BAB I (Proses Bubut)

BAB I (Proses Bubut)

BAB IIDASAR TEORI

2.1 Pengertian Mesin bubutMesin Bubut adalah suatu Mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda yang diputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan.Dengan mengatur perbandingan kecepatan rotasi benda kerja dan kecepatan translasi pahat maka akan diperoleh berbagai macam ulir dengan ukuran kisar yang berbeda. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan menukar roda gigi translasi yang menghubungkan poros spindel dengan poros ulir.Roda gigi penukar disediakan secara khusus untuk memenuhi keperluan pembuatan ulir. Jumlah gigi pada masing-masing roda gigi penukar bervariasi besarnya mulai dari jumlah 15 sampai dengan jumlah gigi maksimum 127. Roda gigi penukar dengan jumlah 127 mempunyai kekhususan karena digunakan untuk konversi dari ulir metrik ke ulir inci.

Gambar 2.1 Mesin bubut

2.2 Prinsip kerja mesin bubutPoros spindel akan memutar benda kerja melalui piringan pembawa sehingga memutar roda gigi pada poros spindel. Melalui roda gigi penghubung, putaran akan disampaikan ke roda gigi poros ulir. Oleh klem berulir, putaran poros ulir tersebut diubah menjadi gerak translasi pada eretan yang membawa pahat. Akibatnya pada benda kerja akan terjadi sayatan yang berbentuk ulir.

2.3 Bagian-bagian mesin bubutMesin bubut terdiri dari meja dan kepala tetap. Di dalam kepala tetap terdapat roda-roda gigi transmisi penukar putaran yang akan memutar poros spindel. Poros spindel akan memutar benda kerja melalui cekal. Eretan utama akan bergerak sepanjang meja sambil membawa eretan lintang dan eretan atas dan dudukan pahat. Sumber utama dari semua gerakkan tersebut berasal dari motor listrik untuk memutar pulley melalui sabuk.

Gambar 2.2 Bagian-bagian mesin bubut

Bagian-bagian mesin bubut antara lain :1. Bed MesinBagian ini dibuat dari besi tuang. Fungsi dari bagian ini adalah untukmenopang komponen-komponen mesin lainnya.2. Kepala TetapBagian ini dipasang secara tetap pada bad mesin. Bagian inimempunyai spindle bolong yang tirus atau berulir untuk memasang bendakerja.3. Kepala LepasKepala lepas dapat dipindahkan kesetiap posisi sepanjang badmesin.Kepala lepas dapat dipersiapkan untuk membubut tirus.4. Supor (Saddle)Supor dipasang diatas bed mesin dan melintanginya. Eretan danapron bersama merupakan supor.5. Apron Apron ialah bagian supor yang membawa roda tangan untkmemindahkan eretan. Transportir juga menembus apron dan dikaitkandengan perantaraan engkol yang dipasang didepan apron.6. EretanEretan ialah bagian dari supor yang membawa eretan lintang daneretan atas. Eretan dipindahkan sepanjang bed mesin demean perantaraanbatang bergigi yang dipasang didepan bad mesin.7. Pahat BubutBagian ini mempunyai fungsi sebagai pengikis atau pengambilserpih. Pahat bubut dibuat dari bajaHSS.

2.4 Jenis-jenis Mesin BubutAda beberapa jenis-jenis mesin bubut, antara lain1. Mesin Bubut Biasa2. Mesin Bubut Khusus3. Mesin Produksi

2.4.1 Mesin bubut biasaYang termasuk mesin bubut biasa ialah :a. Mesin bubut bangkuMesin bubut bangku adalah mesin bubut yang dapat dipasang diapasang bangku kerja. Mesin ini biasanya berukuran kecildan digunakan untuk pekerjaan ringan dengan benda kerja yang kecil.b. Mesin bubut dengan alat terpisahMesin ini mempunyai bagian alas sebelah bawah plat pembawa yang dapat dilepas untuk memudahkan pencekaman benda kerja yang berdiameter lebih besar dari pada ukuran tinggi mesin.2.4.2 Mesin bubut khususYang termasuk kelompok mesin bubut khusus ialah :

a. Mesin bubut digitalMesin ini dilengkapi alat-alat khusus dan perlangkapan tambahan untuk memungkinkan pengoprasian dalam berbagai ketelitian yang diinginkan. Pada umumnya mesin ini digunakan untuk memproduksi alat-alat perkakas dengan ketelitian yang tinggi.b. Mesin bubut sistem bubut hidrolik

Mesisin bubut ini prinsipnya sama dengan mesin bubut biasa yang sudah di modifikasi dengan suatu perlengkapan khusus, seperti sistem hidrolik. Pr=erlengkapan ini dimaksudkan untuk meningkatkan hasil produksi mesin bubut.

2.4.3 Mesin bubut produksiMesin bubut ini biasanya digunakan untuk produksi-produksi masal.Yang termasuk dalam golongan mesin ini antara lain :

a. Mesin bubut turretMesin bubut ini digunakan untuk memproduksi benda kerja dalam jumlah besar yang membutuhkan pekerjaan lanjut, seperti pembubutan, pengeboran, memperbesar lubang, mereamer, bubut muka, dan mengulir. Pada beberapa mesin bubut turret bisa dipasang sampai 20 macam alat potong yang terpasang pada blok atau alas mesin tersebut, dan setiap alat akan berutar dengan cepat dalam posisi yang tepat.b. Mesin bubut spindel tunggal otomatis Mesin ini di rencanakan untuk produksi massal bagian-bagian tertentu secara otomatis dan teliti sehingga sangat baik untuk pekerjaan snalan.Mesin bubut otomatis ini umumnya mempunyai dua pemegang alat potong (tool slide), yang terpasang pada eretan. Alat potong depan di gunakan untuk pembubutan dan pengeboran, sedangkan alat potong bagian belakang di gunakan untuk pembubutan muka, pembubutan undercut, champer, dan pembubutan bagian leher.c. Mesin bubut numencal control Mesin ini adalah hasil modifikasi terakhir dasar-dasar mesin bubut yang di kontrol oleh sebuah pita kaset. Penggunan mesin bubut ini lebih ekonomis dan lebih otomatis dalam menghasilkan macam-macam bentuk. Mesin ini di perdagangkan dalam bermacam-macam type. Pengoprasiannya lebih aman dan mudah dalam pengaturan waktu.

2.5 Kecepatan potong mesin bubut (Cutting Speed) CSYang dimaksud dengan kecepatan potong (CS) adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman menghasilkan tatal dalam satuan panjang /waktu (m/menit atau feet/menit). Karena nilai kecepatan potong untuk setiap jenis bahan sudah ditetapkan secara baku, maka komponen yang bisa diatur dalam proses penyayatan adalah putaran mesin/benda kerja. Dengan demikian rumus untuk menghitung putaran menjadi:

...................................................................Persamaan 2.1

N= kecepatan putar (mm/s) d= diameter benda (mm)

Kecepatan yang dianjurkan untuk pahat HSS

Material Pembubutan dan Pengeboran Penguliran

Pekerjaan Kasar Pekerjaan penyelesaian

m/menitft/menitm/menitft/menitm/menitft/menit

Baja Mesin 27 90 30 100 11 35

Baja Perkakas 21 70 27 90 9 30

Besi Tuang 18 60 24 80 8 25

Perunggu 27 90 30 100 9 25

Alumunium 61 200 93 300 18 60

Tabel 2.1 Kecepatan potong pahat HSS

Contoh: Benda yang akan dibubut berdiameter 30 mm dengan kecepatan potong (Cs) 25 m/menit, maka besarnya putaran mesin (n) diperoleh:....................................................................Pesamaan 2.2

2 .6 Kecepatan pemakanan (feeding)Yang dimaksud dengan kecepatan pemakanan adalah jarak tempuh gerak maju pisau/benda kerja dalam satuan millimeter permenit atau feet permenit. Pada gerak putar, kecepatan pemakanan, f adalah gerak maju alat potong/benda kerja dalam n putaran benda kerja/pisau per menit. Besarnya kecepatan pemakanan dipengaruhi oleh: jenis bahan pahat yang digunakan jenis pekerjaan yang dilakukan, misalnya membubut rata, mengulir, memotong atau mengkartel dan lain-lain menggunakan pendinginan atau tidak jenis bahan yang akan dibubut, misalnya besi, baja, baja tahan karat (stainless steel), atau bahan-bahan non fero lainnya kedalaman pemakanan Pekerjaan kasar yang dimaksud adalah pekerjaan pendahuluan dimana pemotongan atau penyayatan benda kerja tidak diperlukan hasil yang halus dan presisi, sehingga kecepatan pemakanannya dapat dipilih angka yang besar dan selanjutnya masih dilakukan pekerjaan penyelesaian (finising). Pekerjaan ini dapat dilakukan dengan gerakan otomatis ataupun gerakan manual, namun demikian tidak boleh mengabaikan kemampuan pahat dankondisi benda kerja. Semakin tebal penyayatan hendaknya semakin rendah putarannya untuk menjaga umur pahat dan tidak terjadi beban lebih terhadap motor penggeraknya. Sedangkan pekerjaan penyelesaian yang dimaksud adalah pekerjaan penyelesaian (finishing) akhir yang memerlukan kehalusan dan kepresisian ukuran tertentu, sehingga kecepatan pemakanannya harus menggunakan angka yang kecil dan tentunya harus menggunakan putaran mesin sesuai perhitungan atau data dari table kecepatan potong.Yang dimaksud dengan frekwensi pemakanan adalah jumlah pengulangan penyayatan mulai dari penyayatan pertama hingga selesai. Frekwensi pemakanan tergantung pada kemampuan mesin, jumlah bahan yang harus dibuang, sistem penjepitan benda kerja dan tingkat finishing yang diminta.

2.7 Cara Membubut

2.7.1 Membubut mukaMembubut permukaan hendaklah diperhatikan beberapa hal berikut ini : a. jangan terlalu panjang keluar benda kerja terikat pada cekam b. pahat harus setinggi senter c. gerakan pahat maju mulai dari sumbu benda kerja dengan putaran benda kerja searah jarum jam atau gerakan pahat maju menuju sumbu benda kerja dengan putaran benda kerja berlawanan arah jarum jam (putaran mesin harus berlawanan dengan arah mata sayat alat potong).

Gambar 2.3 Membubut muka

2.7.2 Membubut lurusPekerjaan membubut lurus untuk jenis pekerjaan yang panjangnya relatif pendek, dapat dilakukan dengan pencekaman langsung. Untuk pekerjaan membubut lurus yang dituntut hasil kesepusatan yang presisi, maka pembubutannya harus dilakukan diantara dua senter.Sedangkan pekerjaan membubut lurus untuk benda yang panjang dan berdiameter kecil maka harus diperhatikan beberapa hal berikut ini : a.benda kerja didukung dengan dua buah senterb. gunakan penyangga, plat pembawa dan pembawa bila benda kerjanya panjang.

Gambar 2.4 Pembubutan Lurus

c. pahat harus setinggi senterd. pilih besarnya kecepatan putaran menggunakan rumus atau menggunakan tabele. setel posisi pahat menyentuh benda kerja dan set dial ukur pada eretan melintang menunjuk posisi 0f. setel posisi pahat pada batas ujung maksimum awal langkah pada dial eretan memanjang posisi 0g. pengukuran sebaiknya menggunakan alat ukur mesin itu sendirih. gunakan pahat yang mempunyai sudut potong yang tepati. jalankan mesin dan perhatikan besarnya pemakanan serta hasil penyayatannya.

2.7.3 Membubut tirus (konis)Membubut tirus serupa dengan membubut lurus hanya bedanya gerakan pahat disetel mengikuti sudut tirus yang dikehendaki pada eretan atas, atau penggeseran kepala lepas atau dengan alat Bantu taper attachment (perlengakapan tirus). Jenis pahatnyapun serupa yang digunakan dalam membubut lurus. Pembubutan tirus dapat dilkukan dengan beberapa cara diantaranya: Dapat dilakukan dengan 3 cara :1. dengan menggeser posisi kepala lepas kearah melintang2. denganmenggeser sekian derajat eretan atas (penjepit pahat)3. dengan memasang perkakas pembentuka. Dengan penggeseran eretan atas Pembubutan tirus dengan penggeseran eretan atas, dapat dilakukan dengan mengatur/ menggeser eretan atas sesuai besaran derajat yang dikehendaki. Pembubutan tirus dengan cara ini hanya terbatas pada panjang titik tertentu (relatif pendek), sebab tergantung pada besar kecilnya eretan atas yang dapat digeserkan. Kelebihan pembubutan tirus dengan cara ini dapat melakukan pembuatan tirus dalam dan luar, juga bentuk-bentuk tirus yang besar, sedangkan kekurangannya adalah tidak dapat dikerjakan secara otomatis, jadi selalu dilakukan dengan tangan.

Contoh perhitungan pembubutan tirus :Dalam pembubutan tirus diketahui, D = 50 mm ; d = 34 mm, panjang ketirusan l = 60 mm. Jadi penggeseran eretan atasnya adalah:

.......................Persamaan 2.2

Jadi eretan harus digeser sebesar = 7 37

Gambar 2.5 Pembubutan tirus dengan penggeseran eretan

c. Dengan Pengeseran Kepala LepasPembubutan tirus dengan penggeseran eretan atas hanya dapat dilakukan untuk pembubutan bagian tirus luar saja dan kelebihannya dapat melakukan pembubutan tirus yang panjang dengan perbandingan ketirusan yang kecil (terbatas). Cara penyayatannya dapat dilakukan secara manual dengan tangan dan otomatis. Berdasarkan gambar di atas pembubutan tirus dengan penggeseran kepala lepas/offset (X) dapat dihitung dengan rumus: ...............................................................................................Persamaan 2.3

X = offset (mm)L = panjang total benda kerja (mm)l = pamjang tirus efektif (mm)D = diameter tirus besar (mm)d = diameter tirus kecil (mm)

Gambar 2.6 Pembubutan tirus dengan penggeseran kepala lepas

Contoh: Sebuah benda kerja akan dibubut tirus pada mesin bubut yang data-datanya sebagaimana gambar 60, yaitu panjang total benda kerja 150 mm, panjang tirus efektif 80 mm, diameter tirus yang besar (D) 25 mm dan ukuran diameter tirus yang kecil (D) 21 mm.

Jarak pergeseran kepala lepasnya adalah:

....................persamaan 2.4

Jadi jarak penggeseran kepala lepas adalah 3.75 mm

d. Dengan menggunakan perlengkapan tirus (Taper Attachment)

Gambar 2.7 Perlengkapan tirus

Pembubutan dengan cara ini dapat diatur dengan memasang pelengkapan tirus yang dihubungkan dengan eretan lintang. Satu set perlengkapan tirus yang tersedia diantaranya: Busur skala (plat dasar) Alat pembawa Sepatu geser Baut pengikat (baut pengunci) Lengan pembawa

Pembawa dapat disetel dengan menggesernya pada busur kepala sesuai dengan hasil perhitungan ketirusan, biasanya garis pembagian pada busur kepala ditetapkan dalam taper per feet bukan taper tiap inchi.

2.7.4 Membubut bentukMembubut bentuk radius, bulat atau bentuk khusus lainnya dapat dilakukan pada mesin bubut copi. Namun dapat juga bentuknya langsung mengikuti bagaimana bentuk asahan pahatnya itu sendiri, khususnya untuk bentuk-bentuk yang relatif tidak lebar (luas). Karena bidang pahat yang memotong luasannya relatif besar bila dibandingkan pembubutan normal, maka besarnya pemakanan dan kecepatan putarnyapun tidak boleh besar sehingga memperkecil terjadinya penumpulan dan patahnya benda kerja maupun pahat.

Gambar 2.8 Membubut bentuk2.7.5 Membubut alur (memotong)Pada pekerjaan memotong benda kerja, harus diperhatikan tinggi mata pahat pemotongnya harus setinggi senter, bagian yang keluar dari penjepit pahat harus pendek, kecepatan putaran mesin harus perlahan-lahan (kerja ganda), bagian yang akan dipotong harus sedikit lebih lebar dibandingkan dengan lebar mata pahatnya agar pahat tidak terjepit. Benda yang akan dipotong sebaiknya tidak dij epit dengan senter. apabila diperlukan dan bendanya panjang boleh dijepit menggunakan senter tetapi tidak boleh pemotongan dilakukan sampai putus, dilebihkan sebagian untuk kemudian digergaji, ataudilanjutkan dengan dengan pahat tersebut tetapi tanpa didukung dengan senter, hal ini untuk menghindari terjadinya pembengkokan benda kerja dan patahnya pahat.Bab IIITabel Tugas

MODUL 1

Komponen yang dibuat : Gagang (as)

Tugas 1. Identifikasi alat dan Mesin yang digunakan

1. Mesin bubut

2. Jangka Sorong

Alat dan Mesin yang digunakan :3.Benda Kerja (Besi)

4.Kunci Pas/ Kunci Chuck

5.Kuas & pendingin

Tugas 2. Identifikasi Bentuk dan Ukuran material awal yang tersedia

NONAMA KOMPONENBENTUK DAN UKURAN KETERSEDIAAN MATERIAL

1Gagang (as)

Tugas 3. Identifikasi proses pembuatan yang terlibat dan gambarkan bagan urutan prose pembuatannya.

NONAMA KOMPONENPROSES PEMBUATANURUTAN PREOSES PEMBUATAN

-pengukuran-penandaan ukuran-penentuan titik potong-pembuatan titik center-pemotongan bahan-pembubutan bahan-penghalusan

1Gagang (as)

Tugas 4. Mengukur benda hasil pembuatanNONAMA KOMPONENUKURAN RATA-RATA BENDA SETELAH DI PROSES

1Gagang (as)

Tugas 5. Buatlah analisis tentang perbedaan ukuran benda nyata dengan ukuran benda yang ada di gambar teknik.

Laboratorium Proses Manufaktur 9