan yang akan dibubut. Selain pahat bubut, terdapat alat potong lain yang digunakan pada mesin bubut, seperti bor senter (centre drill), mata bor (twist drill), kontersing (countersink), dan konterbor (counterbore). Alat potong ini memiliki berbagai jenis dan digunakan untuk tujuan yang berbeda dalam proses pembubutan. Pemahaman geometri pahat bubut dan pemilihan bahan alat potong yang sesuai sangat penting dalam memastikan hasil pembubutan yang baik dan efisien pada mesin bubut.
41 LATIHAN SOAL 1. jelaskan perbedaan antara sudut potong total (total cutting edge angle) dan sudut potong sisi samping (side cutting edge angle) pada pahat bubut. 2. Sebutkan beberapa bahan yang umumnya digunakan untuk membuat pahat bubut. Berikan kelebihan dan kelemahan masing-masing bahan tersebut. 3. Apa itu pahat bubut, dan apa fungsinya dalam proses pembubutan 4. Apa fungsi dari sudut potong pada pahat 5. Sebutkan beberapa jenis alat potong yang digunakan dalam mesin bubut. Jelaskan aplikasi masing-masing jenis alat potong tersebut.
42 PEMESINAN BUBUT BAB III Menerapkan parameter pemotongan mesin bubut 3.2 Mengidentifikasi alat potong mesin bubut 3.3 Menerapkan parameter pemotongan mesin bubut 3.4 Menerapkan teknik dasar pemesinan bubut Pengertian mesin bubut Bagian utama mesin bubut dan fungsinya Macam-macam mesin bubut Dan fungsinya Geometris pahat bubut Penggunaan paramater pemotongan mesin bubut Cutting Speed Pembubutan facing, lubang senter Lurus dengan pencekam, Lurus diantara 2 senter Bertingkat luar/dalam, Champer luar/dalam Alat bantu kerja & Dimensi mesin Bubut Penggunaan / Pengoperasian mesin bubut Bahan alat potong Macam-macam alat potong mesin bubut Penggunaan alat potong mesin bubut Kecepatan pemakanan / feeding Kecepatan putaran mesin bubut / RPM Waktu pemesinan bubut Alur luar/dalam, Karter, Mereamer, Tirus Lubang dengan mata bor 3.1 Mengidentifikasi Mesin bubut
43 Tujuan Mata Pelajaran Setelah Mengikuti Pelajaran Ini siswa diharapkan : 10. Siswa mampu memahami dan menerapkan parameter pemotongan mesin bubut 11. Siswa mampu memahami penggunaan paramater pemotongan mesin bubut 12. Siswa mampu memahami cutting speed 13. Siswa mampu memahami kecepatan pemakanan / feeding 14. Siswa mampu memahami kecepatan putaran mesin bubut / RPM 15. Siswa mampu memahami Waktu pemesinan bubut Deskripsi Bab Ketiga ini akan membahas dasar-dasar pengenalan parameter pemotongan pada mesin bubut, alat penting dalam proses pemesinan yang digunakan untuk menghasilkan benda kerja.Parameter mesin bubut adalah sejumlah pengaturan yang perlu dikonfigurasi untuk mengoperasikan mesin bubut dengan tepat dan efisien. Parameter ini memengaruhi berbagai aspek proses pemotongan logam pada mesin bubut, seperti kecepatan putaran pisau potong, kecepatan makan, dan kedalaman pemotongan. Siswa diharapkan memiliki pemahaman yang kuat mengenai materi parameter pemotongan mesin bubut, yang mencakup konsep-konsep berikut: Penggunaan paramater pemotongan mesin bubut, Cutting Speed, kecepatan pemakanan / feeding, kecepatan putaran mesin bubut / RPM & waktu pemesinan bubut. Dengan pemahaman yang kuat tentang pengenalan parameter pemotongan mesin bubut dan komponen-komponennya, Anda akan siap untuk memahami lebih lanjut tentang teknik pemotongan, pengoperasian, dan aplikasi mesin bubut yang lebih kompleks dalam bab-bab berikutnya. Kata kunci : Penerapan parameter mesin bubut,penggunaan,cutting speed,pemakanan / feeding,putaran mesin bubut / RPM, waktu pemesinan bubut.
44 3.3 Menerapkan Parameter Pemotongan Mesin Bubut 3.3.1 Parameter Pemotongan pada Proses Pembubutan Maksud dari parameter pemotongan mesin bubut adalah, salah satu tahap penting dalam pembuatan komponen mesin. Parameter pemotongan yang tepat dapat mempengaruhi kekasaran permukaan, umur, dan ketahanan suatu komponen mesin. Pada parameter proses pembubutan juga ada informasi berupa dasar-dasar perhitungan, rumus dan tabel-tabel yang mendasari teknologi proses pemotongan/ penyayatan pada mesin bubut diantaranya. Parameter pemotongan pada proses pembubutan meliputi: 3.3.2 Kecepatan Potong (CUTTING SPEED) (Cutting speed - Cs), kecepatan putaran mesin (Revolotion Permenit - Rpm), kecepatan pemakanan (Feed – F) dan waktu proses pemesinannya. Yang dimaksud dengan kecepatan potong (Cs) adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman menghasilkan tatal dalam satuan panjang/ waktu (meter/menit atau feet/ menit). Ilustrasi kecepatan potong pada poroses pembubutan, dapat dilihat pada (Gambar 1). Gambar 3.1 Kecepatan Potong (CUTTING SPEED) (Source: https://tinyurl.com/4shwkdr2) Pada gerak putar seperti mesin bubut, kecepatan potongnya (Cs) adalah: Keliling lingkaran benda kerja (π.d) dikalikan dengan putaran (n). atau: Cs = π.d.n Meter/menit. Keterangan: d : diameter benda kerja (mm) n : putaran mesin/benda kerja (putaran/menitRpm) π : nilai konstanta = 3,14 Kecepatan potong untuk berbagai macam bahan teknik yang umum dikerjakan pada proses pemesinan, sudah teliti/diselidiki para ahli dan sudah patenkan pada ditabelkan kecepatan potong. Sehingga dalam penggunaannya tinggal menyesuaikan antara jenis bahan yang akan dibubut dan jenis alat potong yang digunakan. Sedangkan untuk bahan-bahan Yang pada
45 umumnya, bahan alat potong dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu HSS (High Speed Steel) dan karbida (carbide). Pada tabel tersebut menunjukkan bahwa dengan alat potong yang bahannya karbida, kecepatan potongnya lebih besar jika dibandingkan dengan alat potong HSS. Tabel 1 Kecepatan Potong Bahan Bahan Pahat Bubut HSS Pahat Bubut Karbida m/men Ft/min M/men Ft/min Baja lunak (Mild Steel) 18 - 21 60 - 70 30 - 250 100 - 800 Besi Tuang (Cast Iron) 14 - 17 45 - 55 45 - 150 150 - 500 Perunggu 21 - 24 70 - 80 90 - 200 300 – 700 Tembaga 45 - 90 150 - 300 150 - 450 500 – 1500 Kuningan 30 - 120 100 - 400 120 - 300 400 – 1000 Aluminium 90 - 150 300 - 500 90 - 180 b - 600 3.3.3 Kecepatan Pemakanan (Feed - F) Kecepatan pemakanan atau ingsutan ditentukan dengan mempertimbangkan beberapa faktor, diantaranya: kekerasan bahan, kedalaman penyayatan, sudut-sudut sayat alat potong, bahan alat potong, ketajaman alat potong dan kesiapan mesin yang akan digunakan. Kesiapan mesin ini dapat diartikan, seberapa besar kemampuan mesin dalam mendukung tercapainya kecepatan pemakanan yang optimal. Disamping beberapa pertimbangan tersebut, kecepatan pemakanan pada umumnya untuk proses pengasaran ditentukan pada kecepatan pemakanan tinggi karena tidak memerlukan hasil pemukaan yang halus (waktu pembubutan lebih cepat), dan pada proses penyelesaiannya/ finising digunakan kecepatan pemakanan rendah dengan tujuan mendapatkan kualitas hasil penyayatan yang lebih baik sehingga hasilnya halus (waktu pembubutan lebih cepat). Besarnya kecepatan pemakanan (F) pada mesin bubut ditentukan oleh seberapa besar bergesernya pahat bubut (f) dalam satuan mm/putaran dikalikan seberapa besar putaran mesinnya (n) dalam satuan putaran. Maka rumus untuk mencari kecepatan pemakanan (F) adalah: F = f x n (mm/menit).