BAB 23

Proses Pengerjaan mesin Dengan Menggunakan

Benda Bulat

PEMBUBUTAN DAN MEMBUAT LUBANG

Dengan melihat bab sebelumnya, bab ini menjelaskan tentang Proses

Pengerjaan mesin dengan menggunakan benda bulat. Secara eksternal bulat yang

tidak memiliki rongga. bab ini menitikberatkan:

Karakteristik mesin bubut dan cara kerja mesin bubut

Eksternal dan internal material removal proses

Jenis alat pemotong yang digunakan.

Biasanya untuk membuat: komponen mesin, block mesin dan kepala

mesin, atau benda lainnya yang di gabungan dengan menggunakan toleransi, dan

lain sebagainya.

Bisa juga untuk: penyelesaian dari proses pengecoran, metalurgi serbuk,

cetakan, mesin abrasive dan pengerolan.

1

23.1 PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang Proses Pengerjaan mesin dengan

menggunakan benda bulat. biasanya untuk membuat produk yang ukurannya kecil

seperti skrup mini yang bisa digunakan untuk bingkai kaca mata dan yang besar

seperti batang turbin sebagai kekuatan hidrolik, roll for rolling mills, silinder, dan

pistol barrels.

Salah satu yang paling mendasar pada proses membubut adalah bagian

yang berputar pada mesin, pada awalnya material biasanya dibuat untuk proses

antara lain, Seperti casting(pengecoran), forging(tempa), extrusion, drawing, atau

metalurgi serbuk, seperti dijelaskan pada bagian II dan III. Proses bubut, secara

garis besar dapat di lihat pada gambar 23.1 dan tabel 23.1. Mesin ini sangat serba

guna dan mampu menghasilkan sesuatu yang sangat luas, untuk itu dijelaskan

seperti di bawah ini:

2

Turning (Pembubutan): Untuk menghasilkan bentuk lurus, kerucut, atau

lembar kerja yang berlekuk (gambar. 23.1a sampai d), seperti poros,

spindle, dan pin.

Facing (Pengerjaan Tepi): Untuk menghasilkan benda pada permukaan

yang datar dan bagian yang tegak lurus pada poros (Gambar 23.1e),

bisanya digunakan untuk disatukan dengan komponen lain. Untuk

membuat lubang atau aplikasi seperti dudukan ring (Gambar. 23.1f).

Cutting with from tools: (gambar. 23.1g) Untuk memproduksi berbagai

bentuk axisymmetric untuk fungsional atau aesthetic purposes.

Borring (Pengeboran): untuk membesarkan lubang atau membuat bentuk

silindris, sebelum proses tersebut, di buat dulu lingkaran dalamnya

(gambar. 23.1h).

Drilling: Membuat lubang (gambar. 23.1i), pada dasarnya sama dengan

Borring tapi lebih tinggi tingkat ketelitiannya dan penyelesaiannya.

Parting: Disebut juga cutinng off,untuk memotong komponen, seperti

halnya dalam produksi slugs atau blanks untuk proses tambahan produk

terpisah (gambar. 23.1j)

Threading: untuk memproduksi eksternal atau internal threades

(gambar. 23.1k).

Knurling: untuk menghasilkan secara teratur kekasaran berbentuk silindris

di permukaan, seperti dalam membuat tombol-tombol (gambar. 23.1l )

3

GAMBAR 23.1

Suatu proses pemotongan yang umum yang biasa dilakukan pada mesin

bubut (Gambar.23.2) sesuaikan dengan rancangan, ukuran, kapasitas dan yang

paling istimewa adalah dengan control computer.(dibahas pada seksi 23.3 dan Bab

25). Seperti ditunjukan pada gambar.21.2 dan 23.3, pembubutan dilakuksan

beberapa macam (1) Kecepatan putaran, N, pemotongan material, penyelesaian

permukaan dan ketelitian yang diperlukan, dan dan karakteristik alat mesin.

4

Gambar 23.2 Tipe mesin bubut dan komponen komponennya

Bab ini menjelaskan tentang proses parameter, pahat-potong, proses

kemampuan, dan karakteristik dari mesin alat yang digunakan untuk

menghasilkan berbagai bagian dengan bentuk bulat. Akhirnya, pertimbangan

desain untuk meningkatkan produktivitas bagi kelompok masing-masing proses

diberikan.

23.2 PROSES BUBUT

Sebagian besar pembubutan menggunakan single-point cutting tools,

dengan geometri pemotongan seperti typical right-hand cutting tool yang

ditunjukkan pada Gambar 21.10 dan 23.4. Seperti dapat dilihat, alat-alat seperti

yang dijelaskan pada stantadrisasi. Setiap kelompok kerja bahan material

memiliki satu set sudut optimum, yang telah dikembangkan melalui pengalaman

pengalaman (tabel 23,2).

5

Gambar 23.3 Skematik ilustrasi pada oprasi pembubutan

Proses parameter sangat penting yang berpengaruh langsung pada suatu

proses pemesinan dan pentingnya mengendalikan parameter ini untuk

mengoptimalkan produktivitas yang digambarkan dalam bab 21. Bagian ini

menguraikan tentang parameter proses mengubah alat seperti geometri dan

pemindahan bahan dan memberikan data untuk peraktek pememotongan yang

direkomendasikan, termasuk material alat pemotong, kedalaman pemotongan,

pemakanan, kecepatan potong, dan penggunaan cairan pada proses pemotongan.

Tabel 23.2 General recomendasi untuk sudut pada alat di dalam pembubutan

6

Gambar 23.4 design for right-hand cutting tool

Geometri pahat

Bemacam-macam Sudut pada single-point pahat memiliki fungsi penting

dalam pengoperasian mesin ini. Sudut ini diukur dalam suatu sistem koordinat

yang terdiri dari tiga sumbu utama dari tool shank, seperti dapat dilihat dalam

gambar. 23.4. Namun, perlu diketahui bahwa sudut-sudut ini mungkin berbeda,

untuk pengerjaan pemotongan, setelah alat ini dipasang pada toolholder

Rake angle (sudut sayat) ini penting untuk mengendalikan kedua chip

arah aliran dan kekuatan tool tip. sudut positif meningkatkan operasi

pemotongan dengan mengurangi kekuatan dan suhu. Namun, sudut positif

juga mengakibatkan kecilnya sudut termasuk alat tip (seperti pada

Gambar. 21,3 dan 23.4) yang dapat menyebabkan alat parameter retak dan

kegagalan, tergantung dari alat ketangguhan bahan.

Side rake angle lebih penting daripada the back rake angle walaupun

biasanya yang terakhir adalah kontrol arah aliran chip. Untuk mesin logam

7

dan menggunakan sedikit kandungan karbida, sudut ini biasanya berada

dalam kisaran -5 ° sampai 5 °.

Cutting-edge angle (sudaut pahat) chip sangat mempengaruhi

pembentukan, kekuatan alat, dan kekuatan untuk memotong dalam derajat.

Biasanya sekitar 15 °

Relief angle mengontrol gangguan dan menggosok permukaan alat-benda

kerja. Jika hal itu juga terlalu besar, alat tip akan aus, jika terlalu kecil,

memakai sayatan mungkin berlebihan. Sudutnya biasanya adalah 5 °

Nose Radius permukaan ini mempengaruhi penyelesaian dan kekuatan

alat tip, semakin kecil jari-jari (alat yang tajam), atau permukaaannya lebih

kasar akan dapat menyelesaikan pekerjaan potong dan kekuatan yang lebih

rendah dari alat tersebut. Akan tetapi, nose yang besar akan

mengakibatkan chatter seperti dijelaskan dalam bagian 25,4.

Material Removal Rate

Material removal rate (MMR), adalah volume material yang dibuang per

satuan waktu dengan satuan mm3/min. Mengacu pada gambar. 21.2 and 23.3,

perhatikan bahwa untuk setiap revolusi dari benda kerja, sebuah cincin lapisan

material dihilangkan, yang memiliki luas penampang yang sama dikali dengan

jarak perjalanan yang menarik dalam satu revolusi (feed, f) dan keliling rata-rata

cincin, π D avg, mana:

D avg =Do + Df

2

Untuk pemotongan ringan pada benda kerja dengan diameter besar,

diameter rata-rata Do.

8

Kecepatan putaran pada benda kerja adalah N, dan material removal rate

per revolusi adalah (π) (D avg) (d) (f). Karena N revolusi per menit. Jadi removal

rate adalah:

MRR =π (D avg) (d) (f) (N) (23.1a)

Akurasi dimensional persamaan ini dapat diperiksa dengan mengganti

dimensi ke sisi kanan. Sebagai contoh, (mm) (mm) (mm / rev) (rev / menit) =

mm3/min, yang menunjukkan tingkat volume dari pemindahan. Perhatikan bahwa

Persamaan. (23.1a) ) juga dapat ditulis

MRR = (d) (f) (V) (23.1b)

Dimana V adalah kecepatan pemotongan dan MRR memiliki unit yang sama

mm3/min.

Waktu pemotongan, t , untuk benda kerja dari panjang l dapat dihitung

dengan rata rata pergerakan pemakanan dari fN = (mm/rev) (rev/mm) = mm/min.

Karena jarak yang ditempuh l mm, dan waktu pemotongan adalah:

t =l

fN

(23.2)

Waktu pemotongan tidak termasuk waktu yang dibutuhkan untuk

pendekatan alat dan penyusutan. Karena waktu yang dihabiskan bukan karena

pemotongan tapi siklus dari operasi mesin yang tidak produktif dan akan

mempengaruhi keerugian ekonomi secara keseluruhan, Waktu yang dibutuhkan

harus mendekati sehingga alat-alat dan untuk meminimalkan kerugian ini. Salah

satu metode untuk menyelesaikan adalah dengan alat selama tidak memotong

siklus diikuti dengan gerakan lambat saat melakukan pemotongan pada benda

kerja.

9

Persamaan yang sebelumnya dan terminologi yang digunakan diringkas

dalam tabel 23,3.

10

Gambar 23.5 gaya pemotongan pada proses pembubutan

Kekuatan pada pembubutan

Tiga prinsip utama pada gaya yang bekerja pada pemotongan yang

ditunjukan pada gambar. 23.5. Dalam peralatan mesin ini harus kuat, serta dalam

defleksi dan benda kerja yang presisi untuk pengoperasian mesin tersebut.

Peralatan mesin dan komponen-komponenya harus mampu menahan kekuatan

yang mengakibatkan defleksi yang signifikan, getaran, dan chatter dalam semua

pengerjaan.

Gaya pemotongan, Fc, bergerak kebawah di tool tip dan, dengan demikian,

cenderung membelokkan alat kerja ke bawah dan ke atas. Gaya pemotongan

membutuhkan energi yang besar untuk melakukan pemotongan, dan dapat

dihitung dengan melihat table 21.2, dari energi per satuan volume, yang diuraikan

dalam bagian 21,3. Produk gaya pemotongan dan jari-jari dari pusat bagian

pekerjaan menentukan torsi pada spindel. Torsi produk dan kecepatan spindel

menentukan daya yang diperlukan dalam pembubutan.

Gaya dorong, , ft, bergerak dalam arah longitudinal, ini disebut juga gaya

pemakanan karena dalam arah pemakanannya. Gaya ini cenderung mendorong

alat ke arah kanan dan menjauh. Gaya radial, fr , begerak dalam arah radial dan

cenderung bergerak menjauhi benda kerja. Karena banyak factor yang

mempengaruhi proses pemotongan ini. Gaya , ft,, dan fr sulit dihitung secara

langsung karena bisanya ditentukan secara eksperimental itu pun jika diperlukan.

Roughing dan finishing cuts

Pada pemesinan, prosedur yang biasa dilakukan pertama kali melihat

keadan benda yang ada yang telah dipotong dengan angka pemakanan yang tinggi

11

dan besar (karena angka kekuatan material tinggi), tetapi dengan sedikit toleransi

dimensi dan kekasaran permukaan. Pemotongan ini kemudian dilanjutkan dengan

proses penyelesaian yang pemakanannya lebih rendah dan kecil untuk

menghasilkan permukaan yang lebih baik.

Gambar 23.6.

Material , pemakanan dan kecepatan pemotongan

Karakteristik material pada alat potong telah diuraikan pada bab 22.

Kecepatan pemotongan pada pemakanan untuk material di jelaskan pada gambar

23.6 sebagai pedoman umum dalam pekerjaan pembubutan. Rekomendasi khusus

mengenai parameter proses pembubutan untuk berbagai material benda kerja dan

alat pemotong ditunjukan pada Tabel 23.4.

Pelumas (Cutting fluid)

Banyak bahan logam dan bukan logam yang tidak menggunakan

pelumasan, tapi jika menggunakan cairan pelumasan bisa meningkatkan pekerjaan

yang signifikan. Untuk pelumasan ada rekomendasi yang dipakai untuk benda

12

kerja sesuai dengan tabel 23.5. Namun, mesin cenderung bisa menyebabkan

kering dengan keuntungan yang dijelaskan pada sesi 22.12.1.

13

14

Tabel 23.5 General recommendation for cutting fluidsfor machining

CONTOH. 23.1 Material removal rate dan gaya pemotongan pada pembubutan

15

Ada sebuah benda stainless steel dengan panjang 150 mm, dengan

diameter 12,5 mm, dibubut dengan menggunakan mesin bubut hingga

berdiameter 12 mm, berputar dengan kecepatan N= 400 rpm, alat tersebut dengan

kecepatan aksial 200 mm/min, hitunglah kecepatan potong, material removal rate,

waktu pemotongan, kekuatan yang terbuang, dan kekuatan potongnya.

Solusinya…

Kecepatan potong ada pada kecepatan tangensial terhadap benda kerja.

Maksimal kecepatan pemotongan diluar dari diameter, Do. dan

V = π Do N

Jadi….

V =(π) (12.5) (400)

= 15,7 m/min1000

Diameter kecepatan pemotongan adalah

V =(π) (12,00) (400)

= 15,1 m/min1000

Informasi yang diberikan, ……

d =12,5 – 12,0

= 0,25 mm2

Pemakanannya

f =200

= 0,5 mm/rev400

Seperti pada persamaan. (23.1a). the material removal rate is then

MRR = (π)(12.25)(0.25)(0.5)(400) = 1924 mm3/min = 2 x 10-6 m3/min

Persamaan (23.1b) juga dapat digunakan, dimana ditentukan

MRR = (0.25)(0.5)(15.7)(1000) = 2 x 10-6 m3/min

Waktu potong sebenarnaya, seperti persamaan (23.2). adalah

t =150

= 0.75 min(0.5)(400)

Power = (4)(1924) = 128 W

16

60

T =7680

= 3.1 N(2π)(400)

Sejak T = Fc Davg/2

Fc =(3.1)(1000)

= 506 N12.25/2

23.3 Mesin Bubut Dan Cara Kerja Mesin Bubut

Mesin bubut biasanya dianggap mesin yang paling tua, walaupun semula

dikembangkan untuk mengerjakan berbahan kayu dari periode ke 1000 sampai

dengan 1001 sebelum masehi. Mesin bubut bekerja dengan sekrup dengan timah

dibangun di akhir 1700-an. Pada awalnya disebut mesin bubut, karena didukung

dengan katrol berada diatas dan di ikat pada lantai pabrik, dan saat ini mesin bubut

dilengkapi dengan motor lisrik.

Kecepatan maksimun spindle untuk mesin bubut hanya biasanya kira kira

sekitar 4000 rpm, tetapi hanya bisa 200 rpm untuk penggunaan tertentu

kecepatannya bisa mencapai kira-kira 10.000 rpm, 40.000 rpm, atau lebih tinggi

lagi kecepatannya. Harga mesin bubut bisanya sekitar $ 2000 untuk tipe bangku

dan yang yang paling besar sekitar $100.000.

Meskipun alat yang serbaguna dan sederhana, mesin bubut juga sangan

memerlukan oprator untuk menjalankannya karena semua dikerjakan atau

dimanipulasi dengan menggunakan tangan. Akibanya, tidak efisien untuk proses

produksi yang besar. Selengkapnya tentang seksi ini akan membahas tentang

otomatisasi yang bisa ditambahkan untuk meningkatkan efisiensi.

23.3.1 Komponen mesin bubut

17

Mesin bubut dilengkapi dengan berbagai komponen dan aksesoris, seperti

yang ditunjukkan pada gambar. 23.2.

Bed (meja mesin)

Bed (meja mesin) adalah bagian yang paling utama untuk menopang

semua komponen yang ada, bed mempunyai ukuran yang besar dan berdiri

kokoh biasanya terbuat dari baja kelabu atau besi cor (bisa juga dilihat

pada bagian 25.3 material baru untuk struktur mesin perkakas). Bagian

atas dari bed terdapat dua jalan atau lintasan dengan bagian yang kuat

untuk akurasi dimensi ketahanan terhadap aus selama berputar. Di celah

bed mesin bubut, ada satu bagian yang paling depan yaitu headstock

(kepala lepas) dapat menampung benda kerja yang ukurannya diameternya

besar.

Carriage (eretan atas)

Eretan atas bergerak bebas sepanjang area yang terdiri dari cross-slide,

tool post, and apron. Alat pemotong yang dipasang pada post tool,

biasanya dengan daerah yang coumponud rest untuk penyesuaian posisi

alat. Bergerak radial kedalam dan keluar. Pengontrolan posisi radial

dalam pada alat pemotong dalam suatu pengerjaan demikian juga pada

lapisan luar (gambar 13.1e). dilengkapi dengan mekanisme yang manual

dan dan mekanisme penggerak dari suatu eretan atas dan dan cross slide

dari lead screw.

Headstock (Kepala lepas)

Kepala lepas di tempatkan di meja mesin dan dilengkapi dengan

motor, pulleys, dan sabuk V untuk menyuplay kecepatan putaran ke

spindle. Kecepatan tersebut dapat ditetapkan melalui penyeleksi yang

dikontrol secara manual atau dengan kontrol listrik. Kebanyakan kepala

lepas dilengkapi dengan satu set roda gigi, dan memiliki beberapa kendali

untuk memberikan kecepatan yang variable pada spindle. Kepala lepas

18

juga mempunyai spindel berubang yang bekerja untuk memegang benda

kerja (seperti chuchs dan collets, lihat pada bagian 23.3.2) sudah terpasang

dan tabung panjang dapt memberi pemakanan pada proses pembubutan.

Keakuratan sepindel sangat penting untuk menetukan presisi terutama

dalam mesin kecepatan tinggi

Tailstock

Tailstock dapat bergerak di sepanjang area dan untuk menjepit bagian

benda kerja. Ini dilengkapi dengan titik pusat yang tetap (dead center),

atau bisa juga memutar benda kerja (live center) alat untuk membesarkan

lubang bor dapat ditempatkan di tailstock (sebuah silider yang berongga

dan meruncingkan lubang). Mengebor lubang yang aksial pada benda

kerja.

Feed rod and lead screw

Feed rod untuk menyalurkan tenaga ke sepasang roda gigi pada

headstock, selama operasi batang bubut berputar dan bergerak untuk

Carriage (eretan atas) dan cross-slide dengan mengunakan roda gigi,

gesekan kopling, sepanjang batang keyway.penutup mur mengelilingi lead

screw tetapi juga untuk keakuratan pemotongan

Spesifikasi mesin bubut

Sebuah mesin bubut ditentukan oleh:

1. swing, diameter maksimal dari benda kerja tersebut yang dapat

ditampung mesin

2. Jarak maksimal antara headstock dan pusat tailstock

3. Panjang dari bed mesin

Sebagai contoh, mesin bubut mungkin mempunyai ukuran, 360 mm

swing dengan

19

23.3.2 workholding devices and accessories

Workholding sangat penting, terutama dalam peralatan mesin dan

pengoperasian mesin, karena harus mencengkram benda kerja Seperti yang

ditunjukkan dalam Gambar. 23.3. Salah satu ujung benda kerja dijepit dengan

spindle pada mesin bubut oleh chuck, Collet, face plat (lihat Gambar. 23.7d), atau

Mandrel,

Sebuah chuck biasanya dilengkapi dengan tiga atau empat jaws, untuk tiga

jaws biasanya mempunyai design geared-scroll that makes the jaws self-centering

ini digunakan untuk benda kerja yang bulat(seperti bar stock, pipa, dan tabung),

yang dapat ditempatkan di pusat untuk 0.025 mm. yang empat Jaws (independen)

chuch mempunyai jaws yang dapat bergerak dan disesuaikan secara bebas satu

sama lainnya. Dengan demikian ini dapat digunakan untuk benda yang berbentuk

persegi, persegi panjang dan benda kerja yang berbentuk aneh. Karena ini dibuat

lebih kasar daripada tiga rahang chucks, empat-rahang chucks digunakan untuk

benda kerja yang berat atau untuk pekerjaan yang memerlukan banyak chucking

konsentrisitet.

Jaws dalam ada beberapa jenis chucks yang dapat dibalik menjepit benda kerja

baik di permukaan luar atau di permukaan dalam rongga benda kerja, seperti pipa

dan tabung, ini yang terbuat dari baja karbon rendah ( soft jaws ) yang dapat

membentuk mesin yang diinginkan. Karena kekuatan dan kekerasan yang rendah,

tidak sesuai pada benda kerja, oleh karena itu, hasil yang lebih baik. Chucks akan

digerakkan secara manual menggunakan kunci pas, Karena banyak memakan

waktu lebih lama untuk beroperasi, manual actuated chucks umumnya hanya

digunakan untuk produksi toolroom yang terbatas.

Chucks ini tersedia dalam berbagai desain dan ukuran. tergantung pada jenis

dan kecepatan operasi, ukuran benda kerja, produksi dan akurasi dimensi

persyaratan, dan kekuatan rahang yang diperlukan. Dengan mengontrol besarnya

kekuatan Jaws, seorang operator dapat memastikan bahwa bagian tidak slip di

chuck mesin. Akan dapat mengurangi kecepatan spindle Jaws (menjepit) kekuatan

20

secara signifikan karena pengaruh kekuatan sentrifugal, efek ini penting terutama

dalam pembbubutan yang presisi. Mekanisme Jaws yang modern kekuatan yang

lebih tinggi untuk dan kekuatan yang lebih rendah untuk menyelesaikan operasi.

Untuk memenuhi tuntutan supaya meningkatkan kekakuan, ketepatan,

fleksibilitas, kekuatan, dan tinggi kecepatan alat potong mesin modern, kemajuan

besar telah dilakukan dalam perancangan perangkat workholding, Power chucks,

digerakkan secara pneumatik atau hydrolik, pengunaan peralatan otomatis ini

untuk peningkatan produksi, termasuk pemuatan bagian menggunakan robot

industri. Juga tersedia beberapa jenis power chucks dengan lever-or wedge-type

mekanisme untuk actuate Jaws; chucks ini memiliki pergerakan Jaws (stroke)

yang biasanya sekitar 13 mm.

.Sebuah Collet pada dasarnya adalah sebuah split longitudinal, tapered

busing. Benda kerja (biasanya dengan diameter maksimum 25 mm) ditempatkan

di dalam Collet dan Collet ditarik (gambar dalam collet, gambar 23.7 a dan b) atau

ditekan (push-out Collet; gambar.23.7c). mekanis spindle mempunyai permukaan

yang runcing mengecilkan segmen Collet radial, pengetatan ke benda kerja.

21

Collets digunakan untuk benda kerja bulat serta bentuk lainnya (misalnya, persegi

atau benda kerja heksagonal) dan tersedia dalam berbagai ukuran inkremental

Gambar 23.7.

Satu keuntungan jika menggunakan Collet (bukan tiga atau empat jaws

chuck) adalah bahwa genggaman Collet semua bagian lingkar rapi, membuatnya

cocok khususnya untuk bagian dengan lintasan kecil. Karena gerakan radial dari

segmen Collet kecil, umumnya benda kerja harus berada dalam jarak 0,125 mm

dari ukuran nominal Collet

Face plates digunakan untuk menjepit benda kerja yang tak beraturan.

plat bulat memiliki beberapa slot dan lubang dimana benda kerja dipegang atau

dijepit (Gambar 23.7d). Mandrels (Gambar 23. 8) akan ditempatkan di dalam

tabung hampa atau benda kerja dan digunakan untuk menahan benda kerja yang

membutuhkan mesin pada kedua permukaan silinder, Beberapa mandrels yang

dipasang pada pusat mesin bubut

ACCESSORIES, beberapa perangkat yang tersedia sebagai aksesori dan

lampiran untuk mesin bubut Diantaranya adalah sebagai berikut:

22

Carriage dan cross-slide stops, dengan berbagai desain untuk

menghentikan eretan yang telah diletakan sepanjang Jarak bed (meja

mesin).

Perangkat untuk pembubutan bagian yang mengecil.

Milling, sawing, gear-cutting, and grinding attachments

Berbagai untuk mengebor, pengeboran, dan pemotongan.

23.3.3 Pengoperasian Mesin Bubut

Dalam tipe pengorasian pembubutan, benda kerja yang dijepit oleh salah

satu perangkat yang sebelumnya dijelaskan pada workholding. Bagian yang

panjang dan ramping harus steady rest dan follow rest terletak mengikuti meja

mesin. Karena kalau tidak akan menurunkan kekuatan pemotongan. Ini biasanya

dilengkapi dengan tiga jari dapat disesuaikan dengan benda kerja berputar bebas.

Mantap tanda istirahat menjepit langsung pada cara-cara bubut (seperti dalam

gambar. 23,2), sedangkan follow rest clamped on carriage and travel.

Alat pemotong (pahat) melekat pada tool post, yang didorong oleh lead

screw dan removes material oleh sepanjang meja mesin. Sebuah right-hand tool

bergerak ke arah headstock, dan sebuah left-hand tool perjalanan menuju

tailstock. Pengerjaan Facing yang dilakukan bergerak radial dengan cross-slide

dan juga akan ketelitian dimensi yang lebih baik.

23

Gambar 23.8

FORM TOOL digunakan untuk memproduksi berbagai bentuk benda

kerja yang bulat padat (Gambar 23.1g.) Dengan memindahkan radial tool ke

dalam bagian yang berotasi. pemotongan yang tidak sesuai alur-alur yang sempit

atau sudut yang tajam dan getaran dapat mengakibatkan chatter dan poor surface

finish. Sebagai aturan, (a) panjang membentuk bagian tidak boleh lebih besar

sekitar 2,5 kali diameter minimum bagian, (b) kecepatan pemotongan harus diset

dengan benar, dan (c) harus menggunakan cutting fluids. The stiffnesses dari

peralatan mesin dan perangkat workholding juga menjadi pertimbangan.

Bor pada mesin bubut, Hal ini dilakukan dalam benda kerja berongga atau

dalam lubang yang dibuat sebelumnya pada proses drill atau proses lainnya. Out-

of-shape lubang dapat diluruskan oleh bor. Benda kerja diletakan di sebuah chuck

atau dalam perangkat lain yang cocok workholding. Benda kerja yang dibor

digambarkan pada bagian 23.4

Drilling (bagian 23,5) dapat dilakukan pada mesin bubut dengan

pemasangan bor di chuck dalam pena tailstock benda kerja dijepit di workholder

di headstock, dan bor bergerak dengan memutar roda tangan tailstock, Lubang

dibor dengan cara ini mungkin tidak akan cukup konsentris karena kecenderungan

untuk bor to drift radially. The concentricity dari lubang dapat ditingkatkan

dengan boring yang kemudian mengebor lubang. Mengebor lubang dapat reamed

(Bagian 23,6) pada mesin bubut cara pengeboran dapat meningkatkan toleransi

dimensi lubang dan penyelesaian permukaan.

24

Pahat untuk parting, grooving, thread cutting, dan berbagai operasi lain

yang dibentuk khusus dengan tujuan tertentu atau tersedia sebagai tambahan.

Knurling dilakukan pada mesin bubut dengan hardened rolls (lihat Gambar.

23.1l), di mana permukaan rolls merupakan replika dari profil yang akan

dihasilkan, The rolls yang ditekan radial terhadap benda kerja yang berputar,

sedangkan pahat bergerak aksial sepanjang bagian.

23.3.4 Jenis Mesin Bubut

Ada beberapa jenis mesin bubut. Deskripsi singkatnya sebagai berikut:

Bench lathes

Seperti namanya, mesin bubut ini ditempatkan pada workdench atau meja.

Mesin ini memiliki kekuatan yang rendah, biasanya dioperasikan dengan

tangan, dan digunakan untuk benda kerja yang kecil, Toolroom memiliki

presisi tinggi, memungkinkan bagian-bagian mesin untuk menutup toleransi

dimensi.

Special purpose lathes

Mesin bubut tersebut digunakan untuk berbagai aplikasi (seperti roda

kereta api, gun barrels, dan rolling-mill rolls) dengan ukuran diameter benda

kerja sebesar 1,7 m dengan panjang sebesar 8 m dan kapasitas dari 450 k W.

Tracer lathes lathes

Mesin bubut ini memiliki tambahan khusus yang mampu mengubah proses

pembubutan komponen dengan berbagai kontur. Juga disebut duplicating

lathes atau Contouring lathes, pahatnya(alat potongnya) mengikuti bagian

yang di duplicates the contour of the template, mirip dengan pensil yang

mengikuti bentuk plastic stencil. Namun, operasi ini biasanya dilakukan pada

mesin bubut yang sebagian besar telah digantikan oleh numerical-control

lathes dan turning centers, seperti dijelaskan dalam Bagian 25,2.

25

Automatic lathes

Mesin bubut dari tahun ke tahun semakin bertambah otomatis, mesin yang

manual akan diganti dengan berbagai mekanisme yang memungkinkan

pengoperasian mesin untuk mengikuti urutan tertentu. Dalam mesin bubut

otomatis penyayatan dan removed secara otomatis, sedangkan pada mesin-

mesin semi-otomatis, fungsi-fungsi ini dilakukan oleh operator. Mesin bubut

otomatis memiliki spindle horizontal atau vertikal dan cocok untuk produksi

menengah sampai produksi bervolume tinggi.

Mesin bubut ini yang tidak memiliki tailstocks disebutnya chuching mesin

atau chuckers. Mesin Ini digunakan untuk machining individual pieces dari

bentuk teratur maupun tidak teratur dan baik spindle tunggal maupun spindle

ganda. Jenis lain dari mesin bubut otomatis, yaitu bar stock penyayatan secara

berkala ke dalam mesin bubut, dan bagian mesin dan cut off from the end of

the bar stock.

Automatic bar machines

Ini disebut juga mesin sekrup otomatis, alat-alat mesin ini didisain untuk

high-production-rate pengerjaan dengan mesin sekrup dan mirip dengan

threaded parts. semua operasi di mesin ini dilakukan secara otomatis dengan

alat-alat yang khusus. Setelah setiap bagian dan skrupnya pada mesin untuk

dimensi, the bar memberi penyayatan secara otomatis melalui lubang dalam

spindel dan kemudian cutting off. mesin ini dilengkapi dengan satu atau dua

spindel. kapasitasnya diameternya dari 3 sampai 150 mm. sepanjang stok yang

mendukung dengan special fixtures untuk spindle hole.

Single-Spindle Automatic Bar Machine adalam mesin yang mirip dengan

turret lathes dan dilengkapi dengan variasi cam-operated mechines. Ada dua

tipe dari mesin Single-Spindle, dalam swiss-type automatics. Permukaan

silindris the solid-bar stock pada mesin dengan satu set alat. The bar stock is

26

clamped close to the headstock spindle, which minimizes deflections due untuk

gaya pemotongan. Alat permesinan ini mampu untuk memproses permesinan

yang tinggi dari diameter yang kecil.

Semua mesin single-spindle (biasa dipanggil tipe American ) is similar to

a small, otomatis turret lathe. The turret is on a vertical plane, and all motions

dari komponen mesin yang digerakann oleh cams. Automatic bar machines

sekarang dilengkapi dengan computer numerical controls, eliminating the use

of cams, dan pengoprasiannya di program untuk specific product. (lihat pada

seksi 37.3 ).

Multiple-spindle automatic bar machines typically Mempunyai empat atau

delapan spindles arranged dalam drum besar dengan each carrying an

individual benda kerja. Alat potong diatur dalam various positions didalam

sebuah mesin dan bergerak pada both axial dan radial directions. Setiap

bagian pada mesin memiliki langkah-langkah, bergerak dari satu ke lainnya.

Karena semua operasi dilakukan bersamaan, the cycle time part is reduced

Turret lathes

Mesin ini mampu melakukan berbagaia jenis proses pemotongan, seperti

pembubutan, pengeboran, tred memotong, dan facing (gambar. 23.9). dan ada

beberapa alat potong (biasanya sebanyak enam) mounted on the hexagonal

main turret, yang berputar setelah setiap khusus memotong cara menjalankan

disempurnakan. Mesin bubut mempunyai square turret dalam cross-slide,

mempunyai sebanyak empat alat potong (pahat). Benda kerja (biasanya

panjang, round bar stock) advanced a preset distance through the chuck.

setelah bagian mesin ini, it is cut off dari a toll mounted dalam the square

turret, Yang bergerak radial terhadap benda kerja. lalu kemudian dilanjutan

dengan menetapkan jarak lebih dulu, pada bagian mesin berikutnya.

Mesin bubut Turret (either bar type or chucking type) adalah mesin bubut

yang serbaguna, dan pengoprasiannya mungkin carried out either dengan

27

menggunakan tangan (roda capstan), atau sangat otomatis pada set up

properly, Mesin ini dikerjakan oleh operator yang sangat ahli. Mesin bubut

Vertical turret juga tersedia more suitable for short, Berat benda kerja dengan

diametersebesar 1.2 m.

Mesin bubut turret dapat dilihat pada gambar .23.9 dikenal sebagai satu

mesin bubut turret ram-type dimana ram slides dalam separate base on the

saddle. Langkahnya yang pendek dari turret sehingga mesin ini secara relative

bergerak terbatas short benda kerja dan pemotongan ringan dan jumlah kecil

menengah pada produksi kuantitas. In another style (called the saddle type),

the main turret dipasang langsuung pada saddle, yang meluncur sepanjang

bad. Panjang langkah yang selalu terbatas pada bed. Type dari mesin bubut

ini constructed banyak digunakan pada benda kerja yang besar. Karena of the

heavy berat dari komponen, saddle-type lathe operations are slower than ram

type,

Gambar 23.9. skematik ilustrasi pada komponen dari mesin bubut turret,

catata ada dua jenis mesin bubut turret, square dan hexagonal

28

Gambar 23.10. (a) sebuah mesin bubut computer numerical-control,

Perhatikan ada dua turet menara pada mesin ini Mesin ini memiliki

kekuatan yang lebih tinggi dan kecepatan spindle dari mesin bubut lainnya

untuk mengambil keuntungan dari alat pemotong yang baru dengan sifat

ditingkatkan (b) typical turret yang dilengkapi dengan alat-alat yang

mendukung.

Computer controlled lathes

Pada mesin bubut yang paling maju, alat dan komponennya digerakan dan

kontrol dengan computer numerical control (CNC). Fitur-fiturnya sama

seperti mesin bubut, dapat dilihat pada gambar.23.10a. Umumnya dilengkapi

satu atau lebih turet, dan masing-masing dilengkapi dengan berbagai alat dan

ada beberapa operasi pada permukaan yang berbeda dari benda kerja (gbr.

23.10b ) diameter bendakerja yang dikerjakan sebesar 1 m,

Untuk memanfaatkan bahan alat potong baru, mesin bubut yang

dikendalikan komputer dirancang untuk pengoprasian yang lebih tinggi yang

dibandingkan dengan mesin bubut lainnya. ini dilengkapi dengan alat penukar

otomatis (ATC) operasi mesin ini reability berulang, akurasi dimensi yang

diinginkan, dan cocok untuk tenaga kerja yang kurang terampil (sekali mesin

diatur).. Mesin ini cocok untuk produksi rendah-menengah-volume.

CONTOH 23,2 Typical part pada mesin CNC turning machine tools

Kemampuan mesin CNC mengubah diilustrasikan dalam gambar. 23,11.

Bahan dan jumlah alat pemotong yang digunakan dan waktu pemesinan yang

29

ditunjukkan untuk setiap bagian bagian dapat dilakukan pada mesin bubut manual

atau menara, meskipun tidak sebagai efektif atau konsisten.

SUMBER: Courtesy of Perusahaan Monarch Mesin Bubut

Gambar 23.11 typical parts mode on mesin bubut CNC

CONTOH 23.3 Machining bentuk kompleks

Perhatikan bahwa, dalam Contoh 23,2, bagian-bagian yang axisymmetric.

Kemampuan CNC dapat berputar lebih lanjut diilustrasikan dengan mengacu pada

gambar.23.12, yang menunjukkan tiga tambahan, bagian yang lebih kompleks:

sebuah poros bagian, crankshaft, dan bagian tubular dengan benang tali internal.

Seperti dalam kebanyakan operasi, dengan bagian dari mesin ini terdiri dari

roughing and finishing cuts.

1. Pompa poros (gbr. 23.12a). Bagian ini, serta berbagai macam bagian yang

sama dengan fitur eksternal dan internal, termasuk camshafts, diproduksi pada

mesin bubut CNC dengan dua turet, mirip dalam konstruksi ke mesin

ditunjukkan pada gambar. 23.10a. Setiap turet dapat menyimpan sebanyak

30

delapan alat, Untuk menghasilkan bentuk tertentu, di atas turret adalah

diprogram sedemikian rupa bahwa gerakan radial disinkronisasikan dengan

rotasi poros (gbr. 23.12b)

Spindle ATAS mengubah sudut dipantau langsung prosesor melakukan

perhitungan kecepatan tinggi, dan masalah-masalah CNC perintah ke turet

cam dalam hal sudut itu. Ini memiliki umpan balik mutlak-posisi

menggunakan sistem skala dan akurasi tinggi. CNC membandingkan nilai

aktual dengan satu perintah dan melakukan suatu kompensasi otomatis

menggunakan built-in fungsi pembelajaran. turet ini memiliki desain yang

ringan untuk kelancaran operasional dengan mengurangi gaya inersia.

Poros ini mungkin terbuat dari aluminium atau stainless steel. Parameter

pemesinan untuk aluminium diberikan dalam Tabel 23.7 (lihat bagian

(sebuah) pada kolom pertama tabel). Parameter-parameter ini dapat

dibandingkan dengan data yang diberikan dalam Tabel 23.4. yang hanya

memiliki jangkauan yang luas dan perkiraan sebagai Pedoman. Menyisipkan

adalah K10 (C3) karbida dilapisi dengan berlian polikristalin dipadatkan (lihat

gmbr.22.10). Mesin OD dalam tabel yang ditampilkan mengacu pada dua,

ujung silinder lurus bagian. Mesin waktu total untuk sebuah poros aluminium

adalah 24 menit. untuk baja stainless, itu adalah 55 menit, karena kecepatan

potong untuk stainless steel adalah lebih rendah daripada yang untuk

aluminium.

31

23.12 GAMBAR Contoh bentuk yang lebih kompleks yang dapat diproduksi

pada mesin bubut CNC.

2. Crankshaft (GBR. 23.12c). Bagian ini terbuat dari ulet (nodular) cast iron, dan

parameter pemesinan diperlihatkan pada bagian (b) Tabel 23,7. Memasukkan

karbida K1O. Waktu permesinan adalah 25 menit, perhatikan bahwa saat ini

berada di urutan yang sama besarnya dengan yang untuk bagian yang

dijelaskan di atas.

3. Tubular bagian dengan threads internal (gambar.23.12b). Bagian, terbuat dari

stainless steel 304, Mesin kondisi bawah yang diberikan untuk bagian (c)

dalam tabel 23,7. Memulai blank bagian tubular lurus mirip dengan sebuah

busing. Alat potong yang dilapisi dan keramik logam karbida. Bar boring itu

terbuat dari tungsten carbide kekakuan meningkat dan, karenanya, keakuratan

dimensi dan peningkatan permukaan akhir. Untuk bagian ulir, akurasi dimensi

itu = 0,05 mm, dengan hasil akhir permukaan Ra = 2,5 mm.

ATAS waktu permesinan untuk bagian adalah 1,5 menit, yang jauh lebih

pendek daripada yang untuk sebelumnya dua bagian. Alasannya adalah bahwa

(a) bagian ini lebih pendek, (b) bahan kurang dihapus, (c) tidak memiliki fitur

eksentrisitas dari dua bagian pertama (sehingga pergerakan radial alat kerjanya

bukan merupakan fungsi dari sudut posisi bagian), dan (d) kecepatan potong

yang lebih tinggi.

32

SOURCCE: Berdasarkan literatur teknis diberikan oleh Okuma Corp

23.3.5 KAPABILITAS PROSES MENGUBAH

Relatif dalam mengubah tingkat produksi (serta dalam operasi mesin lain

yang dijelaskan dalam sisa bab ini dan Bab 24) disajikan pada Tabel 23,8. Angka

ini memiliki bantalan penting pada produktivitas dalam operasi permesinan

33

Perhatikan bahwa ada perbedaan besar dalam tingkat produksi antara

proses-proses ini. Perbedaan ini disebabkan tidak hanya dengan karakteristik yang

melekat pada proses dan peralatan mesin tetapi juga berbagai faktor lainnya,

seperti pengaturan waktu dan jenis dan ukuran dari benda kerja yang dikerjakan

dengan mesin.

Peringkat yang diberikan dalam tabel 23,8 bersifat relatif, dan ada variasi

yang signifikan dalam aplikasi khusus. Sebagai contoh, karbon tinggi dipanaskan,

baja cor-gulungan (untuk pabrik rolling) dapat mesin pada mesin bubut khusus

dengan menggunakan alat keramik logam dengan harga bahan-removal setinggi

6.000 cm3/mm. Juga disebut-tingkat tinggi removal permesinan, persyaratan

penting adalah (a) sangat tinggi sampai 450 kW.

Permukaan (Gambar 23,13) dan akurasi dimensi (gambar .23.14)

diperoleh dalam mengubah dan operasi terkait tergantung pada beberapa faktor,

seperti karakteristik dan kondisi alat mesin, kekakuan, getaran dan obrolan,

parameter proses, alat dan geometri pakai, penggunaan cairan pemotongan,

mesin-kemampuan material benda kerja, dan keahlian operator. Sebagai hasil (dan

tidak mengherankan), berbagai macam permukaan dapat diperoleh, seperti yang

ditunjukkan pada gambar.23,13. (Lihat juga gambar 27,4)

34

23.3.6. Design considerations and guidelines For turning

operations

              Beberapa pertimbangan penting dalam merancang bagian untuk mesin

yang ekonomis dengan memutar operasi. Karena mesin secara umum (a)

memerlukan waktu yang cukup lama, sehingga meningkatkan biaya produksi, (b)

limbah bahan, dan (c) adalah tidak ekonomis sebagai pembentukan atau

membentuk bagian, harus dihindari sebisa mungkin. Ketika operasi bubut yang

diperlukan, desain pedoman umum berikut harus diikuti:

1. Bagian harus dirancang sehingga mereka dapat fixtured dan dijepit dengan

mudah dalam perangkat workholding. Tipis, benda kerja langsing sulit untuk

mendukung benar agar mereka dapat menahan penjepitan dan memotong

pasukan. (Lihat juga fleksibel fixture Bagian 37,8,)

2. Keakuratan dimensi dan permukaan akhir harus ditetapkan selebar

diperbolehkan untuk bagian yang masih berfungsi dengan baik.

3. Sharp sudut, kemiringan, dan variasi dimensi utama dalam bagian yang harus

dihindari.

4. Blank yang dikerjakan dengan mesin harus sedekat mungkin dimensi akhir

(seperti dengan near-net-shape forming), sehingga mengurangi waktu siklus

produksi.

5. Bagian harus dirancang sehingga alat pemotong dapat melakukan perjalanan

di seluruh benda kerja tanpa halangan

6. Desain harus fitur seperti yang tersedia secara komersial alat pemotong

standar, sisipan, dan toolholders dapat digunakan.

7. Bahan benda yang dikerjakan harus dipilih untuk machinability mereka

(Bagian 21,7) sebanyak mungkin.

35

Gambar 23.13

Pedoman untuk operasi balik. Sebuah panduan umum untuk kemungkinan

penyebab masalah dalam operasi balik diberikan dalam Tabel 23,9. Ingat bahwa

Bab 21 dan 22 dijelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi parameter terdaftar.

       Selain berbagai rekomendasi tentang peralatan dan parameter proses yang

diuraikan sejauh ini, faktor penting adalah adanya getaran dan obrolan (Bagian

25.4.). Getaran potong cincin du dapat menyebabkan permukaan menyelesaikan

miskin, akurasi dimensi miskin, memakai alat yang berlebihan, dan kegagalan alat

prematur. Berikut

36

GAMBAR 23.14 Rentang toleransi dimensi yang diperoleh dalam proses

berbagai permesinan sebagai fungsi dari ukuran benda kerja. Catatan bahwa

ini adalah perintah perbedaan besar antara benda kerja kecil dan besar.

37

Daftar menjabarkan beberapa pedoman yang berlaku umum untuk operasi

balik. Karena kompleksitas masalah, namun, beberapa pedoman harus

dilaksanakan atas dasar trial-and-error basis

1. Minimalkan alat overhang

2. Dukungan benda kerja kaku

3. Gunakan mesin alat-alat dengan kekakuan tinggi dan kapasitas redam tinggi.

4. Ketika alat mulai bergetar dan obrolan, memodifikasi satu atau lebih dari

parameter proses, seperti geometri alat, kecepatan potong, kecepatan umpan,

kedalaman-of-potong, atau penggunaan memotong cairan. (Lihat juga kontrol

adaptif, Bagian 37.4.)

23.3.7Chip sistem koleks

Chip yang dihasilkan selama mesin harus dikumpulkan dan dibuang

dengan benar. Volume chip yang dihasilkan bisa sangat tinggi, terutama dalam

kecepatan ultra-tinggi-mesin dan operasi yang tinggi-removal-tingkat mesin.

Misalnya, dalam operasi pengeboran pada baja selama hanya 15 cm "logam

dihapus, volume massal lepas dari chip dapat berkisar antara 600 sampai 12.000

cm" tergantung pada jenis chip. Demikian pula, penggilingan 15 cm "baja

menghasilkan 450-750 cm" keripik, dan besi cor menghasilkan 105-225 cm dari

chips.

Juga disebut chip manajemen, operasi melibatkan pengumpulan chips dari

sumber mereka di alat mesin secara efisien dan mengeluarkan mereka dari area

38

kerja. Panjang dan chip string lebih sulit untuk mengumpulkan dari chip pendek,

yang dihasilkan dengan menggunakan alat-alat dengan fitur chipbreaker (lihat ara

21,7 dan 22,2) demikian, jenis chip yang diproduksi (kontrol chip) merupakan

aspek integral dari sistem chip-pengumpulan.

Chip dapat dikumpulkan oleh salah satu metode berikut:

Mengizinkan graivitasi untuk drop mereka ke ban berjalan baja.

Menyeret chip dari bak pengendapan.

Menggunakan augers dengan sekrup pakan (sama dengan yang di penggiling

daging).

Menggunakan konveyor magnetik (chip besi).

Mempekerjakan vakum metode penyisihan chip.

Peralatan mesin yang modern dirancang dengan fitur chip-penanganan

otomatis. Perlu dicatat bahwa mungkin ada sejumlah besar cairan dicampur

dengan memotong dan berpegang pada chip yang dihasilkan, maka

penyaringan atau pengeringan yang tepat adalah penting. Cairan pemotongan

dan lumpur dapat dipisahkan menggunakan chip pemeras (sentrifugal). Chip-

pengolahan-sistem biasanya membutuhkan ruang lantai yang cukup dan dapat

biaya dari $ 60.000 untuk toko-toko kecil untuk lebih dari $ juta untuk

tanaman besar.

Chip dikumpulkan dapat didaur ulang jika ekonomis untuk melakukannya.

Sebelum penghapusan mereka dari pabrik, volume besar chip dapat dikurangi

sebagai sedikit seperlima volume longgar oleh pemadatan (menghancurkan)

ke dalam briket atau merobek-robek. chip kering lebih berharga untuk didaur

ulang karena pencemaran lingkungan berkurang. Metode yang dipilih untuk

pelepasan chip tergantung pada ekonomi serta kepatuhan terhadap lokal,

negara, dan peraturan federal. Tren ini untuk mendaur ulang semua chip serta

cairan pemotongan digunakan dan sludge

39

.

23.3.8 Cutting screw threads

Threade Screw adalah fitur yang sangat biasa. Sebuah Ulir sekrup dapat

didefinisikan sebagai punggung seragam-penampang yang mengikuti alur heliks

atau spiral di luar atau di dalam suatu thread (silinder lurus) atau permukaan

tapered thread (runcing). Mesin Sekrup, baut, dan nuts memiliki straight thread.

Seperti halnya batang berulir untuk aplikasi seperti sekrup utama dalam mesin

bubut dan berbagai komponen mesin (gambar.23.2). mungkin thread tangan

kanan atau kidal. thread Tapered umumnya digunakan untuk pipa air atau pipa

gas dan perlengkapan pipa, yang memerlukan kedap air atau sambungan kedap

udara.

Mesin Threads tradisional. Mesin ini semakin, mereka terbentuk by thread

rolling (diuraikan dalam Bagian 13.5). thread Rolled sekarang merupakan jumlah

terbesar bagian ulir yang dihasilkan. Hal ini juga dapat dilakukan untuk

membuang bagian ulir, tetapi ada keterbatasan akurasi dimensi, permukaan yang

telah selesai, dan dimensi minimum. Harga Produksi tidak setinggi yang diperoleh

dalam proses lainnya.

Threads dapat mesin eksternal atau internal dengan alat pemotong dengan

proses yang disebut thread cutting or threading. Thread internal juga dapat

diproduksi dengan alat thread khusus, disebunya Taps, dan proses ini disebut

tapping (Bagian 23,7). thread eksternal juga dapat dipotong dengan mati atau

penggilingan. Meskipun cukup untuk menambah biaya, benang kemudian bisa

ditumbuk untuk akurasi dimensi tinggi dan permukaan akhir untuk aplikasi seperti

drive sekrup dalam mesin

Screw-benang pemotongan pada mesin bubut. Operasi thread-

pemotongan khas pada mesin bubut ditampilkan pada gambar 23.15a. Alat

pemotong, bentuk yang tergantung pada jenis.

40

GAMBAR 23,15. (A) Pemotongan Ulir sekrup pada mesin bubut dengan alat

pemotong satu titik. (B) Memotong Ulir sekrup dengan alat tunggal melewati

beberapa titik, biasanya digunakan untuk benang besar. Panah kecil di angka

menunjukkan arah pakan, dan garis-garis patah menunjukkan posisi alat

kerjanya sebagai waktu berjalan, Catatan bahwa dalam pemotongan radial,

alat ini makan langsung ke benda kerja. Dalam memotong sisi, alat ini

dimasukkan ke bagian wajah kanan sepanjang benang. Dalam pemotongan

tambahan, alat ini pertama makan langsung ke bagian di tengah benang,

kemudian sebagai sisi-sisinya, dan akhirnya ke akar. (C) memasukkan dilapisi-

karbida khas dalam proses pemotongan Ulir sekrup pada sebuah poros bulat.

(D) Memotong Ulir sekrup internal dengan sisipan karbida. Sumber: (c):

Courtesy of Inc Logam iscar.

Thread akan dipotong, sudah terpasang pada dudukan dan bergerak

sepanjang benda kerja dengan sekrup memimpin pada mesin bubut. Gerakan ini

dicapai dengan keterlibatan gila split (juga disebut kacang setengah) di Apron

dengan mesin bubut (Lihat gambar 23,2).

41

Gerakan aksial alat dalam kaitannya dengan rotasi benda kerja

menentukan jejak benang sekrup (yaitu, jarak aksial bergerak dalam satu revolusi

lengkap dari sekrup). Untuk kecepatan spindel tetap, semakin lambat gerakan alat,

benang halus akan. Dalam memotong benang, alat kerjanya bisa diberi makan

radial ke benda kerja, sehingga memotong kedua sisi benang pada saat yang sama,

seperti dalam bentuk pemotongan dijelaskan sebelumnya. Namun, metode ini

biasanya menghasilkan untuk menyelesaikan permukaan.

Sejumlah lewat di urutan ditunjukkan pada gambar. 23.15b umumnya

diperlukan untuk memproduksi thread dengan akurasi dimensi baik dan kehalusan

permukaan. Gambar 23.15c menunjukkan memasukkan karbit untuk memotong

sekrup-thread (threading insert) proses pemesinan thread pada poros bundar, dan

gambar. 23.15d menunjukkan proses pemotongan sekrup-thread internal.

Memotong thread pada mesin bubut merupakan metode lama dan serbaguna,

tetapi membutuhkan keterampilan operator besar dan proses yang lambat.

Akibatnya, kecuali untuk produksi kecil berjalan, proses sebagian besar telah

digantikan dengan metode lain, seperti rolling thread, mesin sekrup otomatis, dan

penggunaan mesin bubut CNC.

Tingkat produksi pada pemotongan Ulir sekrup dapat ditingkatkan dengan

alat yang disebut mati-kepala pemburu (gbr. 23.16a dan b). Peralatan ini biasanya

memiliki empat cutter dengan beberapa gigi dan dapat disesuaikan radial. Setelah

thread dipotong, nama alternatifnya terbuka secara otomatis (demikian nama

kepala mati alternatif pembukaan diri (dengan memutar sekitar kapak mereka

untuk memungkinkan bagian yang akan dihapus Solid-. Threading mati (gambar,

23 16c) juga tersedia untuk Ulir sekrup pemotongan lurus atau runcing. ini

kebanyakan mati digunakan untuk thjread ujung pipa dan tubing dan tidak cocok

untuk pekerjaan produksi.

42

Design considerations. Design considerations yang harus dipertimbangkan untuk

menghasilkan thread sekrup yang berkualitas tinggi dan ekonomis adalah sebagai

berikut:

Desain harus memungkinkan bagi pemutusan thread mencapai bahu. thread

Internal dalam lubang harus memiliki panjang unthreaded di bagian bawah.

Lubang blind merujuk pada sebuah lubang yang tidak melewati ketebalan

benda kerja. (Sebagai contoh, lihat gambar. 23.1i).

Upaya-upaya harus dilakukan untuk menghilangkan dangkal, blind tapped

holes.

Chamfers harus ditentukan pada bagian ujung benang ulir untuk

meminimalkan sirip seperti dengan Gerinda.

Thread bagian tidak boleh terganggu dengan slot, lubang, atau diskontinuitas

ke yang lainnya.

Standar threading perkakas dan menyisipkan harus digunakan sebanyak

mungkin.

Tipis berdinding harus memiliki ketebalan yang cukup dan kekuatan untuk

melawan penjepitan dan memotong pasukan. Aturan umum praktis adalah

bahwa keterlibatan panjang minimal sebuah pengikat harus 1,5 kali diameter.

Bagian harus dirancang sehingga semua operasi pemotongan dapat

diselesaikan dalam satu setup

43

Gambar 23.16

23.4 Boring and boring machines

Boring dilakukan untuk memperbesar lubang yang dibuat sebelumnya oleh

beberapa proses lain atau untuk menghasilkan profil internal melingkar di benda

kerja berongga (gbr. 23.1h). Alat potong yang sama dengan yang digunakan

dalam mengubah dan sudah terpasang pada bar boring (gbr. 23.17a) untuk

mencapai panjang penuh membosankan. boring bar harus cukup kaku untuk

meminimalkan defleksi alat, dengan demikian menjaga akurasi dimensi dan

menghindari getaran dan obrolan. Bahan dengan modulus elastis yang tinggi

(seperti tungsten carbide) akan diinginkan. Boring bar telah dirancang dan

dibangun dengan kemampuan untuk getaran redaman (gbr. 23.17b).

Boring pada pengoperasinya pada benda kerja yang relatif kecil dapat

dilakukan pada mesin bubut; benda kerja besar mesin pada pabrik membosankan.

Alat-alat mesin yang baik horisontal atau vertikal dan mampu melakukan berbagai

operasi, seperti memutar, menghadapi, grooving, dan chamfering. Dalam mesin

bor horizontal, benda kerja yang sudah terpasang di atas meja yang dapat bergerak

horisontal baik dalam arah aksial dan radial. Alat kerjanya adalah terpasang pada

poros yang berputar di headstock, yang mampu baik vertikal dan gerakan

longitudinal. Latihan, reamers, PDAM, dan memotong penggilingan juga dapat

dipasang pada poros mesin. A vertical boring mill (gbr. 23,18) mirip dengan

mesin bubut, memiliki sumbu rotasi vertikal terhadap benda kerja, dan dapat

menampung benda kerja dengan diameter sebesar 2,5 m.

Alat pemotong biasanya satu titik, terbuat dari M2 dan M3-baja kecepatan

tinggi atau P10 (C7) dan P10 (C8) karbida. Hal ini terpasang pada alat kepala,

yang mampu gerakan vertikal (untuk boring dan turning) dan gerakan radial

(untuk facing) dipandu oleh rel-lintas pusat dapat berputar untuk menghasilkan

44

lubang kerucut (lancip). Kecepatan potong untuk boring adalah sama dengan yang

untuk berputar. (Untuk kemampuan operasi boring, lihat Tabel 23,8.).

Boring mesin tersedia dengan berbagai fitur. Mesin kapasitas jangkauan

hingga 150 KW dan tersedia dengan komputer kontrol numerik, Memungkinkan

semua gerakan mesin yang akan diprogram. Keterlibatan operator sangat kecil

hanya memerlukan konsistensi dan produktivitas yang ditingkatkan.

GAMBAR 23.17 (ilustrasi) skematis dari baja bar membosankan dengan

sisipan karbida. Perhatikan jalan di bar untuk memotong aplikasi fluida. (B)

ilustrasi skematis dari bar membosankan dengan tungsten alloy "disk inersia"

disegel di bar untuk melawan getaran dan obrolan selama membosankan.

Sistem ini berlaku efektif untuk rasio panjang membosankan bar-ke-diameter

sampai 6

.

45

GAMBAR 23,18 Skema ilustrasi vertical boring mill. Mesin tersebut dapat

mengakomodasi ukuran benda kerjadengan besar diameter dalam 2,5 m

Jig borers adalah mesin bor vertikal dengan bantalan presisi tinggi.

Meskipun mereka tersedia dalam berbagai ukuran dan digunakan di kamar alat

untuk membuat jig dan fixture, mesin ini kini digantikan oleh mesin yang lebih

serbaguna yaitu mesin kontrol numeric.

Design considerations for boring. Pedoman untuk pengoperasian boring yang

efisien dan ekonomis adalah sama dengan pembubutan. Selain itu, faktor-faktor

berikut harus dipertimbangkan:

Bila mungkin, through holes rather than blind holes harus ditetapkan. Ingat

bahwa lubang blind merujuk pada sebuah lubang yang tidak melihat dari

ketebalan benda kerja.

Semakin besar rasio panjang untuk diameter boring, semakin sulit untuk terus

dimensi karena defleksi dari bar membosankan karena pemotongan kekuatan,

serta kecenderungan yang lebih tinggi untuk getaran dan obrolan.

Interrupted internal permukaan-seperti kurva internal atau lubang radial yang

masuk melalui ketebalan-bagian harus dihindari.

23.5 Drilling, Drills, and Drilling Machines

Ketika memeriksa produk dari yang besar atau kecil, perhatikan bahwa

sebagian besar memiliki beberapa lubang di dalamnya. Catatan, misalnya, (a)

46

jumlah paku keling pada sayap pesawat terbang dan pesawat, (b) baut di blok

mesin dan kepala mesin, dan (c) banyak konsumen dan produk industri. Lubang

biasanya digunakan untuk perakitan dengan pengencang (seperti baut, sekrup, dan

paku keling, masing-masing yang membutuhkan lubang) atau untuk keperluan

desain (seperti pengurangan berat, akses ke dalam bagian-bagian, atau untuk

appearance).

Membuat Lubang adalah salah satu operasi yang paling penting dalam

manufaktur, dan pengeboran adalah suatu proses pembuatan lubang besar dan

yang secara umum untuk memproduksi Lubang puching(seperti yang dijelaskan

dalam Bagian 16.2) dan berbagai proses pemesinan lanjut (Bab 27). Biaya

pembuatan lubang antara biaya tertinggi dalam produksi mesin mesin otomotif.

23.5.1 Drills

Drills biasanya memiliki rasio panjang untuk diameter besar (gbr. 23,19).

maka mereka mampu menghasilkan lubang yang relatif dalam. Namun, drill yang

agak fleksibel dan harus digunakan dengan hati-hati untuk lubang bor secara

akurat dan untuk mencegah kerusakan. Selain itu, chip yang dihasilkan dalam

lubang bergerak ke arah berlawanan dengan gerak maju dari bor. Jadi

pembuangan chip dan efektivitas cairan pemotongan dapat hadir kesulitan yang

signifikan dalam pengeboran.

Sitating operatoins deburring (Bagian 26,8). Karena gerakan berputar nya,

pengeboran menghasilkan lubang dengan dinding yang memiliki tanda melingkar.

Sebaliknya, lubang menekan memiliki tanda longitudinal (lihat gambar. 16.5a).

Perbedaan ini signifikan dalam hal sifat kelelahan lubang itu, seperti yang kita

gambarkan dalam Bagian 33,2

.

47

GAMBAR 23,9 Dua jenis umum pada drill: (a) pahat bor-titik. Fungsi

pasangan margin adalah untuk menyediakan permukaan bantalan untuk

pengeboran terhadap dinding lubang seperti masuk ke dalam benda kerja. drill

dengan empat margin (double-margin) yang tersedia untuk panduan bor

diperbaiki dan akurasi. Drill dengan fitur chip-breaker juga tersedia. (B) bor

crankshaft. Drill ini memiliki kemampuan yang baik keterpusatan, dan karena

chip cenderung putus dengan mudah, ini drill yang cocok untuk menghasilkan

lubang yang dalam.

Diameter lubang pengeboran yang diproduksi oleh sedikit lebih besar dari

diameter bor (kebesaran) sebagai salah satu dapat diketahui dengan mengamati

bahwa latihan dapat dihapus dengan mudah dari lubang itu baru saja diproduksi..

Jumlah kebesaran tergantung pada kualitas bor dan peralatan yang digunakan,

serta pada praktek mesin yang bekerja. Selanjutnya, tergantung pada sifat termal

mereka, beberapa logam dan bahan bukan logam secara signifikan karena panas

yang dihasilkan oleh pengeboran memperluas, sehingga diameter lubang akhir

bisa lebih kecil dari diameter bor. Untuk menyelesaikan permukaan yang lebih

baik dan akurasi dimensi, lubang bor dapat dikenakan pada operasi berikutnya,

seperti reaming dan mengasah. Kemampuan operasi pengeboran dan

membosankan diperlihatkan pada Tabel 23,10.

Twist drill. Mata bor yang paling umum adalah standard-point twist drill

(gbr. 23.19a). Geometri titik bor adalah seperti bahwa sudut rake normal dan

kecepatan terdepan bervariasi dengan jarak dari pusat bor. Fitur utama dari drill

ini adalah (dengan rentang khas dari sudut yang diberikan dalam tanda kurung):

(a) titik sudut (118° sampai 135°), (b) sudut bibir-relief (7° ampai 15°), (c) pahat -

tepi sudut (125° sampai 135°), (d) sudut helix (15° sampai 30°).

48

Alur spiral Dua (seruling) menjalankan panjang bor, dan chip yang

dihasilkan akan dipandu ke atas melalui alur ini. Alur juga sebagai saluran untuk

memungkinkan cairan pemotongan untuk mencapai tepi tajam. Beberapa drill

memiliki lubang longitudinal internal (lihat, sebagai contoh bor ditampilkan pada

gambar.23.22a) melalui cairan pemotongan yang dipaksa, sehingga meningkatkan

pelumasan dan pendinginan serta membasuh chip. drill yang tersedia dengan fitur

dasar chip-pemutus sepanjang tepi tajam. Fitur ini adalah penting dalam

pengeboran dengan mesin otomatis di mana penghapusan terus menerus keripik

lama tanpa bantuan operator adalah penting.

Berbagai sudut bor telah dikembangkan melalui pengalaman dan

dirancang untuk menghasilkan lubang akurat, meminimalkan kekuatan

pengeboran dan torsi, dan mengoptimalkan kehidupan bor. Perubahan kecil dalam

geometri bor dapat memiliki dampak yang signifikan terhadap kinerja drill,

terutama di wilayah-tepi pahat, yang menyumbang sekitar 50% dari angkatan

dorongan dalam pengeboran. Sebagai contoh, terlalu kecil sudut bibir lega (gbr.

23.19a) di lipatan gaya dorong, misalnya menghasilkan mendengar, dan

meningkatkan pemakaian. Sebaliknya, terlalu besar sudut dapat menyebabkan

chipping atau terputusnya terdepan. Selain drill titik konvensional, beberapa

lainnya drill-titik geometri telah dikembangkan untuk meningkatkan kinerja

pengeboran dan meningkatkan tingkat penetrasi. teknik gerinda Khusus dan

peralatan yang digunakan untuk memproduksi geometri.

Other types of drills. Beberapa jenis drill yang ditampilkan dalam

gambar.23,20. Sebuah langkah untuk menghasilkan lubang bor dengan dua cara

atau lebih unuk garis tengah yang berbeda. Sebuah bor inti digunakan untuk

membuat lubang yang ada lebih besar. Counterboring dan drill countersinking

menghasilkan depresi di permukaan untuk mengakomodasi kepala sekrup dan

baut di bawah Permukaan benda kerja. Sebuah pusat drill yang pendek dan

digunakan untuk menghasilkan lubang di akhir sepotong saham, sehingga dapat

dipasang antara pusat headstock dan tailstock sebuah mesin bubut (gbr. 23,2).

49

Sebuah bor spot digunakan untuk tempat (untuk memulai) lubang di lokasi yang

diinginkan pada permukaan.

GAMBAR 23,20 Berbagai jenis drill dan pengeboran dan operasi reaming.

Spade drill (gbr. 23.21a). ada tips dilepas atau bit dan digunakan untuk

menghasilkan lubang berdiameter besar dan dalam. drill ini memiliki beberapa

keuntungan kekakuan yang lebih tinggi (karena tidak adanya seruling dalam tubuh

bor), kemudahan grinding tepi tajam, dan menurunkan biaya. Sebuah bor serupa

adalah the straight-flute drill (gbr. 23.21b).

Solid carbide carbide-tip dan latihan (gbr. 23.21c dan d) tersedia untuk

pemboran bahan keras (seperti besi cor), suhu tinggi logam, bahan abrasif (seperti

beton dan bata-bata latihan), dan material komposit dengan serat kasar bala

bantuan (seperti kaca dan grafit).

50

Gun Drilling. Dikembangkan awalnya untuk pengeboran barel senapan, Gun

Drilling yang digunakan untuk pengeboran lubang dalam dan membutuhkan

latihan khusus (gbr. 23,22). Kedalaman diameter Rasio lubang yang dihasilkan

adalah 300:1 atau lebih tinggi. Gaya dorong (gaya radial yang cenderung

mendorong bor samping) diimbangi oleh bantalan bantalan pada bor yang geser

sepanjang permukaan dalam lubang. Akibatnya, Gun Drilling berpusat diri ---

fitur yang penting ketika pengeboran lurus, lubang yang dalam. Sebuah variasi

dari proses ini adalah senjata trepanning (lihat sub berikutnya), yang

menggunakan alat pemotong serupa denganbagiannya latihan senjata kecuali

bahwa alat ini memiliki lubang pusat.

GAMBAR 2.21 Berbagai jenis drill

.

51

GAMBAR 23,22. (A) Gun Drillin gdilihat dari berbagai fitur. (B) ilustrasi

Skema operasi pengeboran senapan.

Kecepatan Pemotongan dalam gun drilling biasanya tinggi, dan

penyayatannya yang rendah. Toleransi biasanya sekitar 0,025 mm. Fluida

pemotong harus di bawah tekanan tinggi melalui lubang tekanan longitudinal

melalui lubang longitudinal (bagian) dalam tubuh bor (gbr. 23.22a) selain

fungsinya untuk melumasi dan mendinginkan benda kerja, cairan juga flushes

keluar chip yang lain akan terjebak dalam lubang yang dalam yang dibor,

sehingga mengganggu operasi pengeboran. Alat ini tidak harus ditarik kembali

untuk membersihkan chip, karena biasanya dilakukan dengan latihan twist.

Trepanning. Dalam trepanning. Alat kerjanya (gbr. 23.23a) menghasilkan sebuah

lubang dengan membuang sepotong berbentuk cakram (inti), biasanya dari pelat

datar. Sebuah lubang sehingga dihasilkan tanpa mengurangi semua material yang

dibuang untuk chip, seperti yang terjadi dalam pengeboran. Proses ini didasarkan

pada trypanon karya Yunani, yang berarti lubang "yang di drill," proses

trepanning dapat digunakan untuk membuat disk hingga 250 mm dari lembaran

datar, piringan, atau bentuk struktural seperti I-balok, juga dapat digunakan untuk

membuat alur melingkar di mana O-cincin harus ditempatkan (mirip dengan

gambar 23.1f).. trepanning dapat dilakukan pada mesin bubut, bor menekan, atau

peralatan mesin lain menggunakan satu titik atau alat multipoint, seperti yang

ditunjukkan pada gamabar. 23.23b.

52

GAMBAR 23.23 (a) Alat Trepanning. (B) Trepanning dengan drill-mount

pemotongan tunggal.

23.5.2. Material-removal rate in drilling

The material-removal rate (MRR) dalam pengeboran adalah volume

material removal oleh per satuan waktu. Untuk bor dengan D adalah diameter, the

cross-sectional penampang lubang bor adalah πD2/4. Kecepatan dari bor tegak

lurus terhadap benda kerja adalah pemakanan(penyayatan), f (jarak bor menembus

per unit revolusi), dan N adalah kecepatan rotasi, dimana N =V/πD. Dengan

demikian,

MRR = (πD2

)fN4

(23.3)

Keakuratan dimensi persamaan ini dapat diperiksa, seperti yang dilakukan

untuk Persamaan. (23.1) dengan mencatat MRR = (mm2)(Mm/rev)(rev/min) =

mm2/min, yang merupakan unit yang benar untuk volume satuan waktu.

23.5.3 Thrust force and torque

Gaya dorong dalam pengeboran bertindak tegak lurus dengan sumbu

lubang, jika gaya ini berlebihan, maka dapat menyebabkan mata bor bengkok atau

patah. Gaya dorong yang berlebihan juga dapat merusak benda kerja, terutama

53

jika tidak memiliki kekakuan yang cukup (misalnya, struktur lembaran tipis-

logam), atau dapat menyebabkan benda kerja menyelinap ke benda kerja fixture.

Gaya dorong tergantung pada faktor-faktor seperti (a) kekuatan bahan

benda kerja, (b) pakan, (c) kecepatan rotasi, (d) diameter bor, (e) geometri bor,

dan (f) liquid pemotongan. Perhitungan yang akurat dari gaya dorong pada bor

tersebut susah. Thrust forces biasanya berkisar dari beberapa newton untuk drill

kecil setinggi 100 KN untuk pengeboran material tinggi kekuatan dengan drill

yang besar, data percobaan yang tersedia sebagai bantuan dalam merancang dan

menggunakan drill dan peralatan pengeboran.

Torsi. Sebuah pengetahuan tentang besarnya torsi dari pengeboran sangat

penting untuk memperkirakan kebutuhan daya, namun karena banyak faktor yang

terlibat, sulit untuk dihitung. Torsi dapat dihitung dari data yang diberikan dalam

Tabel 21.2 dengan mencatat bahwa power dissipated selama pengeboran adalah

produk dari torsi dan kecepatan putar dan yang pertama kita harus menghitung

tarif bahan-removal. Torsi dalam pengeboran dapat setinggi 4.000 N.m.

CONTOH 23.4 Material removal rate dan torsi dalam pengeboran

Sebuah lubang sedang dibor di blok pada paduan magnesium dengan 10

mm drill bit, pada pemakanan 0,2 mm/rev, dan dengan spindle running N = 800

rpm. Hitung material removal rate dan torsi pada bor.

Solusi: penghapusan materi tingkat pertama dihitung dari Persamaan (23,1)

MRR = (π 102

)(0,2)(800) = 12,570 mm2/min = 210mm3/s4

Mengacu pada tabel 21,2 mari kita unit rata-rata kekuatan 0,5 W. s/mm3 untuk

paduan magnesium. Daya yang diperlukan kemudian.

54

Power = (210)(0,5) = 105 W

Power adalah produk dari torsi pada pengeboran dan kecepatan rotasi, yang dalam

hal ini (800) (2π) / 60 = 83,8 radian per detik. Memperhatikan bahwa W = J/s dan

J = N.m, kita menemukan bahwa.

T = (105

)= 1,25 N.m83.8

23.5.4. Drill material and size

Bor biasanya terbuat dari baja kecepatan tinggi (M1, M7, dan M10) dan

karbida padat atau dengan tips karbida (biasanya terbuat dari K20 (C2) cabide),

seperti yang ditunjukkan pada gambar. 23.21c dan d. drill sekarang meningkat

ketahanan aus (Bagian 22,5). drill polikristalin-berlian-dilapisi digunakan untuk

memproduksi lubang pengikat dalam plastik yang diperkuat serat. Karena

ketahanan aus yang tinggi, beberapa ribu lubang dapat dibor dengan sedikit

kerusakan materi.

Meskipun ada perkembangan lanjutan, standar ukuran twist-bor pada

dasarnya terdiri dari seri berikut:

Numerik: No.97 (0,0059 in) ke No 1 (0,228 in)

Letter: A (0,234 in) sampai Z (0,413 in).

Pecahan: Straight shank dari 1/64 untuk1 ¼ in dalam (dalam 1/6 4in

peningkatan), ke 1 ½ in (in drill yang lebih besar 1/32in masuk bertahap), dan

secara bertahap lebih besar. Lancip pisau dari1/8 in untuk 1 ¾ in (in 1/64 in

kenaikan) menjadi 3.5 in (in 1/16 in, increment).

Milimeter: Dari 0.05 mm dengan penambahan sebesar 0,01 mm.

Catatan: 1 in = 25,4 mm

55

23.5.5 DRILLING PRACTICE

Drill dan alat-alat serupa holemaking biasanya diadakan di chuck bor,

yang mungkin diperketat dengan atau tanpa kunci. chuck Khusus dan collets

dengan fitur-fitur cepat berbagai perubahan yang tidak memerlukan berhenti poros

tersedia untuk digunakan pada mesin produksi.

Karena tidak memiliki tindakan centering, bor cenderung "berjalan" pada

permukaan benda kerja pada awal operasi. Masalah ini sangat berat dengan drill

panjang berdiameter kecil dan dapat mengakibatkan kegagalan. Untuk memulai

sebuah lubang dengan benar, drill harus dibimbing, menggunakan perlengkapan

(seperti bushing) agar tidak membelokkan lateral. Sebuah lubang mulai kecil

dapat dilakukan dengan drill pusat (biasanya dengan titik sudut 60°), atau titik bor

dapat tanah ke bentuk S (heliks atau titik spiral). Bentuk ini memiliki karakteristik

yang berpusat diri sehingga menghilangkan kebutuhan untuk pusat pengeboran

dan menghasilkan lubang yang akurat dan dengan kehidupan bor ditingkatkan.

Faktor-faktor ini penting terutama dalam produksi otomatis dengan mesin CNC di

mana praktek yang biasa adalah dengan menggunakan bor spot. Untuk menjaga

agar drill lebih terpusat, titik sudut dari titik bor dan bor dicocokkan. alternatif

lain untuk meminimalkan berjalan dari mata bor harus menggunakan pukulan

berpusat untuk menghasilkan kesan awal yang dimulai pengeboran atau yang lain

untuk menggabungkan lesung atau fitur lainnya menjadi pemain atau ditempa

kosong.

DRILLING REKOMENDASI. Disarankan untuk rentang kecepatan

pengeboran dan pemakanan yang dilihat pada Tabel 23.11 kecepatan permukaan

kecepatan bor pada periferal. Jadi 12,7 mm berputar pada 300 rpm memiliki

kecepatan permukaan (1,27/2mm) (300 rev/min) (2π rad/rev) (1/1000 m mm) =

12 m/mm. Ketika pengeboran lubang lebih kecil dari 1 mm, kecepatan rotasi

dapat berkisar hingga 30.000 rpm, tergantung pada material benda kerja.

Pakan dalam pengeboran adalah bor jarak perjalanan ke benda kerja per revolusi.

56

Sebagai contoh, Tabel 23,11 merekomendasikan bahwa bahan benda kerja

kebanyakan, bor berdiameter 1,5 mm harus memiliki pemakanan dari putaran

0,025 mm/rev. Jika kolom kecepatan dalam tabel menunjukkan bahwa bor harus

kecepatan linier (2000 rev/min) = 50 mm/min.

Chip removal selama pengeboran bisa sulit, terutama untuk lubang yang

dalam dan pada benda kerja yang lunak dan ulet. Bor harus ditarik kembali secara

periodik (kekuasaan) untuk menghapus chip yang mungkin telah terakumulasi

sepanjang seruling. Jika tidak, itu bisa pecah karena torsi yang berlebihan, atau

bisa "walk" dari lokasi dan menghasilkan lubang misshaped. Sebuah panduan

umum untuk kemungkinan penyebab masalah dalam operasi pengeboran diliat

pada Tabel 23.12.

57

Drill rekondisi. drill yang direkondisi oleh penggilingan secara manual atau

menggunakan peralatan khusus. Rekondisi yang tepat dari latihan adalah penting,

terutama dengan manufaktur otomatis pada komputer mesin kontrol numerik.

Tangan grinding sulit dan membutuhkan keterampilan yang cukup untuk

menghasilkan simetris tepi tajam. Grinding pada perlengkapan yang akurat dan

dilakukan pada komputer khusus penggiling dikontrol. Dilapisi drill dapat

recoated.

Measuring Drill Life. Umur mesin Drill, serta tap, biasanya diukur dengan

jumlah lubang bor sebelum mereka menjadi boring. Prosedur uji terdiri dari

penjepitan blok bahan pada dinamometer cocok atau kekuatan transduser dan

pengeboran beberapa lubang ketika sedang merekam torsi atau daya dorong dalam

setiap operasi berturut-turut. Setelah jumlah lubang yang telah dibor, torsi dan

gaya mulai meningkat karena alat ini menjadi boring. Umur Bor didefinisikan

sebagai jumlah lubang bor sampai transisi ini dimulai. Teknik lain, seperti

pemantauan getaran dan emisi akustik (Bagian 21.5.4), mungkin juga untuk

menentukan umur bor.

23.5.6 MESIN DRILLING

Mesin Bor digunakan untuk lubang pengeboran, penyadapan, reaming,

dan operasi kecil-diameter boring. Mesin yang paling umum adalah bor press,

komponen utama yang ditampilkan dalam gambar. 23.24a. Benda kerja ini

58

diletakkan di meja diatur, baik oleh clamping langsung ke dalam slot dan lubang

di atas meja atau menggunakan visa, yang pada gilirannya dijepit ke meja. Drill

tersebut diturunkan secara manual dengan roda tangan atau oleh kekuatan

pemakanan dengan harga yang ditetapkan. Pemakanan secara Manual

memerlukan beberapa keterampilan dalam menilai tingkat pemakanan yang tepat.

Bor press biasanya ditunjuk oleh diameter benda kerja terbesar yang dapat

ditampung di atas meja dan biasanya kisaran 150-1250 mm. Untuk

mempertahankan kecepatan pemotongan yang tepat di tepi tajam drill, kecepatan

spindle pada mesin pemboran harus disesuaikan untuk mengakomodasi ukuran

bor yang berbeda. Penyesuaian dilakukan dengan menggunakan katrol, kotak roda

gigi, atau motor dengan kecepatan bervariasi.

Jenis mesin bor pengeboran berkisar dari bangku-tipe sederhana yang

digunakan untuk mengebor lubang kecil bor radial diameter besar (gbr. 23.24b),

yang dapat menampung benda kerja yang besar. Jarak antara kolom dan pusat

poros dapat sebanyak 3 m. kepala mesin bor pengeboran universal dapat berputar

untuk mengebor lubang pada sudut. Perkembangan mesin bor meliputi mesin

dikontrol secara numerik tiga-sumbu, di mana operasi dilakukan secara otomatis

dan dalam urutan yang diinginkan dengan menggunakan turret (gbr. 23.25).

Perhatikan bahwa tank memiliki beberapa alat pengeboran yang berbeda.

59

GAMBAR 23.24 (ilustrasi) skematis dari komponen pers bor vertikal. (B) mesin

bor radial. Sumber: (b) Courtesy of Willis Mesin dan Peralatan.

GAMBAR 23.25 Sebuah komputer tiga-sumbu mesin kontrol numerik-

pengeboran. menara ini memiliki sebanyak delapan alat yang berbeda, seperti

latihan, PDAM, dan reamers

Bor mesin dengan beberapa spindle (pengeboran gang) digunakan untuk

operasi produksi tinggi-tingkat. Mesin ini mampu pengeboran, dalam satu siklus,

sebanyak 50 lubang dengan berbagai ukuran, kedalaman, dan lokasi. Mereka juga

digunakan untuk reaming dan counterboring operasi. Namun, dengan kemajuan

60

dalam peralatan mesin, geng-pengeboran mesin sekarang sedang diganti dengan

mesin pengeboran numerik-menara kontrol. mesin pengeboran khusus, seperti

yang digunakan untuk menghasilkan lubang di engsel kontinyu (engsel piano),

latihan twist penggunaan 1 mm. Mesin ini biasanya horizontal dan menghasilkan

lubang-lubang di sampai dengan panjang 3-m pada satu siklus.

Perangkat workholding untuk pengeboran sangat penting untuk

memastikan bahwa benda itu berada dengan benar. Mereka juga menjaga benda

kerja dari tergelincir atau berputar selama pemboran. Perangkat Workholding

yang tersedia dalam berbagai desain, fitur-fitur penting adalah (a) tiga titik lokasi

untuk akurasi dan (b) workholding tiga-dimensi untuk fixture aman. (Lihat juga

Bagian 37,8.)

23.5.7 DESIGN CONSIDERATIONS FOR DRILLING

Pedoman desain dasar untuk pengeboran adalah sebagai berikut:

Desain harus memungkinkan lubang yang akan dibor pada permukaan yang

datar dan tegak lurus terhadap gerakan bor. Jika tidak, bor cenderung bias, dan

lubang tidak akan berlokasi akurat. Keluar permukaan untuk drill kali ini juga

harus datar.

Interrupted permukaan lubang harus dihindari atau diminimalkan untuk

meningkatkan akurasi dimensi, umur bor, dan untuk menghindari getaran-

getaran.

Lubang pantat harus sesuai, jika mungkin, standar drill-titik sudut, dasar datar

atau bentuk-bentuk aneh harus dihindari.

Melalui lubang yang lebih disukai daripada lubang buta. Jika lubang dengan

diameter besar diperlukan, benda kerja harus memiliki lubang yang sudah ada,

sebaiknya dilakukan selama fabrikasi dari bagian (seperti dengan cara casting,

61

serbuk metalurgi, atau membentuk). Lesung harus disediakan ketika lubang

tidak praktis, untuk mengurangi kecenderungan berjalan bor.

Bagian harus dirancang sehingga semua pengeboran dapat dilakukan dengan

minimum fixture dan tanpa harus memposisikan benda kerja.

Buta lubang harus dibor lebih dalam dari reaming berikutnya atau menekan

operasi yang mungkin dilakukan

.

23.6 REAMING AND REAMERS

Reaming adalah operasi yang digunakan untuk (a) membuat lubang

dimensi yang ada lebih akurat daripada yang bisa diperoleh dengan pengeboran

sendiri, dan (b) meningkatkan menyelesaikan permukaannya. Yang paling akurat

lubang dalam benda kerja pada umumnya dihasilkan oleh urutan operasi berikut:

1. Centering

2. Drilling

3. Boring

4. Reaming

Untuk akurasi dan penyelesaian permukaan yang lebih baik, mungkin lubang

mengilap atau internal tanah dan mengasah (Bagian 26,6 dan 26,10).

Sebuah alat untuk membesarkan lubang (gbr. 23.26a) adalah alat multi-

pemotongan-tepi dengan tepi helically bergalur lurus atau menghapus materi yang

sangat sedikit. Untuk logam lunak, alat untuk membesarkan lubang yang biasanya

Menghapus minimal 0,2 mm pada diameter lubang bor dan untuk logam keras

sekitar 0,13 mm. Upaya untuk menghilangkan lapisan yang lebih kecil dapat

merusak, sebagai alat untuk membesarkan lubang mungkin rusak atau permukaan

lubang dapat menjadi mengilap (lihat juga gambar 21.22 sebagai analogi). Dalam

hal ini, mengasah akan lebih disukai. Secara umum, kecepatan alat untuk

membesarkan lubang adalah satu-setengah dari orang yang sama-latihan tiga kali

ukuran dan tingkat pemakanan.

62

Reamers tangan yang lurus atau memiliki ujung runcing di tangan ketiga

panjang mereka. Berbagai mesin reamers (juga disebut reamers melemparkan,

karena mereka sudah terpasang dalam cekaman dan dioperasikan oleh mesin)

tersedia dalam dua jenis: (1) Rose reamers telah memotong ujungnya dengan

margin lebar dan lega (gbr. 23.26a). Mereka menghapus materi yang cukup dan

benar sebuah lubang untuk reaming flute. (2) Reamers bergalur memiliki margin

kecil dan lega dengan sudut rake sekitar 5°. Mereka biasanya digunakan untuk

pemotongan ringan dari sekitar 0.1 mm pada diameter lubang.

Reamers Shell (yang berlubang dan sudah terpasang pada sebuah punjung)

umumnya digunakan untuk lubang yang lebih besar dari 20 mm. reamers

Ekspansi yang dapat disesuaikan untuk variasi kecil dalam ukuran lubang dan

juga untuk mengkompensasi keausan tepi memotong alat untuk membesarkan

lubang itu. Adjustable reamers (gbr. 23.26b (dapat diset untuk diameter lubang

tertentu dan oleh karena itu serbaguna.

Mungkin Reamers kaku (seperti dalam sebuah chuck ), atau mereka dapat

mengapung pada fixture mereka memegang untuk memastikan keselarasan atau

dicoba di Bushings Pedoman ditempatkan di atas dan di bawah benda kerja.

Sebuah perkembangan lebih lanjut dalam reaming terdiri dari pemimpi alat yang

menggabungkan pengeboran dan reaming. Ujung alat ini menghasilkan sebuah

lubang dengan pengeboran dan sisa alat yang sama melakukan operasi reaming.

Sebuah perkembangan yang sama melibatkan pengeboran dan menekan dalam

satu stroke menggunakan alat tunggal.

Reamers biasanya terbuat dari baja kecepatan tinggi (M1, M2, dan M7) atau

karbida padat (K20; C2), atau memiliki tepi-tepi karbida-potong. pemeliharaan

alat untuk membesarkan lubang dan rekondisi penting untuk akurasi lubang dan

kehalusan permukaan.

63

GAMBAR 23.26 (a) Terminologi untuk membesarkan lubang heliks. (B) alat

untuk membesarkan lubang adjustable Disisipkan-pisau.

23.7 TAPPING AND TAPS

Internal treding pada benda kerja dapat dihasilkan dengan cara di Tap. Tap

adalah alat yang memproduksi chip threading dengan beberapa potong gigi (gbr.

23.27a). Keran umum yang tersedia dengan dua, tiga atau empat flues. Keran

produksi yang paling umum adalah keran spiral-titik dua-suling. Kekuatan tekan

dua-suling chip ke dalam lubang sehingga tekan harus ditarik kembali hanya pada

akhir memotong. Tiga-bergalur lebih kuat karena lebih banyak bahan tersedia di

suling. Tekan ukuran jangkauan hingga 100 mm.

Tapered tap dirancang untuk mengurangi torsi yang diperlukan untuk

penyadapan melalui lubang. Bottoming adalah untuk menekan lubang buta untuk

kedalaman penuh mereka. keran dpt digunakan di dalam lubang berdiameter

besar; setelah menekan telah selesai, tekan disembunyikan secara mekanis dan

akan dihapus dari lubang tanpa rotasi.

64

Chip remvoal bisa menjadi masalah yang signifikan selama penyadapan

karena kelonggaran kecil yang terlibat. Jika chip tidak dihapus dengan benar, torsi

yang berlebihan yang dapat merusak hasil keran. Penggunaan cairan pemotongan

dan pembalikan berkala dan penghapusan dari lubang keran adalah cara yang

efektif untuk penghapusan chip dan meningkatkan kualitas dari lubang disadap.

Untuk menekan produktivitas yang lebih tinggi, pengeboran dan penyadapan

dapat dikombinasikan dalam alat tunggal (drapping). Alat ini memiliki bagian

pengeboran di ujungnya, diikuti oleh bagian penyadapan.

Tapping dapat dilakukan dengan tangan atau dengan mesin seperti (a)

mesin bor, (b) mesin bubut, (c) sekrup mesin otomatis, dan (d) vertikal CNC

mesin penggilingan menggabungkan rotasi relatif benar dan longitudinal feed.

mesin sadap Khusus tersedia dengan fitur untuk beberapa operasi penyadapan.

Beberapa kepala menekan-spindle yang digunakan secara ekstensif, khususnya di

industri otomotif di mana 30 sampai 40% dari operasi machining melibatkan

penyadapan lubang. Salah satu sistem untuk menekan kacang otomatis

ditampilkan pada gambar 23.27b.

Dengan pelumas yang tepat, tekan kehidupan mungkin setinggi 10.000

lubang. Tekan kehidupan dapat ditentukan dengan teknik yang sama digunakan

untuk mengukur bor hidup. PDAM biasanya terbuat dari baja kecepatan tinggi

(M1, M2, M7, dan M10). Produktivitas dalam operasi penyadapan dapat

ditingkatkan secara signifikan dan sekarang sedang digunakan dengan peralatan

mesin modern yang dikontrol komputer. kecepatan operasi dapat setinggi 5.000

rpm, walaupun kecepatan pemotongan aktual dalam kebanyakan aplikasi yang

cukup rendah. Siklus kali biasanya berada di urutan 1 sampai 2 detik.

Beberapa sistem sadap sekarang memiliki kemampuan untuk mengarahkan

flush cutting untuk zona memotong melalui poros dan lubang di keran, yang juga

membantu flush chip yang keluar dari lubang yang sedang disadap. Chipless

penyadapan adalah proses internal thread rolling menggunakan keran membentuk

(Bagian 13.5).

65

GAMBAR 23.27 (a) Terminologi untuk tap (b) Tapping kacang baja dalam

produksi.

CASE STUDY 23.1 Bone Screw Retainer

A cervical spine implan ditampilkan di gambar.23.28a. Dalam hal ini

memerlukan patient requires cervical bone fusion pada satu atau lebih tingkat

vertebra, implan ini dapat bertindak sebagai penstabil internal dengan mengurangi

jumlah gerakan di wilayah ini untuk membantu mempromosikan fusi sukses. plat

afiks pada aspek anterior spine with bone screws yang dilakukan melalui plat dan

into the bone. Permukaan bawah plat memiliki permukaan yang sangat kasar yang

membantu memegang plat di tempat sementara sekrup tulang sedang dimasukkan.

Satu keprihatinan dengan jenis implan adalah kemungkinan melonggarkan

sekrup tulang dengan waktu karena normal, beban berulang-ulang dari pasien.

Dalam kasus ekstrim, ini dapat menghasilkan sekrup mundur, dengan kepala

sekrup di flush lagi dengan piring suatu kondisi yang jelas tidak diinginkan.

implan ini menggunakan pengikut untuk mencegah sekrup tulang dari mundur

dari piring. Bagian gambar untuk pengikut ditampilkan di setengah kiri gambar.

23.28b.

66

GAMBAR 23.28 Sebuah cervical spine implant. Semua dimensi dalam

mm.

Pengikut ini memiliki sejumlah fitur desain yang penting untuk itu agar

berfungsi dengan benar dan tanpa menyulitkan prosedur operasi. Untuk

kemudahan penggunaannya dalam operasi, piring disediakan dengan para

pengikut sudah di tempat, dengan takik melingkar sejajar dengan lubang sekrup

tulang. Hal ini memungkinkan ahli bedah untuk memasukkan sekrup tulang tanpa

campur tangan dari pengikut. Setelah sekrup dimasukkan, ahli bedah ternyata

pengikut beberapa derajat sehingga setiap sekrup kepala kemudian ditangkap.

Untuk memastikan orientasi yang tepat di pengikut di piring, benang dari pegang

yang harus mulai di lokasi aksial yang sama sebagai titik S di ara. 23.28b.

Langkah-langkah manufaktur untuk menghasilkan bagian ini ditunjukkan

dalam ara. 23.28b. pertama, batang Ti-6AI-4V 12-mm diameter ditempatkan pada

mesin bubut CNC dan dihadapi, maka luas ulir benang dengan diameter yang

diperlukan untuk mesin benang. thread ini menyalakan pegang tetapi lebih

panjang lagi kemudian akhirnya dibutuhkan karena kesulitan dalam memperoleh

67

benang berkualitas tinggi pada awal mesin. tutup kemudian diaktifkan dengan

diameter.

Yang dibutuhkan dan jari-jari 2.5 mm adalah mesin di bawah kepala.

bagian ini dihapus, diperiksa, dan ditempatkan di lain mesin bubut CNC, di mana

dituntut untuk panjang. Jari-jari bola di tutup adalah mesin, pusat lubang dibor,

dan hex kepala adalah menyinggung. Topi dihapus dan diperiksa. Jika panjang

yang diinginkan belum tercapai, itu adalah tersusun (Bagian 26,7) ke dimensi

akhirPada titik ini, pengikut ditempatkan dalam mesin penggilingan CNC

menggunakan fixture yang dirancang khusus yang pada dasarnya terdiri dari

sebuah lubang, ulir runcing. Dengan hati-hati menerapkan torsi pra-ditentukan di

muka pada saat penempatan ke dalam fixture, lokasi awal dari benang dapat

dikontrol secara akurat. Setelah tutup terletak di fixture, tiga takik yang

melingkar, mesin per gambar. pengikut kemudian adalah deburred dan jatuh untuk

menghapus semua sudut tajam, dan bagian bawah adalah berat-grit blasted untuk

menyesuaikan bahwa dari bawah piring. Akhirnya, bagian-bagian yang anodized

(Bagian 34,10) dan pasif untuk mendapatkan biocompatability diinginkan.

68