LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM TEKNIK MANUFAKTUR I PROSES PRODUKSI POROS BAWAH HYDROTILLER
Oleh KELOMPOK 10 Anggota : 1. ADITIA AKSA D. 2. M. SYAHRIL M. 3. MAIZON OKTIVA 4. NIKO RENSEN 5. RAMADANI PUTRA 6. ROFFI ARDINATA
1110912067 1110912005 1110913027 1110913030 1110913036 1110912065
Asisten : MIKO DARMIGUS
LABORATORIUM INTI TEKNOLOGI PRODUKSI JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2012
ABSTRAK
Saat ini perkembangan terjadi di berbagai bidang baik ilmu pengetahuan, industri, produksi, maupun teknologi. Dan salah satu hal yang terpenting dalam perkembangan ini adalah bidang proses produksi yang mana bidang ini selalu berubah sepanjang waktu mengikuti kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia. Pentingnya proses produksi saat ini maka dipelukan pembelajaran proses produksi yang dapat dilakukan dengan praktikum. Maka di lakukan praktikum Teknik Manufaktur I sebagai bahan pembelajaran dalam proses produksi khususnya proses pemesinan. Dimana pada praktikum Teknik Manufaktur I ini kami
melakukan praktikum dengan membuat produk yaitu Poros bawah
Hydrotiller. Pada pembuatan Poros Bawah Hydrotiller ini dilakuakan dengan beberapa proses yang dilakukan yaitu proses sawing, turning, facing, drilling, shapping, dan tapping. Dimana Proses facing dilakukan untuk mengurangi panjang benda kerja dan proses turning dilakukan untuk mengurangi diameter serta pembuatan ulir luar. Proses drilling merupakan proses pembuatan lubang atau membesarkan lubang dengan diameter tertentu. Proses tapping untuk memproduksi ulir dalam. Proses shapping dilakukan untuk mengurangi diameter poros sehingga poros yang dihasilkan berbentuk prismatik. Setelah melakukan praktikum dalam pembuatan poros bawah hydrotiller ini diharapkan agar mahasiswa dapat menganalisa gambar teknik, dapat menentukan mesin perkakas yang digunakan, yang di khususkan agar dapat memebentuk produk sesuai geometri yang diinginkan. Kata Kunci : Poros Bawah Hydrotiller, Proses Produksi, Pemesinan, Mesin Perkakas
ii
KATA PENGANTAR
Puji beserta syukur kami ucapkan atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan segala rahmat serta karunia-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Akhir Praktikum Teknik Manufaktur I di Laboratorium Inti Teknologi Produksi (LITP). Laporan ini ditulis untuk memenuhi persyaratan dalam meyelesaikan kuliah berserta praktikum Teknik Manufaktur I dari awal hingga selesai. Pelaksanaan dan penyusunan laporan ini tidak mungkin terlaksana tanpa bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Adam Malik, M. Eng , Bapak Dr. Ing. Agus Sutanto dan Bapak Zulkifli Amin Phd, yang telah memberikan pengetahuan dasar proses pemesinan pada mata kuliah Teknik Manufaktur I. 2. Bapak Ir. Adam Malik, M. Eng sebagai Kepala Laboratorium Inti Teknologi Produksi. 3. Miko Darmigus selaku asisten yang telah memberikan bimbingan selama praktikum dan penyusunan laporan akhir ini. 4. Seluruh asisten Laboratorium Inti Teknologi Produksi (LITP) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Andalas. 5. Rekan-rekan kelompok 10 jurusan Teknik Mesin Angkatan 2011 yang telah memberikan saran dan bantuannya, serta semua pihak yang membantu kami baik secara langsung maupun tidak langsung. Semoga dengan laporan akhir ini dapat diterima dan memberikan manfaat bagi yang membaca, dan sangat kami harapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan laporan akhir ini. Padang ,
Desember 2012
Penulis iii
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK................................................................................................... ii KATA PENGANTAR................................................................................. iii DAFTAR ISI ............................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR................................................................................... vii DAFTAR TABEL ...................................................................................... x DAFTAR GRAFIK..................................................................................... xi BAB IPENDAHULUAN 1.1
LatarBelakang .................................................................................... 1
1.2
Tujuan ................................................................................................ 1
1.3
Manfaat .............................................................................................. 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gambar Teknik ...................................................................................... 3 2.1.1 Fungsi Gambar..................................................................................... 3 2.1.2 Garis....................................................................................... 4 2.1.3 Proyeksi Gambar .................................................................... 7 2.1.4Cara Mempresentasikan Ulir ................................................... 9 2.1.5 Toleransi ................................................................................ 10 2.1.6 Suaian .................................................................................... 10 2.2 Klasifikasi Proses Produksi .......................................................... 12 2.2.1 Proses Pengecoran ( Casting ).............................................. 12 2.2.2 Proses Perakitan ( Assembly )............................................... 13 2.2.3 Proses Pembentukan ( Forming ) ........................................ 13 2.2.4 Proses Penyambungan ( Joining ) ........................................ 14 2.2.5 Proses Metalurgi Serbuk ( Powder Metallurgy )................... 15 2.2.6 Proses Polimer ..................................................................... 15 2.2.7 Perubahan Sifat Mekanik ..................................................... 16 2.2.8 Proses Pemesinan ( Machining ) .......................................... 17
iv
2.3 Mekanisme Pembentukan Geram................................................... 22 2.3.1 Teori Lama ........................................................................... 22 2.3.2 Teori Baru ............................................................................ 23 2.4 Elemen Dasar Proses Pemesinan ................................................... 24 2.4.1 Bubut ( Turning )................................................................... 25 2.4.2 Freis ( Milling )...................................................................... 29 2.4.3 Gurdi ( Drilling ) ................................................................... 34 2.4.4 Gerinda (Grinding ) ............................................................... 39 2.4.5 Sekrap (Shapping / Planning) ................................................ 42 2.4.6 Geraji ( Sawing ).................................................................... 46 2.5 Pahat ............................................................................................. 48 2.5.1 Bagian-bagian Pahat ............................................................ 49 2.5.2 Bidang Pahat......................................................................... 50 2.5.3 Mata Potong Pahat................................................................ 50 2.5.4 Material Pahat....................................................................... 51 2.5.5 Umur Pahat........................................................................... 60 2.6 Fluida Pendingin ( coolant ) ......................................................... 63 2.6.1 Jenis-jenis Coolant................................................................ 63 2.6.2 Fungsi Coolant...................................................................... 65 2.6.3 Pemakaian Coolant ............................................................... 65 2.6.4 Pemeliharaan Cairan Pendingin ............................................ 68 2.7 Snei dan Tapping........................................................................... 69 2.7.1 Snei ...................................................................................... 69 2.7.2 Tapping ................................................................................ 70 BAB III METODOLOGI 3.1 Diagram Alir Praktikum................................................................ 72 3.2 Peralatan Praktikum ....................................................................... 74 3.2.1 Mesin yang Digunakan ........................................................ 74 3.2.2 Alat Ukur............................................................................. 76 3.2.3 Alat Bantu ........................................................................... 77 3.3 Proses Pembuatan .......................................................................... 78
v
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1. Perhitungan ......................................................................................................... 82
Bubut muka (facing) bagian kanan ......................................... 82
4.1.1.
4.1.2. Proses Drilling bagian kiri pada Mesin Bubut.................... 84 4.1.3. Bubut Silindrik (Turning) bagian kiri ................................ 84 4.1.4. Bubut Muka (Facing) bagian kiri ...................................... 87 4.1.5. Proses Drilling pada bagian kanan..................................... 89 4.1.6 Bubut Silindrik (Turning) bagian kanan ............................ 90 4.1.7. Proses Proses menyekrap pada mesin sekrap...................... 92 4.1.8. Proses mengetap ............................................................... 93 4.1.9. Bubut ulir.......................................................................... 94 4.2. Analisa Data.......................................................................................... 97 4.2.1 Analisa Proses................................................................... 97 4.2.1.1.
Proses Bubut ........................................................ 97
4.2.1.2.
Proses Shaping ..................................................... 99
4.2.2
Analisa waktu dan hasil pengerjaan.................................. 100
4.2.2.1.
Perbandingan tc pemotongan
(aktual dan teori)....................................................................... 100 4.2.2.2
Berdasarkan ketelitian produk .............................. 101
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan...............................................................................................103 5.2 Saran.......... ...............................................................................................103 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Garis Nyata ............................................................................ 4
Gambar 2.2
Garis Gores ............................................................................ 4
Gambar 2.3
Garis Bergores ....................................................................... 5
Gambar 2.4
Garis Bergores Ganda ............................................................ 5
Gambar 2.5
Proyeksi Eropa....................................................................... 7
Gambar 2.6
Proyeksi Amerika................................................................... 8
Gambar 2.7
Ulir Luar dan Ulir Dalam (2D)............................................... 9
Gambar 2.8
Ulir Luar dan Ulir Dalam (3D)............................................... 10
Gambar 2.9
Sistem Suaian Berbaris Poros dan Lubang.............................. 11
Gambar 2.10 Komponen Hasil Pengecoran ................................................. 12 Gambar 2.11 Proses Perakitan Kapal........................................................... 13 Gambar 2.12 Hasil Pembentukan ................................................................ 14 Gambar 2.13 Contoh hasil Penyambungan .................................................. 14 Gambar 2.14 Contoh Hasil Metalurgi Serbuk .............................................. 15 Gambar 2.15 Contoh Hasil Polimer............................................................. 16 Gambar 2.16 Heat Treatment ...................................................................... 16 Gambar 2.17 Surface Treatment .................................................................. 16 Gambar 2.18 Proses Ultrasonic ................................................................... 19 Gambar 2.19 Proses Kimia.......................................................................... 19 Gambar 2.20 Proses Kimia Listrik............................................................... 19 Gambar 2.21 Proses EDM........................................................................... 20 Gambar 2.22 Gerinda Selindrik (a) internal (b) eksternal ............................ 21 Gambar 2.23 Gerinda Datar......................................................................... 21 Gambar 2.24 Lapping.................................................................................. 21 Gambar 2.25 Proses Terbentuknya Geram Menurut Teori Lama ................. 23 Gambar 2.26 Proses TerbentuknyaGeramMenurutTeoriBaru....................... 23 Gambar 2.27 Proses Terbentuknya Geram Menurut Teori Analogi Kartu .... 24 Gambar 2.28 Mesin Bubut .......................................................................... 26 Gambar 2.29 Kondisi Pemotongan Bubut.................................................... 27 Gambar 2.30 Proses Pada Mesin Bubut ....................................................... 28
vii
Gambar 2.31 Jenis Mesin Freis.................................................................... 29 Gambar 2.32 Jenis Pahat (a) upmilling (b) down Milling ............................. 30 Gambar 2.33 Proses Freis Datar dan Freis Tegak ........................................ 31 Gambar 2.34 Proses yang Dapat Dilakukan pada Mesin Freis ..................... 33 Gambar 2.35 Mesin Freis ............................................................................ 33 Gambar 2.36 Penggurdi Puntir .................................................................... 35 Gambar 2.37 Penggurdi pistol bergalur lurus. A. Penggurdi trepan,
B. Penggurdi pistol pemotongan............................................ 36 Gambar 2.38 Pemotong untuk lubang pada logam tipis.
A. Pemotong gergaji. B.Freis kecil (fly cutting) ..................... 36 Gambar 2.39 Mesin Gurdi........................................................................... 37 Gambar 2.40 Pahat Gurdi ............................................................................ 37 Gambar 2.41 Proses Gurdi .......................................................................... 38 Gambar 2.42 Proses Gerinda ....................................................................... 40 Gambar 2.43 Mesin Sekrap (Shapping) ....................................................... 42 Gambar 2.44 Proses yang Dapat Dilakukan pada Mesin Sekrap .................. 45 Gambar 2.45 Jenis Mesin Sekrap................................................................. 45 Gambar 2.46 Proses Sekrap......................................................................... 46 Gambar 2.47 Metoda Hack Saw .................................................................. 47 Gambar 2.48 Metoda Band Saw .................................................................. 47 Gambar 2.49 Metoda Power Hack Saw ....................................................... 48 Gambar 2.50 Bagian-Bagian dan Bidang Pahat Bubut................................. 49 Gambar 2.51 Bentuk Pahat Bubut ............................................................... 51 Gambar 2.52 Pahat Baja Karbon ................................................................. 53 Gambar 2.53 Pahat HSS.............................................................................. 55 Gambar 2.54 Pahat Paduan Cor non Ferro .................................................. 55 Gambar 2.55 Pahat Karbida......................................................................... 56 Gambar 2.56 Pahat Keramik ....................................................................... 57 Gambar 2.57 Pahat CBN ............................................................................. 57 Gambar 2.58 Pahat Intan ............................................................................. 58 Gambar 2.59 Keausan ujung dan kawah pada pahat .................................... 61 Gambar 2.60 Keausan tepi dan kawah pada pahat ....................................... 61
viii
Gambar 2.61 Ilustrasi Beberapa Jenis Cairan Pendingin .............................. 65 Gambar 2.62 Pemakaian Cairan Pendingin Dengan Menggunakan Nozel.... 66 Gambar 2.63 Pahat Gurdi (Jenis End Mill ) ................................................. 67 Gambar 2.64 Pressure Feed Aspirator, Alat Pengabut Cairan Pendingin..... 68 Gambar 2.65 Proses Snei............................................................................. 69 Gambar 2.66 Proses Tapping....................................................................... 71
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Poros Bawah Hydrotiller.................... 73
Gambar 3.2
Mesin Gergaji........................................................................ 74
Gambar 3.3
Mesin Bubut.......................................................................... 75
Gambar 3.4
Mesin Sekrap ....................................................................... 75
Gambar 3.5
Jangka Sorong ...................................................................... 76
Gambar 3.6
Mistar................................................................................... 76
Gambar 3.7
Stopwatch ............................................................................ 77
Gambar 3.8
Ragum.................................................................................. 77
Gambar 3.9
Kuas..................................................................................... 78
Gambar 3.10 Benda Kerja Setelah Sawing................................................ 78 Gambar 3.11 Benda Kerja Setelah Facing ................................................ 79 Gambar 3.12 Benda Kerja Setelah Turning............................................... 79 Gambar 3.13 Benda Kerja Setelah Drilling................................................ 80 Gambar 3.14 Benda Kerja Setelah Threading ............................................ 80 Gambar 3.14 Benda Kerja Setelah Shaping................................................ 80 Gambar 3.15 Benda Kerja Setelah Tapping ............................................... 81
ix
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Macam-macam garis dan penggunaannya ..................................... 6 Tabel 2.2 Perbedaan Proses Pemesinan dengan Proses Pembentukan ........... 13 Tabel 2.3 Klasifikasi Proses Pemesinan Menurut Jenis Mesin, Orientasi Permukaan, Jumlah Mata Potong, Gerak Potong dan Gerak Makan yang Digunakan...................................................... 22 Tabel 2.4 Perbedaan Up Milling Dengan Down Milling .............................. 30 Tabel 2.5 Perbedaan Antara pahat HSS dan Karbida................................... 59 Tabel 2.6 Jenis Pahat dan Mulai Digunakan ................................................ 59 Tabel 4.1. Proses facing bagian kanan .......................................................... 84 Tabel 4.2 Proses Turning bagian kiri ........................................................... 87 Tabel 4.3. Proses facing pada bagian kiri...................................................... 89 Tabel 4.4. Proses Turning pada bagian kanan ............................................... 91 Tabel 4.5 Proses sekrap bagian kiri.............................................................. 93 Tabel 4.6. Proses pembuatan ulir luar ........................................................... 96
x
DAFTAR GRAFIK Grafik 2.1
Jenis Pahat dan Tahun Mulai Digunakan ............................. 60
xi
Laporan Akhir
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Perkembangan teknologi saat sekarang ini banyak sekali memberikan
perubahan-perubahan bagi kehidupan manusia, terutama pada dunia perindustrian. Perkembangan teknologi yang terus berkembang membawa manfaat yang luar biasa. Pekerjaan-pekerjaan yang sebelumnya menuntut kemampuan fisik yang cukup besar, kini relatif sudah bisa digantikan oleh perangkat mesin-mesin otomatis. Seiring dengan pesatnya kemajuan tersebut, kita dituntut untuk memiliki kemampuan, keterampilan dan keahlian dalam suatu bidang. Kemampuan, keterampilan, dan keahlian (skill) sangat penting untuk menunjang kehidupan manusia, karena dengan adanya keahlian seseorang dapat melakukan suatu hal yang berguna dan bermanfaat bukan hanya untuk dirinya sendiri tetapi juga untuk orang lain. Kemampuan, keterampilan dan keahlian tersebut harus diiringi dengan ilmu pengetahuan yang tinggi. Praktikum proses produksi merupakan salah satu dari proses untuk mendapatkan pengetahuan mengenai proses-proses yang akan di lakukan dalam pembuatan suatu prosuk sehingga setelah praktikum mahasiswa akan memiliki ketrampilan, kemampuan, dan keahlian dalam memproduksi suatu produk. 1.2
Tujuan Tujuan dari penulisan laporan proses produksi ini adalah : 1.
Mampu membaca dan menganalisa gambar teknik sedemikian sehingga dapat menentukan mesin perkakas yang digunakan, merencanakan urutan proses permesinan dalam pembuatan suatu komponen, serta menentukan kondisi pemotongan yang sesuai untuk spesifikasi geometri yang diinginkan.
2.
Mampu mengoperasikan mesin-mesin perkakas dan mengetahui karateristik mesin perkakas yang dipakai.
Kelompok 10
1
Laporan Akhir
3.
Mampu mempergunakan alat ukur untuk memeriksa kualitas komponen yang dibuat.
1.3
Manfaat Manfaat yang dapat diambil dari praktikum proses produksi ini adalah : 1.
Mampu membaca gambar teknik dan mengetahui informasi di dalamnya.
2.
Memperoleh pengetahuan mengenai urutan-urutan proses pemesinan untuk membuat suatu produk.
3.
Memperoleh pengetahuan dalam menggunakan mesin-mesin perkakas
4.
Memperoleh pengetahuan cara mengukur dengan menggunakan alat ukur.
Kelompok 10
2
Laporan Akhir
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Landasan teori menjelaskan tentang teori yang berhubungan dengan proses produksi. Landasan teori ini penting untuk menunjang suatu pengamatan ataupun penelitian karena merupakan landasan dalam melakukan penelitian dan memecahkan masalah yang muncul dalam pengamatan tersebut. 2.1 Gambar Teknik Gambar merupakan sebuah wadah untuk menuangkan ide. Gambar teknik merupakan suatu wadah untuk menuangkan ide seorang engineer.Oleh karena itu gambar teknik sering juga disebut bahasa teknik. Keterangan-keterangan dalam gambar, yang tidak dapat dinyatakan dalam bahasa, harus diberikan secukupnya sebagai lambang-lambang. Oleh karena itu, berapa banyak dan berapa tinggi mutu keterangan yang dapat diberikan dalam gambar, tergantung dari bakat perancang gambar (design drafter). Sebagai juru gambar sangat penting untuk menberikan gambar yang tepat dengan mempertimbangkan pembacanya. 2.1.1 Fungsi Gambar Gambar teknik memiliki fungsi sebagai berikut: a. Penuangan ide Gambar mempunyai maksud meneruskan ide dari perancang dengan tepat kepada orang-orang yang bersangkutan, kepada perancangan proses, pembuatan, pemeriksaan, perakitan, dsb. Penafsiran gambar diperlukan untuk penentuan secara objektif. b. Media komunikasi Dalam perencanaan, konsep abstrak yang melintas dalam pikiran diwujudkan dalam bentuk gambar melalui proses. Masalahnya pertama-tama dianalisa dan disintesa dengan gambar.Kemudian gambarnya diteliti dan dievaluasi. Proses ini diulang-ulang, sehingga dapat dihasilkan gambar yang sempurna. Sarjana teknik yang tanpa Kelompok 10
Laporan Akhir
kemampuan menggambar, kekurangan cara penyampaian keinginan, maupun kekurangan cara menerangkan yang sangat penting. c. Arsip 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 bagianbagian produk untuk diperbaiki, tetapi gambar juga diperlukan juga untuk bahan informasi untuk rencana-rencana baru di kemudian hari. Karena ruang untuk penyimpanan gambar memerlukan tempat yang luas, dibuatlah film mikro yang ditempelkan pada kartu-kartu berlubang untuk disimpan. 2.1.2 Garis Garis merupakan kumpulan beberapa titik yang menyatu secara kontinu. Dalam gambar ada beberapa garis yang memiliki arti dan penggunaannya sendiri. Oleh karena itu penggunaannya harus sesuai dengan tujuannya. Secara garis besar garis terbagi menjadi 4 jenis, yaitu: a. Garis nyata Garis nyata digunakan untuk mengambarkan bagian yang tampak dari sebuah gambar.
Gambar 2.1
Garis Nyata
b. Garis gores Garis gores digunakan untuk menggambarkan bagian yang tidak tampak.
Gambar 2.2
Kelompok 10
Garis Gores
4
Laporan Akhir
c. Garis bergores Garis bergores biasanya digunakan untuk menerangkan bahwa gambar tersebut berbentuk silindrik, misalnya garis sumbu.
Gambar 2.3
Garis Bergores
d. Garis bergores ganda Garis bergores ganda digunakan untuk menunjukkan benda yang bergerak. Contohnya pada bandul yang bergerak ke kiri dan kanan.
Gambar 2.4 Garis Bergores Ganda
Selain bentuk, harus diperhatikan juga ketebalan garis yang digunakan. Berdasarkan tebalnya, garis dibagi menjadi dua jenis, yaitu garis tebal dan garis tipis, dengan masing-masing kegunaannya.
Kelompok 10
5
Laporan Akhir
Untuk lebih jelasnya berikut jenis-jenis dan penggunaanya Tabel 2.1
Jenis garis
Macam-macam garis dan penggunaannya.
Keterangan A. Tebal Kontinu B. Tipis Kontinu
Penggunaan A1. Garis-garis nyata (gambar) A2. Garis-garis tepi B1. Garis-garis berpotongan khayal B2. garis-garis ukur B3. Garis-garis proyeksi/bantu B4. Garis-garis penunjuk B5. Garis-garis arsir B6. Garis-garis nyata dari penampang yang diputar ditempat
B7. Garis sumbu pendek C. Tipis kontinu bebas C1. Garis-garis batas dari potongan sebagian atau bagian yang dipotong, bila batasnya bukan garis bergores tipis D. Tipis Kontinu dengan sig-sig D1. sama dengan C1 E. Garis gores tebal E1. Garis nyata terhalang E2. Garis tepi terhalang F. Garis Gores tipis F1. Garis nyata terhalang F2. Garis tepi terhalang G. Garis Bergores Tipis G.1 Garis sumbu G.2 Garis Simetri G.3 Lintasan Garis bergores tipis yang H1. Garis potong dipertebal pada ujungujungnya dan pada perobahan arah Garis Bergores Tebal J1. Penunjukan permukaan yang harus mendapat penanganan khusus Garis Bergores ganda tipis K1. bagian yang berdampingan K2. Batas-batas kedudukan benda yang bergerak K3. Garis sistem (pada baja profil) K4. Bentuk semula sebelum dibentuk K5. Bagian benda yang berada didepan bidang potong
Kelompok 10
6
Laporan Akhir
2.1.3 Proyeksi Gambar Proyeksi merupakan pengggambaran benda dari bentuk 3D menjadi 2D yang dilihat dari berbagai sudut pandang. Proyeksi Eropa dan
Amerika
merupakan
proyeksi
yang
digunakan
untuk
memproyeksikan pandangan dari sebuah gambar tiga dimensi terhadap bidang dua dimensi. 1. Proyeksi Eropa ProyeksiEropa disebut juga proyeksi sudut pertama, juga ada yang menyebutkan proyeksi kuadran I, perbedaan sebutan ini tergantung dari masing pengarang buku yang menjadi refrensi. Dapat dikatakan bahwa Proyeksi Eropa ini merupakan proyeksi yang letak bidangnya terbalik dengan arah pandangannya.
(Bawah)
(Kanan)
(Depan)
(Kiri) (Belakang)
(Atas)
Gambar 2.5 Proyeksi Eropa
Kelompok 10
7
Laporan Akhir
2. Proyeksi Amerika Proyeksi Amerika dikatakan juga proyeksi sudut ketiga dan juga ada yang menyebutkan proyeksi kuadran III. Proyekasi Amerika merupakan proyeksi yang letak bidangnya sama dengan arah pandangannya.
Gambar 2.6 Proyeksi Amerika
Kelompok 10
8
Laporan Akhir
2.1.4 Cara mempresentasikan ulir Pada umumnya ulir digambar secara sederhana, di mana diameter luar ulir digambar dengan garis tebal dan diameter dalamnya dengan garis tipis atau sebaliknya, dapat dilihat pada gambar 2 cara menggambarnya adalah sbb : 1. Diameter luar dari ulir luar dan diameter dalam dari ulir dalamdigambar dengan garis tebal. 2. Diameter dalam, disebut juga diameter teras, dari ulir luar, dandiameter luar dari ulir dalam digambar dengan garis tipis. 3. Garis yang menunjukkan batas antara ulir lengkap dan tidak lengkap,ditarik dengan garis tebal. 4. Menurut perjanjian garis yang menunjukkan akar dari ulir tidaklengkap digambar dengan garis tipis, yang mcmbuat sudut 30° dengansumbu baut. 5. Ujung lubang mata bor digambar dengan sudut puncak 120°. 6. Garis-garis batas ulir, yaitu garis-garis yang menunjukkan batas dalamdan luar dari ulir, digambar dengan garis gores, bila ulirnyatersembunyi.
Gambar 2.7 Ulir Luar dan Ulir Dalam (2D)
Kelompok 10
9
Laporan Akhir
Gambar 2.8Ulir Luar dan Ulir Dalam (3D)
2.1.5 Toleransi Toleransi adalah suatu batas
maksimum dan minimum yang
diperbolehkan dalam pembuatan sebuah gambar. Nilai toleransi ditentukan oleh satuan toleransi i,sebagai berikut : i = 0,45
3
D + 0,001 D
Jenis jenis toleransi ada 2 yaitu : a) Toleransi Geometris: Toleransi yang berhubungan dengan letak dan bentuk. Contoh : kesejajaran, ketegaklurusan, letak , dan permukaan b) Toleransi si Linear dan Sudut Toleransi yang berhubungan dengan dimensi. Contoh : sudut, panjang, diameter, lebar, tinggi, dll 2.1.6 Suaian Suaian merupakan perbedaan ukuran yang diizinkan untuk suatu pemakaian dari 2 benda yang berhubungan.Jenis-jenis berhubungan.Jenis jenis dari suaian ada 3 macam yaitu: Suaian Longgar (Clearance Fit) Suaian uaian yang selalu akan menghasilkan kelonggaran (clearance) ( "Daerah Daerah toleransi lu lubang bang selalu terletak di atas daerah toleransi poros". Kelompok 10
10
Laporan Akhir
Suaian Pas (Transition Fit), adalah suaian yang dapat menghasilkan kelonggaran ataupun kerapatan. "Daerah toleransi lubang dan daerah toleransi poros saling berpotongan (sebagian saling menutupi)". Suaian Paksa (Interference Fit), yakni
suaian
yang
selalu
akan
menghasilkan
kerapatan.
(interference). "Daerah toleransi lubang selalu terletak di bawah daerah toleransi poros".
Gambar 2.9 Sistem Suaian Berbasis Poros dan Lubang
Kelompok 10
11
Laporan Akhir
2.2 KLASIFIKASI PROSES PRODUKSI Proses produksi adalah suatu proses yang mengubah bahan baku menjadi suatu produk jadi atau setengah jadi untuk meningkatkan nilai guna dengan memanfaatkan resource produksi, seperti modal, operator, material, mesin, energi serta informasi. Diagram proses produksi : Manusia
Bahan Baku
Modal
Proses Produki
Material
Produk
Mesin
Energi + Teknologi Informasi Proses produksi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa macam, yaitu : 2.2.1 Pengecoran (Casting) Proses produksi dengan cara memanaskan logam sampai titik leleh kemudian dituangkan ke dalam cetakan lalu didinginkan dan kemudian dikeluarkan dari cetakannya. Contoh : pembuatan blok rem
Gambar 2.10 komponen hasil pengecoran
Kelompok 10
12
Laporan Akhir
2.2.2 Perakitan (Assembly) Proses produksi dengan cara menggabungkan beberapa komponen menjadi satu kesatuan. Sapat dilakukan dengan cara manual, otomatis dan gabungn manual dan otomatis Contoh : perakitan sepeda motor, mobil, dan komputer
Gambar 2.11 proses perakitan kapal
2.2.3 Pembentukan (Forming) Proses produksi dengan cara memberikan gaya pada material sehingga terjadi deformasi plastis. Geometri tersebut dihasilkan melalui pemberi gaya beban pada benda kerja Tabel 2.2Perbedaan Proses Pemesinan dengan Proses Pembentukan No
Proses Pemesinan
Proses Pembentukan
1
Terbentuk geram
Tidak terbentuk geram
2
Memiliki ketelitian tinggi
Ketelitian kurang
3
Permukaan produk yang dihasilkan baik
Permukaan produk yang dihasilkan kurang baik
4
Volume benda kerja berubah
Volume benda kerja tetap
5
Tidak terjadi deformasi plastis
Terjadi deformasi plastis
6
Memakai mesin perkakas
Memakai cetakan
7
Serat material putus
Serat tidak terputus
Kelompok 10
13
Laporan Akhir
deep drawing
tempa
blanking
Gambar 2.12 hasil pembentukan
2.2.4 Penyambungan (Joining) Proses produksi dengan menggabungkan 2 komponen atau lebih dengan menggunakan atau tanpa menggunakan material penyambung sehingga terbentuk produk yang diinginkan.
Gambar2.13proses penyambungan
Proses penyambungan dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu : 1.
Penyambungan Permanen Penyambungan permanen adalah penyambungan yang tidak dapat dipisahkan
lagi,
apabila
dipisahkan
akan
dapat
merusak
komponennya. Contoh penyambungan pada pengelasan, patri, solder, paku keling dan lain-lain. Kelompok 10
14
Laporan Akhir
2.
Penyambungan Semi Permanen Proses produksi penyambungan yang bisa dipisahkan, tapi material penyambungnya menjadi rusak. Contoh penyambungan menggunakan paku keling.
3.
Penyambungan Nonpermanen Penyambungan Nonpermanen adalah penyambungan yang dapat dipisahkan kembali, jika dipisahkan tidak akan merusak komponen dasar Contoh penyambungan dengan menggunakan baut.
2.2.5 Metalurgi Serbuk(Powder Metallurgy) Proses
produksi
dengan
memberikan
penekanan
pada
serbukmaterial pada cetakan yang dipanaskan hingga serbuk material menyatu.
Gambar 2.14 contoh hasil metalurgi serbuk
2.2.6 Polimer (Polymer) Gabungan
monomer-monomer
yang
membebtuk
rantai
hidrokarbon yang panjang. Polimer terbagi menjadi 3 bagian : a. Termosetting Polomer yang bersifat tidak dapat di daur ulang. Contoh:plastik. b. Termoplastis Polimer yang dapat di daur ulang. Contoh : Melamin c. Elastomer Polimer yang memiliki sifat elastisitas. Contoh : Karet alam Kelompok 10
15
Laporan Akhir
Gambar 2.15 Contoh Hasil Polimer
2.2.7 Perubahan Sifat Mekanik Perubahan sifat mekanik adalah proses produksi dengan memberikan perlakuan panas pada material hingga temperatur austenit untuk mendapatkan sifat yang diinginkan. Perubahan sifat mekanik terbagi atas dua macam, yaitu : 1.
Heat Treatment Pemberian perlakuan panas pada material secara keseluruhan kemudian didinginkan hingga didapatkan sifat yang diinginkan.
Gambar 2.16 Heat Treatment
2.
Surface Treatment Pemberian perlakuan panas pada permukaan material, perubahan sifat hanya pada permukaan yang dipanaskan.
Gambar 2.17 Surface Treatment
Kelompok 10
16
Laporan Akhir
2.2.8 Proses Pemesinan (Machining) Proses
pemesinanadalah
suatu
proses
produksi
dengan
menggunakan mesin perkakas, dimana memanfaatkan gerak relatif antara pahat dengan benda kerja sehingga menghasilkan suatu produk sesuai dengan spesifikasi geometri yang diinginkan, pada proses ini terdapat geram sebagai sisa dari produk. Adapun klasifikasi proses pemesinan, yaitu : 1. Berdasarkan Gerak Relatif Pahat Gerak relatif merupakan gerak terhadap titik acuan, gerak relatif pahat terhadap benda kerja akan menghasilkan geram dan permukaan baru pada benda kerja secara bertahap akan terbentuk menjadi komponen yang dikehendaki. Berdasarkan gerak relatif pahat terhadap benda kerja dapat dikelompokan menjadi dua yaitu : Gerak potong (cutting movement) Gerak potong merupakan gerak relatif antara pahat dan benda kerja yang menghasilkan permukaan baru pada benda kerja. Gerak makan (feeding movement). Gerak makan merupakan gerak relatif antara pahat dan benda kerja yang menyelesaikan permukaan baru. 2. Berdasarkan Jumlah Mata Pahat yang digunakan Pada proses pemesinan setiap mesin pekakas yang kita gunakan memiliki jumlah mata pahat yang berbeda-beda. Jenis pahat yang digunakan sesuaikan dengan bentuk permukaan akhir dari produk. Adapun klasifikasi jumlah mata pahat dapat dikelompokan menjadi dua jenis mata pahat yaitu pahat bermata potong tunggal (single point cutting tools) dan pahat bermata potong jamak (multiple point cuttings tools). 3. Berdasarkan Orientasi Permukaan Dilihat dari segi orientasi permukaan, proses pemesinan dapat diklasifikasikan menjadi dua proses yaitu: Kelompok 10
17
Laporan Akhir
Permukaan berbentuk silindrik atau konis, dan Permukaan berbentuk rata/lurus. 4. Berdasarkan Mesin yang Digunakan Dalam proses pemesinan jika kita ingin melakukan suatu pekerjaan, maka perlu kita ketahui terlebih dahulu dengan mesin apa kita gunakan. Dalam satu jenis mesin perkakas kita dapat melakukan beberapa proses pemesinan, Misalnya; pada mesin bubut selain membubut dapat pula digunakan untuk menggurdi, memotong, dan melebarkan lubang (boring) dengan cara mengganti pahat dengan yang sesuai. 5. Berdasarkan Jenis Material Pahat yang Digunakan Proses pemesinan yang dilakukan memiliki material pahat yang berbeda, Adapun klasifikasi berdasarkan material pahat yang digunakan ada 3 yaitu : A. Proses Konvensional Proses konvensional merupakan proses untuk mengubah suatu produk dengan menggunakan pahat potong dalam proses pemotongan logam. Seperti : bubut, freis, gurdi, dan lain-lain. B. Proses Non Konvensional Proses non konvensional merupakan suatu proses pemesinan yang tidak menggunakan mata pahat sebagai mata potong tapi menggunakan dengan memanfaatkan energi listrik, kimia, tekanan air untuk pemotongan logam. Contoh dari proses non konvensional: 1. Ultrasonic Machining (USM) Ultrasonic Machining merupakan proses pemesinan yang menggunakan gelombang ultrasonic untuk memotong logam. Frekuensi yang digunakan adalah 20 khz.
Kelompok 10
18
Laporan Akhir
Gambar 2.18Proses ultrasonic
2. Chemical Machining (CM) Chemical Machining merupakan suatu proses produksi yang menggunakan reaksi kimia untuk pemotongan logam.
Gambar 2.19Proses kimia
3. Electrochemical Machining (ECM) Electrochemical
Machining
merupakan
suatu
proses
pemesinan yang memanfaatkan perbedaan potensial untuk memotong logam.
Gambar 2.20Proses kimia listrik
Kelompok 10
19
Laporan Akhir
4. Electrical-Discharge Machining (EDM) Electrical-Discharge Machining merupakan suatu proses pemesinan yang memanfaatkan beda potensial dan larutan elektrolik untuk memotong logam.
Gambar 2.21Proses EDM
5. Laser Beam Machining (LBM) Laser Beam Machining merupakan suatu proses pemesinan yang menggunakan energi laser untuk pemotongan logam. C. Proses Abrasif Proses abrasif
adalah suatu proses yang menggunakan
material abrasif untuk menghasilkan kualitas permukaan yang baik. Contoh : gerinda selindrik, gerinda datar, lapping, dll. 1. Gerinda Proses gerinda adalah suatu proses pemesinan yang menggunakan mesin gerinda dengan pahat yang berupa batu gerinda berbentuk piringan yang dibuat dari campuran serbuk abrasive dan bahan pengikat dengan komposisi dan struktur tertentu. Proses gerinda diklasifikasikan menjadi 2 yaitu : Proses Gerinda Selindrik Proses
gerinda
selindrik
merupakan
suatu
proses
pemesinan untuk menghasilkan permukaan selindrik.
Kelompok 10
20
Laporan Akhir
‘Gambar 2.22Gerinda selindrik (a) internal (b) eksternal
Proses Gerinda Datar Proses gerinda datar adalah suatu proses pemesinan bagi pengerindaan permukaan rata atau datar.
Gambar 2.23Gerinda datar
2. Mengasah Halus (lapping) Proses
mengasah
halus
merupakan
suatu
proses
pemesinan dengan menggunakan material abrasif tanpa pengikat yang diletakan diantara benda kerja dan alat pemutarnya.
Gambar 2.24Lapping
Kelompok 10
21
Laporan Akhir
Berikut adalah tabel klasifikasi proses pemesinan : Tabel 2.3.Klasifikasi Proses Pemesinan Menurut Jenis Mesin,Orientasi Permukaan,Jumlah Mata Potong, Gerak Potong dan Gerak Makan yang Digunakan
Mesin Yang
Orientasi
Jumlah
GERAK RELATIF
Digunakan
Permukaan
Mata Potong
MAKAN
POTONG
BUBUT
Selinderis
Tunggal
Pahat
Benda Kerja
(Translasi)
(Rotasi) FREIS SEKRAP GURDI GERINDA GERGAJI
Perismatik Perismatik Selinderis Selinderis Perismatik
Jamak Tunggal Jamak Tak Hingga Jamak
Benda
Pahat
(Translasi)
(Rotasi )
Benda
Pahat
(Translasi)
(Translasi)
Pahat
Pahat
(Translasi)
(Translasi)
Benda
Pahat
(Translasi)
(Translasi)
-
Pahat (Translasi)
2.3 MEKANISME PEMBENTUKAN GERAM Ciri utama pada proses pemesinan adalah adanya geram atau sisa pemotongan. Mekanisme penghasilan geram ini terbagi atas dua teori yaitu teori lama dan teori baru. 2.3.1 Teori Lama Pada mulanya geram terbentuk karena terjadinya retak mikro (micro crack) yang timbul pada benda kerja tepat di ujung pahat pada saat pemotongan dimulai. Dengan bertambahnya tekanan pahat, retak tersebut menjalar ke depan sehingga terjadilah geram.
Kelompok 10
22
Laporan Akhir
Gambar 2.25 Proses Terbentuknya Geram Menurut Teori Lama
2.3.2 Teori Baru Seiring perkembangan teori lama di atas telah ditinggalkan berdasarkan
hasil
berbagai
penelitian
mengenai
mekanisme
pembentukan geram. Logam pada umumnya bersifat ulet (ductile) apabila mendapat tekanan akan timbul tegangan (stress) di daerah sekitar konsentrasi gaya penekanan mata potong pahat. Tegangan pada logam (benda kerja) tersebut mempunyai orientasi yang kompleks dan pada salah satu arah akan terjadi tegangan geser (shearing stress) yang maksimum. Apabila tegangan geser ini melebihi kekuatan logam yang bersangkutan maka akan terjadi deformasi plastis (perubahan bentuk) yang menggeser dan memutuskan benda kerja di ujung pahat pada suatu bidang geser (shear plane). Bidang geser mempunyai lokasi tertentu yang membuat sudut terhadap vektor kecepatan potong dan dinamakan sudut geser (shear angle,Φ).
Gambar 2.26 Proses Terbentuknya Geram Menurut Teori Baru
Kelompok 10
23
Laporan Akhir
Proses terbentuknya geram tersebut dapat diterangkan melalui analogi tumpukan kartu, bila setumpuk kartu dijajarkan dan diatur sedikit miring (sesuai dengan sudut geser, Φ) kemudian didorong dengan penggaris yang membuat sudut terhadap garis vertikal (sesuai dengan sudut geram, γo) maka kartu bergeser ke atas relatif terhadap kartu di belakangnya. Pergeseran tersebut berlangsung secara berurutan, dan kartu terdorong melewati bidang batas papan, lihat gambar dibawah ini :
Gambar 2.27Proses Terbentuknya Geram Menurut Teori Analogi Kartu.
2.4 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 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. Kelompok 10
24
Laporan Akhir
Untuk itu perlu dipahami 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 3
5. Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal) : Z (cm /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. Macam-macam proses pemesinan, berdasarkan jenis mesin yang digunakan : 1. Proses Bubut (Turning) Mesin bubut adalah suatu proses permesinan yang dapat digunakan untuk memproduksi material berbentuk konis atau silindrik. Jenis mesin bubut yang paling umum digunakan adalah mesin bubut (lathe) yang melepas bahan dengan memutar benda kerja terhadap pemotong mata tunggal. 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 spindel. 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 Kelompok 10
25
Laporan Akhir
dengan lengan pengatur pada rumah roda gigi. Gerak makan (f) yang tersedia pada mesin bubut dibuat bert bertingkat ingkat dengan aturan yang telah distandarkan, misalnya : 0.065; 0.113; 0.130; 0.455 (mm/(r)). Berikut dapat dilihat gambar mesin bubut beserta bagian bagiannya pada gambar dibawah :
Gambar 2.28 Mesin Bubut
Keterangan gambar : Spindel merupakanlubang merupakan tempat pemasangan pencekam/chuck /chuck. Kepala tetap merupakan tempat diletakkannya spindel dan gear box. Tool Post adalah tempat untuk memasang pahat. Tuas pengubah kecepatan merupakan pengatur untuk gerak makan dan kecepatan potong Ulir pengarah gunanya untuk menggerakkan kereta saat melakukan proses bubut untuk pembuatan ulir. Apron sebagai pembawa pahat yang melakukan gerak translasi untuk melakukan gerak makan. Rumah roda gigi adalah tempat lengan pengatur. pengatur Kendali spindel merupakan tempat mengatur spind spindel. Carriage sebagai tempat kedudukan pembawa pahat. Kondisi pemotongan proses bubut ditentukan sebagai berikut :
Kelompok 10
26
Laporan Akhir
Benda kerja :
Diameter awal
(d0) ; mm.
Diameter akhir
(dm) ; mm
Panjang pemesinan
(lt)
; mm
Pahat : Sudut potong utama
(kr)
Sudut geram
(o)
Mesin bubut :
Kedalaman potong
(a) ; mm
Gerak makan
(f)
Putaran spindel
(n) ; r/mm
; mm/rev
Gambar 2.29Kondisi Pemotongan Bubut
Elemen Dasar Proses Bubut 1. Kecepatan potong (Cutting speed ) Vc =
.d .n 1000
; m/min
Dimana, d = diameter rata-rata ,yaitu d = (do + dm)/2
; mm
2. Kecepatan makan (feeding speed) Vf = f.n
Kelompok 10
; mm/min
27
Laporan Akhir
3. Waktu pemotongan (depth of cut) tc = lt / Vf
; min.
4. Kedalaman potong (cutting time) a = ( d m – do ) / 2
; mm
5. Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal) Z = A .V ; A = f . a ; mm2 Z = f . a . Vc
; cm3/min
Jenis Operasi Bubut Berdasarkan posisi benda kerja yang akan dibuat pada mesin bubut, ada beberapa proses bubut yaitu : 1. Bubut silindris (turning) 2. Pengerjaan tepi / bubut muka (facing) 3. Bubut Alur(grooving) 4. Bubut Ulir (threading) 5. Pemotongan (cut-off) 6. Meluaskan lubang (boring) 7. Bubut Bentuk (forming) 8. Bubut Inti (trepanning)
Gambar 2.30Proses Pada Mesin Bubut
Kelompok 10
28
Laporan Akhir
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. Pengelompokan Mesin Freis Secara umum mesin freis dapat dikelompokkan, pengelompokan ini berdasarkan posisi dari spindel mesin tersebut, antara lain : a. Freis tegak (face milling) Pada freis tegak antara sumbu pahat dan benda kerja tegak lurus. b. Freis datar (slab milling) Pada freis datar antara sumbu pahat dan benda kerja sejajar.
Face milling cutter
Slab milling cutter
Gambar 2.31 Jenis Mesin Freis
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
Kelompok 10
29
Laporan Akhir
akan melebihi gaya dorong ulir atau roda gigi penggerak meja. Mengefreis turun tidak dianjurkan untuk permukaan yang terlalu keras. 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.
. Gambar 2.32Jenis Pahat (a) upmilling (b) down Milling
Cara membedakan proses freis up milling dengan down milling adalah : a. Dengan melihat arah buangan geramnya.
b. Dengan melihat arah putaran dari pahat tersebut. Dari kedua model freis datar di atas, down Milling adalah lebih bagus karna menghasilkan permukaan yang lebih halus dengan gaya kerja yang besar. Table 2.4 Perbedaan Up Milling Dengan Down Milling
No.
Up milling
1
Gerak pahat berlawanan dengan gerak benda kerja
Gerak pahat 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 yang dihasilkan besar
Kelompok 10
Down milling searah
dengan
30
Laporan Akhir
Gambar 2. 2.33Proses Freis Datar dan Freis Tegak
Jenis Pemotong Pada Mesin Freis Jenis pemotongan pada mesin freis adalah sebagai berikut : 1. Pemotong freis biasa Merupakan sebuah pemotong berbentuk piringan yang hanya memiliki gigi pada sekelilingnya. 2. Pemotong freis samping. Pemotong ini mirip dengan pemotong datar kecuali bahwa giginya di 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. 4. Pemotong freis sudut. Ada dua pemotong sudut yaitu pem pemotong otong 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 freis, dan pelebar lubang.
Kelompok 10
31
Laporan Akhir
5. Pemotong freis bentuk Gigi. Pada ada pemotong ini merupakan bentuk khusus.Termasuk didalamnya adalah pemotong cekung dan cembung, pemotong roda gigi, pemotong galur, pemotong pembulat sudut, dsb. 6. Pemotong proses ujung. Pemotong ini mempunyai mempunyai poros integral untuk menggerakkan dan mempunyai gigi dikeliling dan ujungnya. 7. Pemotong T T-slot. Pemotong jenis ini menyerupai pemotong jenis datar kecil atau freis samping yang memiliki poros integral lurus atau tirus untuk penggerakan. Jenis operasii yang dapat dilakukan pada mesin freis dapat dilihat pada gambar 2.34.
Freis Selubung
Freis Muka
Pemotongan
Kelompok 10
Freis Ujung
Freis Sisi
Freis Bentuk
Freis Alur
Freis Inti
32
Laporan Akhir
Freis Ulir Gambar 22.34Proses yang dapat dilakukan pada mesin freis
Gambar 2.35Mesin Freis
Beberapa parameter yang dapat diatur pada mesin freis adalah putaran spindel (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) = sudut potong utama kr = 90 untuk pahat freis se selubung. Mesin freis : n = putaran poros utama Vf = kecepatan makan Elemen dasar pada mesin freis dapat dihitung dengan rumus berikut : 1. Kecepatan potong .d .n v= ; m/min 1000 2. Gerak makan pergigi fz = Vf / (z n) Kelompok 10
; mm/(gigi) 33
Laporan Akhir
3. Waktu pemotongan ; min
tc = lt / Vf dimana : lt = lv + lw + ln
; mm
lv a ( d a ) ;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
4. Kecepatan menghasilkan geram Z=
V f .a.w 1000
; cm3 /min
3. Proses Gurdi (Drilling) Proses gurdi adalah suatu proses permesinan untuk proses pembuatan lubang atau memperbesar lubang pada sebuah objek dengan diameter tertentu . Pahat gurdi mempunyai dua mata potong dan melakukan gerak potong berupa rotasi dan translasi, sedangkan benda kerja dalam keadaan diam. Gerak makan dapat dipilih bila mesin gurdi mempunyai sistem gerak makan dengan tenaga motor (power feeding). Mesin gurdi terdiri dari beberapa jenis diantaranya mesin gurdi drill press dan mesin gurdi radial. Proses menggurdi dapat dilakukan pada mesin bubut dimana benda kerja diputar oleh pencekam poros utama dan gerak makan dilakukan oleh mata pahat gurdi yang dipasang pada arbor. Pengelompokan Mesin Gurdi
Mesin gurdi dapat dikelompokkan berdasarkan konstruksinya : a. Mesin gurdi portable / mampu bawa b. Mesin penggurdi teliti, terbagi atas : 1) pasangan bangku 2) pasangan lantai c. Mesin penggurdi radial
Kelompok 10
34
Laporan Akhir
d. Mesin penggurdi tegak, terbagi atas : 1) tugas ringan 2) tugas berat 3) mesin penggurdi kelompok e. Mesin penggurdi spindel jamak, terbagi atas : 1) unit tunggal 2) jenis jalan f. Mesin penggurdi turet g. Mesin penggurdi produksi otomatis, terbagi atas : 1) meja pengarah 2) jenis jalan h. Mesin penggurdi di lubang dalam.
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) Ada tiga jenis pahat dari mesin gurdi, yaitu : 1. Penggurdi Puntir (twist drill) Penggurdi puntir merupakan penggurdi dengan dua galur dan dua tepi potong.
Gambar 2.36Penggurdi puntir
Kelompok 10
35
Laporan Akhir
2. Penggurdi Pistol (Gun Drill) 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 2.37 Penggurdi pistol bergalur lurus. A. Penggurdi trepan, B. Penggurdi pistol pemotongan
3. Penggurdi Khusus Penggurdi khusus digunakan untuk menggurdi lubang yang lebih besar yang tidak dapat dilakukan oleh penggurdi puntir.
Gambar 2.38 Pemotong untuk lubang pada logam tipis. A. Pemotong gergaji. B.Fris kecil (fly cutting)
Kelompok 10
36
Laporan Akhir
Gambar 2.39Mesin Gurdi
Keterangan : Drilling head sebagai kepala drilling tempat gear box Spindle merupakan luban tempat memasang pencekam Arm merupakan lengan untuk mengatur center pahat pada benda kerja Base merupakan dasar mesin Table merupakan meja meletakkan benda kerja Handle feeding merupakan alat untuk megatur kecepatan makan
Gambar 2.40Pahat Gurdi
Kelompok 10
37
Laporan Akhir
Gambar 2.41 Proses Gurdi
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 = ½ 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=
.d .n 1000
; m/min
2. Gerak makan permata potong: fz =
Vf z.n
; mm/rev
3. Kedalaman potong: a = d/2
Kelompok 10
; mm
38
Laporan Akhir
4. Waktu pemotongan: tc = lt / Vf
; min
lt = lv + lw + ln
; mm
ln = (d/2) tan Kr
; mm
dimana:
5. Kecepatan penghasilan geram:
.d 2 .V f Z= 4.1000
; cm3/m
4. Gerinda ( Grinding ) Tujuan
dari
Proses
gerinda
adalah
untuk
meratakan
atau
menghaluskan permukaan benda kerja. Gerinda merupakan suatu proses permesinan yang khusus dengan ciri – ciri sebagai berikut : a. Kehalusan permukaan produk yang tinggi dapat dicapai dengan cara yang relatif mudah b. Toleransi geometrik yang kecil dapat dicapai dengan mudah c. Kecepatan menghasilkan geram rendah, karena hanya mungkin dilakukan ada gerinda untuk lapisan yang tipis permukaan benda kerja. d. Dapat digunakan untuk menghaluskan dan meratakan benda kerja yang telah dikeraskan ( heat treatment ).
Jenis-Jenis Mesin Gerinda : Dari berbagai jenis mesin gerinda yang ada dapat diklasifikasikan secara umum dua jenis utama mesin gerinda, yaitu : 1. Mesin Gerinda Silindrik. 2. Mesin Gerinda Rata. 3. Mesin Gerinda Khusus
Klasifikasi Cara Pemakanan Pada Proses Gerinda : Prosesgerinda ini dapat dilakukan dengan berbagai cara dan dapat diklasifikasikan atas beberapa cara yaitu : 1. Proses Gerinda Silindrik Luar. 2. Proses Gerinda Silindrik Dalam. 3. Proses Gerinda Silindrik Luar Tanpa Pemusatan (center). Kelompok 10
39
Laporan Akhir
4. Proses Gerinda Silindrik Dalam Tanpa Pemusatan. 5. Proses Gerinda Rata Selubung. 6. Proses Gerinda Rata Muka. 7. Proses Gerinda Cakram.
Gambar 2.42 Proses Gerinda
Proses gerinda dilakukan dengan mesin gerinda dengan pahat yang berupa batu gerinda berbentuk piringan yang dibuat dari campuran serbuk abrasif dan bahan pengikat dengan komposisi dan struktur tertentu. Batu gerinda yang dipasang pada spindel atau poros utama ter tersebut sebut berputar dengan kecepatan tertentu tergantung pada diameter batu gerinda dan putarannya, maka kecepatan periferal pada tepi batu gerinda dapat dihitung dengan rumus berikut : Vs =
.d s .ns 1000
; m/min
Dimana : Vs = kecepatan periferal batu gerinda (peripheral peripheral wheel speed), ), biasanya berharga sekitar 20 s/d 60 m/s. ds = diameter batu gerinda
; mm
ns = putaran batu gerinda
; r/min
Kelompok 10
40
Laporan Akhir
Tergantung pada bentuk permukaan yang dihasilkan, pada garis besarnya proses gerinda dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis dasar yaitu :
Proses gerinda silindrik (cylindrical grinding), untuk menghasilkan permukaan silindrik.
Proses gerinda rata (surface grinding), bagi penggerindaan permukaan rata/datar. Proses gerinda silindrik dilakukan dengan mesin gerinda silindrik (cylindrical grindingmachine)memerlukanputaranbendakerja,olehsebabitudapat didefenisikan kecepatan periferal benda kerja, yaitu :
Vw =
.d w .nw ; m/min 1000
Dimana : Vw = kecepatan periferal benda kerja (peripheral workpiece speed) ; m/min dw = diameter (mula) benda kerja
;
nw = putaran benda kerja
; r/min
mm
Elemen dasar dari penggerindaan silindrik adalah : 1. Kecepatan periferal Vs =
:
.d s .ns 1000
; m/min
2. Kecepatan makan tangensial : Vft = berharga sekitar 200 s/d 500 mm/s. 3. Gerak makan radial
:
fr = sekitar 0,001 s/d 0,025 mm/langkah. Gerak makan aksial : fa = bs/U Dimana : Gerak makan aksial
; fa
Lebar batu gerinda
; bs
Derajat overlap
; U
4. Kecepatan penghasilan geram Z = a.fa.U.Vft Kelompok 10
; mm3/s
(tranverse grinding) 41
Laporan Akhir
; mm3/s
Z = a.bs.Vft – fr.bs.Vft 5. Waktu pemotongan
(plunge grinding)
:
tc = lt/Vft . {w/fa} + (tdw + tsp)
; min (tranverse grinding)
tc = lt/Vft . {h/fr} + (tdw + tsp)
; min (plunge grinding)
dimana : h dan w = tebal geram atau lebar material yang akan digerinda ; mm tdw + tsp = waktu dwell sekitar 2 s/d 6 second 5. Proses Sekrap (shaping / planing) 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.
Mesin sekrap pada umumnya digunakan untuk : a. perataan permukaan b. memotong alur pasak luar dan dalam c. alur spiral d. batang gigi e. tanggem (catok) f. celah T, dan lain-lain.
Kelompok 10
42
Laporan Akhir Gambar 2.43Mesin Sekrap (Shapping)
Keterangan gambar: o Tool post merupakan pemegang pahat o Deep feeding handle merupakan pengatur kedalaman makan o Movement wheel merupakan pengatur gerak meja o Vise sebagai pengapit benda kerja o Base dasar mesin o Meja kerja sebagai tempat meletakkan benda kerja o Ram
Pengelompokkan Mesin Sekrap Mesin sekrap dapat dikelompokkan sebagai berikut : 1. Pemotong dorong- horizontal a) Biasa (pekerjaan produksi) b) Universal (pekerjaan ruang perkakas) 2. Pemotong tarik- horizontal 3. Vertikal a) Pembuat celah (slotter) b) Pembuat dudukan pasak (key skater) Jenis-Jenis Mesin Sekrap 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 digerakkan menyilang atau vertikal dengan atau tanpa pengerak daya. 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 Kelompok 10
43
Laporan Akhir
pemotongan. Kecepatan potong biasanya ditunjukkan pada indikator dan tidak memerlukan perhitungan. Perbandingan maksimum kecepatan balik terhadap kecepatan potong adalah 2 : 1. 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. 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) : 1. Sekrap (shaping) 2. Sekrap meja (planning) 3. Sekrap alur (sloting)
Kelompok 10
44
Laporan Akhir a.Sekrap (shaping)
b. Sekrap meja (planning)
c. Sekrap Alur (Sloting) Gambar 2.44Proses yang Dapat Dilakukan pada Mesin Sekrap
Mesin sekrap terbagi dua macam, yaitu: a. Mesin Sekrap Meja (planner) Pada sekrap meja, meja bergerak bolak-balik sedangkan pahat diam, lihat gambar 2.45a. b. Mesin Sekrap (shaping) Pada mesin sekrap biasa pahat bergerak bolak-balik, sedangkan bnda kerja diam, lihat gambar 2.45b
a. Mesin Sekrap Planner
Kelompok 10
b. Mesin Sekrap Shaper
45
Laporan Akhir Gambar 2.45Jenis Mesin Sekrap
Beberapa parameter yang dapat diatur pada mesin sekrap adalah gerak makan (f), kedalaman potong (a), jumlah langkah per menit (np), perbandingan kecepatan (Rs). Perhitungan elemen dasar dalam proses menyekrap adalah : 1) Kecepatan potong rata-rata rata : n .l (1 Rs ) v p t 2.1000
; m / min
2) Kecepatan makan Vf = f . np
; mm / min
3) Kecepatan menghasilkan geram : ; cm3/min
Z = A .V dengan engan A = f . a = h . b 4) Waktu pemotongan : tc = w / Vf
; min
Gambar 2.46Proses Sekrap
6. Penggergajian ((sawing) Penggergajian enggergajian merupakan suatu metoda pemotongan yang paling lama, dapat ditunjukan dengan menggunakan gergaji tangan, gergaji pita, atau gergaji dengan daya osilasi. Gergaji tangan atau gergaji pita secara umum tidak menghasilkan panas gesekan yang cukup untuk merubah struktur mikro spesimen. Kelompok 10
46
Laporan Akhir
Secara umum ada 3 macam metode penggergajian dengan menggunakan alat – alat tertentu : a. Hack Saw
Gambar 2.47Metoda Hack Saw
Hack Saw Machine ini dapat melakukan pemotongan dalam arah vertikal al dan horizontal, hor zontal, tetapi alat yang diatas hanya dapat melakukan pemotongan dalam arah horizontal. Pada saat pemotongan akan dihasilkan panas yang tidak terlalu besar sehingga tidak akan merubah struktur mikro dari material yang akan diteliti. b. Band Saw Panas yang dihasilkan dengan menggunakan mesin jenis band saw juga tidak terlalu besar sehingga juga tidak akan terlalu bertpengaruh terhadap dap perubahan struktur mikro dan gaya pemotongan yang dihasilkan juga tidak terlalu besar. Pada saat pemotongan tidak perlu menggunakan coolant (pendingin) karena kecepatan pemotongannya tidak terlalu besar.
Gambar 2.48Metoda Band Saw
Kelompok 10
47
Laporan Akhir
c. Power Hack Saw
Gambar 2.49Metoda Power Hack Saw
Power hack saw merupakan mesin dengan daya motor yang besar sehingga hasil pemotongannya dikawatirkan dapat merusak material. Sebenarnya, mesin jenis ini diperuntukkan untuk memotong material yang relatif lebar dan untuk memenuhi kebutuhan lainnya seperti untuk keperluan metalografi dapat menggunakan pemotong jenis lain seperti yang telah diterangkan diatas. Hasil pemotongan dengan Power Hack Saw ini juga membutuhkan proses grinding untuk menghaluskan permukaannya. 2.5 PAHAT Pahat berfungsi untuk membantu 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.
Kelompok 10
48
Laporan Akhir
2.5.1
Bagian - Bagian Pahat
Gambar 2.50Bagian-Bagian dan Bidang Pahat Bubut
Keterangan : 1. Badan (body) Bagian pahat yang dibentuk menjadi mata potong atau tempat untuk sisipan pahat (dari karbida atau keramik). 2. Pemegang/gagang (shank) Bagian pahat untuk dipasangkan pada mesin perkakas. Bila bagian ini tidak ada, maka fungsinya digantikan oleh lubang pahat. 3. Lubang Pahat (tool bore) Lubang pada pahat melalui mana pahat dipasang pada poros utama (spindle) atau poros pemegang dari mesin perkakas. Umumnya dipunyai oleh pahat freis. 4. Sumbu Pahat (tool axis) Garis maya yang digunakan untuk mendefinisikan geometri pahat.
Kelompok 10
49
Laporan Akhir
5. Dasar (base) Bidang rata pada
pemegang untuk
meletakkan pahat sehingga
mempermudah proses pembuatan, pengukuran maupun pengasahan pahat. 2.5.2 Bidang Pahat Bidang pahat dapat dibagi tiga yaitu sebagai berikut : 1. Bidang Geram (A , Face) Merupakan bidang diatas dimana geram mengalir. 2. bidang Utama (A , Principal/Major Flank) Yaitu
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/Minor (A ’ Auxiliary/Minor Flank) Adalah 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. 2.5.3 Mata Potong Pahat Mata potong pahat merupakan tepi dari bidang geram yang aktif memotong. Ada dua jenis mata potong, yaitu : 1. Mata Potong Utama / Mayor (S, principal / major cutting edge) Mata potong utama adalah garis perpotongan antar bidang geram (A ) dengan bidang utama (A). 2. Mata Potong Bantu / Minor (S’, auxiliary / minor cutting edge) Mata potong bantu adalah garis perpotongan antara bidang geram (A) dengan bidang bantu (A)
Kelompok 10
50
Laporan Akhir
Gambar 2.51Bentuk Pahat Bubut
Mata potong utama bertemu dengan mata potong bantu pada pojok pahat (tool corner). Untuk memperkuat pahat maka pojok pahat dibuat melingkar dengan jari-jari tertentu, yaitu : r = radius pojok (corner radius/nose radius)
; mm
b = panjang pemenggalan pojok (chamfered corner length) ; mm Radius pojok maupun panjang pemenggalan pojok selain memperkuat pahat bersama-sama dengan kondisi pemotongan yang dipilih akan menentukan kehalusan permukaan hasil proses pemesinan. Beberapa jenis pahat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pahat kanan (right hand) dan pahat kiri (left hand). Perbedaan antara kedua jenis pahat tersebut adalah terletak pada lokasi mata potong utama. Pahat kanan mempunyai lokasi mata potong utama yang sesuai dengan lokasi ibu jari tangan kanan bila tapak tangan kanan ditelungkupkan diatas pahat yang dimaksud dengan sumbu pahat dan sumbu tapak tangan sejajar. Demikian pula halnya dengan pahat kiri dimana lokasi mata potong utamanya sesuai dengan lokasi ibu jari tangan kiri, lihat gambar 2.51. 2.5.4 Material Pahat Setiap pemesinan tentunya memerlukan pahat dari material yang cocok agar terciptanya produk dengan kualitas baik, karena pahat merupakan salah satu komponen utama yang memegang peranan penting dalam proses pemesinan. Untuk itu adapun kriteria sifat material pahat yang perlu di perhatikan antara lain :
Kelompok 10
51
Laporan Akhir
1. Kekerasan Kekerasan yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja tidak saja pada temperatur ruang melainkan juga pada temperatur tinggi atau memiliki hot hardness yang tinggi pada saat proses pembentukan geram berlangsung. 2. Keuletan; Keuletan yang cukup besar untuk menahan beben 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; Kekuatan kejut termal diperlukan bila terjadi perubahan temperatur yang cukup besar secara berkala / periodik. 4. Sifat adhesi yang rendah; Adhesi yang rendah diperlukan untuk mengurangi afinitas benda kerja terhadap pahat , mengurangi laju keausan ,serta penurunan gaya pemotong. 5. Daya larut elemen/komponen material pahat yang rendah; Dibutuhkan demi untuk memperkecil laju keausan akibat mekanisme difusi. Secara berurutan material–material tersebut dapat disusun mulai dari yang paling “lunak” tetapi “ulet” sampai dengan yang paling “keras” tetapi “getas”.Setiap proses pemesinan memerlukan bermacam jenis material pahat agar bisa menyesuaikan dengan material benda kerja, adapun jenis-jenis material pahat adalah: 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 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 Kelompok 10
52
Laporan Akhir
kayu. Karena harganya yang relatif murah maka sering digunakan untuk tap (untuk membuat ulir). Keuntungannya : 1. Digunakan untuk kecepatan potong yang rendah 2. Dapat memotong material benda kerja yang lunak 3. Harganya murah
Gambar 2.52 Pahat Baja karbon
2.
HSS (High Speed Steels ; Tools 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 laku 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,sekrap. Hot Hardness dan recovery Hardness yang cukup tinggi, dapat dicapai berkat adanya unsur paduan W, Cr, Mo, Co. Pengaruh unsur
Kelompok 10
53
Laporan Akhir
tersebut pada unsur dasar besi (Fe) dan karbon (C) adalah sebagai berikut : 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. Chromium (Cr) Menaikkan hardenability dan hot hardness. Crom merupakan elemen pembentuk karbida akan tetapi Cr menaikkan sensitivitas terhadap over heating. Vanadium (V) Menurunkan
sensitiviitas
terhadap
over
heating
serta
menghaluskan besar butir. Juga merupakan elemen pembentuk karbida. 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 ujung – ujung yang runcing seewaktu dilakukan proses Heat treatment. Cobalt (Co) Bukan elemen pembentuk karbida. Ditambahkan dalam HSS untuk menaikkan Hot hardness dan tahanan keausan. Besar butir menjadi lebih halus sehingga ujung – ujung yang runcing tetap terpelihara selama heat treatment pada temperatur tinggi. Klasifikasi pahat HSS menurut komposisinya, yaitu: 1.
HSS Konvesional a. Molybdenum HSS : standar AISI(American Iron and StellInstitute) M1;M2; M7; M10. b. Tungsten HSS : standar AISI T1; T2
2. Kelompok 10
HSS Special 54
Laporan Akhir
3.
Cobalt Added HSS : standar AISI M33; M36; T4; T5 dan T6.
4.
High Vanadium HSS : standar AISI M3-1; M3 – 2; M4 ;T15.
5.
High Hardness Co. HSS :standar AISI M42; M43;M44 ;M45;M 46. a. Cast HSS. b. Powdered HSS c. Coated HSS.
Gambar2.53Contoh Pahat HSS
3. Paduan Cor Nonferro(Cast Non ferrous Alloys) Sifatnya diantara HSS dan karbida, yang digunakan dalam hal khusus
diantara pilihan dimana karbida terlalu rapuh dan HSS
mempunyai Hardness dan Wear Resistance yang terlalu rendah. Jenis pahat ini dibuat dalam bentuk toolbit (sisipan). Paduan nonfero terdiri dari 4 macam elemen utama, yaitu; Co sebagai pelarut Cr membentuk karbida Wolfram pembentuk karbida C1%
Gambar 2.54Contoh Pahat Paduan Cor Non Ferro
Kelompok 10
55
Laporan Akhir
4. 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. Ada 3 jenis utama pahat karbida : Karbida tungsten (campuran WC dan Co) Merupakan jenis pahat karbida untuk memotong besi tuang (Castiron Cutting Grad ) Karbida tungsten paduan Untuk memotong baja (Steel Cutting Grade) Karbida lapis (Coated Cemented Carbides)
Gambar 2.55 Contoh Pahat Karbida
5. 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. Beberapa contoh jenis keramik sebagai perkakas potong adalah : a. Keramik oksida atau oksida aluminium (Al2O3) murni atau ditambah 30% titanium (TiC) untuk menaikkan kekuatan non adhesif. Disertai dengan penambahan serat halus (whisker) dari SiC Kelompok 10
56
Laporan Akhir
dimaksudkan
untuk
mengurangi kegetasan
disertai
dengan
penambahan zirkonia (ZrO2) untuk menaikan jumlah retak mikro yang tidak terorientasi guna menghamabat pertumbuhan retak yang cukup besar dan memiliki sifat yang sangat keras dan tahan panas. b. Nitrida silicon (Si3N4) disebut kombinasi Si-Al-O-N
Gambar 2.56Contoh Pahat Keramik
6. 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 2.57Contoh Pahat CBN
Kelompok 10
57
Laporan Akhir
7.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 2.58Contoh Pahat Intan
Dalam proses pemesinan umumnya kita menggunakan jenis pahat HSS untuk mesin gurdi dan karbida untuk mesin freis dan bubut (dan dapat juga sebagai sisipan pada jenis pahat lainnya).
Kelompok 10
58
Laporan Akhir Tabel 2.5Perbedaan Antara pahat HSS dan Karbida
No
Perbedaan
HSS
1
Konstruksi
2
Ketahanan terhadap suhu Tidak baik tinggi
3
Jenis coolant
4
Sifat material
5
Kecepatan potong
6
Harga
7
Konversi energi
Karbida
Batangan
Sisipan Baik
Cairan
Udara / air blow Getas,tidak mudah aus
Ulet, cepat aus Vc = m/min Murah
10-20 Vc = 80 - 120 mm/min Mahal
Sulit melepaskan Mudahmelepaska panas n panas
Tabel 2.6Jenis Pahat dan Mulai Digunakan Allowable Cutting Speed
N Tools Material
Year of
(m/min)
Initial Use
O
Non Steel
Steel
1
Plain Carbon Tool Steel
1800s
Below 10
Below 5
2
HSS
1900
25-65
17-33
3
Cast cobalt alloys
1915
50-200
33-100
4
Cemented carbides (WC)
1930
330-650
100-300
5
Cermets (TiC)
1950s
165-400
6
Ceramics (Al2O3)
1955
330-650
7
Synthetic diamonds
1954, 1973
8
Cubic boron nitride
1969
500-800
9
Coated carbides
1970
165-400
Kelompok 10
390-1300
59
Laporan Akhir
Dari tabel diatas dapat dibuat grafik, sebagai berikut : JENIS PAHAT dan TAHUN MULAI DIGUNAKAN 10 9 8
Jenis Pahat
7 6 5 4 3 2 1 0
1750
1800
1850 1900 Tahun Mulai Digunakan
1950
2000
Grafik 2.1 Jenis Pahat dan Tahun Mulai Digunakan
2.5.5 Umur Pahat Dalam proses pemesinan,yang sangat perlu di perhatikan adalah umur pahat. Karena umur pahat berhubungan dengan keausan pada pahat . Adapun yang mempengaruhi umur pahat adalah geometri pahat, jenis material benda kerja, material pahat, kondisi pemotongan dan cairan pendingin. Umur pahat berdasarkan rumus taylor,
VcTn = Ctvb f-pa-q Dimana,
Vc = kecepatan potong;m/min. Ctvb = konstanta keausan.
Berdasarkan rumus Taylor yang mempengaruhi umur pahat adalah: Terutama oleh kecepatan potong.Sehingga untuk setiap kombinasi pahat dan benda kerja ada suatu kecepatan potong moderat sehingga umur pahat jadi lebih lama.(misal:pahat HSS dengan material baja,kec potong moderat sekitar 20 m/min). Material yang dipakai (faktor n).
Kelompok 10
60
Laporan Akhir
Gerak makan (f) dan kedalaman makan (a). Keausan atau kegagalan pada pahat sering kali terjadi karena adanya keausan secara ecara bertahap membesar pada bidang aktif pahat. Berikut macam-macam macam keausan pahat berdasarkan tempat terjadinya : Keausan kawah ((crater wear) - Terjadi pada bidang geram. Keausan tepi (flank ( wear) - Terjadi pada mata potong utama Keausan ujung - Disebabkan karena kedalaman makan yang berlebihan.
Gambar 2. 2.59 Keausan ujung dan kawah pada pahat
Gambar 2.60Keausan tepi dan kawah pada pahat
Kelompok 10
61
Laporan Akhir
Berikut Penyebab kausan pada pahat secara Umum : a. Proses Abrasif Adanya partikel yang keras pada benda kerja yang menggesek bersama aliran material benda kerja pada bidang geram dan bidang utama pahat. Penyebab keausan pahat dan tepi Pada pahat HSS, proses abrasif dominan pada kecepatan potong rendah (10-20 m/min) Pada pahat karbida, proses abrasif tidak dominan karena pahat karbida yang sangat keras b. Proses Kimia Benda kerja yang baru saja terpotong sangat kimiawi aktif sehingga memudahkan reaksi yang mengakibatkan derajat penyatuan (afinitas) berkurang pada bidang geram pahat. Hal diatas menjadi penyebab terjadinya keausan kawah pada bidang geram. c. Proses Adhesi Pada tekanan dan temperatur yang cukup tinggi, terjadi penempelan material benda kerja pada bidang geram dikenal dengan BUE. BUE adalah timbulnya mata potong yang baru. BUE sangat dinamis, sangat tergantung pada kecepatan potong. Proses pertumbuhan dan pengelupasan BUE secara periodik memperpendek umur pahat. BUE yang stabil akan memperpanjang umur pahat. d. Proses Difusi Perpindahan atom metal dari daerah konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah karena material pengikat melamah pada temperatur yang tinggi. Pada HSS , atom Fe dan C terdifusi sehingga Fe3C terkelupas Pada pahat carbide Co sebagai pengikat karbida terdifusi Penyebab keausahan kawah
Kelompok 10
62
Laporan Akhir
e. Proses Oksidasi Karena temperatur tinggi maka karbida akan teroksidasi (bereaksi dengan oksigen) sehingga struktur pahat melemah dan tidak tahan akibat deformasi akibat gaya potonh Cairan pendingin dapat menghindari proses oksidasi tersebut. 2.6 FLUIDA PENDINGIN (coolant) Fluida pendingin (Coolant) mempunyai kegunaan yang khusus dalam proses pemesinan. Cairan pendingin perlu dipilih dengan seksama 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. 2.6.1 Jenis-Jenis Coolant Secara umum coolant yang biasa dipakai dapat dikategorikan dalam dua jenis coolant, 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. Fluida pendingin (coolant) yang biasa dipakai dalam proses pemesinan dapat dikategorikan dalam empat jenis utama, yaitu sebagai berikut: 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 melumasi tetapi hanya dipakai untuk sifat penyerapan Kelompok 10
63
Laporan Akhir
panas yang tinggi dan melindungi dari korosi. Dengan menambah unsur lain yang mampu membentuk kumpulan molekul akan mengurangi tegangan permukaan menjadi cairan permukaan aktif sehingga mudah membasahi dan daya lumasnya naik. 2. Cairan emulsi (emulsions, water miscible fluids, water soluble oil, emulsifiable cutting fluids). Yaitu air yang mengandung partikel minyak (5–20 µm) unsur pengemulsi ditambahkan dalam minyak yang kemudian dilarutkan dalam air. Bila ditambahkan unsur lain seperti EP (Extreme Pressure Additives) daya lumasnya akan meningkat 3. Cairan semi sintetik (semi synthetic fluids) Merupakan perpaduan antara jenis sintetik dan emulsi. Kandungan minyaknya lebih sedikit daripada cairan emulsi. Sedangkan kandungan pengemulsinya (molekul penurun tegangan permukaan ). Partikel lebih banyak daripada cairan sintetik. Partikel minyaknya lebih kecil dan tersebar. Dapat berupa jenis dengan minyak yang sangat jenuh (super fatted) atau jenis EP,(Exterme Pressure). 4. Minyak (cutting oils) Merupakan kombinasi dari minyak bumi (naphthenic,paraffinic), minyak binatang, minyak ikan atau minyak nabati. Viskositasnya bermacam-macam dari yang encer sampai dengan yang kental tergantung pemakaianya. Pencampuran antara minyak bumi dengan minyak hewani atau nabati menaikkan daya pembasahan (wetting action) sehingga memperbaiki daya lumas.
Kelompok 10
64
Laporan Akhir
Gambar 2.61Ilustrasi Beberapa Jenis Cairan Pendingin
2.6.2 Fungsi Coolant Di dalam Proses Pemesinan, kita harus mengenal coolant sebagai suatu cara untuk menambah/memperpanjang umur pahat. Fungsi dari coolant secara umum adalah sebagai berikut : Menurunkan temperatur pahat pada saat pemotongan Menurunkan gaya potong. Memperpanjang umur pahat Melumasi elemen pembimbing (ways) Memperhalus atau memperbaiki kualitas permukaan benda kerja. Membersihkan geram dari bidang geram pada saat proses pemotongan. Proteksi korosi pada permukaan benda kerja yang baru terbentuk. 2.6.3 Pemakaian Coolant Adapun cara pemberian cairan pendingin (coolant) antara lain :
Kelompok 10
65
Laporan Akhir
1. Manual Bila mesin perkakas tak dilengkapi dengan sistem cairan pendigin, misalnya mesin gurdi atau freis jenis “bangku” (bench drilling/milling machine) maka cairan pendingin hanya dipakai secara terbatas. Pada umumnya operator memakai kuas untuk memerciki
pahat
gurdi,
tap,
atau
freis
dengan
minyak
pendingin.Penggunaan alat sederhana penetes oli yang berupa botol dengan selang beridameter kecil akan lebih baik karena menjamin keteraturan
penetesan
minyak.
Penggunaan
pelumas
padat
(gemuk/vaselin, atau Molybdenum – disulfide) yang dioleskan pada lubang – lubang yang akan di tap akan menaikkan umur pahat pengulir (tapping tool). 2. Dikucurkan / dibanjirkan (flooding) Sistem pendingin yang terdiri atas pompa, saluran, nozel dan tangki, dimiliki oleh hampir semua mesin perkakas. Satu atau beberapa nozel dengan selang fleksibel diatur sehingga cairan pendingin
disemprotkan
pada
bidang
aktif
pemotongan.
Keseragaman pendinginan harus diusahakan dan bila perlu dapat dibuat nozel khusus.
Gambar 2.62Pemakaian Cairan Pendingin Dengan Menggunakan Nozel.
Kelompok 10
66
Laporan Akhir
3. Ditekan lewat saluran pada pahat Cairan pendingin dialirkan dengan tekanan tinggi melewati saluran pada pahat. Untuk penggurdian lubang yang dalam (deep Hole driulling; gun – drilling) atau pengefreisan dengan posisi yng sulit dicapai dengan penyemprotan biasa. Spindel mesin perkakas dirancang khusus karena harus menyalurkan cairan pendingin ke lubang pada pahat, lihat gambar 2.53
Gambar 2.63Pahat Gurdi (Jenis End Mill )
4. Dikabutkan (mist) Cairan pendingin disemprotkan berupa kabut. Partikel cairan sintetik, semi – sintetik atau emulsi disemprotkan melalui aspirator yang bekerja dengan prinsip seperti semprotan nyamuk. Cairan dalam tabung akan naik melalui pipa berdiameter kecil karena daya vakum akibat aliran udara diujung atas pipa dan menjadi kabut yang menyemprot keluar. Jenis pengabut lain (pressure feed ; lihat gambar ) menggunakan dua selang yang bersatu di nozel sehingga lebih mudah diarahkan semprotannya. Selang yang pertama membawa udara tekan dan yang kedua membawa cairan daritabung yang diberi tekanan. Pengabut ini berukuran kecil dan mudah dibuat dan
dipasangkan
pada
bench
drilling/
milling
machines
menggantikan cara manual. Pemakaian cairan dengan cara dikabutkan dimaksudkan untuk memanfaatkan daya pendinginan karena penguapan. Pendingin jenis minyak jarang dikabutkan ( karena masalah asap) kecuali dalam penggerindaan pahat karbida Kelompok 10
67
Laporan Akhir
misalnya pada pembuatan alur pematah geram (chip breaker) dengan batu gerinda intan. Karena kabut tidak dapat masuk ke dalam lubang yang realatif dalam, maka teknik pegabutan ini jarang dipakai dalam proses gurdi (drilling).
Gambar 2.64Pressure Feed Aspirator, Alat Pengabut Cairan Pendingin
2.6.4 Pemeliharaan Cairan Pendingin Cairan pendingin perlu dipelihara dengan benar sebab bila tidak bisa menjadikan sumber kerusakan (korosi) tngki cairan pendingin ataupun komponen mesin perkakas. Biaya untuk memelihara cairan pendingin jauh lebih murah daripada membiarkan mesin rusak karena cairan pendingin yang terdegradasi. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemeliharaan cairan pendingin ini adalah sebagai berikut : 1.
Air yang digunakan untuk membuat emulsi atau cairan pendingin perlu diperiksa kesadahannya. Jika air ini terlalu banyak mineralnya
bila mungkin harus dicari penggantinya. Untuk
menurunkankesadahan(denganmendestilasikan,”melunakkan”deng an Zeolit atau Deonizer) jelas memerlukan ongkos, sementara cairan pendingin yang dibuat atau yang selalu ditambahi air kesadahan tinggi akan memerlukan penggantian yang lebih sering dan ini akan menaikkan ongkos juga. 2.
Bakteri sulit diberantas tetapi dapat dicegah kecepatan berkembang biaknya dengan cara – cara yang cocok. Jika sudah ada tanda – tanda mulainya degradasi maka cairan pendingin harus diganti dengan segera. Seluruh sistem cairan pendingin perlu dibersihkan
Kelompok 10
68
Laporan Akhir
(dibilas beberapa kali), diberi zat anti anti-bakteri, bakteri, selanjutnya barulah cairan pendingin “segar” dimasukkan. Dengan cara ini “umur” cairan pendingin dapat diperlama (4 s.d. 6 bulan) 2.7 SNEI dan TAPPING 2.7.1 Snei Pengerjaan proses ini digunakan untuk menyempurnakan ulir luar yang telah dihasilkan oleh proses bubut ulir. Ulir yang dibuat pada mesin bubut hasilnya belum begitu bersih, oleh karena itu diperlukan proses snei untuk mendapatkan ulir luar yang bersih. Adapun prosedur pelaksanaan snei: 1. Sebelum melakuan snei harus sudah ada ulir luar yang telah dibuat oleh mesin bubut. 2. Snei harus berada dalam sudut 900 terhadap bidang kerja. Kelebihan gaya akan menyebabkan ulir menjadi rusak atau tidak teratur. 3. Tempatkan snei tegak lurus terhadap bidang kerja, putar secara perlahan dengan mendesak snei dengan menggunakan telapak tangan. 4. Mensnei dilakukan dengan menekan sambil memutar setengah putaran searah jarum jam dan diikuti dengan pembalikan putaran ¼ putaran untuk memutuskan geram dari proses snei. 5. Teruskan proses snei sampai panjang ulir yang diinginkan.
Gambar 2.65Proses Snei
Kelompok 10
69
Laporan Akhir
2.7.2 Tapping Pada prinsipnya tap digunakan untuk memproduksi dengan tangan pada ulir sebelah dalam. Perkakas tap itu sendiri adalah benda yang dikeraskan dari baja karbon atau baja paduan yang mirip baut dengan pemotongan galur sepanjang sisinya untuk memberikan mata potong. Beberapa jenis tap adalah : a. Tap konis, diserong sampai 8 atau 10 ulir. Digunakan untuk mengetap mula pertama mengetap lubang. b. Tap antara, mempunyai dua sampai tiga ulir serong. Tap ini dipakai setelah mengetap dengan konis. c. Tap rata, mempunyai ulir dengan ukuran penuh. Tap ini dipakai untuk menyelesaikan akhir. Prosedur Mengetap : 1. Sebelum mengetap harus dibuat lubang dengan mesin gurdi pada diameter tap. 2. Tap harus berada pada sudut 900 terhadap bidang kerja,kelebihan gaya yang tidak diingini akan mengakibatkan tap patah. 3. Tempatkan tap konis kedalam lubang tegak lurus pada bidang kerja. Mulailah memutar pelan-pelan dengan mendesak tap menggunakan telapak tangan. 4. Mengetap dilakukan dengan menekan sambil memutar setengah putaran searah jarum jam dan diikuti dengan pembalikan putaran seperempat
putaran
untuk
memutuskan
geram-geram
hasil
pengetapan. 5. Teruskan pengetapan sampai dengan kedalaman yang diinginkan, setelah itu tukar pahat tap dengan jenis tap berikutnya dan ulangi pekerjaan seperti prosedur sebelumnya.
Kelompok 10
70
Laporan Akhir
Gambar 2.66 ProsesTapping
Kelompok 10
71
Laporan Akhir
`
`
BAB III METODOLOGI
3.1 DiagramAlirPraktikum Pada praktikum Manufaktur 1 ini dilakukan untuk membuat poros bawah Hydrotillerdimana pada proses pembuatan alat ini dilakukan dengan memotong spesimen dengan ukuran panjang 178 mm dan diameter 30 mm dimana pada proses pengerjaanya dilakukaan dengan melakukan proses facing, turning, drilling,Threading, shaping, taping dimana pada proses tersebut menggunakan beberapa mesin perkakas yaitu mesin gergaji, mesin bubut, dan mesin sekrap sehingga didapatkan hasil proses yaitu spesimen dengan ukuran panjang 170 mm dan diameter 27,5 mm. Pada proses pembuatan spesimen dilakukan pertama kali yaitu proses sawing (memotong)dengan menggunakan mesin gergaji, selanjutnya dilakukan proses bubut dengan menggunakan mesin bubut (lathe) dimana dalam proses dengan mesin bubut ini terdiri dari tiga proses yaitu proses facing (bubut muka), proses turning (bubut silindrik) Setelah proses bubut dilakukan proses drilling (membuat lubang) dilakukan dengan mesin bubut lalu dilakukan threading(ulir luar) . Proses selanjutnya yaitu proses shaping (sekrap) yang dilakukan dengan mesin sekrap. Dan proses terakhir yaitu proses tapping (bubut luar). Adapun diagram flow chart pembuatan poros bawah Hydrotiller adalah: Mulai
Persiapkan alat dan bahan
A Kelompok 10
72
Laporan Akhir
`
`
A Bubut
Proses pembuatanlubang Drilling Boring
Proses Turning Facing Roughing Finishing
Proses pembuatanulirluar Turning
Proses Tappinguntukmembuatuli rdalam
Produk ProsesSekrap (Shapping)
produk yang dihasilkan
Selesai Gambar3.1 FlowchartPembuatanPorosBawahHydrotiler
Kelompok 10
73
Laporan Akhir
`
`
3.2 Peralatan Praktikum Pada
praktikum
ini
digunakan
mesinperkakasdanalatukuryang
peralatanpraktikumsepertimesin-
digunakanuntuksemua
proses
dalam
pembuatan poros bawahHydrotiller. 3.2.1 Mesin Yang Digunakan Mesin yang digunakan dalam proses pembuatan poros bawah Hydrotillerpada praktikum ini yaitu : 1. Mesin Gergaji (Sawing Machine) Mesin gergaji (SawingMachine)merupakanalat yang digunakanuntukmemotongpanjangdaribendakerjasesuaidenganukuran yang diinginkan.
Gambar 3.2Mesingergaji(sawing machine)
2. Mesin Bubut (Lathe) Mesinbubut(Lathe)merupakanmesin proses pemesinan yang paling umumdigunakanuntukmenghasilkanprodukberbentuksilindris.
Proses
bubutmemilikigerakpotong yang dilakukanolehpahatdangerakmakan yang dilakukanolehbendakerja. Proses pembubutandapatdilakukandenganberbagaimacamjenispahat. Pahat yang
Kelompok 10
74
Laporan Akhir
`
`
digunakanpadapembuatanporoshydrotilleradalahpahattipe
HSS
karenapahatdapatdiasahsehinggalebihefektifdalampenggunaan.
Gambar 3.3MesinBubut (lathe)
3. MesinSekrap(Shaping Machine) Mesinsekrapadalahmesin
yang
digunakanuntukmembuatpermukaandatarbendakerja.Proses sekrap hampir sama dengan proses bubut, tetapi gerak potongnya tidak merupakan rotasi melainkan translasi yang dilakukan oleh pahat yang terdapat pada mesin sekrap atau pada benda kerja pada mesin sekrap meja dengan arah tegak lurus.
Gambar 3.4MesinSekrap (Shaping Machine)
Kelompok 10
75
Laporan Akhir
Kelompok 10
`
`
76
Laporan Akhir
`
`
3.2.2 AlatUkur AlatukuryangdigunakanuntukpembuatanPorosbawahHydrotileradalahseba gaiberikut :
1. Jangkasorong Jangkasorongdigunakanmengukurpanjangsuatu
material,
bisajugauntukmengukurketebalansuatu material.Padajangkasorongterdapatduaskalayaituskalautamadanskalanoni us.
Gambar 3.5 Jangka Sorong
2. Mistar Mistardigunakanuntukmengukurpanjangsuatu
material.
Satuan
yang terdapatpadamistaradalah centimeter (cm) dan millimeter (mm).
Gambar 3.6 Mistar
3. Stopwatch Stopwatchdigunakanuntukmenghitungwaktu
yang
dibutuhkanselama proses pengerjaan.
Kelompok 10
77
Laporan Akhir
`
`
Gambar 3.7Stopwatch
3.2.3
Alat Bantu Alatbantu adalahalatyang digunakanmembantupadaproses pemesinan dalam pembuatan poros bawahHydrotiler. bawah . Alat bantu yang digunakanadalah digunakanadalahsebagaiberikut :
1. Ragum Ragummerupakanalatbantu digunakanuntukmencekambendakerja
yang agar
posisinyatidakberubahsaatdiproses.
Gambar 3.8Ragum
2. Kuas Kuas
Kelompok 10
78
Laporan Akhir
`
`
digunakanuntukmengoleskancoolantpadamatapahat,mesinperkakasdan untukmembersihkanbendakerjadarigeram.
Gambar 3.9Kuas
3.3 Proses Pembuatan Pada proses dilakukan untuk memebuat poros bawah Hydrotiler dilakukan dengan beberapa proses yang dilakukan yaitu: 1. Sawing
(Memotong)
2. Facing
(Bubut Muka)
3. Turning
(BubutSilindrik)
4. Drilling
(MembuatLubang)
5. Threading (Ulir Luar) 6. Shaping
(Sekrap)
7. Tapping
(Ulir Dalam)
1. Proses Sawing (Memotong) Pada proses yang pertama dilakukan dengan memotong spesimen dengan ukuran panjang 178 mm dan diameter 30 mm.
Kelompok 10
79
Laporan Akhir
`
`
Gambar 3.10Benda KerjaSetelahSawing
2. Proses Facing (Bubut Muka) Proses bubut muka merupakan proses yang dilakukan untuk meratakan permukaan spesimen yang digunakan dan juga mengurangi panjang dari spesimen yang semula 178 mm menjadi 170 mm proses facing dilakukan sebanyak dua kali yaitu pada sisi kiri dan sisi kanan. Proses facing terjadi karena adanya spesimen yang diputar pada mesin bubut dan karena peputaran spesimen itu maka ketika bertemu dengan permukaan pahat maka akan terjadinya gerak makan yang menghasilkan geram yang selanjutnya akan mengurangi panjang spesimen dan meratakan bentuk permukaan spesimen
Gambar.3.11Benda Kerja SetelahFacing
3. Proses Turning(Pengecilan Diameter) ProsesTurningdilakukanpadabagiansisikanan dan kiri bendaujiyang bertujuanuntukmemperkecil
diameter
bendauji.Prosesturning
dilakukandengan2langkah,pertamadenganpanjang110mm dengan diameter 27,50 mmdankedua panjang 60 mm dengan diameter 25,00 mm. G
Gambar 3.12Benda kerjasetelahTurning
Kelompok 10
80
Laporan Akhir 4.
`
`
ProsesDrilling(MembuatLubang) Proses
pembuatanlubangpada
spesimen
dilakukanpadabagiankanandankiridaribendakerjadengankedalamanlubang sejauh30mmdandiameterlubangsisikanan8,5 mm dansisikiri 8.5 mm.
Gambar 3.13Benda kerjasetelahDrilling
5. Proses Threading (Ulir Luar) UlirluardibuatdengancaraTurningdenganmenggunakanmesinbubutda npahat
yang
digunakanadalahjenis
HSS.
Ulirluardibuatpadasisikananbendakerjadanpanjanguliryaitusepanjang55 mm.
Gambar 3.14BendakerjasetelahThreading
6. Proses Shaping (Sekrap) ProsesShapingdigunakanuntukmemotongbagiandaribendakerjayang berbentukprismatik.Prosessekrapdilakukanpadabagianbendakerjayang kedalamanpemotongannyaadalah
2,5mmdanpanjangpemotongansebesar
60 mmpadasetiapsisihingga 4 sisi.
Kelompok 10
81
Laporan Akhir
`
` Gambar 3.15Benda kerjasetelahshaping
7. Proses Tapping (Ulir Dalam) ProsesTappingdilakukanuntukmembuatulirdalampadabagiankanan bendakerja.Dengankedalaman30mmdankedalamanulirsebesar1,5mm. Ulirdibuatsecara manual.
Gambar 3.16Benda kerjasetelahdi tapping
Kelompok 10
82
Laporan Akhir
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1Perhitungan 4.1.1 Bubut muka (facing)bagian kanan Parameter yang diketahui : 1. Panjang awal = 178.8 mm 2. Panjang akhir = 173 mm 3. Delta L
= 5.8 mm
4. Lt
=15 mm
5. Nroughing
= 260 rpmdanNfinishing= 540 rpm
6. Froughing = 0,1 mm/put danffinishing = 0.05 mm/put 7. D
= 30 mm Pengurangan sebesar 5,8 mm dilakukan dengan
roughing : a =0.4 mm sebanyak 14 kali finishing : a=0.2 mm sebanyak 1 kali Perhitungan Element dasar pemesinan : 1. Kecepatan Potong -
-
Roughing Vc
.d .n 3,14 x30 x 260 24.49 m/min 1000 1000
Vc
.d .n 3,14 x30 x540 50.87 m/min 1000 1000
Finishing
2. Kecepatan Makan a. Roughing Vf = f . n = 0.1 mm/put x 260 rpm = 26 mm/min
Kelompok 10
82
Laporan Akhir
b. Finishing Vf = f . n = 0.05 mm/put x 540 rpm = 27 mm/min 3. Waktu Potong a. Roughing tc
lt 15 0.577 min Vf 26
b. finishing tc
lt 15 0.556 min Vf 27
Jadi waktu total sebanyak 15 kali pengerjaan = (tc1x 14 kali) + (tc2x 1 kali) = (0.577 x 14) + (0.556 x 1) = 8.078 menit + 0.556 menit = 8.634 menit = 518 sekon Sedangkan waktu yang kami dapat sewaktu praktikum adalah 573 detik atau 9.55 menit. 4. Kecepatan Penghasilan geram Zroughing = f.a.Vc = 0.01 cm x 0.04 cm x 2449 cm/menit= 0.98 cm3/menit Z finishing = f.a.Vc = 0.005cm x 0.02 cm x 5087 cm/menit = 0.509 cm3/menit
Kelompok 10
83
Laporan Akhir Tabel 4.1Proses facing bagian kanan
Jenis
Banyak
Tc
Tc teori
proses
proses
praktek (s) (s)
Roughing
14
518
484.7
Finishing
1
56
33.4
Total
15
574
518
4.1.2 Proses Drilling bagian kiri pada Mesin Bubut Parameter yang diketahui : 1. n = 260 rpm 2. f = Tidak dapat di pastikan karena gerak makan dilakukan secara manual 3. lt = lv + lw + ln
ln = (d/2) / tan 60
lw = 30 mm
lv = 0 sehingga : lt = 30 + ((8.5/2) / tan 60) = 30 + 2.45 = 32.45 mm = 32.5 mm Vc
.d .n 3,14 x 27.5 x 260 22.45 m/menit 1000 1000
4.1.3 BubutSilindrik (Turning) bagian kiri Parameter yang diketahui : 1. Diameter awal : 30 mm 2. Diameter akhir : 27.5 mm 3. lt = 110 mm 4. n1 = 260 rpm, n2 = 370 5. f = 0.1 mm/put 6. a = 0.4 mm sebanyak 6 kali 30 27 . 6 2 7. d = = 28.8 mm
Kelompok 10
84
Laporan Akhir
Kelompok 10
85
Laporan Akhir
1. kecepatanpotong a. Roughing Vc1 Vc 2
.d .n 3,14 x 28.8 x 260 23.51 m/min 1000 1000
.d .n 3,14 x 28.8 x370 33.46 m/min 1000 1000
b. Finishing Vc
.d .n 3,14 x 28 .8 x 540 48 .83 m/min 1000 1000
2. Kecepatan Makan a. Roughing Vf1
=f.n = 0.1 x 260
= 26 mm/min Vf
2
=f.n
= 0.1 x 370 = 37 mm/min b. Finishing Vf
= f .n = 0.05 x 540
= 27 mm/min 3. Waktu Potong a. Roughing
Tc1 tc
Kelompok 10
lt 110 4.23 min Vf 26
86
Laporan Akhir
Tc2 tc
lt 110 2.97 min 37 Vf
b. Finishing tc
lt 110 4.07 min Vf 27
Jadi waktu total sebanyak 7 kali pengerjaan = (tc 1x 3 kali) + (tc 2x 3 kali) + (tc x 1 kali) = (4.23 x 3) + (2.97 x 3) + (4.07 x 1) = 12.69 menit + 8.91menit + 4.07 menit = 716.4 detik + 534.6 detik + 244.2 detik = 1495 detik Sedangkan waktu yang kami dapatkan selama percobaan dengan proses turning adalah 1495 detik, denganwaktu roughing sebesar 1260 detikdan finishing sebesar 256 detik. 4. Kecepatan Penghasilan geram. a. Roughing Zroughing
= Zroughing1 + Zroughing2 = ( f x a x Vc1) + ( f x a x Vc2) = (0.01 x 0.04 x 2351) + (0.01 x 0.04 x 3346) = 0.94cm3/menit + 1.34 cm3/menit = 2.28 cm3/menit
b. Finishing Zfinishing= ( f x a x Vc) = ( 0.005 x 0.02 x 4883) = 0.488 cm3/menit
Kelompok 10
87
Laporan Akhir Tabel 4.2 Proses Turning bagian kiri
Jenis
Banyak
Tc
Tc teori
proses
proses
praktek (s) (s)
Roughing
6
1251
1260
Finishing
1
244.2
256
Total
7
1495.2
1516
4.1.4 Bubut Muka (Facing) pada bagian kiri Parameter yang diketahui : 1. Panjang awal = 173 mm 2. Panjang akhir = 170 mm 3. Lt
= 15 mm
4. Nroughing
= 260 rpm, Nfinishing= 370 rpm
5. froughing
= 0,1 mm/put, ffinishing = 0.05 mm/put
6. d
= 30 mm Pengurangan sebesar 3 mm dilakukan dengan : a. roughing : a =0.4 mm sebanyak 7 kali = 2.8 mm b. finishing : a=0.2 mm sebanyak 1 kali Perhitungan Elemen dasar pemesinan :
1. Kecepatan Potong a. Roughing Vc
.d .n 3,14 x30 x 260 24.5 m/min 1000 1000
b. finishing Vc
Kelompok 10
.d .n 3,14 x30 x370 34.85 m/min 1000 1000
88
Laporan Akhir
2. Kecepatan Makan a. Roughing Vf = f . n = 0.1 x 260 = 26 mm/min b. finishing Vf = f . n = 0.05 x 370 = 18.5 mm/min 3. Waktu Potong a. Roughing tc
lt 15 0.58 min Vf 26
b. finishing tc
lt 15 0.81 min V f 18.5
Jadi waktu total sebanyak 8 kali pengerjaan Tc= (tc roughingx 7 kali) + ((tc finishingx 1 kali) = (0.58 x 7) + (0.81 x 1) = (4.06) + (0.81) = 4.87menit = 292.2 detik Sedangkan waktu yang di dapat sewaktu praktikum adalah 388 detik atau 6.47 menit.
Kelompok 10
89
Laporan Akhir
4. Kecepatan Penghasilan geram Zroughing = f.a.Vc = 0.01 x 0.04 x 2450 = 0.98 cm3/menit = 0.89cm3/menit Z finishing = 0.005 x 0.02 x 3485 = 0.35 cm3/menit Tabel 4.3. Proses facing pada bagian kiri
Jenis
Banyak
Tc
Tc teori
proses
proses
praktek (s) (s)
Roughing
7
326
243.6
Finishing
1
62
48.6
Total
10
388
292.2
4.1.5 Proses Drilling pada bagian kanan Parameter yang diketahui : 1. n = 260 rpm 2. f = Tidak dapat di pastikan karena gerak makan dilakukan secara manual 3. lt = lv + lw + ln
ln = (d/2) / tan 60
lw = 30 mm
lv = 0 sehingga : lt = 30 + (8/5) / tan 60 = 30 + 2.45 = 32.45 mm = 32.5 mm Vc
Kelompok 10
.d .n 3,14 x30 x 260 24.5 m/menit 1000 1000
90
Laporan Akhir
4.1.6 BubutSilindrik (Turning) bagian kanan Parameter yang diketahui : 1. Diameter awal
= 30 mm
2. Diameter akhir
=25 mm
3. lt
= 60 mm
4. nroughing
= 370 rpm, nfinishing = 540rpm
5. froughing
= 0.1 mm/put, ffinishing= 0.05 mm/put = 0.4 mm sebanyak 12 kali = 4.8 mm
6. aroughing afinishing 7. d =
= 0.2 mm senanyak 1 kali = 0.2mm
30 25 = 27.5 mm 2
Perhitungan Elemen dasar pemesinan : 1. Kecepatan Potong a. Roughing Vc
.d .n 3,14 x30 x 260 24.5 m/min 1000 1000
b. finishing Vc
.d .n 3,14 x 25.2 x540 42.73 m/min 1000 1000
2. Kecepatan Makan a. Roughing Vf = f . n = 0.1 x 370 = 37 mm/min b. finishing Vf = f . n = 0.05 x 540 = 27 mm/min
Kelompok 10
91
Laporan Akhir
3. Waktu Potong a. Roughing tc
lt 60 1.62 min V f 37
b. finishing tc
lt 60 2.22 min Vf 27
Jadi waktu total sebanyak 13 kali pengerjaan = (tc roughingx 12 kali) + (tc finishingx 1 kali) = (1.62 x 12) + (2.22 x 1 ) = 19.44 menit + 2.22 menit = 21.66 menit =1299.6 detik Sedangkan waktu yang kami dapatkan selama percobaan adalah 1227 detikdan 139 detikuntuk finishing, waktukeseluruhanadalah 1366 detikatau 22.77 menit. 4. Kecepatan Penghasilan geram. Zroughing = f x a x Vc = 0.01 x 0.04 x 2450 = 0.89 cm3/menit Zfinishing=0.005 x 0.02 x 4273 = 0.43 cm3/menit
Tabel 4.4. Proses Turning pada bagian kanan
Jenis proses
Banyakproses
Tcpraktek
Tc teori
(s)
(s)
Roughing
12
1227
1166.4
Finishing
1
139
133.2
Kelompok 10
92
Laporan Akhir
13
Total
1366
1299.6
4.1.7 Proses menyekrap pada mesin sekrap Proses sekrap dilakukan pada 2 bagian dengan dimensi serta parameter yang sama, sehingga perhitungan cukup satu saja. Parameter yang diketahui : Panjang pemotongan (lw)
= 60 mm
Dalam yang akan di potong
= 2.5 mm
Kedalaman potong (a) :
- roughing, a = 0.2 mm - finishing,a
= 0.1 mm
Jumlah langkah (np)
= 45 langkah/min
Perbandingan kecepatan (Rs)
= 0.5 langkah
Gerak makan (f)
= 0.2 mm/langkah
Perhitungan elemen dasar proses pemesinan:
1. Kecepatan Potong Rata-rata
v
n p lt (1 Rs) 2000
45 60 (1 0,5) 2.025 m/min 2000
2. Kecepatan Makan Vf = f . np = 0.2 x 45 = 9 mm/min 3. Waktu Potong
tc
lw 60 6.7 min 9 Vf
Waktu total pemotongan adalah : = 6.7 menit x 13 = 87.1 menit = 5226 detik,
Kelompok 10
93
Laporan Akhir
sedangkan waktu yang didapat sewaktu praktikum adalah 85.87 menit atau 5152 detik. 4. Kecepatan Penghasilan geram Z roughing
=A.v =a.f.V = 0.02 x 0.02 x 202.5 = 0.081 cm3/menit
Zfinishing
=A.v =a.f.V = 0.01 x 0.02 x 202.5 = 0.0405 cm3/menit
Tabel 4.5Proses sekrap bagian kiri
Jenis proses
Banyakproses Tc
Tc teori
praktek (s)
(s)
Roughing
12
4809
4824
Finishing
1
343
402
Total
13
5152
5226
4.1.8 Proses mengetap Proses mengetap di lakukan untuk membuat ulir dalam, yaitu sepanjang 30 mm. Proses mengetap ini dilakukan dengan tiga urutan proses , yaitu : 1. Tap Konis Tap konis ialah tap yang mata pahat potong awalnya diserong antara 8 hingga 10 ulir. Digunakan pada awal pembuatan ulir. 2. Tap Antara Tap antara ialah tap yang mata pahat potong awalnya diserong antara . Tap ini dipakai setelah pengetapan dengan tap konis.
Kelompok 10
94
Laporan Akhir
3. Tap Rata Tap rata mempunyai ulir dengan ukuran penuh. Tap ini digunakan untuk penyelesaian akhir pembuatan ulir, agar ulir yang di peroleh bagus. 4.1.9 Bubut ulir Parameter yang diketahuiadalah : ns = 260 rpm p = 2.5 mm Banyak pengerjaan (n), berdasarkan pada n yang digunakan pada M25, yaitu n=8 Perhitungan mencari nilai kedalaman potong (a) : ai=
5 / 8. p..Sin60 n
= 0.54 mm a1= ai 1
a2 = ai 2
= 0.54 mm a3= ai 3
= 0.77 mm a4 = ai 4
= 1.08 mm a5= ai 5
= 1.33 mm a6 = ai 6
= 1.56 mm a7= ai 7
= 1.72 mm a8 = ai 8
= 2.03 mm
= 2.17 mm
Perhitungan mencari nilai diameter rata-rata : 1. d 1 =
Kelompok 10
do dm 25 24.522 24.76 mm 2 2
95
Laporan Akhir
2. d 2 =
do dm 24.522 23.847 24.18 mm 2 2
3. d 3 =
do dm 23.847 23.027 23.43 mm 2 2
4. d 4 =
do dm 23.027 22.071 22.54 mm 2 2
5. d 5 =
do dm 22.071 21.003 21.53 mm 2 2
6. d 6 =
do dm 21.003 19.833 20.41 mm 2 2
7. d 7 =
do dm 19.833 18.569 19.20 mm 2 2
8. d 8 =
do dm 18.569 17.212 17.89 mm 2 2
Perhitungan Elemen dasar proses Pemesinan : 1. Kecepatan potong a. Vc1
.n.d 3,14 260 24.76 20.21 m/menit 1000 1000
b. Vc2
.n.d 3,14 260 24.18 19.74 m/menit 1000 1000
c. Vc3
.n.d 3,14 260 23.43 19.12 m/menit 1000 1000
d. Vc4
.n.d 3,14 260 22.54 18.40 m/menit 1000 1000
e. Vc5
.n.d 3,14 260 21.53 17.57 m/menit 1000 1000
f. Vc6
.n.d 3,14 260 20.41 16.66 m/menit 1000 1000
g. Vc7
.n.d 3,14 260 19.20 15.67 m/menit 1000 1000
Kelompok 10
96
Laporan Akhir
h. Vc8
.n.d 3,14 260 17.89 14.60 m/menit 1000 1000
2. Kecepatan makan (Vf) Vf
=f.n = 2.5 x 260 = 650 mm/menit
3. Waktu pemotongan tc =
lt 55 5.08 detik V f 650
Jadi waktu pembuatan ulir adalah 5.08 detik x 8kali = 40.64 detik. Sedangkan pada percobaan diperoleh waktu total selama 40detik. 4. Laju menghasilkan geram Z1 = f . a1 . Vc1 = 0.25 x 0.054 x 2021 = 27.28 cm3/menit Z2 = f . a2 . Vc2 = 0.25 x 0.023 x 1947 = 11.19 cm3/menit Z3 = f . a3 . Vc3 = 0.25 x 0.031 x 1912 = 14.82 cm3/menit Z4 = f . a4 . Vc4 = 0.25 x 0.025 x 1840 = 11.5 cm3/menit Z5 = f . a5 . Vc5 = 0.25 x 0.023 x 1757 = 10.10 cm3/menit Z6 = f . a6 . Vc6 = 0.25 x 0.016 x 1666 = 6.66 cm3/menit Z7 = f . a7 . Vc7 = 0.25 x 0.031 x 1567 = 12.14 cm3/menit Z8= f . a8. Vc8 = 0.25 x 0.014 x 1460 = 5.11 cm3/menit Tabel 4.6.Proses pembuatan ulir luar
Proses
Banyak proses
Ulir
Kelompok 10
Tc praktek Tcteori (s) (s)
8
40
40.64
97
Laporan Akhir
Kelompok 10
98
Laporan Akhir
4.2 Analisa Data Pembuatan poros bawah hydrotiller yang kami lakukan dikerjakan dengan menggunakan dua proses utama, yaitu proses bubut silindrik yang di lakukan pada kedua ujung benda kerja. Lalu juga dilakukan proses shapping untuk memberi bentuk persegi pada salah satu ujung benda kerja. 4.2.1
Analisa proses
4.2.1.1 Proses Bubut Pembuatan poros bawah hydrotiller dikerjakan dengan menggunakan mesin bubut. Benda kerjanya berbentuk silindris dengan diameter awal 30 mm. Untuk mengubahnya menjadi sebuah sebuah poros yang mempunyai diameter 27,5 mm di kedua ujungnya. Untuk itu diperlukan beberapa tahap yaitu : 1. Facing Pada proses facing yang telah dilakukan didapatkan hasil yang cukup baik dimana bidang melintang silinder sudah tegak lurus terhadap sumbunya, namun terdapat tonjolan pada bagian tengah penampang. Ini dikarenakan set pahat yang kurang pas, atau ujung pahat tidak sama tinggi dengan ujung senter pada kepala lepas. Proses facing dilakukan dengan mengurangi panjang benda sebesar 5.8mm dengan 15 kali pengurangan 14 kali sebesar 0.4 mm dan 1 kali sebesar 0.2 mm. 2. Centering Pada proses centering yang telah dilakukan center yang didapatkan tepat pada sumbu silinder, proses ini menggunakan pahat center drill . lobang center ini digunakan untuk pembuatan lobang dengan pahat gurdi. Lobang center ini juga digunakan untuk penopang batang silinder agar dapat berotasi dengan baik.
Kelompok 10
99
Laporan Akhir
3. Bubut Silindris / turning Pada proses bubut slindrik ini diawali dari diameter 30 mm dan didapatkan hasil akhir 27,5 mm dengan 8 kali proses (6 kali proses Roughing dan 1 kali proses finishing). Pada proses roughing ini difariasikan 2 kecepatan yaitu 260 rpm dan 370 rpm. Serta untuk finishing dengan kecepatan 540 rpm dan pemkanan kecil sebesar 0.2 mm. Pada proses turning ini didapat hasil permukaan yang halus. Pada fariasi pemakan dan kecepatan potong didapat bahwasanya semakin kecil pemakanan semakin halus permukaan benda kerja, dan semakin cepat putaran spindel juga memperhalus permukaan benda kerja sehinga saat finishing diberikan kecepatan spindel yang tinggi dan pemakanan yang kecil. 4. Pembuatan Ulir Diameter awal sebelum pembuatan ulir ini adalah sebesar 25 mm karna ulir yang mau dibuat ulir (M25 x 2.5) dimana M menyatakan satuan dari ukuran ulir adalah metrik, dan 25 menyatakan diameter bakal dari ulir, serta 2.5 merupak pitch atau kisar dari ulir. Dari hasil perhitungan, tinggi ulir didapatkan sebesar 2.17 mm dan pemakanan akan dilakukan sebanyak 8 kali. Namun pembutan ulir yang kami lakukan termasuk gagal, karna ulir yang yang dihasilkan tidak sesuai standar. Ini dikarenakan bergesernya titik nol pada pembuatan ulir, sehingga pahat memakan semua puncak ulir yang telah siap. 5. Boring Boring dilakukan pada kedua sisi benda kerja dan salah satunya dijadikan ulir dalam, diameter lobang boring ini adalah 8.5 mm dengan kedalaman 30 mm. Sebelum melakukan proses boring terlebih dahulu permukaan benda kerja di bor menggunakan center drill dengan tujuan agar pemakanan awal pahat bori
Kelompok 10
100
Laporan Akhir
nantinya pas pada bagian tengah pemboran, sehingga mengurangi resiko patahnya pahat. Pada proses boring di mesin bubut ini pemakanannya dilakukan secara manual dan perlahan. Pemakanan tidak dapat dilakukan secara berkelanjutan, namun sekali-kali pahat harus ditarik agar tidak terjadi penumpukan geram pada lobang pemboran. Pemasangan pahat bor dan benda kerja pada pemboran ini harus kuat, karna tekanan yang diberikan oleh pahat bor terhadap benda kerja sangatr besar. Jika pemasangan benda kerja atau pahat bor tidak kuat, akan menyebabkan mundurnya posisi pahat atau posisi benda kerja sehingga proses pembuatan lobang tidak berjalan dengan baik. 4.2.1.2 Proses Shapping Proses shaping dilakukan menggunakan mesin sekrap, dengan membuat 4 sisi pada benda kerja. Pengerjaan dilakukan satu persatu dan antara satu bidang dengan bidang lainnya harus saling tegak lurus dan harus datar atau tidak miring. Sedangkan pada benda kerja yang telah diproses hasilnya antara bidang yang satu dan yang lainnya tidak rata. Ini dikarnakan set awal benda kerja yang tidak rata terhadap meja kerja sekrap. Hal yang perlu diperhatikan dalam pengerjaan mesin sekrap -
Benda kerja dan pahat harus terpasang dan erat Pada praktikum kali ini praktikan mengalami 2 kali pahat lepas dan satu kali benda kerja bergeser, yang menyebabkan benda kerja yang sedang dikerjakan menjadi rusak. Selain itu kondisi ini juga bisa mematahkan pahat
-
Benda kerja yang dipasang usahakan serata mungkin dengan pemakanan pemasangan benda kerja pada meja mesin dalam praktikum ini, praktikan lakukan denga cara manual, tidak ada pengukuran kerataan
Kelompok 10
101
Laporan Akhir
benda kerja terjadap meja mesin. Sehingga pemotongan yang dilakukan tidak rata. -
Sisi potong pahat harus rata dan sejajar dengan permukaan potong Sisi potong pahat yang praktikan gunakan masih kurang rata sehingga pemakanan yang dihasilkan tidak rata.
4.2.2
Analisa waktu dan hasil pengerjaan
4.2.2.1Perbandingan tc pemotongan (aktual dan teori) Dari praktikum yang telah di lakukan untuk pembuatan poros bawah hydrotiller, maka kita dapat menganalisa bahwa antara waktu aktual dengan waktu teoritis terdapat perbedaan. Banyak hal yang mengakibatkan terjadinya perbedaan kedua waktu ini. Hal ini disebabkan oleh tidak telitinya praktikan pada saat menghitung waktu pemotongan. Karena penghitungan waktu dilakukan dengan manual, sehinga waktu pemotongan sering tidak pas. Sedangkan waktu pemotongan secara teori sendiri merupakan waktu lamanya kontak pahat dengan benda kerja saat proses berlangsung. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya perbedaan waktu yang terpakai saat melakukan proses bubut untuk pembuatan poros tersebut. Jadi dapat kita lihat waktu praktikum yang kita dapatkan pada saat pemotongan dengan mesin bubut ini sangatlah tidak produktif. Karena semakin tinggi waktu yang di perlukan untuk pembuatan satu produk maka semakin sedikit produk yang di hasilkan. Dengan kata lain kita akan lebih banyak mengeluarkan ongkos untuk pembuatan satu produk. Selain itu juga akan berpengaruh kepada nilai jual produk kita nantinya. Pada proses shapping, nilai tc aktual dengan nilai tc teori berbeda nilainya. Dimana nilai tc secara teori lebih kecil daripada nilai tc aktual. Banyak hal yang mengakibatkan terjadinya perbedaan kedua waktu ini, salah satunya ialah kesalahan pratikan dalam menghitung waktu pemotongan pada proses shapping ini. Serta banyaknya urutan proses yang di lakukan sehingga seringnya benda kerja di bongkar-
Kelompok 10
102
Laporan Akhir
bongkar serta kurang proporsionalnya benda kerja. Selain itu proses pengerjaan shaping ini juga tergolong lama sebab kemampuan mesin dan pahat yang sudah sangat menurun. Dimana pemakanan yang dilakukan hanya 0.2 mm sekali jalan, sehing proses pengerjaan yang dilakukan sangat tidak produktif. Agar waktu pembuatan produk lebih efektif, sebaiknya : -
Pemberian ruang bebas makan pahat saat proses akan dimulai jangan terlalu jauh, sehingga waktu yang dibutuhkan saat proses bisa diminimalisir.
-
Pemakaian pahat yang lebih bagus sehingga besar pemakanan bisa ditingkatkan dan waktu pengerjaan lebih efektif
-
Pemakanan kecil hanya dilakukan saat finishing saja sehingga pada proses roughing dapat berjalan lebih cepat.
-
Atur proses pengerjaan dengan baik sehingga set alat dapat diminimalisir
4.2.2.2 Berdasarkan ketelitian produk Ketelitian produk adalah hal yang paling utama dalam proses pemesinnan ini, karena sedikit saja ukuran dari produk yang melenceng maka produk tidak akan terpakai. Dari produk hasil praktikum yang telah praktikan buat didapat hasil yang cukup baik, kecuali pada bagian ulir luarnya. Semua ukuran masih dalam batas toleransi kecuali ulirnya, karena ulirnya rusak dan tidak dapat digunakan lagi. Adapun ukuran yang sudah melewati batas toleransi ini dikarenakan kurang telitinya praktikan dalam melihat dan menggunakan alat ukur selama proses pengerjaan. Termasuk kurang telitinya praktikan dalam mengatur skala yang terdapat pada mesin sehingga sering keliru dalam memberikan besarnya pemakanan. Pada proses skrap (shapping) ini ketelitian produk pada pembuatan poros bawah hydrotillersesuai dengan geometri yang diinginkan. Hal ini dapat dilihat dari bentuk dan ukuran dari produk dari semestinya. Ini disebabkan karena tidak telitinya praktikan dalam membaca alat ukur. Selain itu gometri dari hasil shaping dengan mesin sekrap juga tidak datar, ini dikarenakan tidak ratanya pemasangan benda kerja saat melakukan proses shaping. Tingkat ketelitian produk juga di pengaruhi oleh Kelompok 10
103
Laporan Akhir
kinerja dari mesin perkakas yang digunakan. Karena mesin perkakas yang digunakan sudah tidak presisi lagi. Agar ketelitian dapat dicapai, sebaiknya : -
Lakukan pengesetan skala 0 pada proses pemakanan dengan baik
-
Lakukan pengukuran berkala pada benda kerja secara berkala saat proses pengerjaan dengan tujuan mengantisipasi ketidakpresisian mesin
-
Lakukan pengukuran dengan teliti dan benar
Kelompok 10
104
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Berdasarkan
praktikum
yang
telah
dilakukan,
praktikan
dapat
menyimpulkan beberapa hal : 1. Produk (poros bawah hydrotiller) yang telah dihasilkan dari praktikum berbeda dengan geometri yang sebenarnya. 2. Dalam membuat suatu produk harus mengikuti urutan pengerjaan yang tepat agar produk yang diinginkan bisa terpenuhi 3. Waktu total aktual yang dibutuhkan untuk membuat produk oleh kedua mesin tersebut adalah : Proses Bubut
= 38.8
menit
Proses Sekrap
= 343.48
menit
Total
= 382.28
menit
4. Dalam pengerjaan produk, proses sekrap memakan waktu yang paling lama, karena pengaruh kecepatan potong, gerak makan dan kedalaman potong yang digunakan 5.2 Saran Berdasarkan menyarankan
praktikum
yang
telah
praktikan
lakukan,
praktikan
pada semua praktikan yang akan melakukan praktikum proses
produksi ini agar : 1. Untuk mendapatkan produk dengan kualitas yang baik perlu dilakukan pengukuran yang lebih teliti dan secara seksama. 2. Telah menguasai materi dan prosedur praktikum sebelum memasuki laboratorium. 3. Sebelum praktikum dimulai semua kondisi mesin perkakas harus diperiksa apakah telah berada dalam kondisi yang baik. 4. Untuk menjalankan proses pemesinan praktikan perlu mengenal dan mengusai karakteristik mesin-mesin perkakas.
Laporan Akhir
5. Praktikan diharapkan lebih teliti dalam mengoperasikan mesin perkakas, dan dalam menggunakan alat ukur agar diperoleh geometri produk sesuai dengan yang direncanakan. 6. Mesin-mesin produksi yang akan digunakan dalam praktikum di set up terlebih dahulu, agar produk yang dihasilkan lebih baik kualitasnya dan waktu kerja lebih efisien karena tidak ada lagi waktu tunggu yang disebabkan oleh perbaikan mesin pada saat praktikum. 7. Lebih teliti dan lebih hati – hati dalam membaca gambar agar tidak terjadi kesalahan dalam pembuatan produk. 8. Mengikuti urutan pengerjaan yang sesuai dengan ketentuan agar produk yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan 9. Untuk mengefisienkan waktu pemotongan actual maka dapat dipercepat putaran spindel dan mengganti jenis pahat yang di pakai. 10. Segera bertanya pada asisten bila ada hal – hal yang kurang dimengerti.
Kelompok 10
104
DAFTAR PUSTAKA
Rochim, Taufiq. 1993. Teori Dan Teknologi Proses Pemesinan. Institut Teknologi Bandung: Bandung Sato, G.Takeshi dan N.Sugiarto Hartanto. 1992. Menggambar Mesin Menurut Stadar ISO. PT Pradaya Paramita: Jakarta Sutanto, Agus. Buku Petunjuk Praktikum Proses Produksi I. 1997. Universitas Andalas: Padang
LAMPIRAN A LEMBAR ANALISA PROSES
LAMPIRAN A Lembar Analisis Proses Nomor Gambar No
Uraian
1
Proses Sawing
2
Proses Bubut :
3
Nama Komponen Nomor Komponen
: Poros Bawah Hydrotiller
Ukuran
: 170 cm
Kelompok
: 10
:1
Kondisi Pemotongan Vc n a f (m/min) (rpm) (mm) (mm/r) -
Jenis Bahan : ST 37 Resource
Waktu Pemotongan (min)
Banyak Pemotongan
Mesin
Pahat
Alat Bantu
1
Gergaji
HSS
Ragum
35
Facing bagian kanan (roughing)
26
260
0.4
0,1
14
Bubut
HSS
Ragum
0,577
Facing bagian kanan (finishing) Turning Bagian kanan (Roughing) Turning Bagian kanan (finishing 1)
50,87
540
0.2
0,05
1
Bubut
HSS
Ragum
0,556
24,5
370
0.4
0,1
12
Bubut
HSS
Ragum
1,62
42,73
540
0.2
0.05
1
Bubut
HSS
Ragum
2,22
Drilling
22,45
260
30
0,1
1
Bubut
HSS
Ragum
0,12
Facing bagian kiri (roughing)
24,5
260
0.4
0,1
7
Bubut
HSS
Ragum
0,58
Facing bagian kiri (finishing)
34,85
540
0.2
0,05
1
Bubut
HSS
Ragum
0,81
Turning Bagian kiri (Roughing)
33,46
260
0.4
0,1
6
Bubut
HSS
Ragum
4,23
Turning Bagian kiri (finishing 1)
48,83
370
0.2
0.05
1
Bubut
HSS
Ragum
4,07
Drilling
24,5
260
30
0,1
1
Bubut
HSS
Ragum
0,12
Pembuatan ulir luar
20,41
260
2,165
2,5
8
Bubut
HSS
Ragum
5,08
Bagian I
2,025
-
0.2
0.2
13
Sekrap
HSS
Ragum
6,7
Bagian II
2,025
-
0.2
0.2
13
Sekrap
HSS
Ragum
6,7
Bagian III
2,025
-
0.2
0.2
13
Sekrap
HSS
Ragum
6,7
Bagian IV
2,025
-
0.2
0.2
13
Sekrap
HSS
Ragum
6,7
Proses Sekrap :
Dibuat oleh : Kelompok 10
Diperiksa oleh : Miko Darmigus
Tanggal : 8 Desember 2012
Lembar 1
LAMPIRAN B GAMBAR TEKNIK
LAMPIRAN C LEMBAR ASISTENSI
