laporan akhir litp kelompok 4
TRANSCRIPT
-
LAPORAN AKHIR
PRAKTIKUM PROSES MANUFAKTUR
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI
PROSES PEMESINAN
PEMBUATAN POROS BERTINGKAT
Oleh
Kelompok 4
Anggota:
1. ANTOMI JHOFI 1210932070
2. BILL HAQQI YARDI 1210932034
3. FARIZAN MUSTAQIM 1210932012
4. FITRI FAKHRUN NISA 1210932019
5. HANNAN FIRAS FADHILAH 1210932064
6. MELISA SIJABAT 1210932020
Asisten :
Zul Aulia Marshal
LABORATORIUM INTI TEKNOLOGI PRODUKSI
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
-
ABSTRAK
Pembuatan suatu produk diawali dengan membuat desain produk.
Pembuatan desain tidak terlepas dari gambar teknik. Pada gambar teknik
informasi yang dibutuhkan dapat digambarkan secara mendetail, sehingga
produk dapat dibuat dengan mudah dan sesuai dengan desain yang dibuat.
Adanya gambar teknik akan memudahkan dalam melakukan proses produksi,
salah satu jenis proses produksi adalah proses pemesinan. Proses pemesinan
bermanfaat dalam pengolahan bahan mentah dengan menggunakan mesin
perkakas yang memanfaatkan gerak relatif pahat. Pada proses pemesinan
digunakan beberapa mesin dengan karakteristik dan fungsi tertentu dalam
pembuatan produk. Jenis mesin ini perlu dipahami lebih dalam agar dapat
meminimalisir adanya produk cacat karena terjadinya kesalahan dalam
penggunakan alat.
Tujuan yang ingin dicapai pada praktikum proses manufaktur ini mampu
membaca dan menganalisa gambar teknik sedemikian sehingga dapat
menentukan mesin perkakas yang digunakan, merencanakan urutan proses
pemesinan dalam pembuatan suatu komponen, serta menentukan kondisi
pemotongan yang sesuai untuk spesifikasi geometri yang diminta, mampu
mengoperasikan mesin-mesin perkakas dan mengetahui karakteristik mesin
perkakas yang dipakai dan mampu mempergunakan alat ukur untuk memeriksa
kualitas produk yang dibuat.
Produk yang kami buat adalah poros bertingkat, proses yang dilakukan
adalah proses sawing, bubut, dan tapping. Dalam praktikum proses produksi ini
praktikan dapat melatih keterampilan dan mendapatkan pengalaman kerja dalam
mengoperasikan mesin-mesin perkakas, serta mampu membuat suatu produk
sesuai dengan spesifikasi geometri yang diminta.
Kata kunci : Produk, proses produksi, proses pemesinan
-
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya, sehingga laporan akhir pratikum proses manufaktur
dapat terselesaikan laporan ini dibuat untuk memenuhi persyaratan dalam
meyelesaikan praktikum proses manufaktur.
Penyelesaian laporan akhir pratikum ini tidak lepas dari bantuan dan
partisipasi dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung.
Dengan rasa kerendahan hati,kami mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Adam Malik, M. Eng dan Bapak Hendri Yanda Ph.D sebagai dosen
pembimbing mata kuliah proses manufaktur yang telah memberikan
pengetahuan kepada penulis sehingga laporan ini dapat diselesaikan
2. Zul Aulia Marshal selaku asisten yang telah memberikan bimbingan
selama praktikum dan penyusunan laporan akhir ini.
3. Seluruh asisten Laboratorium Inti Teknologi Produksi (LITP).
4. Rekanrekan mahasiswa Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas
Andalas khususnya angkatan 2012 atas kerja sama dan bantuan yang telah
diberikan kepada kami dalam penyelesaian laporan akhir modul praktikum
proses manufaktur ini.
Semoga laporan akhir pratikum proses manufaktur ini dapat memberikan
manfaat bagi semua pihak yang membutuhkannya.
Padang , 8 Desember 2013
Penulis
-
ii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK
KATA PENGANTAR .......................................................................................i
DAFTAR ISI ......................................................................................................ii
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................v
DAFTAR TABEL .............................................................................................ix
DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................x
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...............................................................................1
1.2 Tujuan ............................................................................................2
1.3 Manfaat ..........................................................................................2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gambar ..........................................................................................3
2.2 Gambar Teknik ..............................................................................3
2.2.1 Fungsi Gambar .....................................................................4
2.2.2 Garis .....................................................................................4
2.2.3 Proyeksi Gambar ..................................................................6
2.2.4 Toleransi ...............................................................................9
2.3 Proses Produksi ..............................................................................11
2.3.1 Proses Pengecoran (Casting Procces) .................................12
2.3.2 Proses Pembentukan (Forming Procces) .............................12
2.3.3 Proses Penyambungan (Joining Procces) ............................13
2.3.4 Metalurgi Serbuk (Powder Metallurgy) ...............................14
2.3.5 Proses Perakitan (Assembly Procces) ...................................15
2.3.6 Proses Perubahan Sifat Mekanik ..........................................15
2.3.7 Proses Polimer ......................................................................16
2.3.8 Proses Pemesinan ................................................................18
2.4 Klasifikasi Proses Pemesinan ........................................................18
2.4.1 Berdasarkan Gerak Relatif ...................................................18
2.4.2 Berdasarkan Jumlah Mata Pahat yang Digunakan ...............19
-
iii
2.4.3 Berdasarkan Orientasi Permukaan .......................................21
2.4.4 Berdasarkan Mesin yang Digunakan ....................................22
2.4.5 Berdasarkan Bentuk Pahat yang Digunakan ........................22
2.5 Elemen Dasar Proses Pemesinan ...................................................25
2.5.1 Proses Bubut (Turning) ........................................................26
2.5.2 Proses Freis (Milling) ...........................................................32
2.5.3 Proses Gurdi (Drilling) .........................................................38
2.5.4 Proses Sekrap (Shapping) .....................................................45
2.6 Pahat ...............................................................................................50
2.6.1 Bagian-Bagian Pahat ............................................................50
2.6.2 Bidang Pahat .........................................................................51
2.6.3 Mata Potong Pahat ................................................................51
2.6.4 Material Pahat .......................................................................52
2.6.5 Umur Pahat ...........................................................................57
2.7 Mekanisme Terbentuknya Geram ..................................................59
2.7.1 Teori Lama ...........................................................................60
2.7.2 Teori Baru .............................................................................60
2.8 Fluida Pendingin (Coolant) ...........................................................61
2.8.1 Fungsi Coolant .....................................................................61
2.8.2 Jenis-Jenis Coolant ...............................................................61
2.8.3 Cara Pemakaian ...................................................................63
2.8.4 Pemeliharaan Coolant ..........................................................65
2.9 Snei dan Tapping............................................................................65
2.9.1 Snei ........................................................................................66
2.9.2 Tapping .................................................................................67
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan yang digunakan ..............................................................69
3.1.1 Gambar Poros Bertingkat .....................................................69
3.1.2 Alat Bantu .............................................................................69
3.1.3 Kuas ......................................................................................70
3.1.4 Alat ukur ...............................................................................70
3.1.4.1 Jangka Sorong ..........................................................70
-
iv
3.1.4.2 Mistar .......................................................................70
3.1.4.3 Stopwatch .................................................................71
3.2 Skema Pembutan ............................................................................72
3.3 Proses Sawing ................................................................................71
3.3.1 Mesin Gergaji .......................................................................73
3.4 Proses Bubut .................................................................................73
3.4.1 Mesin Bubut .........................................................................73
3.4.2 Proses Pembuatan .................................................................74
3.4 Proses Pembuatan Ulir ...................................................................75
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Perhitungan ....................................................................................76
4.1.1 Proses Gergaji (Sawing) .......................................................76
4.1.2 Proses Bubut .........................................................................76
4.1.3 Proses Drilling ......................................................................84
4.2 Analisa Data ..................................................................................85
4.2.1 Analisis Proses Gergaji (Sawing) .........................................85
4.2.2 Analisis Proses Bubut ...........................................................87
4.2.3 Analisis Proses Drilling ........................................................88
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ...................................................................................89
5.2 Saran ..............................................................................................89
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
-
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Macam-Macam Garis dan Penggunaannya ......................................6
Tabel 2.2 Sudut Proyeksi Aksonometri ............................................................7
Tabel 2.3 Klasifikasi Proses permesinan Berdasarkan Jumlah Mata Pahat .....21
Tabel 2.4 Klasifikasi Proses Permesinan Berdasarkan Mesin Perkakas
yang Digunakan................................................................................22
Tabel 2.5 Perbedaan Up Milling dengan Down Milling ...................................36
Tabel 4.1 Perbandingan Hasil Praktikum dengan Teori Untuk Facing
Bagian Kiri .......................................................................................76
Tabel 4.2 Perbandingan Hasil Praktikum dengan Teori Untuk Silindrik
Bagian Kiri .......................................................................................80
Tabel 4.3 Perbandingan Hasil Praktikum dengan Teori Untuk Drilling ..........81
-
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Contoh Gambar ...........................................................................4
Gambar 2.2 Contoh Gambar Teknik ...............................................................4
Gambar 2.3 Garis Nyata ..................................................................................4
Gambar 2.4 Garis Gores ..................................................................................5
Gambar 2.5 Garis Bergores .............................................................................5
Gambar 2.6 Garis Bergores Ganda..................................................................5
Gambar 2.7 Contoh Gambar dengan Penggunaan Jenis-Jenis Garis ..............5
Gambar 2.8 Proyeksi Eropa.............................................................................8
Gambar 2.9 Proyeksi Amerika ........................................................................9
Gambar 2.10 Toleransi Secara Umum .............................................................10
Gambar 2.11 Sistem Suaian ..............................................................................10
Gambar 2.12 Bagan Proses Produksi ................................................................11
Gambar 2.13 Proses Pengecoran .......................................................................12
Gambar 2.14 Proses Pembentukan ....................................................................12
Gambar 2.15 Proses Penyambungan Mengelas ................................................13
Gambar 2.16 Penyambungan Pipa ....................................................................13
Gambar 2.17 Penyambungan Semi Permanen dengan Paku Keling .................14
Gambar 2.18 Contoh Produk Metalurgi Serbuk ................................................14
Gambar 2.19 Tahapan Proses Metalurgi Serbuk ...............................................15
Gambar 2.20 Proses Perakitan...........................................................................15
Gambar 2.21 Proses Heat Treatment ................................................................16
Gambar 2.22 Produk Hasil Surface Treatment .................................................16
Gambar 2.23 Melamin .......................................................................................17
Gambar 2.24 Contoh Produk Termoplastis .......................................................17
Gambar 2.25 Poduk Elastomer .........................................................................17
Gambar 2.26 Gerak Potong ...............................................................................18
Gambar 2.27 Gerak Makan ...............................................................................19
Gambar 2.28 Pahat Bermata Potong Tunggal ..................................................19
Gambar 2.29 Pahat Bermata Potong Jamak ......................................................20
Gambar 2.30 Pahat Bermata Potong Tak Hingga .............................................20
-
vi
Gambar 2.31 Baut..............................................................................................21
Gambar 2.32 Permukaan Berbentuk Perismatik ...............................................21
Gambar 2.33 Proses Bubut ................................................................................23
Gambar 2.34 Gerinda Silindrik .........................................................................23
Gambar 2.35 Electrical Discharge Machining .................................................24
Gambar 2.36 Proses Electro Chemical Machining (ECM) ...............................24
Gambar 2.37 Laser Beam Machining................................................................25
Gambar 2.38 Chemical Milling .........................................................................25
Gambar 2.39 Mesin Bubut ................................................................................27
Gambar 2.40 Pemotongan Bubut ......................................................................28
Gambar 2.41 Bubut Silindrik ............................................................................29
Gambar 2.42 Bubut Muka (Facing) ..................................................................29
Gambar 2.43 Bubut Alur ...................................................................................30
Gambar 2.44 Bubut Ulir ....................................................................................30
Gambar 2.45 Bubut Pemotongan(Cut Off) ........................................................31
Gambar 2.46 Proses Borring .............................................................................32
Gambar 2.47 Mesin Freis ..................................................................................32
Gambar 2.48 Freis Biasa ...................................................................................33
Gambar 2.49 Freis Samping .............................................................................34
Gambar 2.50 Proses Pemotongan ......................................................................34
Gambar 2.51 Freis Bentuk ................................................................................35
Gambar 2.52 Freis Ujung ..................................................................................35
Gambar 2.53 Proses Freis .................................................................................35
Gambar 2.54 Jenis Freis ....................................................................................37
Gambar 2.55 Mesin Gurdi .................................................................................39
Gambar 2.56 Mesin Gurdi Portabel ..................................................................40
Gambar 2.57 Mesin Gurdi Teliti .......................................................................40
Gambar 2.58 Mesin Gurdi Radial .....................................................................41
Gambar 2.59 Mesin Gurdi Tegak ......................................................................41
Gambar 2.60 Mesin Gurdi Spindle ....................................................................42
Gambar 2.61 Mesin Gurdi Turet .......................................................................42
Gambar 2.62 Penggurdi Kuntir .........................................................................43
-
vii
Gambar 2.63 Penggurdi Pistol Bergalur lurus...................................................43
Gambar 2.64 Penggurdi Khusus Untuk Lubang Besar .....................................44
Gambar 2.65 Mesin Shaping .............................................................................45
Gambar 2.66 Mesin Sekrap Meja ......................................................................48
Gambar 2.67 Mesin Sekrap (Shaping) ..............................................................48
Gambar 2.68 Bagian-Bagian Pahat ...................................................................50
Gambar 2.69 Bentuk Pahat Bubut .....................................................................52
Gambar 2.70 Pahat Baja Karbon .......................................................................53
Gambar 2.71 Pahat HSS ....................................................................................54
Gambar 2.72 Pahat Karbida ..............................................................................55
Gambar 2.73 Pahat Keramik .............................................................................56
Gambar 2.74 Pahat Berbahan Dasar CBN (Cubic Boron Nitrides) ..................56
Gambar 2.75 Pahat Berbahan Dasar Intan ........................................................57
Gambar 2.76 Pembentukan Geram Teori Lama ................................................60
Gambar 2.77 Pembentukan Geram Teori Baru .................................................60
Gambar 2.78 Pemakaian Coolant pada Mesin Pfauter......................................63
Gambar 2.79 Pahat Gurdi (Jenis End Mill) .......................................................64
Gambar 2.80 Pemakaian Coolant dengan Cara dikabutkan ..............................65
Gambar 2.81 Alat Snei ......................................................................................66
Gambar 2.82 Proses Snei ...................................................................................67
Gambar 2.83 Pahat Tapping ..............................................................................68
Gambar 2.84 Proses Tapping ............................................................................68
Gambar 3.1 Poros Bertingkat ..........................................................................69
Gambar 3.2 Ragum..........................................................................................69
Gambar 3.3 Kuas .............................................................................................70
Gambar 3.4 Jangka Sorong .............................................................................70
Gambar 3.5 Mistar ...........................................................................................71
Gambar 3.6 Stopwatch ....................................................................................71
Gambar 3.7 Flowchart Skema Pembuatan ......................................................72
Gambar 3.8 Mesin Gergaji ..............................................................................73
Gambar 3.9 Mesin Bubut ................................................................................73
Gambar 3.10 Proses Penggergajian ...................................................................74
-
viii
Gambar 3.11 Bubut Muka .................................................................................74
Gambar 3.12 Proses Turning .............................................................................75
Gambar 3.13 Proses Drill ..................................................................................75
Gambar 3.14 Proses Pembuatan Ulir ................................................................75
-
x
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A Analisis Proses
LAMPIRAN B Gambar Teknik Produk
LAMPIRAN C Lembar Asistensi
-
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembuatan suatu produk diawali dengan membuat desain produk.
Pembuatan desain tidak terlepas dari gambar teknik. Pada gambar teknik
informasi yang dibutuhkan dapat digambarkan secara mendetail, sehingga produk
dapat dibuat dengan mudah dan sesuai dengan desain yang dibuat. Adanya
gambar teknik akan memudahkan dalam melakukan proses produksi, dimana
dengan gambar teknik ini dapat direncanakan urutan proses yang diperlukan
dalam pembuatan produk tersebut. Proses produksi merupakan proses yang
digunakan untuk mengubah bahan mentah menjadi bahan setengah jadi ataupun
menjadi barang jadi. Proses produksi ini sangat besar manfaatnya dalam
kehidupan perindustrian khususnya pada pengolahan bahan mentah agar produk
yang dihasilkan sesuai dengan standar yang ada.
Salah satu jenis proses produksi adalah proses pemesinan. Proses
pemesinan bermanfaat dalam pengolahan bahan mentah dengan menggunakan
mesin perkakas yang memanfaatkan gerak relatif pahat. Pada proses pemesinan
digunakan beberapa mesin dengan karakteristik dan fungsi tertentu dalam
pembuatan produk. Jenis mesin ini perlu dipahami lebih dalam agar dapat
meminimalisir adanya produk cacat karena terjadinya kesalahan dalam
penggunakan alat.
Komponen yang dapat dibuat dengan menggunakan proses pemesinan
adalah poros bertingkat. Poros bertingkat ini memiliki banyak manfaat dalam
kehidupan sehari-hari salah satunya adalah sebagai penghubung antar komponen
pada mesin.
1.2 Tujuan
1. Mampu membaca dan menganalisa gambar teknik sedemikian sehingga
dapat menentukan mesin perkakas yang digunakan, merencanakan
urutan proses pemesinan dalam pembuatan suatu komponen, serta
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknolologi Produksi 2
menentukan kondisi pemotongan yang sesuai untuk spesifikasi geometri
yang diminta.
2. Mampu mengoperasikan mesin-mesin perkakas dan mengetahui
karakteristik mesin perkakas yang dipakai.
3. Mampu mempergunakan alat ukur untuk memeriksa kualitas produk yang
dibuat.
1.3 Manfaat
1. Dapat membaca dan menganalisis gambar teknik dengan baik, sehingga
dapat menentukan mesin perkakas yang digunakan dan urutan proses
pemesinan dalam membuat suatu produk.
2. Dapat mengoperasikan mesin perkakas dengan baik dan benar dalam
pembuatan produk.
3. Dapat menerapkan teori yang didapatkan dari perkuliahan proses
manufaktur.
-
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gambar
Gambar adalah wadah untuk menuangkan ide-ide.
Gambar 2.1 Contoh Gambar
2.2 Gambar Teknik
Gambar teknik adalah wadah untuk menuangkan ide-ide yang digunakan
oleh engineer.
Gambar 2.2 Contoh Gambar Teknik
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 4
2.2.1 Fungsi Gambar
Fungsi dari gambar sebagai berikut :
1. Menyampaikan informasi
Gambar mempunyai fungsi meneruskan maksud dari perancang dengan
tepat kepada orang-orang yang bersangkutan, kepada perancangan
proses, pembuatan, pemeriksaan, perakitan, dsb.
2. Penyimpanan, pengawetan, penggunaan atau dokumentasi
Gambar merupakan data teknis yang sangat ampuh, dimana teknologi
dari suatu perusahaan dipadatkan dan dikumpulkan.Oleh karena itu
gambar bukan saja diawetkan untuk mensuplai bagian-bagian produk
untuk diperbaiki, tetapi gambar juga diperlukan juga untuk disimpan
dan dipergunakan sebagai bahan informasi untuk rencana-rencana baru
di kemudian hari. Untuk itu diperlukan cara- cara penyimpanan,
modifikasi nomor urut gambar dan sebagainya.
3. Cara penyiapan informasi atau modifikasi
Dalam perencanaan, konsep abstrak yang melintas dalam pikiran
diwujudkan dalam bentuk gambar melalui proses. Pertama-tama
masalah dianalisa dengan gambar, kemudian gambar tersebut diteliti
dan dievaluasi. Proses ini dilakukan berulang-ulang, sehingga dapat
dihasilkan gambar yang sempurna. Sarjana teknik tanpa kemampuan
menggambar akan sulit dalam penyampaian keinginan, maupun dalam
menerangkan hal yang sangat penting.
2.2.2 Garis
Garis merupakan kumpulan dari titik-titik yang menyatu secara kontinu.
1. Garis nyata
Garis nyata adalah garis yang digunakan untuk mengambarkan bagian
yang tampak dari sebuah gambar.
______________________
Gambar 2.3 Garis Nyata
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 5
2. Garis gores
Garis gores adalah garis yang digunakan untuk menggambarkan bagian
yang ada dibelakang gambar.
---------------------------------
Gambar 2.4 Garis Gores
3. Garis bergores
Garis bergores adalah garis yang digunakan untuk menerangkan bahwa
gambar tersebut berbentuk silindrik atau titik sumbu dan simetri dari
suatu bidang.
Gambar 2.5 Garis Bergores
4. Garis bergores ganda
Garis bergores ganda adalah garis yang digunakan untuk bagian yang
berdampingan, batas-batas kedudukan benda yang bergerak dll.
Gambar 2.6 Garis Bergores Ganda
Gambar 2.7 Contoh Gambar dengan Penggunaan Jenis-Jenis Garis
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 6
Berikut merupakan tabel pembagian garis beserta fungsinya pada
gambar.
Tabel 2.1 Tabel Macam-macam Garis dan Penggunaannya
2.2.3 Proyeksi Gambar
Proyeksi gambar merupakan cara penyajian gambar 3D pada bidang datar
yang dipantulkan.
1. Proyeksi aksonometri
Jika sebuah benda disajikan dalam bentuk proyeksi ortogonal, hanya
sebuah bidang saja yang akan tergambar pada bidang proyeksi.
Seandainya bidang-bidang atau tepi-tepinya dimiringkan terhadap
bidang proyeksi, maka tiga muka dari benda itu akan terlihat serentak
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 7
Tabel 2.2 Sudut Proyeksi Aksonometri
a. Proyeksi isometri
Proyeksi isometri merupakan proyeksi dimana pandangan yang
dipilih dari objek diletakkan sedemikian rupa terhadap bidang
proyeksi dimana masing masing bidang membentuk sudut 30
dan skala yang digunakan pada setiap bidang adalah sama atau
sudut antara sumbu satu terhadap sumbu lainya 120
b. Proyeksi dimetri
Proyeksi dimetri adalah proyeksi gambar dimana skala
perpendekan dari dua sisi dan dua sudut dengan garis horizontal
sama
c. Proyeksi trimetri
Proyeksi trimetri adalah proyeksi dimana skala perpendekan dari
tiga sisi dan tiga sudut tidak sama
2. Proyeksi Miring
Proyeksi miring adalah semacam proyeksi sejajar, tetapi dengan garis-
garis proyeksinya miring terhadap bidang proyeksi. Pada proyeksi ini
permukaan depan dari benda sejajar dengan bidang proyeksi vertikal
kemudian tergambar seperti sebenarnya.
3. Proyeksi perspektif
Gambar perspektif adalah gambar yang serupa dengan gambar benda
yang dilihat dengan mata biasa, dan banyak dipergunakan dalam
bidang arsitektur. Jika antara benda dan titik penglihatan tetap
diletakkan sebuah bidang vertikal atau bidang gambar, maka pada
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 8
bidang gambar ini akan terbentuk bayangan dari benda tadi, bayangan
ini disebut gambar perspektif.
4. Proyeksi Orthogonal
1. Proyeksi sudut pertama (proyeksi eropa)
Proyeksi sudut pertama disebut juga proyeksi amerika.Proyeksi ini
terletak di kuadran pertama.Proyeksi Eropa ini merupakan proyeksi
yang letak bidangnya terbalik dengan arah pandangannya.
Gambar 2.8 Proyeksi Eropa
Keterangan :
P.A = Pandangan Atas
P.Ki = Pandangan Kiri
P.Ka = Pandangan Kanan
P.Ba = Pandangan Bawah
P.Be = Pandangan Belakang
2. Proyeksi sudut ketiga (proyeksi Amerika)
Proyeksi sudut ketiga disebut juga proyeksi amerika.Proyeksi ini
terletak di kuadran ketiga.Proyeksi Amerika merupakan proyeksi
yang letak bidangnya sama dengan arah pandangannya
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 9
Gambar 2.9 Proyeksi Amerika
Keterangan:
P.A = Pandangan Atas
P.Ki = Pandangan Kiri
P.Ka = Pandangan Kanan
P.Ba = Pandangan Bawah
P.Be = Pandangan Belakang
2.2.4 Toleransi
Toleransi adalah batas maksimum dan minimum yang diperbolehkan.
Untuk menghindari keraguan dan untuk keseragaman nilai toleransi
standar telah ditentukan oleh ISO/R286 (ISO System of Limits and Fits-
Sistim ISO untuk Limit dan Suaian). Toleransi standar ini disebut
Toleransi Internasional atau IT
Toleransi dibedakan menjadi 2 yaitu :
1. Toleransi linear
Toleransi linear merupakan toleransi dalam hal ukuran toleransi.
toleransi ukuran merupakan batas-batas penyimpangan ukuran yang di
perbolehkan pada suatu benda kerja sehingga benda kerja memiliki
fungsi tukar.
2. Toleransi sudut
Toleransi sudut merupakan toleransi dalam hal posisi dan betuk.
Toleransi posisi adalah penyimpangan posisi yang diizinkan terhadap
posisi yang digunakan sebagai patokan.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 10
Gambar 2.10 Toleransi secara Umum
Dua benda yang berhubungan mempunyai ukuran-ukuran yang
berbeda sebelum dirakit.Perbedaan ukuran yang diizinkan untuk suatu
pemakaian tertentu dari pasangan ini, disebut suaian. Tergantung dari
kedudukan masing-masing daerah toleransi dari lubang atau poros,
terdapat tiga jenis suaian, yaitu :
1. Suaian longgar (clearance fit)
2. Suaian pas ( transition fit)
3. Suaian paksa (interference fit)
Gambar 2.11 Sistem Suaian
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 11
2.3 Proses Produksi
Proses produksi adalah proses mengolah bahan baku menjadi bahan
setengah jadi atau bahan jadi untuk menambah nilai guna. Proses produksi
terdiri dari dua kata, yaitu proses dan produksi. Proses adalah metode
bagaimana sumber-sumber (manusia, mesin, material, energi, teknologi
informasi dan modal) yang dapat diubah menjadi suatu hasil yang
mempunyai nilai guna. Sedangkan produksi adalah suatu kegiatan yang
menciptakan atau menambah nilai guna suatu barang atau jasa.
Material Informasi (IT)
Manusia Modal Mesin
Metoda
Gambar 2.12 Bagan Proses Produksi
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses produksi adalah:
1. Modal(Capital)
Biaya yang diperlukan selama proses produksi berlangsung.
2. Manusia (Man)
Manusia sebagai operator dan pengontrol mesin yang dipakai pada
proses produksi.
3. Material (Material)
Bahan baku yang akan diubah dan diproses menjadi suatu produk.
4. Mesin (Machine)
Alat-alat yang digunakan dalam proses produksi.
5. Metode (Method)
Langkah langkah yang dilakukan selama proses produksi.
6. Informasi (Information)
Informasi yang diperlukan dalam proses produksi agar proses produksi
lebih efisien.
Proses produksi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa macam yaitu
proses pengecoran (Casting Process), Proses Pembentukan (Forming
Bahan Baku Proses Produksi Produk
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 12
Process), Proses Penyambungan (Joining Process), Proses Metalurgi
Serbuk (Powder Metallurgy), Proses Perakitan (Assembly Process), Proses
Perubahan Sifat Mekanik, Proses Polimer, Proses Pemesinan (Machining
Process).
2.3.1 Proses Pengecoran (Casting Process)
Proses pengecoran merupakan proses dengan memanaskan logam sampai
titik melting point, kemudian dimasukkan ke dalam cetakan, setelah dingin
dikeluarkan, sehingga terbentuklah produk.
Gambar 2.13 Proses Pengecoran
2.3.2 Proses Pembentukan (Forming Process)
Proses pembentukan merupakan proses produksi dengan cara memberi
gaya pada material dengan atau tanpa cetakan sehingga terjadi deformasi
plastis dan terbentuk produk yang diinginkan.
Gambar 2.14 Proses Pembentukan
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 13
2.3.3 Proses Penyambungan (Joining Process)
Proses penyambungan adalah proses produksi yang menggabungkan dua
material atau lebih dengan atau tanpa menggunakan material penyambung
menjadi suatu produk.
Proses penyambungan dikelompokkan menjadi 3 berdasarkan base dan fill
1. Penyambungan Tetap
Penyambungan permanen adalah penyambungan yang apabila
dipisahkan akan dapat merusak material utama dan material
penyambung. Contoh: penyambungan pada pengelasan, patri, solder,
dan lain-lain.
Gambar 2.15 Proses Penyambungan Mengelas
2. Pemyambungan Tidak Tetap
Penyambungan Non Permanen adalah penyambungan yang dapat
dipisahkan kembali dan tidak merusak komponennya.Contoh:
penyambungan pipa seperti pada contoh dibawah ini.
Gambar 2.16 Penyambungan Pipa
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 14
3. Penyambungan Semi Permanen.
Penyambungan semi permanen adalah proses penyambungan yang
apabila dipisahkan tidakakan merusak material utama, contohnya
penyambungan dengan menggunakan soldier dan paku keling.
Gambar 2.17 Penyambungan Semi Permanen dengan Paku Keling
2.3.4 Proses Metalurgi Serbuk (Powder Metallurgy)
Proses metalurgi serbuk adalah proses produksi dengan menggunakan
serbuk logam di tekan (press) didalam cetakan kemudian dipanaskan
hingga suhu dibawah titik melting dan dikeluarkan dari cetakan sehingga
menghasilkan produk yang diinginkan.
Gambar 2.18 Contoh Produk Metalurgi Serbuk
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 15
Gambar 2.19 Tahapan Proses Metalurgi Serbuk
2.3.5 Proses Perakitan (Assembly Process)
Proses perakitan adalah proses produksi yang menggabungkan dua
komponen atau lebih sehingga menjadi suatu produk. Perakitan berbeda
dengan penyambungan, proses penyambungan merupakan penyambungan
komponen secara keseluruhan, sedangkan proses perakitan sudah pasti
menghasilkan produk dan masing-masingnya sudah mempunyai fungsi
tertentu.
Gambar 2.20 Proses Perakitan
2.3.6 Proses Perubahan Sifat Mekanik
Proses perubahan sifat mekanik adalah proses produksi untuk mengubah
sifat-sifat mekanik pada material sehingga terbentuk sifat baru.
Proses perubahan sifat mekanik terbagi 2 yaitu :
1. Heat Treatment
Merupakan suatu proses perlakuan thermal pada seluruh bagian logam
bertujuan untuk mendapatkan sifat mekanik yang diinginkan dengan
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 16
cara merubah sifat mekanik dengan menerima beban dari seluruh
permukaan.
Gambar 2.21 Proses Heat Treatment
2. Surface Treatment
Merupakan proses produksi yang merubah sifat mekanik dengan
permukaan saja yang menerima beban utama tanpa mengubah sifat
mekanik secara keseluruhan, karena perubahan yang dilakukan hanya
pada bagian yang terkena beban yaitu pada permukaan.
Gambar 2.22 Produk Hasil Surface Treatment
2.3.7 Proses Polimer
Proses polimer adalah proses produksi dengan menggunakan polimer
sebagai material. Polimer adalah gabungan dari monomer-monomer yang
membentuk ikatan hidrokarbon.
Jenis-jenis polimer adalah sebagai berikut
1. Termosetting
Merupakan polimer yang tahan terhadap panas
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 17
Contoh : Melamin.
Gambar 2.23 Melamin
2. Termoplastis
Merupakan polimer yang tidak tahan terhadap panas.
Gambar 2.24 Contoh Produk Termoplastis
3. Elastomer
Merupakan polimer yang elastis
Contoh : ban
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 18
Gambar 2.25 Produk Elastomer
2.3.8 Proses Pemesinan (Machining Process)
Proses pemesinan merupakan proses produksi yang menggunakan mesin
perkakas dengan memanfaatkan gerak relatif pahat dengan benda kerja
sesuai dengan spesifikasi geometrik sehingga dihasilkan produk dengan
material sisa berupa geram.
2.4 Klasifikasi Proses Pemesinan
Proses pemesinan dapat diklasifikasikan berdasarkan gerak relatif, jumlah
mata pahat yang digunakan, orientasi permukaan, berdasarkan mesin yang
digunakan, dan berdasarkan bentuk pahat yang digunakan.
2.4.1 Berdasarkan Gerak Relatif
1. Gerak potong (cutting movement)
Merupakan gerak relatif antara pahat dan benda kerja sehingga
menghasilkan permukaan baru pada benda kerja.
Gambar 2.26 Gerak Potong
2. Gerak makan (feeding movement)
Merupakan gerak relatif antara pahat dan benda kerja sehingga
menyelesaikan permukaan baru.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 19
Gambar 2.27 Gerak Makan
2.4.2 Berdasarkan Jumlah Mata Pahat yang Digunakan
1. Pahat bermata potong tunggal (single point cutting tools)
Berdasarkan jumlah mata pahat yang digunakan yaitu mata pahat
tunggal, digunakan pada mesin bubut dan sekrap.
Gambar 2.28 Pahat bermata potong tunggal
2. Pahat bermata potong jamak (multiple point cutting tools)
Berdasarkan jumlah mata pahat yang digunakan yaitu mata pahat
tunggal, digunakan pada mesin freis dan gurdi.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 20
Gambar 2.29 Pahat bermata potong jamak
3. Pahat bermata potong tak hingga
Gambar 2.30 Pahat bermata potong tak hingga
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 21
Tabel 2.3 Klasifikasi Proses Pemesinan Berdasarkan Jumlah Mata Pahat
No Jenis Proses Jumlah Mata Pahat
1 Proses Bubut (Turning) Tunggal
2 Proses Gurdi (Drilling) Jamak
3 Proses Sekrap (Shapping) Tunggal
4 Proses freis(Milling) Jamak
6 Proses Koter/ pelebaran lubang
(boring)
Jamak
7 Proses Gerinda
(Grinding)
Tak hingga
2.4.3 Orientasi Permukaan
Berdasarkan orientasi permukaan, proses pemesinan dapat diklasifikasikan
menjadi dua macam yaitu :
1. Permukaan berbentuk silindrik/konis
Gambar 2.31 Baut
2. Permukaan berbentuk perismatik
Gambar 2.32 Permukaan Berbentuk Perismatik
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 22
2.4.4 Berdasarkan Mesin yang Digunakan
Berikut merupakan klasifikasi proses pemesinan berdasarkan mesin
perkakas yang digunakan. Dalam proses pemesinan perlu diketahui
terlebih dahulu mesin apa yang seharusnya kita gunakan berdasarkan jenis
proses pemesinan yang akan dilakukan.
Tabel 2.4 Klasifikasi Proses Permesinan Berdasarkan Mesin perkakas yang Digunakan
Jenis Proses Mesin yang digunakan
1. Proses Bubut (turning)
2. Proses Gurdi (drilling)
3. Proses Sekrap (shaping,planning)
4. Proses Freis (milling)
5. Proses Gergaji (sawing)
6. Proses Koter/ pelebaran lubang
(boring)
7. Proses Parut (broaching)
8. Proses Gerinda (grinding)
9. Proses Asah (honing)
10. Proses Asah halus (lapping)
11. Proses Asah super halus (super
finishing)
12.Proses Kilap (polishing &
buffing)
1. Mesin bubut (lathe)
2. Mesin gurdi (drilling machine)
3. Mesin sekrap (shaping
machine, planning machine)
4. Mesin freis (freis machine)
5. Mesin gergaji (sawing
machine)
6. Mesin koter (boring machine)
7. Mesin parut (broaching machine)
8.Mesin gerinda (grinding
machine)
9. Mesin asah (honing machine)
10. Mesin asah (lapping machine)
11. Mesin asah super halus ( super
mirror finishing)
12. Mesin pengkilap (polisher &
buffer)
2.4.5 Berdasarkan Bentuk Pahat yang Digunakan
Berdasarkan bentuk pahat yang digunakan, proses pemesinan dibagi
menjadi 3 yaitu :
1. Konvensional
Proses ini merupakan proses pemesinan untuk mengubah suatu produk
dengan menggunakan pahat dalam proses pemotongannya.
Contohnya : proses bubut, freis, dan sekrap.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 23
Gambar 2.33 Proses Bubut
2. Abrasif
Proses ini merupakan proses penggunaan alat yang abrasif untuk
menghasilkan sebuah permukaan yang baik.
Contohnya : gerinda silindrik, gerinda datar dan lain-lain.
Gambar 2.34 Gerinda Silindrik
3. Non Konvensional
Proses non konvensional merupakan suatu proses pemesinan yang
tidak menggunakan mata pahat sebagai mata potong untuk
pemotongan logamnya dan fungsi pahat potong digantikan dengan
adanya energi lain.Contohnya pemanfaatan energi listrik, bahan kimia,
dan tekanan air.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 24
Contoh dari proses non konvensional antara lain :
a. Electrical Discharge Machining (EDM)
Electrical-Discharge Machining merupakan suatu proses
pemesinan yang memanfaatkan beda potensial dan larutan
elektrolik untuk memotong logam.
Gambar 2.35 Electrical Discharge Machining(EDM)
b. Elektro Chemical Machining (ECM)
Electrochemical Machining merupakan suatu proses pemesinan
yang memanfaatkan perbedaan potensial untuk memotong logam.
Gambar 2.36 Proses Elektro Chemical Machining(ECM)
c. Laser Beam Machining.
Laser Beam Machining merupakan suatu proses pemesinan yang
menggunakan energi laser untuk pemotongan logam.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 25
Gambar 2.37 Laser Beam Machining
d. Chemical Milling
Chemical Milling merupakan suatu proses produksi yang
menggunakan reaksi kimia untuk pemotongan logam
Gambar 2.38 Chemical Milling
2.5 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
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 26
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.
Lima elemen dasar proses permesinan,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.
2.5.1 Proses Bubut ( Turning )
Proses bubut adalah proses pemesinan untuk menghasilkan bagian-bagian
mesin berbentuk silindris yang dikerjakan dengan menggunakan mesin
bubut. 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 paghat
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 Spindle .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
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 27
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/(r)).
Gambar 2.39 Mesin Bubut
Bagian-bagian dari mesin bubut :
a. Spindle revolves merupakan lubang tempat pemasangan
pencekam/chuck.
b. Headstock merupakan tempat diletakkannya spindle dan gear box.
c. Tool Post adalah tempat untuk memasang pahat.
d. Feed change gear box merupakan pengatur untuk gerak makan dan
kecepatan potong
e. Lead screw gunanya untuk menggerakkan kereta saat melakukan proses
bubut untuk pembuatan ulir.
f. Carriage sebagai pembawa pahat yang melakukan gerak translasi untuk
melakukan gerak makan.
g. Gearbox adalah tempat lengan pengatur.
h. Bed merupakan tempat landasan mesin sebagai peredam getaran pada
mesin
i. Power unit merupakan kontrol untuk menghidupkan dan mematikan
mesin.
j. Feedrod merupakan poros penghubung untuk gerak makan.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 28
k. Tailstock merupakan kepala lepas tempat letak center dan digunakan
tempat pahat untuk drilling.
Kondisi pemotongan proses bubut dapat dilihat pada Gambar yang
ditentukan sebagai berikut :
Benda kerja :
d0 = Diameter mula-mula ; mm.
dm = Diameter akhir ; mm.
lt = Panjang proses pemesinan ; mm
Pahat :
kr= Sudut potong utama
o= Sudut geram
Mesin bubut :
a = Kedalaman potong ; mm.
f = Gerak makan ; mm/rev.
n = Putaran poros utama (benda kerja) ; r/mm.
Gambar 2.40 Pemotongan Bubut
Jenis perasi bubut berdasarkan posisi benda kerja yang akan dibuat pada
mesin bubut, ada beberapa proses bubut yaitu :
1. Bubut silindris (Turning)
Untuk memotong permukaan benda kerja dengan kedalaman tertentu
yang mana hasilnya berbentuk silindris.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 29
Gambar 2.41 Bubut Silindrik
2. Pengerjaan tepi / bubut muka (Facing)
Pengerjaan tepi adalah apabila permukaan harus dipotong pada
pembubut. Benda kerja biasanya dipegang pada plat muka atau dalam
pencekam. Tetapi bisa juga pengerjaan tepi dilakukan dengan benda
kerja diantara kedua pusatnya. Karena pemotongan tegak lurus terhadap
sumbu putaran maka kereta luncur harus dikunci pada bangku
pembubut untuk mencegah gerakan aksial.
Gambar 2.42 Bubut Muka (Facing)
3. Bubut Alur (Grooving)
Alur (grooving) pada benda kerja dibuat untuk memberi kelonggaran
ketika memasangkan dua buah elemen mesin, membuat baut dapat
bergerak penuh, dan memberi jarak bebas pada proses gerinda terhadap
suatu poros.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 30
Gambar 2.43 Bubut Alur
4. Bubut Ulir (Threading)
Biasanya pembuatan ulir dengan mesin bubut dilakukan apabila hanya
sedikit ulir yang harus dibuat atau dibuat bentuk khusus. Bentuk ulir
didapatkan dengan menggerinda pahat menjadi bentuk yang sesuai
dengan menggunakan gage atau plat pola.
Gambar 2.44 Bubut Ulir
5. Pemotongan (Cut-Off)
Bisa digunakan untuk memotong benda kerja yang berbentuk silindrik.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 31
Gambar 2.45 Bubut Pemotongan (Cut-Off)
6. Meluaskan lubang (Boring)
Proses ini biasanya digunakan untuk menambah diameter lubang yang
telah dibuat.
Gambar 2.46 Proses Boring
Elemen Dasar Proses Bubut
a. Kecepatan potong (Cutting speed )
Vc =1000
.. nd ; m/min
Dimana, d = diameter rata-rata ,yaitu
d = (do + dm)/2 ; mm
b. Kecepatan makan (feeding speed)
Vf = f.n ; mm/min.
c. Waktu pemotongan (depth of cut)
tc = lt / Vf ; min.
d. Kedalaman potong (cutting time)
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 32
a = ( dm do ) / 2 ; mm
e. Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal)
Z = A .V ; A = f . a ; mm2
Z = f . a . Vc ; cm3/min
2.5.2 Proses Freis ( Milling )
Proses freis adalah suatu proses permesinan yang 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.
Gambar 2.47 Mesin Freis
Bagian-bagian mesin freis :
a. Lengan untuk kedudukan penyongkong obor
b. Penyongkong obor
c. Tunas untuk mengerakan meja secara otomatis
d. Nok pembatas, untuk membatasi jarak gerakan otomatis meja
e. Meja mesin, tempat untuk memasang benda kerja dengan
perlengkapan mesin
f. Engkol untuk mengerakan meja dalam arah memanjang
g. Tuas untuk mengunci meja
h. Baut menyetel, untuk menghilangkan getaran meja
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 33
i. Engkol untuk menggerakan lutut dalam arah melintang.
j. Engkol untuk menggerakan lutut dalam arah tegak
k. Tuas untuk mengunci meja
l. Tabung pendukung dengan batang ulir, untuk mengatur tinggi meja
m. Lutut untuk kedudukan alas meja
n. Tuas untuk mengunci sadel
o. Alas meja, tempat kedudukan untuk meja
p. Tuas untuk merubah kecepatan motor listrik
q. Engkol meja
r. Tuas untuk menentukan besarnya putaran spindle/pisau frais
s. Tuas untuk mengatur angka-angka kecepatan spindle/pisau frais
t. Tiang, untuk mengantar turun naiknya meja
u. Spindle, untuk memutarkan arbor dan pisau frais
v. Tuas untuk menjalankan spindle
Jenis pemotongan pada mesin freis adalah sebagai berikut :
1. Pemotong freis biasa
Merupakan sebuah pemotong berbentuk piringan yang hanya memiliki
gigi pada sekelilingnya.
Gambar 2.48 Freis Biasa
2. Pemotong freis samping.
Pemotong ini mirip dengan pemotong datar kecuali bahwa giginya
berada di samping.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 34
Gambar 2.49 Freis Samping
3. Pemotong gergaji pembelah logam.
Pemotong ini mirip dengan pemotong freis datar atau samping kecuali
bahwa pembuatannya sangat tipis, biasanya 5 mm atau kurang.
Gambar 2.50 Proses Pemotongan
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.
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, dan sebagainya.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 35
Gambar 2.51 Freis Bentuk
6. Pemotong proses ujung.
Pemotong ini mempunyai poros integral untuk menggerakkan dan
mempunyai gigi dikeliling dan ujungnya.
Gambar 2.52 Freis Ujung
Gambar 2.53 Proses Freis
Pengelompokan ini berdasarkan posisi dari spindle mesin tersebut, antara
lain:
1. Freis tegak (Face Milling)
Pada freis tegak antara sumbu pahat dan benda kerja tegak lurus.
2. Freis datar (Slab Milling)
Pada freis datar antara sumbu pahat dan benda kerja sejajar.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 36
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.
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.
Tabel 2.5 Perbedaan Up Milling dengan Down Milling
No. Up milling Down milling
1 Gerak pahat berlawanan dengan gerak benda kerj
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 dihasilkan besar
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 37
Gambar 2.54 Jenis Freis
Beberapa parameter yang dapat diatur pada mesin freis adalah putaran
spindle (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
.. nd ; m/min
2. Gerak makan pergigi
fz = Vf / (z n) ; mm/(gigi)
3. Waktu pemotongan
tc = lt / Vf ; min
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 38
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 pengakhiran ; mm
4. Kecepatan menghasilkan geram
Z = 1000
.. waV f ; cm3 /min
2.5.3 Proses Gurdi (Drilling )
Proses gurdi adalah roses gurdi adalah proses pemesinan yang paling
sederhana di antara proses pemesinan yang lain. Biasanya di bengkel
atau workshop proses ini dinamakan proses bor, walaupun istilah ini
sebenarnya kurang tepat. Proses gurdi dimaksudkan sebagai proses
pembuatan lubang bulat dengan menggunakan mata bor (twist drill).
Sedangkan proses bor (boring) adalah proses meluaskan/memperbesar
lubang yang bisa dilakukan dengan batang bor (boring bar) yang tidak
hanya dilakukan pada mesin gurdi, tetapi bisa dengan mesin bubut,
mesin freis, atau mesin bor.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 39
Gambar 2.55 Mesin Gurdi
Bagian-bagian mesin gurdi
a. Drilling head sebagai kepala drilling tempat gear box
b. Spindle merupakan lubang tempat memasang pencekam
c. Arm merupakan lengan untuk mengatur center pahat pada benda
kerja
d. Base merupakan dasar mesin
e. Table merupakan meja meletakkan benda kerja
f. Handle feeding merupakan handle untuk megatur kecepatan makan
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)
Pengelompokan Mesin Gurdi
Mesin gurdi dapat dikelompokkan berdasarkan konstruksinya :
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 40
a. Mesin gurdi portabel / mampu bawa
Gambar 2.56 Mesin Gurdi Portabel
b. Mesin penggurdi teliti :
a. pasangan bangku
b. pasangan lantai
Gambar 2.57 Mesin Gurdi Teliti
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 41
c. Mesin penggurdi radial
Gambar 2.58 Mesin Gurdi Radial
d. Mesin penggurdi tegak :
1) tugas ringan
2) tugas berat
3) mesin penggurdi kelompok
Gambar 2.59 Mesin Gurdi Tegak
e. Mesin penggurdi spindle jamak :
1) unit tunggal
2) jenis jalan
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 42
Gambar 2.60 Mesin Gurdi Spindle
f. Mesin penggurdi turet
Gambar 2.61 Mesin Gurdi Turet
g. Mesin penggurdi produksi otomatis :
1) meja pengarah
2) jenis jalan
h. Mesin penggurdi di lubang dalam.
Ada tiga jenis pahat dari mesin gurdi, yaitu :
1. Penggurdi Puntir (Twist Drill)
Penggurdi puntir merupakan penggurdi dengan dua galur dan dua
tepi potong.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 43
Gambar 2.62 Penggurdi Puntir
2. Penggurdi Pistol (gundrill)
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 2.63 Penggurdi pistol bergalur lurus.
3. Penggurdi Khusus
Penggurdi khusus digunakan untuk menggurdi lubang yang lebih
besar yang tidak dapat dilakukan oleh penggurdi puntir.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 44
Gambar 2.64 Penggurdi Khusus Untuk Lubang Besar
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
= 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
.. nd
; m/min
2. Gerak makan permata potong:
fz =nz
V f
. ; mm/gigi
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 45
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
.. 2 fVd
; cm3/m
2.5.4 Proses Sekrap ( Shaping )
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.
Gambar 2.65 Mesin Shaping
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 46
Bagian-bagian pada mesin sekrap
Keterangan gambar:
1. Tool post/head merupakan pemegang pahat
2. Deep feeding handle merupakan pengatur kedalaman makan
3. Movement wheel merupakan pengatur gerak meja
4. Vise sebagai pengapit benda kerja
5. Base dasar mesin
6. Worktable/Meja kerja sebagai tempat meletakkan benda kerja
7. Ram penggerak tool
Mesin sekrap pada umumnya digunakan untuk :
a. perataan permukaan
b. alur spiral
c. batang gigi
d. celah T, dan lain-lain.
Pengelompokkan Mesin Sekrap
Mesin sekrap dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1. Pemotong dorong- horizontal
1. Biasa (pekerjaan produksi)
2. Universal (pekerjaan ruang perkakas)
2. Pemotong tarik- horizontal
3. Vertikal
1. Pembuat celah (slotter)
2. Pembuat dudukan pasak (key skater)
Jenis-Jenis Mesin Sekrap
a. 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
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 47
digerakkan menyilang atau vertikal dengan atau tanpa pengerak
daya.
b. 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.
c. 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. Benda kerja yang akan di
mesin ditumpu pada meja putar yang memiliki gerakan putar
tambahan gerak untuk mesin biasa.
Mesin sekrap terbagi dua macam, yaitu:
1. Mesin Sekrap Meja (planner)
Pada sekrap meja, meja bergerak bolak-balik sedangkan pahat diam
seperti pada gambar 2.66
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 48
Gambar 2.66 Mesin Sekrap Meja
2. Mesin Sekrap (shaping)
Pada mesin sekrap biasa pahat bergerak bolak-balik, sedangkan
benda kerja diam, seperti pada gambar 2.67
Gambar 2.67 Mesin Sekrap(Shaping)
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 49
Proses yang biasa dilakukan pada mesin sekrap (pahat bermata potong
tunggal yang melakukan gerak potong (shaping) atau gerak
makan(planning), kedua gerakan tersebut berupa translasi bertahap).
Proses ini terbagi sebagai berikut:
1. Sekrap (shaping)
2. Sekrap meja (planning)
3. Sekrap alur (sloting)
Beberapa parameter yang dapat dihitung pada proses sekrap adalah:
Pada Benda Kerja :
lw = Panjang pemotongan benda kerja ; mm
Lv = Langkah pengawalan ; mm
Ln = Langkah Pengakhiran ; mm
Lt = Panjang Pemesinan
= lv + lw + ln ; mm
W = Lebar pemotongan benda kerja ; mm
Mesin Sekrap :
f = gerak makan ; mm/langkah
A = kedalaman potong ; mm
Np = jumlah langkah per menit ; langkah/min
Rs = perbandingan kecepatan ;
= Vm = Kecepatan Maju< 1
Vf Kecepatan Mundur
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
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 50
4. Waktu pemotongan :
tc = w / Vf ; min
2.6 Pahat
Pahat merupakan alat pemotong pada proses pemesinan. Selain itu pahat
berfungsi sebagai pembentuk dari geometri benda kerja yang diinginkan,
pahat dibedakan atas tiga pokok yaitu : elemen, bidang aktif, dan mata
potong pahat, sehingga secara lebih rinci bagian-bagiannya dapat
didefenisikan. Dengan mengetahui defenisinya maka berbagai jenis pahat
yang digunakan dalam proses pemesinan dapat dikenal dengan lebih baik.
2.6.1 Bagian bagian Pahat
Gambar 2.68 Bagian-bagian Pahat
Bagian-bagian pahat terdiri dari :
1. Badan
Bagian pahat yang dibentuk menjadi mata potong atau tempat untuk
sisipan pahat
2. Pemegang/gagang
Bagian pahat untuk dipasangkan pada mesin perkakas. Bila bagian ini
tidak ada, maka fungsinya digantikan oleh lubang pahat
3. Sumbu pahat
Garis maya yang digunakan untuk mendefinisikan geometri pahat
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 51
4. Dasar (base)
Bidang rata pada pemegang untuk meletakkan pahat sehingga
mempermudah proses pembuatan, pengukuran maupun pengasahan
pahat.
5. Lubang pahat (tool bare)
Lubang pada pahat melalui mata pahat dipasang pada poros utama
(Spindle) atau poros pemegang dari mesin perkakas. Umumnya
dipunyai oleh pahat freis.
2.6.2 Bidang Pahat
1. Bidang geram (A , Face)
Merupakan bidang diatas dimana geram mengalir
2. Bidang utama (A , Principal/Major Flank)
Merupakan 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 (A Auxiliary/Minor Flank)
Merupakan bidang yang menghadap permukaan terpotong dari benda
kerja. Karena adanya gaya pemotongan, sebagian kecil bidang bantu
akan terdeformasi dan menggesek permukaan benda kerja yang telah
terpotong /dikerjakan. Untuk pahat freis selubung tidak diperlukan
bidang bantu.
2.6.3 Mata Potong Pahat
1. Mata potong utama (S, principal / mayor cutting edge)
Mata potong utama adalah garis perpotongan antar bidang geram
dengan bidang utama.
2. Mata potong bantu (S, auxiliary / minor cutting edge)
Mata potong bantu adalah garis perpotongan antara bidang geram
dengan bidang bantu.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 52
Gambar 2.69 Bentuk Pahat Bubut
2.6.4 Material Pahat
Proses pembentukan geram dengan cara pemesinan berlangsung, dengan
cara mempertemukan dua jenis material. Untuk menjamin kelangsungan
proses ini maka jelas diperlukan material pahat yang lebih unggul daripada
material benda kerja. Keunggulan tersebut dapat dicapai karena pahat
dibuat dengan memperhatikan berbagai segi, yaitu :
1. Kekerasan yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja
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 :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
pemotong
5. Daya larut elemen/komponen material pahat yang rendah untuk
memperkecil laju keausan akibat mekanisme difusi.
Berdasarkan material pahat dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
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
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 53
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).
Gambar 2.70 Pahat Baja Karbon
2. HSS (High Speed 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 perlakuan 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,
dan sekrap.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 54
Gambar 2.71 Pahat HSS
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 :
a. 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.
b. Chromium (Cr)
Menaikkan hardenability dan hot hardness. Crom merupakan
elemen pembentuk karbida akan tetapi Crom menaikkan
sensitivitas terhadap over heating.
c. Vanadium (V)
Menurunkan sensitiviitas terhadap over heating serta
menghaluskan ukuran butir. Juga merupakan elemen pembentuk
karbida.
d. 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, senhingga mampu menahan beban kejut. Kejelekannya adalah
lebih sensitif terhadap over heating hangusnya ujungujung yang
runcing seewaktu dilakukan proses Heat treatment.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 55
e. Cobalt (Co)
Bukan elemen pembentuk karbida. Ditambahkan dalam HSS untuk
menaikkan Hot hardness dan tahanan keausan. Ukuran butir
menjadi lebih halus sehingga ujung ujung yang runcing tetap
terpelihara selama heat treatment pada temperatur tinggi.
3. Karbida
Karbida adalah 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 koefesien
muai setengah dari baja dan konduktivitas panas sekitar dua sampai
tiga kali konduktifitas panas HSS.
Gambar 2.72 Pahat Karbida
Ada 3 jenis utama pahat karbida sisipan yaitu :
a. Karbida tungsten (campuran WC dan Co)
b. Karbida tungsten paduan
c. Karbida lapis (Coated Cemented Carbides
4. 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.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 56
Gambar 2.73 Pahat Keramik
5. 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.
Gambar 2.74 Pahat Berbahan Dasar CBN (Cubic Boron Nitrides)
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 57
6. Intan
Merupakan pahat potong yang sangat keras yang merupakan hasil
proses sintering 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.
Gambar 2.75 Pahat Berbahan Dasar Intan
2.6.5 Umur Pahat
Keausan pahat akan tumbuh atau membedar dengan bertambahnya waktu
pemotongan sampai pada suatu saat pahat yang bersangkutan dianggap
tidak dapat digunakan lagi karena telah ada tanda-tanda tertentu yang
menunjukkan bahwa umur pahat telah habis.Semakin besar
keausan/kerusakan yang diderita pahat maka kondisi pahat akan semakin
krits. Jika pahat tersebut masih tetap digunakan maka pertumbuhan
keausan akan semakin cepat dan pada suatu saat ujung pahat sama sekali
akan rusak. Keausan pahat akan menimbulkann efek samping yaitu:
a. Kenaikan gaya potong
b. Getaran/chatter
c. Penurunan kehalusan permukaan hasil pemesinan
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 58
d. Perubahan dimensi/geometri produk
Umur pahat berdasarkan rumus Taylor,
VcTn = Ctvb f-pa-q
Keterangan :
Vc = kecepatan potong ; m/min.
Ctvb = konstanta keausan.
Tn = Umur Pahat
f = Gerak Makan
a = Kedalaman Potong
Berdasarkan rumus Taylor yang mempengaruhi umur pahat adalah:
1. Terutama oleh kecepatan potong
Sehingga untuk setiap kombinasi pahat dan benda kerja ada suatu
kecepatan potong moderat sehingga umur pahat jadilebih lama.
(misal:pahat HSS dengan material baja,kecepatan potong moderat
sekitar 20 m/min).
2. Material yang dipakai (faktor n)
3. Gerak makan (f) dan kedalaman makan (a)
Keausan pada pahat sering kali terjadi karena adanya keausan secara
bertahap membesar pada bidang aktif pahat.
Berikut macam-macam keausan pahat berdasarkan tempat terjadinya:
1. Keausan kawah (crater wear) - Terjadi pada bidang geram.
2. Keausan tepi (flank wear) - Terjadi pada mata potong utama
3. Keausan ujung - Disebabkan karena kedalaman makan yang berlebihan.
Berikut macam-macam penyebab terjadinya keausan pada pahat
1. Keausan adhesive ( Adhesive wear)
Terjadi bila kontak permukaan dari dua material atau lebih
mengakibatkan adanya perlekatan satu sama lainnya (adhesive) serta
deformasi plastis dan pada akhirnya terjadi pelepasan / pengoyakan
salah satu material.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 59
2. Proses Abrasif
a. Adanya partikel yang keras pada benda kerja yang menggesek
bersama aliran material benda kerja pada bidang geram dan bidang
utama pahat.
b. Penyebab keausan pahat dan tepi
c. Pada pahat HSS, proses abrasif dominan pada kecepatan potong
rendah (10-20 m/min)
d. Pada pahat karbida, proses abrasif tidak dominan karena pahat
karbida yang sangat keras.
3. Gouging
Keausan ini terjadi akibat interaksi permukaan dimana permukaan yang
mengalami beban berulang akan mengarah pada pembentukan retak-
retak mikro. Retak-retak mikro tersebut pada akhirnya menyatu dan
menghasilkan pengelupasan material.
4. Proses Difusi
a. Perpindahan atom metal dari daerah konsentrasi tinggi ke
konsentrasi rendah karena material pengikat melamah pada
temperatur yang tinggi.
b. Pada HSS , atom Fe dan C terdifusi sehingga Fe3C terkelupas
c. Pada pahat karbida Co sebagai pengikat karbida terdifusi
d. Penyebab keausahan kawah
5. Keausan Oksidasi/Korosif (Corrosive wear)
Proses kerusakan dimulai dengan adanya perubahan kimiawi material di
permukaan oleh faktor lingkungan.
6. Keausan Erosi ( Erosion wear )
Proses erosi disebabkan oleh gas dan cairan yang membawa partikel
padatan yang membentur permukaan material. Jika sudut benturannya
kecil, keausan yang dihasilkan analog dengan abrasif.
2.7 Mekanisme Terbentuknya Geram
Mekanisme terbentuknya geram ada dua teori yaitu teori lama dan teori
baru.
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 60
2.7.1 Teori Lama
Geram terbentuk dari retak mikro (micro crack) tepat pada ujung mata
pahat pada awal proses pemotongan. Ketika tekanan dari pahat semakin
bertambah maka retak akan mengalir ke depan hingga akhirnya sisa
pemotongan muncul yang disebut dengan geram
Gambar 2.76 Pembentukan Geram Teori Lama
2.7.2 Teori Baru
Tekanan yang diberikan pahat kepada beban kerja menimbulkan tegangan
pada benda kerja. Jika tegangan ini lebih bedar dari keuletan benda kerja
maka akan terjadi deformasi plastis yang jika terus berlanjut akan
membuat bagian benda kerja terpisah. Bagian benda kerja yang terpisah
inilah yang disebut dengan geram.
Gambar 2.77 Pembentukan Geram Teori Baru
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 61
2.8 Fluida Pendingin (Coolant)
Fluida pendingin (coolant) merupakan cairan yang digunakan dalam
proses pemesinan.Cairan pendingin perlu dipilih sesuai dengan jenis
pekerjaan yang dilakukan dengan mesin perkakas. Penggunaan cairan
pendingin ini dapat dilakukan dengan berbagai cara seperti disemprotkan,
dikucurkan, dikabutkan, dll. Efektivitas dari cairan pendingin ini hanya
dapat diketahui dengan melakukan percobaan pemesinan.
2.8.1 Fungsi Coolant
Fungsi dari coolant secara umum adalah sebagai berikut :
1. Menurunkan temperatur pahat pada saat pemotongan
2. Menurunkan gaya potong.
3. Memperpanjang umur pahat
4. Melumasi elemen pembimbing (ways)
5. Memperhalus atau memperbaiki kualitas permukaan benda kerja.
6. Membersihkan geram dari bidang geram pada saat proses pemotongan.
7. Proteksi korosi pada permukaan benda kerja yang baru terbentuk.
8. Mengurangi gesekan antara geram, pahat, dan benda kerja.
9. Sebagai pelumas.
2.8.2 Jenis-Jenis Coolant
Jenis coolant secara umum terbagi 2 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.
Berdasarkan komposisi fluida pendingin (coolant) yang biasa dipakai
dalam proses pemesinan dapat dikategorikan dalam empat jenis
utama,sebagai berikut:
-
Laporan Akhir Proses Manufaktur Kelompok 4
Laboratorium Inti Teknologi Produksi 62
1. 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 melum