Materi M2 KB1 Pemesinan Bubut-Rev2019 PDF [PDF]

Citation preview

D. Uraian Materi Sebelum lebih lanjut mempelajari materi pada kegiatan belajar Pemesinan Bubut, sebaiknya Anda melakukan observasi langsung ke bengkel pemesinan bubut dan perhatikan proses pekerjaan pembubutan yang sedang berlangsung. Lakukan pencermatan khususnya pada aspek mesin bubutnya, peralatan bantu lain yang digunakan, proses pekerjaan pembubutan dan pengukuran benda kerja hasil pembubutan. Setelah itu, silahkan Anda baca dengan cermat uraian materi di bawah ini. Beberapa bagian mungkin tidak dijelaskan secara detail, dan diberikan rujukan bacaan untuk dipelajari lebih lanjut atau Anda perlu mencari sumber informasi yang lebih lengkap bila diperlukan. Selamat belajar semoga sukses.



1. Mengenal mesin bubut dan peralatannya Mesin bubut adalah salah satu jenis mesin perkakas yang paling banyak digunakan, dikenal juga dengan sebutan lathe atau turning machine. Mesin bubut digunakan untuk membuat benda kerja yang berbentuk silindris, contohnya adalah poros, batang ulir atau benda kerja lain yang berbentuk silindris beraturan. Prinsip kerja dan jenis mesin bubut Prinsip kerja mesin bubut adalah perputaran benda kerja dan gerak makan oleh alat potong baik secara melintang maupun membujur terhadap benda kerja tersebut. Gerakan berputar (rotasi) benda kerja inilah yang menyebabkan terjadinya penyayatan terhadap benda kerja oleh alat potong (cutting tool) yang biasanya disebut dengan istilah pahat. Perputaran benda kerja diperoleh dari perputaran motor utama yang ditransmisikan sedemikian rupa dengan kecepatan putar tertentu untuk memutar cekam, sedangkan pergerakan alat potong dapat dioperasikan secara manual oleh operator maupun secara otomatis mekanis oleh mesin. Perputaran benda kerja maupun gerakan alat potong bergerak secara simultan sehingga dihasilkan geometri benda kerja yang diinginkan, sebagaiman ditunjukkan pada Gambar 1. Ilustrasi mengenai prinsip kerja mesin bubut dapat Anda lihat di video pada tautan berikut: https://www.youtube.com/watch?v=NgbbB1tdmo4. Dimensi mesin bubut ditentukan oleh 2 (dua) ukuran utama yaitu (a) panjang jarak antar dua center mesin. Jarak ini menunjukkan kemampuan mesin bubut untuk melakukan pekerjaan pembubutan dalam arah membujur dengan menggunakan eretan bawah. (b) jarak tinggi center cekam. Jarak ini menunjukkan kapasitas dalam arah melintang, yaitu besarnya diameter maksimal benda kerja yang dapat dikerjakan oleh mesin bubut tersebut. Dimensi utama mesin bubut sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 2.



2



Gambar 1. Prinsip kerja gerakan pemotongan pada mesin bubut



Gambar 2. Dimensi utama mesin bubut.



Jenis mesin bubut dapat dikelompokan berdasarkan beberapa kategori, yaitu: cara pengoperasian, berdasarkan ukurannya dan berdasarkan fungsinya. Jenis mesin bubut berdasarkan cara pengoperasian dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu mesin bubut CNC (dioperasikan dengan bantuan kontrol komputer) dan mesin bubut manual (dioperasikan sepenuhnya oleh operator). Jenis mesin bubut berdasarkan berdasarkan ukurannya digolongkan menjadi empat, yaitu: mesin bubut bangku (panjang mesin tidak lebih dari 1.000 mm dan dapat diletakkan di atas meja sehingga mudah dipindahkan sesuai dengan kebutuhan), mesin bubut sedang (panjang mesin lebih dari 1.000 mm akan tetapi kurang dari 1.500 mm dan sudah dilengkapi dengan peralatan pendukung, mesin bubut standar (mampu digunakan untuk membubut benda kerja dengan diameter sampai 400 mm dan panjang sampai dengan 1.500 mm dan dilengkapi dengan perlatan pendukung yang lebih lengkap) dan mesin bubut meja panjang (termasuk mesin bubut industri



3



yang mampu mengerjakan komponen yang panjang dan besar, panjang alas/meja mesin jenis ini dapat mencapai 5 sampai 7 meter dan diameter benda kerja sampai dengan 2 meter). Jenis mesin bubut berdasarkan berdasarkan fungsinya dapat dgolongkan menjadi tujuh jenis, yaitu: mesin bubut centre lathe, mesin bubut kepala (facing lathe), mesin bubut sabuk, mesin bubut v ertical turning & boring milling, mesin bubut turret, mesin bubut turret sadel dan mesin bubut turret vertikal.



Selanjutnya uraian materi pada kegiatan belajar ini adalah diasumsikan Anda akan menggunakan mesin bubut manual dengan ukuran standart. Materi dan penjelasan lebih lengkap mengenai jenis-jenis mesin bubut beserta fungsinya, Anda dapat membuka kembali modul pembelajaran pada mapel Teknik Pemesinan Bubut Dasar atau juga dapat mengakses pada tautan berikut http://achmadarifin.com/jenis-jenis-mesin-bubutdan-fungsinya.



Bagian-bagian utama mesin bubut Mesin bubut standar memiliki beberapa bagian utama yang mendukung kinerja yang perlu Anda ketahui, yaitu: kepala tetap, eretan, meja mesin dan kepala lepas. Untuk lebih jelasnya silahkan Anda baca lebih lanjut uraian berikut ini dan juga perhatikan Gambar 3. Namun selain itu, mesin bubut juga memiliki bagian-bagian lainnya yang dapat Anda saksikan di video pada tautan berikut: https://www.youtube.com/watch?v=LtMJonWHKyU



Gambar 3. Bagian-bagian utama mesin bubut



4



a. Kepala tetap (head stock) Kepala tetap adalah bagian utama mesin bubut yang berfungsi untuk menyangga poros utama yang merupakan penggerak spindel utama. Bagian ini terletak di sisi sebelah kiri mesin. Pada spindel utama dipasang cekam yang berfungsi untuk menjepit benda kerja yang sedang dikerjakan. Selain itu, pada kepala tetap ini adalah bagian yang berfungsi sebagai dudukan motor penggerak dan susunan roda gigi transmisi yang digunakan untuk mengatur kecepatan putaran benda kerja sesuai keperluan. Pengaturan kecepatan putaran dapat dilakukan dengan menggunakan handle yang tersedia. Pengaturan untuk pembubutan ulir juga dapat diatur pada handle yang tersedia pada bagian kepala tetap ini. b. Kepala lepas (tail stock) Kepala lepas merupakan center kedua pada mesin bubut terletak di sebelah kanan dan dapat digeser sepanjang meja/alas mesin. Kepala lepas ini memiliki tinggi center yang sama dengan center kepala tetap. Bagian ini berfungsi untuk tempat pemasangan center kepala lepas yang digunakan sebagai penumpu ujung benda kerja, selain itu dapat digunakan sebagai dudukan penjepit mata bor pada saat melakukan pengeboran. Selain digeser sepanjang alas atau meja mesin, kepala lepas juga dapat digeser dalam arah melintang, yaitu pada saat proses pembubutan benda kerja dengan bentuk konis/tirus. c. Alas mesin (bed) Bagian ini merupakan bagian yang berfungsi sebagai lintasan dan penyangga eretan (support) dan kepala lepas. Selama proses pembubutan berlangsung pergerakan eretan maupun kepala lepas akan melintas di atas meja/alas tersebut. Untuk memperoleh akurasi dan kelurusan hasil pembubutan, salah satu hal yang dapat dilakukan adalah membuat meja/alas ini agar memiliki permukaan yang rata, halus dan lurus. Meja mesin ini merupakan salah satu bagian yang perlu mendapat perhatian lebih dalam perawatannya. Selalu dijaga pelumasannya agar terhindar dari karat sehingga pergerakan eretan maupun kepala lepas dapat meluncur baik. d. Eretan (Carriage/ Support) Eretan berfungsi sebagai dudukan sekaligus penghantar alat potong/pahat agar dapat bergerak sepanjang alas mesin baik bergerak dalam arah membujur maupun melintang. Kondisi eretan ini mempengaruhi kualitas hasil pemotongan oleh pahat maupun akurasi ukuran benda kerja. Akurasi ukuran hasil pembubutan dapat diperoleh dengan menggunakan skala nonius yang terdapat pada setiap eretan. Eretan ini terdiri dari tiga jenis, yaitu:  Eretan bawah yang berjalan membujur sepanjang alas mesin,  Eretan lintang yang bergerak tegak lurus terhadap alas mesin, dan  Eretan atas yang digunakan untuk menjepit pahat bubut, dan dapat diputar ke kanan atau kekiri sesuai dengan sudut yang dikehendaki, saat mengerjakan benda tirus.



5



Peralatan bantu proses pembubutan Selain bagian-bagian mesin bubut sebagaimana disebutkan di atas, proses pekerjaan dengan menggunakan mesin bubut memerlukan beberapa peralatan pendukung yang berupa untuk mendukung penggunaan alat potong dan mendukung pencekaman benda kerja. Peralatan pendukung untuk penggunaan alat potong diantaranya adalah berupa: toolpost standart, quick change tool post dan radius turner toolpost. Sedangkan untuk peralatan pendukung yang digunakan untuk membantu pencekaman benda kerja agar aman adalah diantaranya: Cekam/chuck, Senter, Mandrel, Collet, dan Penyangga (kacamata). Untuk lebih jelasnya Anda dapat membaca penjelasan singkat berikut ini. a. Peralatan Bantu Pemegang Alat Potong Alat potong merupakan salah satu faktor penting yang harus diperhatikan dalam proses pembubutan agar memperoleh hasil kualitas benda kerja yang optimal. Berikut ini adalah beberapa alat pendukung yang digunakan untuk men-support alat potong khususnya yang berupa pahat bubut. Toolpost Standart berfungsi sebagai rumah pahat atau tempat mengikat pahat bubut. Toolpost pada umumnya dapat digerakan memutar baik searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam. Yang dimaksud dengan toolpost standart disini adalah pada saat mengatur ketinggian ujung sisi sayat pahat bubut harus dengan memberikan plat pengganjal sampai dengan diperoleh ketinggian sesuai tinggi center benda kerja tercapai. Selanjutnya pengencangan pahat bubut pada rumah pahatnya dilakukan dengan mengencangkan baut-baut pengikat yang terdapat pada bagian pemegang pahat. Selain digunakan untuk memegang pahat, toolspost ini juga dapat digunakan untuk memegang alat potong lain misalnya pada saat pekerjaan mengkartel. Toolpost standar sebagaimana dimaksud seperti ditunjukkan pada Gambar 4.



Gambar 4. Toolpost standart bawaan mesin bubut



6



Kelemahan pemasangan alat potong pada tool post standar bawaan mesin bubut adalah pada pengaturan untuk memperoleh tinggi center pahat yang mengandalkan penggunaan plat pengganjal. Pengaturan tinggi center pahat memerlukan waktu yang relatif lama karena harus bongkar pasang plat pengganjal sedemikian rupa agar memperoleh tinggi mata sayat pahat setinggi center. Selain itu hasil ketinggian center pahatnya sulit untuk memperoleh tingkat presisi karena sangat tergantung ketersediaan variasi tebal plat pengganjal. Quick Change Toolpost adalah merupakan toolspost yang dapat diatur atau diubah tinggi rendah posisi pahat terhadap center benda kerja. Jenis toolpost ini sering disebut juga dengan istilah adjustable toolpost sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 5. Yang dimaksud dengan quick change atau adjustable adalah bahwa dalam mengatur ketinggian ujung sisi sayat pahat bubut dapat diatur tanpa harus memberikan plat pengganjal. Hal ini dikarenakan pada bodi pemegang pahat sudah didesain terdapat dudukan rumah pahat yang konstruksinya disertai kelengkapan mekanik yang dengan mudah dapat menyetel, mengencangkan dan mengatur ketinggian pahat bubut. Desain toolpost ini dibuat untuk mengatasi kelemahan yang terdapat pada toolpost standar, sehingga pengaturan tinggi ujung sisi sayat pahat setinggi center menjadi lebih mudah dan praktis. Ketersediaan alat bantu tersebut diharapkan dapat mengurangi lama waktu yang diperlukan untuk melakukan setting pahat bubut, sehingga proses praktik akan lebih efektif dan efisien.



Gambar 5. Model-model quick change toolpost



Radius Turner Toolpost merupakan toolpost yang dirancang khusus untuk memegang pahat untuk membantu pekerjaan pembubutan radius sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 6. Langkah penggunaan alat ini sangat mudah, yaitu: (1) langkah pertama adalah dengan mengatur dan mengepaskan ujung pahat insert pada titik tengah diameter benda kerja, (2) kemudian untuk melakukan penyayatan dengan menggerakan tuas yang tersedia dengan perlahan sampai dengan radius yang diinginkan dapat tercapai. Alat ini sangat cocock untuk membuat radius full atau berupa ujung benda setengah lingkaran.



7



Gambar 6. Radius turner toolpost



b. Peralatan Bantu Pendukung Benda Kerja Cekam/chuck merupakan perlengkapan mesin bubut yang berfungsi untuk menjepit/mengikat benda kerja, pada umumnya berbentuk silindris yang dikerjakan pada proses pembubutan. Cekam ini harus mampu mencekam benda kerja dan memastikan bahwa putaran benda kerja benar-benar simetris dan tidak oleng. Kapasitas pencekaman ini juga menentukan kapasitas pengerjaan yang dapat dilakukan pada mesin bubut. Jenis cekam ini apabila dilihat dari gerakan rahangnya dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu cekam rahang otomatis dan cekam rahang independen. Selain itu penyebutan nama cekam dapat dilakukan berdasarkan jumlah rahang yang terdapat pada cekam tersebut. Pelat cekam dengan rahang otomatis adalah hanya dengan memutar salah satu engkol lubang maka semua rahang dapat maju secara bersamaan atau mundur juga secara bersamaan. Cekam jenis ini berfungsi untuk menjepit benda kerja yang beraturan atau simetris. Cekam jenis ini memiliki jumlah rahang yang berbeda-beda yaitu: ada yang berjumlah tiga rahang (3 jaw chuck), empat rahang (4 jaw chuck) dan enam rahang (6 jaw chuck) sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7.



Gambar 7. Cekam dengan rahang otomatis



8



Sedangkan cekam rahang independen adalah apabila memutar engkol pada satu lubang pada cekam rahang hanya dapat bergerak satu saja. Dengan kata lain masing-masing rahang dapat digerakkan menuju/menjaui pusat dan rahang lainnya tidak mengikuti. Cekam jenis ini dapat digunakan untuk menjepit benda kerja dengan bentuk yang tidak silindris atau tidak beraturan. Cekam ini juga dapat digunakan untuk mencekam benda kerja yang akan dibubut eksentrik atau sumbu senternya tidak sepusat. Jenis cekam ini pada umunya memiliki rahang empat sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 8.



Gambar 8. Cekam independen 4 rahang



Senter merupakan peralatan mesin bubut yang digunakan untuk menopang benda kerja yang sedang dibubut. Penggunaan senter ini dimaksudkan untuk menjaga atau menahan benda kerja agar kelurusannya terhadap sumbu tetap terjaga. Selain itu juga menahan benda kerja agar tidak oleng, terutama pada tipe pengerjaan bubut yang menimbulkan gaya yang besar yaitu proses mengulir dan mengkartel. Untuk dapat bekerja menggunakan senter, maka ujung benda harus dibuat lubang terlebih dahulu dengan menggunakan bor senter, yang digunakan sebagai tempat atau dudukan kepala senter. Senter terbuat dari baja yang dikeraskan. Pada bagian ujung senter ini berbentuk runcing dengan sudut ketirusan sebesar 60 derajat. Sementara pada sisi yang lainnya, berbentuk tirus dengan suaian fit untuk dipasangkan pada bagian kepala lepas mesin bubut. Jenis senter ada dua, yaitu senter jalan/putar dan senter mati/tetap. Senter jalan atau juga disebut senter putar adalah senter yang posisi ujung senternya selalu berputar mengikuti putaran benda kerja pada saat digunakan. Sedangkan senter mati atau senter tetap adalah senter yang posisi ujung senternya diam tidak ikut berputar dengan putaran benda kerja pada saat digunakan. Gambar 9 menunjukkan jenis senter mati, senter jalan dan posisi pemasangan senter pada kepala lepas mesin bubut.



9



Gambar 9. Center mati, center jalan dan pemasangannya



Gambar 10. Jenis-jenis collet dan posisi pemasangannya



Collet merupakan kelengkapan mesin bubut yang digunakan untuk menjepit/mencekam benda kerja yang sudah memiliki permukaan yang halus dan ukuran diameter yang kecil. Collet biasanya digunakan untuk benda kerja yang memerlukan pengerjaan dengan tingkat ketelitian yang cukup tinggi. Collet memiliki kontruksi berbentuk silinder dengan kepala yang dibuat tirus dan ukuran badan collet yang lebih ramping yang memiliki alur-alur atau belahan pada sepanjang kepala dan sebagian badannya. Selain itu pada bagain ujung collet terdapat ulir. Bentuk lubang pencekam pada collet ada yang berbentuk bulat segi empat maupun segi enam. Collet juga



10



memiliki jenis ukuran yang berbeda-beda sesuai fungsi penggunaannya, dimana ukuran diameter benda kerja yang dapat dijepit oleh collet tersebut dapat dilihat pada bagian muka collet. Penggunaan collet pada mesin bubut standar, dipasang pada spindel kepala tetap dan masih memerlukan dudukan/rumah kolet (collet adapter) dan batang penarik (drawbar), perhatikan Gambar 10. Penyangga atau sering disebut kacamata merupakan perlengkapan mesin bubut yang digunakan untuk menahan benda kerja yang memilki ukuran cukup panjang. Hal ini dikarenakan benda kerja yang panjang apabila tidak didukung menggunakan alat penyangga, maka sewaktu dilakukan proses penyayatan dimungkinkan benda kerja akan bergetar atau bahkan melentur sehingga bentuk diameter akan menjadi elips/oval, tidak silindris dan tidak rata. Sangat disarankan untuk pengerjaan benda kerja yang panjang atau dimungkinkan terjadi lenturan maka sebaiknya menggunakan penyangga. Ada dua jenis penyangga yang dapat digunakan, yaitu penyangga tetap (steady rest) dan penyangga jalan (follower rest). Penyangga tetap dipasang pada alas/meja mesin dengan menggunakan baut pada posisi yang dikehendaki, sehingga kedudukannya dalam keadaan tetap tidak mengikuti gerakan eretan. Penyangga tetap memiliki 3 buah batang penjepit dengan bagian ujung berbentuk agak lancip dan dapat digerakkan maju atau mundur dengan memutar baut pengaturnya, sehingga batang-batang penjepit tersebut mendukung benda kerja.



Gambar 10. Penyangga tetap/steady rest, (b) penyangga jalan/follower rest



11



Secara prinsip penyangga jalan memiliki fungsi yang sama dengan penyangga tetap, perbedaannya adalah pada cara pemasangan dan posisinya. Penyangga jalan jalan dipasang pada eretan memanjang sehingga dapat bergerak mengikuti gerakan eretan memanjang tersebut. Perbedaan lainnya adalah penyangga jalan hanya memiliki dua buah batang penjepit, di mana sebuah batang berada di bagian atas benda kerja dan batang penjepit yang satunya lagi berada di samping benda kerja yang letaknya berhadapan dengan posisi pahat. (Gambar 10)



Alat potong yang digunakan pada mesin bubut Alat potong yang digunakan pada proses pembubutan ada beberapa macam, yaitu: pahat bubut, bor senter, mata bor, kontersing, konterbor, rimer mesin, dan kartel. Berikut ini diuraikan secara singkat untuk masing-masing jenis alat potong tersebut, penjelasan lebih detail dapat Anda baca kembali pada modul pembelajaran mapel Teknik Pemesinan Bubut. a. Pahat bubut Pahat bubut merupakan salah satu alat potong yang paling banyak digunakan pada proses pembubutan menggunakan mesin bubut. Pahat bubut sendiri memiliki berbagai macam jenis sesuai dengan pengerjaan benda kerja yang sedang dilakukan. Sebagai contoh misalnya pekerjaan pembubutan permukaan/facing, rata, bertingkat, alur, champer, tirus, memperbesar lubang, ulir dan memotong. Berikut ini akan diuraikan berbagai jenis pahat bubut berdasarkan klasifikasi penggunaan dan fungsinya dalam proses pembubutan. Sedangkan untuk memilih jenis pahat bubut yang sesuai dengan jenis pekerjaan silahkan Anda saksikan di video pada tautan berikut: https://www.youtube.com/watch?v=J63dZsw7Ia4  Jenis pahat bubut berdasarkan posisi penyayatan Apabila dilihat berdasarkan posisi penyayatan pada proses pembubutan, maka pahat bubut dapat diklasifikasi menjadi 2 yaitu: pahat bubut luar dan pahat bubut dalam. Pahat bubut luar adalah jenis pahat bubut yang digunakan pada proses pembubutan pada bagian diameter luar benda kerja. Sebagai contoh misalnya: proses facing, bubut rata bertingkat diameter luar, pembubutan ulir luar (baut). Pahat bubut dalam adalah jenis pahat bubut yang digunakan pada proses pembubutan pada bagian diameter dalam benda kerja. Sebagai contoh misalnya: pembubutan rata bertingkat diameter dalam, pembubutan ulir dalam (mur).  Jenis pahat bubut berdasarkan keperluan pekerjaan Apabila dilihat berdasarkan keperluan pekerjaan pada urutan proses pembubutan, maka pahat bubut dapat diklasifikasi menjadi 2 yaitu: pahat bubut untuk keperluan roughing (pengasaran) dan pahat bubut finishing (penyelesaian). Pahat bubut roughing adalah jenis pahat bubut yang digunakan pada proses pembubutan untuk pengerjaan kasar. Pengerjaan



12



kasar yang dimaksud adalah apabila pahat harus melakukan penyayatan terhadap benda kerja dalam waktu yang sesingkat mungkin dan hasil permukaan sayatan masih diabaikan. Pahat bubut roughing sebaiknya konstruksinya dibuat kuat agar mampu melakukan penyayatan dengan ketebalan maksimal. Pahat bubut finishing digunakan pada proses pembubutan untuk pengerjaan halus. Pengerjaan halus biasanya dilakukan pada langkah penyelesaian dimana kualitas permukaan benda kerja dan ukuran menjadi prioritas utama. Sudut dan geometri pahat bubut finishing harus dibuat sedemikian rupa agar dapat memperoleh permukaan benda kerja yang optimal.  Jenis pahat bubut berdasarkan letak sisi potongnya Apabila dilihat berdasarkan letak sisi potongnya, maka pahat bubut dapat diklasifikasi menjadi 2 yaitu: pahat bubut kanan dan pahat bubut kiri. Pahat bubut kanan adalah jenis pahat bubut yang mempunyai mata potong dimana sisi potongnya menghadap ke kanan apabila pahat mata potongnya dihadapkan ke arah kita. Penggunaan pahat bubut kanan adalah untuk mengerjakan benda kerja dari arah kanan ke kiri, atau menuju ke arah kepala tetap/cekam.



Gambar 11. Pahat bubut kanan dan kiri Pahat bubut kiri adalah jenis pahat bubut yang mempunyai mata potong dimana sisi potongnya menghadap ke kiri apabila pahat mata potongnya dihadapkan ke arah kita. Penggunaan pahat bubut kiri adalah untuk mengerjakan benda kerja dari arah kiri ke kanan, atau menuju ke arah kepala lepas.  Jenis pahat bubut berdasarkan bentuk dan fungsinya Apabila dilihat berdasarkan bentuk dan fungsinya, maka pahat bubut dapat diklasifikasi menjadi beberapa jenis. Gambar 12 menunjukkan penamaan pahat bubut berdasarkan bentuk profil dan fungsinya, (dari kiri ke kanan) adalah: pahat sisi kanan, pahat pinggul/ champer kanan, pahat sisi/permukaan kanan, pahat sisi/permukaan kanan (lebih besar), pahat ulir segitiga kanan, pahat alur, pahat alur segitiga(kanan kiri), pahat ulir segitiga kiri, pahat sisi kiri, pahat pinggul kiri dan pahat alur lebar.



13



Gambar 12. Jenis pahat berdasarkan bentuk dan fungsi b. Bor senter Bor senter merupakan 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 mata sayat radius (radius form centre drill). Bor senter standar memiliki sudut mata sayat pengarah sebesar 60º, sehingga hasil lubang senter yang dibuat memilki sudut yang sama dengan sudut mata sayatnya. Contoh bor senter dan cara pemasangannya ditunjukkan pada Gambar 13.



Gambar 13. Senter bor dan pemasangannya di cekam bor pada kepala lepas



c. Mata bor 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. Pengelompokan jenis mata bor dapat digolongkan berdasarkan jenis tangkainya (lurus dan tirus) maupun besarnya sudut spiral mata potongnya. Beberapa jenis mata bor ditunjukkan pada Gambar 14.



14



Gambar 14. Jenis mata bor



Gambar 16. Pemasangan mata bor di cekam bor pada kepala lepas d. Kontersing Kontersing (Countersink) merupakan alat potong yang digunakan pada mesin bubut untuk membuat champer pada ujung lubang. Jenis kontersing apabila dilihat dari tangkainya terbagi menjadi dua yaitu, kontersing tangkai lurus dan kontersing tangkai tirus. Jumlah mata sayat kontersing ada enam jenis yaitu: jumlah mata sayat satu, mata sayat dua, mata sayat tiga, mata sayat empat, mata sayat lima dan mata sayat enam. Berdasarkan pilihan sudut mata sayatnya, kontersing tersedia dalam enam pilihan, yaitu: sudut mata sayat 60º, 82º, 90º, 100º dan 120º.



Gambar 17. Kontersing dengan tangkai lurus dan tangkai tirus



15



e. Konterbor Konterbor (counterbor) merupakan alat potong yang dapat digunakan pada mesin bubut yang berfungsi untuk membuat lubang bertingkat. Hasil lubang bertingkat ini biasanya digunakan sebagai dudukan kepala baut L. Konterbor tersedia dalam dua pilihan yaitu: konterbor tangkai lurus dan konterbor tangkai tirus.



Gambar 18. Konterbor dengan tangkai lurus dan tangkai tirus f. Rimer mesin Rimer mesin merupakan alat potong yang dapat digunakan pada mesin bubut untuk memperhalus dan memperbesar lubang. Tingkat toleransi dan suaian rimer bersifat khusus sesuai dengan kebutuhan pekerjaan. Proses rimer merupakan proses lanjutan dari pengeboran pada benda kerja. Pembuatan diameter 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. Sedangkan 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 diamerter sebelum dirimer adalah, agar hasilnya lebih maksimal dan beban pada rimer tidak terlalu berat sehingga memilki umur lebih panjang.



Gambar 19. Macam macam rimer mesin



16



g. Kartel (knurling) Kartel (knurling) merupakan alat potong yang dapat digunakan pada mesin bubut untuk membuat alur-alur melingkar lurus atau silang pada bidang permukaan benda kerja. Tujuan pengkartelan bagian luar adalah agar permukaan bidang tidak licin pada saat dipegang, contohnya terdapat pada batang penarik, tangkai palu besi dan pemutar yang dipegang dengan tangan. Bentuk/profil hasil pengkartelan ada tiga jenis yaitu: belah ketupat/ intan, menyudut/silang dan lurus. Hasil pengkartelan tergantung dari bentuk gigi pisau kartel yang digunakan.



Gambar 20. Macam macam bentuk gigi kartel dan profil hasilnya



Pengoperasian mesin bubut yang benar dan aman Penggunaan mesin bubut harus dilakukan dengan prosedur yang benar agar dapar diperoleh hasil benda kerja sesuai gambar kerja dan proses pekerjaan berjalan aman dan selamat. Berikut ini beberapa langkah yang perlu Anda ketahui dan harus diperhatikan, yaitu:        







Menyiapkan terlebih dahulu semua peralatan dan perlengkapan pendukung yang akan digunakan selama proses pembubutan. Memeriksa secara umum kondisi mesin bubut yang akan digunakan (silahkan perhatikan kembali materi perawatan mesin bubut) Menghidupkan mesin bubut dan mencoba terlebih dahulu putaran spindlenya. Memasang pahat dan mengatur supaya ujung sisi sayat pahat setinggi senter kepala lepas. Memasang benda kerja pada cekam yang tersedia dan memastikannya berputar sentris. Memasang senter putar pada kepala lepas (apabila diperlukan) Mengatur putaran benda kerja sesuai dengan perhitungan pada parameter pembubutan (selengkapnya dapat Anda baca pada bagian parameter pemotongan). Mendekatkan ujung sayat pahat ke ujung benda kerja dan mengatur posisi nol pada skala nonius eretan yang akan digunakan. (cara penggunaan skala nonius dapat dibaca pada http://achmadarifin.com/cara-menggunakan-skala-nonius-eretan-mesin-bubut) Melakukan penyayatan dengan kedalaman pemotongan sesuai dengan parameter pembubutan yang benar.



17



   



Memberikan cairan pendingin apabila diperlukan agar tidak terjadi over heat pada pahat maupun benda kerja. Setelah proses penyayatan selesai, maka posisi pahat diatur terhadap benda kerja pada jarak yang aman, kemudian mematikan putaran spindlenya. Melakukan proses pengukuran terhadap benda kerja tersebut. Apabila proses pembubutan sudah selesai dilakukan, maka lakukan perawatan berkala.



Sebelum Anda melanjutkan ke uraian materi berikutnya, sebaiknya Anda melakukan refleksi apakah Anda dapat mendeskripsikan kembali mengenai prinsip kerja dan dimensi mesin bubut. Selain itu juga apakah Anda mampu menyebutkan bagian-bagian utama mesin bubut dan berbagai peralatan bantu lainnya. Apakah Anda dapat menyebutkan dan menjelaskan masing-masing jenis alat potong yang digunakan pada proses pembubutan. Apabila Anda sudah dapat melakukan hal tersebut, maka silahkan melanjutkan pada uraian materi berikutnya tentang parameter pemotongan



Soal Latihan/Bahan Diskusi 1. Bagaimana ukuran dari sebuah mesin bubut ditentukan? Saudara dapat mencoba melakukan identifikasi ukuran mesin bubut yang ada di bengkel/workshop pemesinan! 2. Pada rumah pahat (tool post) dapat digerakan berputar dalam 4 arah, mengapa demikian ? Silahkan anda observasi dan lakukan percobaan langsung dengan memasang 4 macam pahat/alat potong pada tool post. 3. Apakah keuntungan dan kekurangan menggunakan quick change tools post pada proses pembubutan? Menurut pencermatan saudara, bagaimana sebaiknya penyempurnaan peralatan quick change tools post yang sudah ada? 4. Cekam pada spindel utama mesin bubut memiliki 2 jenis yaitu cekam dengan rahang otomatis atau independen. Pada kondisi yang bagaimana masing-masing jenis cekam tersebut digunakan dan berikan contohnya! 5. Jenis penyangga atau kacamata ada 2 macam yaitu penyangga tetap dan penyangga berjalan. Hal apa yang perlu dipertimbangkan untuk memilih jenis penyangga tersebut dalam proses pembubutan benda kerja.



20 18



   



Memberikan cairan pendingin apabila diperlukan agar tidak terjadi over heat pada pahat maupun benda kerja. Setelah proses penyayatan selesai, maka posisi pahat diatur terhadap benda kerja pada jarak yang aman, kemudian mematikan putaran spindlenya. Melakukan proses pengukuran terhadap benda kerja tersebut. Apabila proses pembubutan sudah selesai dilakukan, maka lakukan perawatan berkala.



Sebelum Anda melanjutkan ke uraian materi berikutnya, sebaiknya Anda melakukan refleksi apakah Anda dapat mendeskripsikan kembali mengenai prinsip kerja dan dimensi mesin bubut. Selain itu juga apakah Anda mampu menyebutkan bagian-bagian utama mesin bubut dan berbagai peralatan bantu lainnya. Apakah Anda dapat menyebutkan dankedua menjelaskan masing-masing jenis alat potong yang digunakan pada Pada bagian ini anda akan mempelajari bagaimana menggunakan parameter Apabila sudahHal dapat melakukan hal tersebut, pemotongan mesinproses bubutpembubutan. untuk berbagai jenis Anda pekerjaan. penting diketahui terlebih dahulu maka silahkan melanjutkan pada adalah uraian materi berikutnya tentang adalah apa itu parameter pemotongan? Selanjutnya bagaimana menentukan masingparameter pemotongan masing parameter tersebut sesuai kondisi dan aspek pekerjaan yang sedang dikerjakan. Pada modul ini jenis pekerjaan yang dimaksud adalah dibatasi pada pekerjaan pembubutan rata, pembubutan muka pada mesin bubut. 2. Parameter pemotongan Sebelum membahas lebih lanjut mengenai parameter pemotongan, sebaiknya Anda mencermati terlebih dahulu Gambar 21 berikut ini.



Gambar 21. Hubungan antar parameter pemotongan proses pembubutan



20



Parameter pemotongan proses pembubutan adalah hal-hal yang dapat diatur besar nilainya agar dapat memperoleh hasil pembubutan yang optimal. Parameter pemotongan pada proses pembubutan meliputi 3 hal utama yaitu: kecepatan putaran mesin (revolution perminute-rpm), kecepatan pemakanan (Feeding-F) dan kedalaman pemotongan (depth of cut). Ketiga hal tersebut akan mempengaruhi hasil pembubutan pada benda kerja maupun aspek waktu pengerjaan. Selain itu juga dapat berpengaruh pada tingkat keausan atau ketahanan alat potong yang digunakan. Pada pembahasan ini hanya dibatasi pada 3 aspek tersebut kaitannya dengan kualitas hasil pembubutan dan lama waktu pengerjaannya. Pada proses pembubutan yang dilakukan pada mesin bubut, gerakan kecepatan pemotongan diberikan ke benda kerja, dan gerakan feeding f (pada kebanyakan kasus lurus di sepanjang sumbu benda kerja) diberikan ke alat satu titik (single cutting point). Tingkat feeding alat biasanya jauh lebih kecil dari kecepatan permukaan dari benda kerja. Gambar 22 mengilustrasikan parameter permesinan dasar dalam putaran yang meliputi: kecepatan potong, kecepatan putar, kedalaman pemotongan dan laju pemakanan.



Gambar 22. Parameter pemesinan pada mesin bubut



a. Kecepatan putaran mesin Dua aspek penting yang harus diperhatikan sebelum melakukan proses pembubutan, selain mesin bubut dan peralatan pendukung lain sebagaimana yang sudah dibahas di depan adalah mengenai alat potong dan benda kerja. Jenis material benda kerja yang akan dikerjakan dan jenis alat potong yang akan digunakan sangat mempengaruhi besarnya cutting speed (kecepatan potong) yang selanjutnya digunakan untuk menghitung kecepatan putaran mesin. Perhatikan Gambar 23 yang menunjukkan hubungan antara jenis alat potong, bahan benda kerja dan putaran spindel mesin.



21



Gambar 23. Hubungan jenis alat potong, bahan benda kerja dan putaran spindel



Cutting speed atau kecepatan pemotongan pada pemesinan bubut adalah adalah kemampuan alat potong dalam hal ini adalah pahat bubut dalam menyayat benda kerja dengan aman untuk menghasilkan tatal dalam satuan panjang per satuan waktu. Dengan kata lain bahwa cutting speed adalah jarak tempuh pemotongan yang dilakukan oleh alat potong (pahat bubut) terhadap benda kerja berbanding dengan waktu pengerjaan, baik dalam gerakan lurus atau gerakan melingkar. Ilustrasi mengenai kecepatan potong disajikan pada Gambar 24.



Gambar 24. Ilustrasi kecepatan potong pada proses pembubutan



Jika tatal yang dihasilkan dari proses penyayatan tersebut adalah merupakan panjang bahan dipotong dari benda kerja yang telah tersayat maka panjang gulungan yang dihasilkan oleh setiap sayatan pada tiap satuan waktu merupakan kecepatan potong pahat. Panjang tatal tersebut merupakan keliling satu lingkaran benda kerja yaitu п.d (keliling lingkaran dari benda kerja). d adalah diameter benda kerja), p adalah perioda yaitu waktu yang dibutuhkan dalam satu kali sayatan (hubungan antara perioda dan frekwensi adalah 1/p = n, n adalah jumlah dari sayatan setiap waktu atau jumlah dari putaran benda kerja setiap satuan waktu) sehingga persamaannya menjadi :



22



=



. .



( /



)



Cutting speed diberi simbol dengan notasi CS atau V (velocity), dengan satuan fpm (feet per menit) atau m/min (meter per menit). Besar CS selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung besar putaran spindel mesin yang sekaligus merupakan putaran benda kerja. Besarnya CS tergantung dan dipengaruhi oleh:    



Jenis material benda kerja; Semakin tinggi kekuatan bahan yang dipotong, maka harga kecepatan potong semakin kecil. Jenis material alat potong; Semakin tinggi kekuatan alat potong maka harga kecepatan potong semakion besar. Besarnya gerak makan (feed rate); Semakin besar jarak penyayatan maka kecepatan potong semakin kecil Kedalaman penyayatan



Tabel 1. Kecepatan potong berdasarkan material alat potong dan benda kerja



Selain berdasarkan kombinasi penggunaan jenis material alat potong dan benda kerja tersebut, penentuan kecepatan potong juga dipengaruhi oleh ketebalan penyayatan dalam proses pembubutan. Perbedaan ketebalan penyayatan ini memperhatikan range nilai kecepatan potong yang ada. Misalnya akan dilakukan pembubutan sebuah poros dari material st 42 dengan menggunakan pahat dari HSS. Sesuai dengan Tabel 1, maka besarnya kecepatan potong adalah 20-35 m/menit. Berdasarkan range nilai kecepatan potong tersebut, maka apabila melakukan penyayatan dengan ketebalan yang lebih tebal sebaiknya perhitungan putaran mesin menggunakan nilai CS yang batas bawahnya, sebaliknya apabila perhitungan putaran mesin menggunakan batas atas CS maka sebaiknya menggunakan tebal penyayatan yang lebih tipis. Dengan kata lain apabila ketebalan penyayatan cukup tebal maka putaran mesin sebaiknya digunakan yang lebih rendah.



23



Berdasarkan penjelasan tersebut, maka dapat dikatakan bahwa pemilihan besarnya CS juga bergantung pada jenis pengerjaan pembubutan. Jenis pengerjaan yang dimaksud adalah pengerjaan roughing dan finishing. Pengerjaan roughing adalah pengerjaan pengasaran, biasanya dilakukan apabila pembubutan awal untuk mengurangi ketebalan bahan yang cukup banyak, sehingga hasil permukaan benda kerja masih diabaikan. Pengerjaan roughing bisanya menggunakan kedalaman potong yang cukup tebal. Sedangkan pengerjaan finishing adalah pengerjaan akhir, dimana kualitas permukaan benda kerja dan ketepatan ukuran menjadi prioritas utama. Berdasarkan jenis pengerjaan tersebut maka besarnya kecepatan potong juga dapat dibedakan. Selanjutnya perhatikan pada Tabel 2, yang menunjukkan besarnya kecepatan potong untuk beberapa jenis material yang disarankan untuk pengerjaan kasar dan halus. Tabel 2 Kecepatan potong bahan pada pengerjaan kasar dan halus Bahan Baja perkakas Baja karbon rendah Baja karbon menengah Besi cor kelabu Kuningan Aluminium



Cutter HSS Halus Kasar 75-100 25-45 70-90 25-40 60-85 20-40 40-45 25-30 85-110 45-70 70-110 30-45



Cutter Carbida Halus Kasar 185-230 110-140 170-215 90-120 140-185 75-110 110-140 60-75 185-215 120-150 140-215 60-90



Penentuan besarnya kecepatan potong selain yang sudah dijelaskan di atas juga perlu diperhatikan jenis pekerjaan pembubutan yang sudang dilakukan. Sebagai contoh pembubutan yang dilakukan pembubutan lurus atau pembubutan ulir atau pembubutan alur? Dikarenakan adanya perbedaan karakteristik dari masing-masing jenis pekerjaan tersebut, maka besarnya nilai kecepatan potong yang digunakan juga harus disesuaikan agar dapat memperoleh hasil pembubutan yang optimal. Pembahasan lebih lanjut terkait jenis pekerjaan pembubutan silahkan dilihat pada bagian ke-3. Tabel 3 Kecepatan potong menggunakan pahat HSS



24



Tabel 3 menunjukkan besarnya kecepatan potong pada beberapa jenis material yang didasarkan pada pengerjaan pembubutan lurus dan pengerjaan pembubutan ulir. Data tersebut hanya berlaku untuk jenis material alat potong yang terbuat dari HSS (High Speed Steel). Perlu diperhatikan satuan yang disajikan dalam feet menit dan meter per menit Berikut ini dijelaskan langkah-langkah yang sebaiknya dilakukan dalam menentukan besarnya kecepatan potong yang akan digunakan untuk menghitung kecepatan putaran spindel mesin, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 25. 



















Mencermati gambar kerja pembubutan yang tersedia. Informasi yang perlu diperhatikan dari gambar kerja yang disediakan pada job sheet adalah: mengenai jenis material dan ukuran awal bahan benda kerja yang disediakan, bentuk kontur secara keseluruhan benda kerja yang akan dihasilkan, tanda perintah pengerjaan khusus (bila ada), batas toleransi atau suaian yang dipersyaratan, kualitas hasil permukaan yang diminta. Langkah ini akan membantu untuk menentukan kecepatan potong berdasarkan jenis material benda kerja. Mengindentifikasi jenis/sub pekerjaan; Bentuk atau profil hasil akhir benda kerja yang harus dikerjakan sesuai gambar kerja menjadi fokus utamanya. Proses identifikasi jenis pekerjaan ini misalnya dalam gambar kerja tersebut terdapat pekerjaan bubut muka, pembubutan poros bertingkat, perlu adanya chamfer, pembuatan alur atau bahkan pembuatan ulir. Dari jenis pekerjaan tersebut maka akan dapat pula diidentifikasi alat potong dan peralatan lain yang diperlukan selama proses penyelesaian benda kerja tersebut. Langkah ini akan membantu untuk menentukan kecepatan potong berdasarkan jenis pekerjaan pembubutan. Identifikasi alat potong yang dimiliki di bengkel pemesinan atau yang akan digunakan. Langkah ini akan membantu untuk menentukan kecepatan potong berdasarkan jenis material alat potong. Apabila alat potong yang dimiliki terbuat dari HSS, maka lihat tabel kecepatan potong pada kolom HSS saja. Identifikasi besarnya nilai kecepatan potong pada tabel yang tersedia, berdasarkan jenis material benda kerja dan alat potong, berdasarkan jenis pengerjaan (pembubutan lurus, ulir, alur, roughing dan finishing) Perhatikan ukuran diameter benda kerja yang dikerjakan.



25



Gambar 25. Langkah penentuan kecepatan putaran mesin



Kecepatan putar yang dimaksud adalah kecepatan putaran pada spindel mesin (sumbu utama) dan benda kerja, yaitu kecepatan putar spindel utama dalam satuan putaran/menit (rpm) untuk melakukan pemotongan atau penyayatan. Besarnya kecepatan putar ini ditentukan oleh besarnya CS dan diameter benda kerja yang sedang dikerjakan. Semakin kecil diameter benda kerja yang dikerjakan maka putaran spindel diperlukan semakin tinggi. Semakin besar harga CSnya (biasanya untuk material yang relatif lunak) maka putaran spindel juga semakin tinggi. Selanjutnya besarnya kecepatan putar spindel mesin dapat dicari dengan menggunakan rumus perhitungan yang merupakan perubahan dari rumus cutting speed, sebagai berikut:



26



=



.



.



(



)



Dimana: n = putaran spindel mesin (rpm) CS = cutting speed (m/menit) d = diameter benda kerja yang dikerjakan (mm) π = nilai konstanta = 3,14



Contoh Kasus 1 Seorang siswa sedang melaksanakan praktik membubut, dia mengalami kesulitan untuk menentukan besar putaran spindel. Pekerjaan yang dilakukan adalah membubut finishing sebuah poros yang terbuat dari material baja karbon rendah yang memiliki diameter 30 mm. Alat potong yang digunakan adalah pahat bubut HSS. Tugas Anda adalah membantu siswa tersebut agar dapat menentukan besar putaran spindel dengan langkah yang benar.



Langkah Penyelesaian:  











Mengidentifikasi jenis material yang digunakan yaitu: benda kerja dari baja karbon rendah sedangkan alat potong dari HSS. Selanjutnya menentukan besarnya CS dengan cara melihat pada tabel yang tersedia (lihat Tabel 1) untuk proses pembubutan finishing (halus) dengan alat potong HSS dan benda kerja baja karbon rendah yaitu sebesar 70-90 m/menit, diambil nilai CS sebesar 70 m/menit. Melakukan perhitungan sesuai dengan rumus di atas =



.



.



(



)



= 796 rpm



Berdasarkan hasil perhitungan tersebut, selanjutnya mencermati tabel daftar kecepatan putar yang ada di mesin bubut, pilih yang angkanya paling mendekati dengan hasil perhitungan dan selanjutnya mengatur handle pengatur kecepatan yang ada.



27



b. Gerak Makan (feed rate) Gerak makan (feed rate), merupakan jarak yang ditempuh oleh gerakan mata potong pahat saat memotong benda kerja sepanjang bidang potong setiap satu kali putaran spindel, sehingga satuan f adalah mm/put atau inchi/put. Gerak makan ditentukan berdasarkan pertimbangan beberapa hal yaitu: kesiapan mesin, material benda kerja, material pahat, bentuk pahat, dan terutama kehalusan permukaan yang diinginkan, serta lama waktu pengerjaan yang diinginkan. Dua hal terakhir yaitu tingkat kualitas kehalusan permukaan dan lama waktu pengerjaan biasanya yang paling dominan digunakan sebagai pertimbangan penentuan besarnya feeding. Kesiapan mesin ini dapat diartikan bahwa seberapa besar kemampuan mesin dalam mendukung tercapainya kecepatan pemakanan yang optimal. Gerak makan ditentukan dalam hubungannya dengan kedalaman potong h. Gerak makan tersebut berharga sekitar 1/3 sampai 1/20 h, atau sesuai dengan kehalusan permukaan yang dikehendaki. Semakin kecil gerak makan yang digunakan maka akan dapat diperoleh tingkat kehalusan permukaan yang semakin baik. Namun demikian penggunaan gerak makan yang kecil akan menyebabkan waktu pengerjaan pembubutan yang semakin lama. Pengaturan besarnya gerak makan pada mesin bubut dapat dilakukan dengan cara mengatur kombinasi handle yang tersedia pada mesin. Ilustrasi mengenai gerak makan ditunjukkan pada Gambar 26.



Gambar 26. Gerak makan dan kehalusan permukaan pembubutan Penentuan besarnya gerak makan ini juga perlu mempertimbangkan proses pembubutan yang sedang dilakukan. Pada proses pembubutan roughing (pengasaran) maka dapat digunakan harga feeding yang agak besar sekitar 0,3-0,4 mm/put karena tingkat kehalusan permukaan masih dapat diabaikan, sedangkan untuk proses pembubutan finishing maka sebaiknya



28



menggunakan nilai gerak makan yang kecil sekitar 0,045-0,056 mm/put. Perlu diperhatikan bahwa pengaturan gerak makan ini hanya akan berfungsi/berlaku untuk proses pembubutan dengan menjalan eretan secara otomatis. Pengaturan gerak makan menjadi tidak berfungsi apabila pembubutan dilakukan dengan menggerakan eretan secara manual. Besarnya kecepatan pemakanan (F) dalam satuan mm/menit pada proses pembubutan ditentukan oleh seberapa besar bergesernya pahat bubut (f) dalam satuan mm/putaran dikalikan besar putaran benda kerja dalam satuan rpm (revolution per-menit). Sebagaimana penjelasan sebelumnya bahwa besarnya (f) dapat diatur pada mesin, sedangkan putaran benda kerja berdasarkan hasil perhitungan. Maka rumus untuk mencari kecepatan pemakanan (F) adalah;



F = f x n (mm/menit). Dimana: f = bergesernya pahat (mm/putaran) n = putaran benda kerja (rpm)



Contoh Kasus 2 Seorang siswa akan melakukan pembubutan sebuah benda kerja berupa poros dengan diameter 50 mm. Diketahui bahwa besarnya kecepatan potong (CS) adalah 30 meter/menit dan ditentukan besar feeding (f) adalah 0,20 mm/putaran. Selain itu, diketahui juga pilihan putaran mesin yang tersedia adalah 60,110,180,200,265,530,1000,1400 rpm. Tugas Anda adalah membantu siswa tersebut agar dapat menentukan besar kecepatan pemakanannya dengan cara yang benar? Langkah Penyelesaian: 



Mengihtung terlebih dahulu besarnya putaran benda kerja (perhatikan contoh kasus 1)



=



,



.



.



(



)



= 191 rpm



Berdasarkan hitungan dan putaran mesin yang tersedia, maka dipilih putaran benda kerja adalah sebesar 200 rpm. 



Selanjutnya menghitung besarnya kecepatan pemakanan F = f x n (mm/menit) = 0,20 x 200 = 40 mm/menit Pengertiannya adalah bahwa pahat akan bergeser sejauh 40 mm, selama waktu satu menit dalam proses pembubutan yang dilakukan



29



c. Kedalaman potong (depth of cut) Kedalaman potong (depth of cut), adalah tebal bagian benda kerja yang disayat oleh alat potong dalam satu proses penyayatan atau jarak antara permukaan yang dipotong terhadap permukaan yang belum terpotong. Kedalaman pemotongan dalam arah pembubutan memanjang akan mengurangi diameter benda kerja, sedangkan dalam arah pembubutan muka akan mengurangi panjang benda kerja (Gambar 27). Pada saat pahat menyayat dengan kedalaman h, pada pembubutan memanjang maka diameter benda kerja akan berkurang sebesar 2h, karena bagian permukaan benda kerja yang terpotong adalah di dua sisi, hal ini diakibatkan karena benda kerja yang berputar.



Gambar 27. Kedalaman pemotongan untuk pembubutan (a) lurus, (b) muka Penentuan besarnya kedalaman potong ini menggunakan beberapa pertimbangan yang sama dengan pada saat menentukan feeding yaitu: kesiapan dan kemampuan mesin bubut yang sedang digunakan, jenis material benda kerja yang dikerjakan, jenis material alat potong/pahat yang digunakan, jenis bentuk pahat, dan terutama adalah tingkat kehalusan permukaan yang diinginkan. Selain itu juga penting mempertimbangkan lama waktu pengerjaan yang diinginkan. Penentuan kedalaman potong ini juga memperhatikan proses pembubutan yang sedang berlangsung. d. Perhitungan lama waktu pembubutan Lama waktu pengerjaan pada mesin menjadi salah satu hal yang harus dipertimbangkan dalam membuat suatu perencanaan dan pelaksanaan kegiatan produksi. Berdasarkan informasi pada gambar kerja (jobsheet) maka dapat diketahui jenis bahan dan ukuran awal benda kerja, diameter pengerjaan benda kerja, selain itu besarnya kecepatan potong dapat ditentukan berdasarkan jenis material dan kecepatan penyayatan/penggeseran pahatnya dapat ditentukan, sehingga waktu yang diperlukan untuk proses pembubutan dapat dihitung. Perhitungan lama waktu pembubutan dapat dilakukan berdasarkan jenis proses pembubutan yang dilakukan, diantaranya yaitu proses pembubutan memanjang dan pembubutan muka.



30



Gambar 28. Panjang langkah total pembubutan rata Waktu proses pembubutan memanjang Lama waktu pengerjaan pada mesin bubut, khususnya pada proses pembubutan memanjang dipengaruhi oleh beberapa hal yaitu panjang atau jarak tempuh total pembubutan (L) dalam satuan mm dan kecepatan pemakanan (F) dalam satuan mm/menit. Panjang total pembubutan (L) adalah jarak tempuh keseluruhan yang dilalui oleh pahat baik saat penyayatan maupun start awal pahat beberapa saat sebelum menyayat benda kerja (ℓa), dimana Ltotal= ℓa + ℓ (mm) sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 28. Sedangkan nilai kecepatan pemakanan (F) adalah sebesar F= f.n (mm/menit), perhatikan kembali pembahasan dan contoh perhitungan pada subbab gerak makan. Perhitungan waktu pemesinan bubut rata (trata) dengan memperhatikan penjelasan di atas maka dapat ditentukan dengan besarnya langkah total pembubutan (mm) dibagi dengan kecepatan pemakanan (mm/menit). Seorang operator harus menentukan jarak awal yang cukup dan aman sebagai start awal pergerakan pahat sebelum menyayat benda kerja. Jarak yang diambil biasanya sekitar 3-5 mm. Perhitungan tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:



Dimana: trata l la f n



=



+ .



(



)



: waktu pembubutan rata (arah memanjang) dalam menit : panjang penyayatan benda kerja (mm) : jarak start awal pahat sebelum menyayat benda kerja (mm) : besar gerak makan (mm/put) : besar putaran benda kerja (rpm)



Catatan: perhitungan tersebut adalah waktu yang diperlukan untuk satu kali penyayatan sesuai dengan kedalaman potong yang ditentukan. Apabila pembubutan dilakukan dalam beberapa kali maka dikalikan dengan jumlah penyayatan yang dilakukan.



31



Waktu pembubutan muka Perhitungan lama waktu pemesinan pada proses pembubutan muka pada prinsipnya sama dengan menghitung waktu pemesinan bubut rata, yang membedakan adalah pada arah penyayatan yaitu melintang menuju titik pusat benda kerja. Faktor yang mempengaruhi lama waktunya adalah besarnya diameter benda kerja yang sedang dikerjakan dalam satuan mm dan kecepatan pemakanan (F) dalam satuan mm/menit. Gambar 9.6 menunjukkan bahwa panjang total langkah pembubutan (L) pada pembubutan muka besarnya adalah setengah diameter benda kerja yang dikerjakan ditambah dengan langkah start awal pahat, sehingga dapat dituliskan L=1/2d + la. Sedangkan untuk besarnya kecepatan pemakanan tetap mengacu rumus F = f x n (mm/menit).



Gambar 29. Panjang langkah total pembubutan muka



Dengan menggunakan prinsip yang sama pada perhitungan waktu pembubutan rata, maka perhitungan waktu pemesinan bubut muka (tmuka) dapat ditentukan dengan cara membagi besarnya langkah total pembubutan dalam arah melintang (mm) dengan kecepatan pemakanan (mm/menit). Seorang operator mesin bubut harus menentukan jarak awal yang cukup dan aman sebagai start awal pergerakan pahat sebelum menyayat benda kerja. Jarak awal yang diambil biasanya sekitar 3-5 mm. Perhitungan lama waktu pembubutan muka dapat dilakukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:



=



/



.



+



(



)



Dimana: tmuka : waktu pembubutan muka (arah melintang) dalam menit d : diameter benda kerja (mm) la : jarak start awal pahat sebelum menyayat benda kerja (mm) f : besar feed rate (mm/put) n : besar putaran benda kerja (rpm)



32



Sebelum Anda melanjutkan ke uraian materi berikutnya, sebaiknya Anda mencermati kembali konsep pada setiap aspek yang terkait dengan parameter pemotongan yaitu kecepatan potong bahan, kecepatan putaran mesin, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemotongan. Selanjutnya cobalah Anda mengerjakan kembali contoh soal dan perhitungan terkait parameter pemotongan maupun waktu pembubutan. Apabila Anda sudah dapat melakukan hal tersebut, maka silahkan melanjutkan pada uraian materi berikutnya tentang macam pekerjaan pembubutan



33



3. Macam pekerjaan pembubutan dan toleransi Adapun bentuk-bentuk pekerjaan yang dapat dilakukan dengan mesin bubut universal diantaranya adalah membubut muka (facing), membubut lurus/rata yaitu dalam arah memanjang, membubut alur, membubut ulir baik ulir luar maupun ulir dalam, membubut tirus, mengebor dan membubut diameter dalam, mengkartel, serta membubut radius dan chamfer. Apabila dilihat dari proses pengerjaan, dapat dibedakan menjadi dua, yaitu pengerjaan awal yang biasa dikenal dengan istilah pengasaran (roughing) dan pengerjaan akhir (finishing). Masing-masing bentuk pekerjaan dan juga jenis pengerjaan memerlukan alat potong maupun alat pendukung lainnya yang berbeda menyesuaikan karakteristiknya. a.



Membubut muka (facing) Membubut muka (facing) merupakan proses pembubutan yang dilakukan pada sisi tepi penampang benda kerja, dimana pahat bergerak melintang menuju sumbu benda kerja. Pergerakan pahat ini akan menghasilkan permukaan penampang benda kerja yang halus dan rata. Pekerjaan facing ini biasanya dilakukan pada awal pengerjaan benda kerja sebagai referensi awal pengukuran panjang pembubutan arah memanjang.



Gambar 30. Gerakan pahat dan arah putaran spindel pembubutan muka Pekerjaan facing dapat dilakukan dengan 2 (dua) kondisi penjepitan benda kerja, yaitu: a) facing pada benda kerja yang di-support dengan menggunakan sebuah half-center. Hal ini biasa dilakukan apabila facing dilakukan sementara panjang benda kerja cukup panjang, sehingga untuk menghindari benda kerja oleng perlu di-support dengan menggunakan



34



senter kepala lepas. b) facing pada benda kerja yang dijepit sepenuhnya pada cekam/chuck. Facing jenis ini yang paling umum dilakukan oleh para operator. Proses pembubutan muka dapat dilakukan dalam tiga alternatif pelaksanaan, yaitu: a) posisi start pahat bubut dari luar bagian kiri benda kerja dengan putaran benda kerja berlawanan jarus jam, b) posisi start pahat bubut dari sumbu senter benda kerja dengan putaran benda kerja berlawanan jarus jam dan c) posisi start pahat bubut dari luar bagian kanan benda kerja dengan putaran benda kerja searah jarus jam. Contoh langkah membubut facing dapat Anda saksikan di video pada tautan berikut https://www.youtube.com/watch?v=3avWofeZ-_w b.



Membubut lurus/rata Pembubutan lurus atau rata yaitu pengerjaan benda kerja yang dilakukan sepanjang garis sumbunya atau arah memanjang untuk mendapatkan ukuran diameter benda kerja yang dikehendaki. Proses pembubutan ini digunakan untuk membuat poros atau bendabenda yang silindris. Membubut silindris dapat dilakukan sekali atau dengan permulaan kasar yang kemudian dilanjutkan dengan pemakanan halus atau finishing. Proses pembubutan ini biasanya dilakukan untuk mengurangi ukuran diameter benda kerja. Pahat yang digunakan pada umumnya adalah pahat rata kanan. Arah pergerakan pahat sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 31. Untuk memperdalam pemahaman Anda dapat menyaksikan video berikut: https://www.youtube.com/watch?v=fDSLWYHuj4g



Gambar 31. Arah pembubutan lurus/rata c.



Membubut alur Membubut alur adalah proses pembubutan dengan tujuan untuk membuat celah dengan lebar dan kedalaman tertentu pada benda kerja. Proses membubut alur menggunakan pahat bubut yang khusus untuk digunakan untuk membuat alur karena memiliki ukuran, sudut dan geometri khusus. Pembubutan alur pada umumnya bertujuan untuk membuat sisi pembebas untuk proses membuat ulir dengan menggunakan mesin bubut atau dapat juga untuk pembuatan tempat pemasangan snap ring.



35



Gambar 32. Macam-macam bentuk pahat alur



Gambar 33. Pemasangan pahat alur Pembubutan alur dapat dilakukan pada diameter benda kerja bagian luar maupun bagian dalam sesuai dengan kebutuhan. Bentuk pahat alur ada beberapa macam yaitu berbentuk lurus, bengkok, berjenjang ke kanan atau ke kiri, disesuaikan dengan kebutuhan. Secara lebih terinci pahat alur sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 32, yaitu: a) alur sudut, b) alur lebar, c) alur sempit, d) alur akhir ulir dan e) alur tusuk. Salah satu hal penting yang perlu dipersiapkan dengan baik pada proses pembubutan alur adalah pemasangan pahat. Prinsip pemasangan pahat untuk proses pembubutan alur, pada dasarnya sama dengan memasang pahat bubut untuk proses pembubutan lainnya yaitu harus setinggi senter. Namun untuk menghindari terjadinya hasil pengaluran lebarnya



36



melebihi dari lebar pahat alurnya, pemasangan pahat harus benar-benar tegak lurus terhadap sumbu mesin, perhatikan Gambar 33. d.



Membubut tirus Membubut bentuk tirus atau juga disebut dengan istilah taper, adalah suatu proses pembuatan benda kerja yang berbentuk konis. Bentuk konis yang dimaksud adalah besarnya diameter ujung yang satu dengan diameter ujung lainnya dari suatu poros memiliki ukuran yang berbeda secara berurutan dan beraturan. Pelaksanaan pembubutan bentuk tirus dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu: 1) pergerseran kepala lepas (tail stock) dalam arah melintang dengan jarak tertentu, 2) memutar posisi eretan atas (perletakan majemuk) sebesar derajat tertentu, dan 3) menggunakan perlengkapan khusus untuk pembuatan bentuk tirus atau disebut tapper attachment. 



Menggeser kepala lepas dalam arah melintang Proses pembubutan dilakukasn sebagaimana pembubutan lurus/rata, akan tetapi benda kerja dijepit menggunakan 2 center yaitu antara senter kepala lepas dan senter kepala tetap. Apabila kepala lepas digeser tegak lurus terhadap sumbu utama mesin bubut (spindle), maka akan terjadi sebuah kerucut/konis pada pembubutan sepanjang benda kerja. Ilustrasi pergeseran kepala lepas sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 34., sedangkan besarnya pergeseran senter kepala lepas (offset) dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: =



Dimana: x = pergeseran kepala lepas D = diameter besar benda kerja d = diameter kecil benda kerja l = panjang benda yang ditirus L = panjang benda kerja keseluruhan



− . 2



(mm) (mm) (mm) (mm) (mm)



Gambar 34 Pembubutan tirus dengan menggeser kepala lepas



37



Contoh perhitungan dan pengerjaan: Seorang operator mesin bubut akan membuat poros tirus dengan ukuran sebagai berikut: panjang benda kerja seluruhnya 100 mm dan panjang bagian yang dibuat tirus adalah 80 mm, sedangkan diameter mula-mula 30 mm dan diameter ketirusan sebesar 25 mm. Hitunglah besarnya offset pergeseran kepala lepas dalam mm dan jelaskan langkah pengerjaannya pada mesin bubut? Perhitungan offset pergeseran kepala lepas Perhatikan pada Gambar 34, pada gambar tersebut ditunjukkan konsep pengaturan kepala lepas dan hasil pencekaman benda kerja setelah kepala lepas digeser. Perhitungan besarnya pergeseran kepala lepas merujuk pada rumus yang disajikan di atas. Sehingga akan diperoleh hitungan seperti di bawah ini =



30 − 25 2 80



100



= 3,125 mm



Dengan demikian besarnya pergeseran kepala lepas adalah 3,125 mm. Untuk memperdalam pemahaman Anda dapat menyaksikan video https://www.youtube.com/watch?v=z5c_7eMRiYs 



berikut:



Memutar posisi eretan atas Proses pembubutan dipersiapkan dengan memutar dudukan eretan atas mengelilingi sumbu tegak lurus sebesar sudut tertentu yang diinginkan terhadap sumbu benda kerja. Benda kerja dicekam pada kepala tetap seperti pada pembubutan lurus/rata, kemudian penyayatan terhadap benda kerja dilakukan dengan menggerakan eretan atas. Cara pembubutan tirus ini dapat digunakan untuk tirus luar maupun tirus dalam, baik untuk sudut kecil maupun yang relatif besar. Posisi pengaturan eretan atas sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 35. Untuk memperdalam pemahaman Anda dapat menyaksikan video berikut https://www.youtube.com/watch?v=y-bEIA6C5gg Rumus untuk menentukan besarnya sudut pergeseran eretan atas adalah sebagai berikut:



Dimana: α = besar sudut putaran eretan atas D = diameter besar benda kerja d = diameter kecil benda kerja l = panjang benda yang ditirus



(O) (mm) (mm) (mm)



38



Gambar 35. Pembubutan tirus dengan menggeser eretan atas 



Menggunakan tapper attachment. Pembubutan tirus cara ini dilakukan dengan memasang alat bantu berupa tapper attachment atau kadang disebut juga mistar konus. Tapper attachment dipasang pada sisi belakang bangku mesin bubut berupa sebuah rel penuntun yang dihubungkan dengan eretan lintang yang dapat diatur sudut kemiringannya sesuai yang diinginkan. Benda kerja dicekam secara normal pada senter kepala tetap seperti pada pembubutan lurus. Pada awal pengerjaan, setting pahat dilakukan dengan cara mendekatkan pahat bubut ke benda kerja dengan memutar eretan atas. Selanjutnya mur pada poros ulir eretan lintang tersebut dikencangkan pada badan luncur mistar penuntun tapper attachment dengan sekrup. Hal ini akan menghasilkan suatu hubungan engsel antara eretan lintang dengan badan luncur. Apabila pembubutan dilakukan secara otomatis, maka badan luncur akan bergerak sepanjang mistar penuntun tersebut dan memaksa eretan lintang bergerak sesuai dengan sudut tirus yang diinginkan.



Gambar 36. Pembubutan tirus menggunakan tapper attachment



39



e.



Membubut ulir Pembuatan ulir segitiga dengan menggunakan mesin bubut manual harus memperhatikan beberapa hal, yaitu sudut pahat, setting pahat dan benda kerja serta parameter pemotongannya. Pahat yang digunakan untuk membuat ulir segitiga adalah pahat ulir dengan ujung pahatnya sama dengan sudut ulir, yaitu untuk ulir metris sudut ulirnya adalah sebesar 60O, sedangkan ulir withworth memiliki sudut 55O. Setelah pahat dipilih, kemudian dilakukan setting posisi pahat terhadap benda kerja. Setting ini dilakukan terutama untuk mengecek posisi ujung sisi sayat pahat bubut setinggi sumbu benda kerja. Hal ini dilakukan agar hasil penguliran diperoleh sudut ulir yang simetris terhadap sumbu yang tegak lurus terhadap sumbu benda kerja. Parameter pemesinan yang digunakan untuk proses pembubutan ulir sedikit berbeda dengan pembubutan lurus/rata. Hal tersebut dikarenakan pada proses pembuatan ulir besar feeding (f) adalah sama dengan besarnya kisar (pitch) ulir tersebut, sehingga putaran spindel harus diatur tidak terlalu tinggi. Besarnya harga kecepatan potong proses pembubutan ulir juga lebih kecil apabila dibandingkan dengan pembubutan lurus/rata. . Kedalaman potong pada pembubutan ulir perlu dihindari yang relatif besar agar dapat dihasilkan ulir yang halus permukaannya. Walaupun kedalaman ulir kecil (misalnya untuk ulir M10x1,5, dalamnya ulir 0,934 mm), proses penyayatan tidak dilakukan sekali potong, biasanya dilakukan penyayatan antara 5 sampai 10 kali penyayatan ditambah sekitar 3 kali penyayatan kosong (penyayatan pada diameter terdalam). Hal tersebut karena pahat ulir melakukan penyayatan berbentuk V. Agar diperoleh hasil yang presisi dengan proses yang tidak membahayakan operator mesin, maka sebaiknya pahat hanya menyayat pada satu sisi saja (sisi potong pahat sebelah kiri untuk ulir kanan, atau sisi potong pahat sebelah kanan untuk ulir kiri). Proses tersebut dilakukan dengan cara memiringkan eretan atas dengan sudut 30O untuk ulir metris. Proses penambahan kedalaman potong (dept of cut) dilakukan oleh eretan atas. Langkah kerja membubut ulir selengkapnya dapat dibaca di http://achmadarifin.com/cara-membubut-ulirsegitiga-menggunakan-mesin-bubut. Selain itu juga dapat menyaksikan video berikut: https://www.youtube.com/watch?v=I0h6DMksURo



f.



Membubut diameter dalam Proses kerja pembubutan diameter dalam pada dasarnya sama dengan membubut rata, namun dilakukan pada bagian dalam diameter benda kerja yang sebelumnya sudah dilubang menggunakan mata bor. Pembubutan jenis ini banyak digunakan untuk keperluan memperbesar lubang pada benda kerja. Alat potong yang digunakan adalah pahat bubut dalam. Gambar 37 menunjukkan arah gerakan dan penggunaan pahat roughing-finishing pada proses pembubutan diameter dalam. Anda juga dapat menyaksikan video pembubutan dalam berikut ini: https://www.youtube.com/watch?v=J6gmhlmMTeI



40



Gambar 37. Pembubutan dalam menggunakan pahat a) finishing, b) roughing g.



Mengkartel Mengkartel merupakan proses pembubutan luar (pembubutan slindris) yang bertujuan untuk membuat profil pada permukaan benda kerja. Tujuan melakukan kartel atau knurling adalah membuat rigi-rigi pada benda kerja yang berfungsi sebagai pegangan agar benda kerja tidak licin. Pengkartelan dilakukan dengan menggunakan alat potong jenis khusus yang berupa sepasang roda kartel yang berukuran standar. Roda kartel tersebut dipasang pada toolpost dan kedudukannya diatur setinggi senter benda kerja. Benda kerja dicekam pada senter kepala tetap dan sebaiknya juga didukung menggunakan senter kepala lepas. Prinsip kerja kartel adalah bukan menyayat benda kerja, tetapi menekan/menusuk benda kerja sehingga membentuk alur-alur kartel. Selama proses kartel sebaiknya benda kerja diberikan minyak pelumas untuk mengurangi panas dan juga membersihkan beram dihasilkan. Bentuk profil hasil kartel pada umumnya lurus, miring atau silang (diamond). Untuk memperdalam pemahaman Anda dapat menyaksikan video berikut: https://www.youtube.com/watch?v=kyleQMH7Thk



Gambar 38. Proses mengkartel



41



h.



Toleransi ukuran Ketepatan ukuran merupakan salah satu indikator penting keberhasilan setiap pengerjaan pemesinan berupa toleransi dan suaian. Produk yang dihasilkan tidak akan dapat berfungsi dengan baik apabila ukuran hasil pengerjaan tidak sesuai dengan gambar kerja. Namun demikian di setiap gambar kerja selalu diberikan batas penyimpangan yang diperbolehkan pada proses pengerjaannya. Batas penyimpangan ukuran inilah yang dimaksud dengan toleransi ukuran pengerjaan pada pemesinan Toleransi diberikan pada bagian produk atau komponen mesin yang dianggap penting, dengan ditinjau dari beberapa aspek yaitu fungsi komponen, perakitan, dan proses pembuatan. Bagian komponen tersebut apakah memiliki fungsi dimana ketepatan ukuran menjadi syarat utama, atau apakah perakitan dapat ditukar sehingga masing-masing produk harus memiliki ukuran yang seragam atau apakah proses pembuatannya memerlukan ketepatan ukuran. Memberikan toleransi berarti menentukan batas-batas maksimum dan minimum dimana penyimpangan karakteristik produk tersebut harus terletak. Toleransi sangat berperan penting karena setiap proses produksi sangat sulit mencapai ukuran yang tepat, karena menyangkut ketelitian dalam proses pengerjaanya. Toleransi ukuran (dimensional tolerance) adalah perbedaan antara dua harga batas maksimum dan mininum, dimana ukuran atau jarak permukaan/batas geometri suatu komponen harus terletak. Kedua harga batas toleransi tersebut dapat dinyatakan sebagai penyimpangan (deviation) terhadap ukuran dasar yang sudah didefinisikan terlebih dahulu. Sedapat mungkin ukuran dasar dinyatakan dalam bilangan bulat. Standar toleransi ukuran yang umum digunakan pada proses pemesinan baik untuk pembubutan memanjang, radius dan champer maupun besar sudut sebagaimana ditunjukkan secara berturut-turut pada Tabel 2 sampai 4. Tabel 2. Toleransi umum berdasarkan panjang benda kerja Ukuran minimal (mm) Penyimpangan yang diijinkan



Teliti Sedang Kasar



>0.5-3



>3-6



>6-30



>30-120



±0.05 ±0.1



±0.05 ±0.1 ±0.2



±0.1 ±0.2 ±0.5



±0.15 ±0.3 ±0.8



>120315 ±0.2 ±0.5 ±1.2



>3151000 ±0.3 ±0.8 ±2



>10002000 ±0.5 ±1.2 ±3



Tabel 3. Toleransi umum untuk radius dan champer Ukuran minimal (mm) Penyimpangan yang diijinkan



>3151000



>0.5-3



>3-6



>6-30



>30-120



>120-315



Teliti/sedang



±0.2



±0.5



±1



±2



±4



±8



Kasar



±0.5



±1



±2



±4



±8



±16



Tabel 4. Toleransi umum untuk sudut Panjang sisi terpendek (mm) Dalam derajat dan menit Penyimpangan yang diijinkan Dalam mm tiap 100 mm



s.d 10



>10-50



>50-120



>120-400



±1



±30”



±20”



±10”



±1.8



±0.9



±0.6



±0.2



42



Beberapa istilah perlu dipahami terlebih dahulu untuk penerapan standar ISO tersebut. Setiap komponen perlu didefinisikan: a) ukuran dasar (basic size); daerah toleransi (tolerance zone); dan penyimpangan (deviation). Ukuran dasar adalah ukuran/ dimensi bagian benda kerja yang dituliskan dalam bilangan bulat tertentu sebagai ukuran utama yang harus dicapai dalam proses pengerjaannya. Daerah toleransi adalah daerah yang berada atau yang menunjukkan antara harga batas maksimum dan harga batas minimum. Sedangkan penyimpangan yang dimaksud adalah besarnya jarak atau perbedaan antara ukuran dasar yang ditetapkan terhadap ukuran bagian benda kerja sebenarnya yang dicapai dari proses pembuatannya.



Gambar 39. Penulisan toleransi sistem ISO Ukuran yang ditunjukkan pada Gambar 39 tersebut memiliki pengertian bahwa suatu lubang dengan ukuran dasar 30 mm posisi daerah toleransi (penyimpangan) mengikuti aturan kode H dengan harga toleransi menuruti aturan kode angka 7. Kode H7 ini mempunyai makna lebih jauh yang perlu diketahui, yaitu: a) jika poros pasangannya dirancang menuruti sistem suaian berbasis poros akan terjadi suaian longgar, dapat diputar/digeser tetapi tidak disarankan untuk kecepatan putaran tinggi, b) lubang tersebut cukup dibubut tetapi perlu dilakukan secara seksama, c) dimensinya perlu dikontrol dengan komparator sebab untuk ukuran dasar 30 mm dengan kualitas 7 toleransinya hanya 25 μm.



Aplikasi pembubutan kompleks pada komponen berpasangan Komponen berpasangan yang dimaksud adalah apabila ada dua atau lebih komponen yang bekerja atau dirakit menjadi satu. Secara penggunaan komponen tersebut merupakan satu kesatuan yang saling mendukung. Namun dalam proses pembuatannya tidak bisa dikerjakan secara pemesinan satu persatu. Bentuk komponen berpasangan ini dapat berupa pasangan poros dan lubang. Contoh aplikasi dari komponen berpasangan adalah sarung pengurang (drill sleeve) dengan tangkai mata bor.



43



Pengerjaan job produk berpasangan (pengepasan) sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 40 adalah dimaksudkan agar terampil membubut diameter luar dan diameter dalam dengan satu basis sumbu benda kerja sesuai prosedur operasi standar. Membubut pengepasan merupakan pekerjaan pembubutan 2 buah produk benda kerja yang nantinya akan dipasangkan, sehingga toleransi ukuran khususnya pada ukuran bagian yang berpasangan harus diperhatikan jenis suaian yang ditentukan. Model pengerjaan pembubutannya dapat dilakukan secara suaian basis lubang atau basis poros.



Gambar 40. Gambar kerja membubut komponen berpasangan



Prosedur dan persiapan awal dalam pembubutan komponen berpasangan sesuai Gambar 40 adalah sebagai berikut:



44







Mencermati gambar kerja. Hasil pencermatan pada Gambar 5.5 diperoleh informasi bahwa material benda kerja adalah dari mild steel dengan ukuran awal untuk benda poros sebesar Ø51X55 mm dan untuk benda lubang sebesar Ø51X35 mm. Harga kekasaran permukaan yang diinginkan adalah sebesar N6 dan tidak terdapat tanda pengerjaan khusus lainnya. Tanda batas toleransi secara khusus tertulis pada ukuran Ø34 dan Ø25, sedangkan untuk ukuran bagian yang lainnya digunakan toleransi umum. Hal ini menunjukkan bahwa pada ukuran tersebut pada kedua benda (benda poros dan lubang) harus diperhitungkan batas penyimpangan ukuran minimum dan maksimum agar dapat dipasangkan dengan baik







Mengindentifikasi jenis/sub pekerjaan. Jenis pekerjaan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 41 cukup banyak yaitu untuk benda kerja lubang berupa: bubut muka pada kedua sisi benda kerja, mengebor senter, pembubutan rata bertingkat diameter luar, mengebor secara bertahap dari diameter keceil ke besar, pembubutan bertingkat diameter dalam. Sedangkan pada benda kerja poros berupa bubut muka pada kedua sisi benda kerja, pembubutan rata bertingkat diameter luar dan pengepasan pada Ø40 dan Ø25 serta panjang 7 mm.



Gambar 41. Identifkasi jenis pekerjaan dan urutan pengerjaan membubut pengepasan benda lubang







Menentukan urutan kerja. Agar dapat diperoleh hasil yang optimal dan waktu yang efisien maka urutan kerja yang tepat menjadi hal yang sangat penting. Harus diperhatikan agar sesedikit mungkin melakukan bongkar pasang pencekaman benda kerja sehingga menghemat waktu dalam melakukan



45



setting benda kerja. Akan menjadi penting pengerjaan satu sisi benda kerja sampai selesai baru kemudian membalik benda kerja untuk mengerjakan pekerjaan yang selanjutnya sampai selesai juga. Sehingga dengan cukup membalik satu kali benda kerja maka pekerjaan dapat diselesaikan dengan sempurna. Berdasarkan Gambar 41 maka dapat dilakukan pengurutan proses pengerjaan sebagai berikut: a) pengerjaan sisi kanan benda kerja terlebih dahulu yaitu mengerjakan facing sebelah kanan dan membubut lurus/rata bertingkat pada Ø40 mm, b) pengerjaan sisi sebelah kiri dengan diawali mengerjakan facing sebelah kiri, kemudian membubut lurus/rata bertingkat pada Ø50 mm, melakukan pengeboran diawali dengan bor senter dan melakukan pembubutan diameter dalam. Sedangkan untuk benda kerja poros menggunakan cara yang sama untuk melakukan identifikasi urutan pengerjaan. Silahkan para siswa melakukan identifikasi jenis pekerjaan dan urutan pengerjaannya untuk benda kerja poros. Pertimbangkan supaya hanya sekali saja melakukan pembalikan benda kerja, agar waktu dapat lebih efisien. 



Menyiapkan bahan dan alat bantu.  Bahan benda kerja yang akan dikerjakan adalah mild steel dengan ukuran sebesar Ø51X55 mm untuk benda poros dan sebesar Ø51X35 mm untuk benda lubang.  Alat potong yang diperlukan berupa: pahat bubut muka, pahat bubut rata kanan, pahat bubut rata diameter dalam, bor senter, mata bor Ø10, Ø16 dan Ø20 mm.  Alat ukur yang diperlukan adalah jangka sorong dengan ketelitian min 0,02 mm  Alat bantu lain yang diperlukan adalah cekam bor untuk kepala lepas.







Langkah kerja membubut komponen yang berpasangan Berikut ini diuraikan alternatif urutan langkah pengerjaan untuk menyelesaikan pembuatan produk berpasangan (pengepasan). Urutan ini tidak bersifat mutlak, tetapi dapat diidentifikasi sendiri, urutan langkah bagaimana yang paling memungkinkan untuk dilakukan dengan mempertimbangkan peralatan yang tersedia di bengkel praktik. a. Menentukan terlebih dahulu pengerjaan dilakukan berdasarkan suaian basis lubang atau basis poros. Dalam contoh ini dilakukan pengerjaan suaian basis lubang, yaitu pengerjaan pada benda lubang terlebih dahulu. b. Memasang pahat bubut rata pada toolpost sedemikian rupa agar posisi ujung sisi sayat setinggi titik center benda kerja. c. Periksa dan posisikan tuas pengatur putaran sesuai hasil perhitungan rpm benda kerja, demikian juga tuas pengatur gerakan feeding mesin sesuai untuk memperoleh kualitas permukaan yang diinginkan. d. Pastikan skala nonius eretan dapat berfungsi dengan baik agar ukuran pembubutan dapat tercapai sesuai batas toleransi yang diijinkan



46



PENGERJAAN BENDA LUBANG e. Mencekam benda kerja sedemikian rupa agar dapat mengerjakan sisi kanan benda kerja. Penjepitan benda kerja diupayakan center/tidak oleng dan harus mempertimbangkan jarak bebas terhadap gerakan pahat agar tidak menabrak cekam mesin bubut pada saat proses pengerjaan. f. Melakukan pembubutan muka, sebaiknya cukup dilakukan dalam 1 kali penyayatan saja sampai permukaan yang rata. Penyayatan dapat dilakukan secara manual maupun dengan menggerakan eretan atas secara otomatis. g. Melakukan pembubutan rata untuk Ø40 mm dengan panjang 19 mm. Gunakan skala nonius pada eretan untuk mempermudah pengontrolan ketercapaian ukuran yang diinginkan. h. Membalik penjepitan benda kerja untuk melakukan pembubutan muka sampai diperoleh ukuran panjang total benda kerja sebesar 33 mm. Pengaturan titik nol eretan dan tebal penyayatan seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya. Namun demikian siswa diperbolehkan menggunakan cara lain yang dirasa lebih mudah atau praktis. i. Melakukan pembubutan rata untuk Ø50 mm dengan panjang 14 mm. j. Memasang center bor dan kemudian melakukan pengeboran awalan dengan kedalaman sekitar 2/3 bagian ujung sayat bor center. k. Melakukan pengeboran secara bertahap dan berturut-turut menggunakan mata bor Ø10, Ø16 dan Ø20 mm sampai dengan tembus pada sisi belakang benda kerja. Pengeboran ini dimaksudkan untuk mempersiapkan proses pembubutan dalam menggunakan pahat bubut dalam. l. Memasang pahat bubut dalam pada toolpost dan atur supaya posisi ujung sisi sayat setinggi titik center benda kerja. m. Melakukan pembubutan rata pada diameter dalam untuk Ø25 mm sampai dengan tembus pada sisi belakang benda kerja. Perhatikan batas toleransi yang ditentukan pada gambar kerja. n. Melakukan pembubutan rata bertingkat pada diameter dalam untuk Ø34 mm sepanjang 7 mm. Perhatikan batas toleransi yang ditentukan.



PENGERJAAN BENDA POROS o. Mencekam benda kerja sedemikian rupa agar dapat mengerjakan sisi kiri benda kerja. Penjepitan benda kerja diupayakan center/tidak oleng dan harus mempertimbangkan jarak bebas terhadap gerakan pahat agar tidak menabrak cekam mesin bubut pada saat proses pengerjaan.



47



p. Melakukan pembubutan muka, sebaiknya cukup dilakukan dalam 1 kali penyayatan saja sampai permukaan yang rata. Penyayatan dapat dilakukan secara manual maupun dengan menggerakan eretan atas secara otomatis. q. Melakukan pembubutan rata untuk Ø50 mm dengan panjang 24 mm. Gunakan skala nonius pada eretan untuk mempermudah pengontrolan ketercapaian ukuran yang diinginkan. r. Membalik penjepitan benda kerja untuk melakukan pembubutan muka sampai diperoleh ukuran panjang total benda kerja sebesar 55 mm. s. Melakukan pembubutan rata untuk Ø34 mm sepanjang 33 mm. Perhatikan batas toleransi yang ditentukan pada ukuran diameternya. t. Melakukan pembubutan rata untuk Ø25 mm sepanjang 26 mm. Perhatikan batas toleransi yang ditentukan sesuai gambar kerja baik pada ukuran diameter maupun panjangnya. u. Mencoba memasangkan/mengepaskan benda lubang sudah sudah dibuat sebelumnya pada benda poros yang ada. Kemudian lakukan penyesuaian/ langkah fisnihing sesuai yang diperlukan. v. Proses pekerjaan sudah selesai. Lepaskan benda kerja dan lakukan prosedur kebersihan sebagaimana tata tertib yang berlaku di bengkel pemesinan.



Sebelum Anda melanjutkan ke uraian materi berikutnya, sebaiknya Anda mendalami kembali konsep setiap jenis pekerjaan pembubutan yang sudah dijelaskan dengan melihat video yang tersedia di Youtube. Silahkan menggunakan kata kunci pencarian video sesuai jenis pekerjaan yang akan dilihat. Selanjutnya cobalah Anda melakukan perhitungan terkait pembubutan tirus. Apabila Anda sudah dapat melakukan hal tersebut, maka silahkan melanjutkan pada uraian materi berikutnya tentang pemeriksaan kualitas geometris



48



Pemeriksaan kualitas geometris Karakteristik geometrik yang ideal pada suatu benda kerja atau produk hasil pemesinan meliputi ketepatan ukuran, bentuk kontur yang sempurna serta tingkat kekasaran permukaan sesuai yang ditentukan. Ketepatan ukuran adalah bahwa benda kerja yang dihasilkan memiliki ukuran yang benar-benar presisi sesuai gambar kerja. Bentuk kontur sempurna adalah apabila produk benda kerja tersebut sama persis dengan gambar kerja tanpa ada penyimpangan yang berarti. Sedangkan kualitas permukaan benda kerja diharapkan memiliki kehalusan yang paling optimal.



Gambar 40. Contoh gambar kerja pembubutan (LKS DIY, 2017) Pemeriksaan ketepatan ukuran dilakukan dengan menggunakan alat ukur berupa jangka sorong. Hal yang harus Anda perhatikan dalam hal ini adalah ukuran dan toleransi yang terdapat gambar kerja. Hasil pengukuran pada benda kerja hasil pembubutan kemudian dibandingkan dengan ukuran yang terdapat pada gambar kerja. Sebagai contoh perhatikan Gambar 40, pada bagian dengan ukuran ∅35 mm toleransi yang diberikan adalah sebesar ±0,05. Hal ini menunjukkan bahwa hasil pembubutan pada bagian tersebut dapat diterima apabila penyimpangan ukuran adalah minimal 34,95 dan maksimal 35,05 mm. Apabila ukuran benda kerja diluar batas tersebut maka dikatakan bahwa hasil pengerjaan pembubutan tidak sesuai toleransi.



49



Pemeriksaan berikutnya adalah terkait dengan bentuk kontur dari benda kerja hasil pembubutan tersebut. Sebagai contoh perhatikan kembali Gambar 40, pada bagian yang dikerjakan ulir M16X2. Pemeriksaan dapat dilakukan secara visual terlebih dahulu pada hasil penguliran yaitu a) gerigi ulir yang dihasilkan simetris, rapi dan bersih, b) tidak terdapat cacat pada gerigi ulirnya, dan c) batang ulir dalam kondisi lurus atau sentris. Selanjutnya pemeriksaan dapat dilakukan dengan menggunakan alat bantu berupa mal ulir atau dapat juga menggunakan mur standar. Apabila mur standar dapat dipasangkan dengan baik maka dapat dikatakan bahwa hasil penguliran adalah baik. Pemeriksaan selanjutnya yang dapat Anda lakukan adalah pemeriksaan kualitas permukaan benda kerja. Perhatikan kembali tanda gambar yang terdapat pada gambar kerja, di sana dinyatakan bahwa tingkat kekasaran permukaan yang dipersyaratkan adalah N7, maka seluruh permukaan benda kerja harus mencapai tingkat kekasaran N7 kecuali pada bagian tertentu yang ditetapkan lain. Pemeriksaan dapat dilakukan dengan menggunakan alat ukur kekasaran baik roughness tester digital maupun roughness tester comparator. Berdasarkan hasil pemeriksaan dari 3 aspek tersebut maka kemudian baru disimpulkan apakah benda kerja hasil pembubutan tersebut dapat diterima atau tidak. Selanjutnya silahkan Anda cermati kembali Gambar 40 tersebut, poin-poin penting yang mana yang perlu dijadikan kriteria sebagai untuk mengambil keputusan apakah hasil pembubutan dari gambar kerja tersebut layak diterima atau ditolak. Video berikut ini merupakan salah satu contoh untuk memeriksa benda kerja hasil pembubutan yang berupa batang ulir. Silahkan Anda saksikan pada tautan berikut: https://www.youtube.com/watch?v=Gdvtw0pTAOs



Selamat Anda telah menyelesaikan kegiatan belajar 1 Pemesinan Bubut. Selanjutnya untuk memperdalam pengetahuan, pemahaman dan penguasaan materi yang sudah dijelaskan pada kegiatan belajar ini silahkan kerjakan semua penugasan dan tes formatif dengan sungguh-sungguh



50



E. Rangkuman Anda telah menyelesaikan materi pada kegiatan belajar Pemesinan Bubut. Dengan demikian Anda telah menguasai kompetensi merencanakan pekerjaan pemesinan menggunakan mesin bubut manual. Hal-hal penting yang telah Anda pelajari dalam kegiatan belajar Pemesinan Bubut adalah sebagai berikut. 1. Prinsip kerja mesin bubut adalah perputaran benda kerja dan gerak makan oleh alat potong baik secara melintang maupun membujur terhadap benda kerja tersebut, dimana dimensi mesin bubut ditentukan oleh 2 (dua) ukuran utama yaitu panjang jarak antar dua center mesin dan jarak tinggi center cekam. Jenis mesin bubut dapat dikelompokan berdasarkan beberapa kategori, yaitu: cara pengoperasian, berdasarkan ukurannya dan berdasarkan fungsinya. 2. Mesin bubut standar memiliki bagian-bagian utama, yaitu: kepala tetap, eretan, meja mesin dan kepala lepas. Selain itu diperlukan peralatan pendukung untuk penggunaan alat potong diantaranya adalah berupa: toolpost standart, quick change tool post dan radius turner toolpost. Sedangkan untuk peralatan pendukung yang digunakan untuk membantu pencekaman benda kerja agar aman adalah diantaranya: Cekam/chuck, Senter, Mandrel, Collet, dan Penyangga (kacamata). 3. Alat potong yang digunakan pada proses pembubutan ada beberapa macam, yaitu: pahat bubut, bor senter, mata bor, kontersing, konterbor, rimer mesin, dan kartel. Pahat bubut sendiri memiliki berbagai macam jenis sesuai dengan pengerjaan benda kerja yang sedang dilakukan dan digolongkan berdasarkan posisi penyayatan, keperluan pekerjaan, letak sisi potongnya dan bentuk/fungsinya. 4. Parameter pemotongan proses pembubutan adalah hal-hal yang dapat diatur besar nilainya agar dapat memperoleh hasil pembubutan yang optimal. Parameter pemotongan pada proses pembubutan meliputi 3 hal utama yaitu: kecepatan putaran mesin (revolution perminute-rpm), kecepatan pemakanan (Feeding-F) dan kedalaman pemotongan (depth of cut).  Kecepatan putaran pada spindel mesin (sumbu utama) dan benda kerja, yaitu kecepatan putar spindel utama dalam satuan putaran/menit (rpm) untuk melakukan pemotongan atau penyayatan, dimana besarnya ditentukan oleh besarnya cutting speed dan diameter benda kerja yang sedang dikerjakan. Cutting speed atau kecepatan pemotongan pada pemesinan bubut adalah adalah kemampuan alat potong dalam hal ini adalah pahat bubut dalam menyayat benda kerja dengan aman untuk menghasilkan tatal dalam satuan panjang per satuan waktu.  Gerak makan (feed rate), merupakan jarak yang ditempuh oleh gerakan mata potong pahat saat memotong benda kerja sepanjang bidang potong setiap satu kali putaran spindel, sehingga satuan f adalah mm/put atau inchi/put.  Kedalaman potong (depth of cut), adalah tebal bagian benda kerja yang disayat oleh alat potong dalam satu proses penyayatan atau jarak antara permukaan yang dipotong terhadap permukaan yang belum terpotong.



51



5. Adapun bentuk-bentuk pekerjaan yang dapat dilakukan dengan mesin bubut universal diantaranya adalah membubut muka (facing), membubut lurus/rata yaitu dalam arah memanjang, membubut alur, membubut ulir baik ulir luar maupun ulir dalam, membubut tirus, mengebor dan membubut diameter dalam, mengkartel, serta membubut radius dan chamfer.  Membubut muka (facing) merupakan proses pembubutan yang dilakukan pada sisi tepi penampang benda kerja, dimana pahat bergerak melintang menuju sumbu benda kerja, sehingga menghasilkan permukaan penampang benda kerja yang halus dan rata.  Pembubutan lurus atau rata yaitu pengerjaan benda kerja yang dilakukan sepanjang garis sumbunya atau arah memanjang untuk mendapatkan ukuran diameter benda kerja yang dikehendaki. Proses pembubutan ini biasanya digunakan untuk membuat poros atau benda-benda yang silindris.  Membubut alur adalah proses pembubutan dengan tujuan untuk membuat celah dengan lebar dan kedalaman tertentu pada benda kerja.  Membubut tirus adalah suatu proses pembuatan benda kerja yang berbentuk konis, yaitu besarnya diameter ujung yang satu dengan diameter ujung lainnya dari suatu poros memiliki ukuran yang berbeda secara berurutan dan beraturan. Pelaksanaan pembubutan bentuk tirus dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu: 1) pergerseran kepala lepas dalam arah melintang, 2) memutar posisi eretan atas, dan 3) menggunakan tapper attachment.  Proses kerja pembubutan diameter dalam pada dasarnya sama dengan membubut rata, namun dilakukan pada bagian dalam diameter benda kerja yang sebelumnya sudah dilubang menggunakan mata bor.  Mengkartel merupakan proses pembubutan luar (pembubutan slindris) yang bertujuan untuk membuat profil pada permukaan benda kerja. Tujuan melakukan kartel atau knurling adalah membuat rigi-rigi pada benda kerja yang berfungsi sebagai pegangan agar benda kerja tidak licin. 6. Toleransi ukuran (dimensional tolerance) adalah perbedaan antara dua harga batas maksimum dan mininum, dimana ukuran atau jarak permukaan/batas geometri suatu komponen harus terletak. Kedua harga batas toleransi tersebut dapat dinyatakan sebagai penyimpangan (deviation) terhadap ukuran dasar yang sudah didefinisikan terlebih dahulu. 7. Karakteristik geometrik yang ideal pada suatu benda kerja atau produk hasil pemesinan meliputi ketepatan ukuran, bentuk kontur yang sempurna serta tingkat kekasaran permukaan sesuai yang ditentukan.



52