bab ii mesin bubuts
TRANSCRIPT
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
BAB II
PENGERJAAN MESIN BUBUT
(LATHE MACHINE)
2.1 Tujuan Praktikum
Setiap mahasiswa dapat mengoperasikan mesin bubut
Mahasiswa dapat memahami dan mengerti gambar kerja
Mahasiswa dapat mengetahui dan menguasai pembubutan
Mahasiswa dapat mengetahui bentuk-bentuk pahat dan fungsinya
Mahasiswa dapat mengetahui ukuran-ukuran benda kerja
Mahasiswa dapat mengetahui
kerja efisien (apa yang dikerjakan terlebih dahulu)
Mahasiswa dapat mengetahui komponen-komponen mesin bubut serta
fungsinya
2.2 Landasan Teori
Mesin 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.
11 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
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.
2.2.1 Prinsip Kerja Mesin Bubut
Prinsip kerja mesin bubut adalah benda kerja yang berputar, sedangkan
pisau bubut bergerak memanjang dan melintang. Dari kerja ini, dihasilkan
sayatan dan bentuk benda kerja yang umumnya simetris.
Poros 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.
Pekerjaan pekerjaan yang umumnya dikerjakan oleh mesin bubut, antara
lain :
- membubut luar
- membubut dalam
- membubut tirus
- membubut permukaan
- memotong
- membuat ulir
12 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
2.2.2 Bagian-bagian Mesin Bubut
Mesin 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.
13 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
Gb. Bagian-bagian mesin bubut
a. Kepala tetap ( head stock )b. Spindel (spindle )c. Eretan ( carriage )d. Kepala lepas ( tail stock )e. Alas ( bed )f. Ulir pembawa ( lead screw )g. Poros penjualan ( feed rod )h. Tempat pahat ( tool post )i. Alas putar (swivel base )j. Lemari roda gigi ( Gear box )
2.3 Cara Membubut
Dasar-dasar membubut adalah sebagai berikut :
Pasang benda kerja pada cekam ( chuck ) cukup kuat, artinya tidak
lepas pada waktu mesin dihidupkan dan sedang melakukan
penyayatan
Periksa kedudukan benda kerja tersebut pada saat cekan diputar
dengan tangan, apakah posisinya sudah benar, artinya putaran
14 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
benda tidak oleng/ simetris dan periksa apakah ada bagian yang
tertabrak yang membahayakan dan merusak mesin.
Pasang/ setel kedudukan pahat bubut agar posisi ujung potong
pahat tepat pada titik center dari kepala lepas. Untuk mengatur
possisi tersebut dapat menggunakan ganjal dari plat tipis atau
dengan menggunakan tempat pahat model perahu ( american tool
post ), kemudian lanjutkan membubut benda kerja sesuai dengan
ukuran yang telah ditentukan.
Parameter pada proses bubut ada 5, yaitu :
1) Kecepatan potong, berhubungan dengan kecepatan putar dan
diameter awal. Persamaan kecepatan potong :
v=πDo N
1000
Do = diameter awal
N = kecepatan putar (rpm)
2) Gerak makan, diatur dengan tuas pemilih gerak makan. Arah gerak
makan bisa aksial (pada reduksi diameter dan pembuatan ulir) atau
radial (pada facing)
3) Kedalaman potong, tidak boleh terlalu dalam karena pemotongan
yang terlalu dalam akan menyebabkan pahat cepat rusak
4) Waktu potong berhubungan dengan panjang pemesinan
5) Panjang pemesinan menentukan waktu potong dengan persamaan
T= Lf r
T = waktu potong (menit)
L = panjang pemesinan (mm)
fr = feed rate (mm/menit)
15 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
Cara membubut ada beberapa macam antara lain:
2.3.1 Cara Membubut Tirus
Pada bagian-bagian mesin, selain poros denagn bentuk rata memanjang
atau bertingkat, ada juga poros bebrbentuk tirus.
Untuk membubut tirus dapat dilakukan dengan dua cara. Cara pertama,
dengan menggeser kepala lepas, dengan menggunakan rumus sebagai
berikut :
X¿ D−d2
XLl
Dimana : x = Jarak geser kepala lepas dari garis sumbu spindle
D = Diameter terbesar
d = Diameter terkecil
L = Panjang benda kerja
l = Panjang yang ditiruskan
Cara kedua, dengan menggeserkan alas putar ( swifel base ) dengan
menentukan besarnya sudut.
16 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
tg x=
D−d2l
Dimana tg x = Tangen x
D = Diameter terbesar
d = Diameter terkecil
l = Jarak yang ditentukan
Setelah diketahui tangen x, maka dapat dicari besarnya sudut x dengan
melihat daftar di bawah ini :
2.3.2 Cara Membubut Ulir
17 Universitas Mercu Buana / FTI
xo Tg xo Tg xo Tg xo tg xo tg
1 0.017 11 0.194 21 0.383 31 0.600 41 0.869
2 0.038 12 0.212 22 0.404 32 0.624 42 0.900
3 0.052 13 0.230 23 0.424 33 0.649 43 0.932
4 0.070 14 0.249 24 0.445 34 0.674 44 0.965
5 0.087 15 0.267 25 0.466 35 0.700 45 1.000
6 0.105 16 0.286 26 0.487 36 0.726 46 1.035
7 0.122 17 0.305 27 0.509 37 0.753 47 1.071
8 0.140 18 0.324 28 0.531 38 0.781 48 1.110
9 0.158 19 0.344 29 0.554 39 0.809 49 1.180
10 0.176 20 0.364 30 0.577 40 0.839 50 1.191
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
Cara membubut ulir segitiga adalah sebagai berikut :
Ulir segitiga ada 2 macam, yaitu :
+ Ulir metrik dengan sudut 60o
+ Ulir whit worth ( WW ) dengan sudut 55 o
Maka pasanglah pahat bubut dengan sudut yang sesuai. Apabila pahatnya
belum tersedia, bentuklah pahat tersebut sesuai dengan sudut yang
dibutuhkan.
Pasang pahat bubut pada tempat pahat. Atur kedudukan alas putar
sehingga membentuk sudut 90 o
dengan garis sumbu spindel.
Setiap memulai pembubutan harus menggunakan lonceng. Yaitu
pada saat akan memulai pembubutan , jarum dengan angka yang
ditentukan harus tepat bertemu, langsung handle otomatis
dijalankan, bila sampai pada akhir ulir, handle otomatis dilepas.
Hal ini dikerjakan berulang-ulang.
-
18 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
2.3.3 Bentuk-bentuk Pahat
Agar sesuai dengan penggunaannya, seperti kekerasan bahan, bentuk, dan
jenis benda kerja, maka pahat bubut dibuat sedemikian rupa sehingga
masing-masing memiliki spesifikasi tersendiri, antara lain :
- pahat kasar kiri
- pahat kasar kanan
- pahat halus
- pahat permukaan kiri
- pahat permukaan kanan
- pahat potong / alur
Agar menghasilkan kemampuan penatalan yang baik, maka pahat
bubut memiliki sudut-sudut geometris. Sudut-sudut geometris tersebut terdiri
dari :
19 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
- sudut potong sisi ( 45o – 60
o )
- sudut jalan bebas ( 8o – 15
o )
- sudut baji ( 30o – 82
o )
- sudut siduk ( 10o – 52
o )
Bentuk pahat untuk benda kerja dengan bahan yang lebih keras akan
berlainan dengan bentuk pahat untuk benda kerja dengan bahan yang
lebih lunak.
Di bawah ini adalah daftar sudut-sudut pahat bubut untuk beberapa
logam :
Sudut- sudut pisau bubut untuk beberapa logam
Bahan V W S
Alumunium8 o
30 o
- 50 o
32 o
– 52 o
20 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
Perunggu10
o – 15
o40
o15
o – 40
o
Kuningan12
o – 15
o50
o25
o – 28
o
Baja sampai 60 kg / mm2
8 o
62 o
20 o
Baja 60 kg / mm2
ke atas 8 o
68 o
14 o
Besi tuang6 o
74 o
10 o
Pahat ulir8 o
82 o -
2.3.4 Kecepatan Spindel
Kecepatan spindel harus disesuaikan dengan kekerasan dari benda kerja
yang akan dibubut. Yaitu, makin keras benda kerja atau makin besar
diameternya, kecepatan spindle makin rendah. Dan makin lunak benda
kerja atau makin kecil diameternya, kecepatan spindle makin tinggi.
Untuk menghitung kecepatan spindel dapat menggunakan rumus
sebagai berikut :
N¿ 1000 x sπ . D
Dimana :
N = kecepatan spindle dalam rpm
s = kecepatan potong
D = diameter benda kerja0
Daftar kecepatan potong untuk masing-masing bahan, dapat dilihat di
bawah ini :
Bahan Pengerjaan kasar Menghaluskan
21 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
Baja (mild steel) 30 40
Baja tuang 20 30
Baja paduan 15 25
Kuningan perunggu 50 70
Tembaga 30 40
Alumunium 70 100
Plastik 80 120
2.3.5 Jenis-jenis Mesin Bubut
Ada beberapa jenis-jenis mesin bubut antara lain:
1. Mesin Bubut Universal2. Mesin Bubut Khusus3. Mesin Bubut Konvensional4. Mesin Bubut dengan Komputer (CNC)
2.4 Alat-alat yang Digunakan
Mesin bubut
Pahat bubut
Mistar dan jangka sorong
Kunci L
Kunci pemegang pahat
Coolant / oli
Lap / majun
Kikir
Knurling
2.5 Tugas dan Pertanyaaan
2.5.1 Tugas
Dalam tugas saat praktikum proses produksi, mahasiswa di
tugaskan untuk membubut pegangan palu dengan menggunakan
22 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
mesin bubut. Yang semula besi berukuran 19 cm di bubut menjadi
ukuran 17 cm dan sesuai tugas yang digambarkan seperti dibawah
ini.
Cara pengerjaan:
1. Memasang benda kerja (besi) pada chuck, dikencangkan dan
diperiksa apakah tidak goyang saat mesin dijalankan.
2. Menyalakan mesin bubut, kemudian benda kerja berdiameter 19
mm dibubut sepanjang 100 mm dan sedalam 4 mm hingga
mendapatkan ukuran 15 mm
3. Ulangi langkah 2 namun bubut benda kerja berdiameter 15 mm
bubut sepanjang 20 mm dan sedalam 3 mm hingga medapat ukuran
12 mm.
4. Buka benda kerja kemudian pasang kembali namun kebalikan dari
pekerjaan 1. Periksa apakah tidak goyang saat mesin dijalankan
5. Nyalakan mesin bubut, kemudian bendakerja yang berdiameter 19
mm dibubut sepanjang 100 mm dan bubut sedalam 2 mm hingga
mendapatkan ukuran 17 mm.
6. Setelah mendapat ukuran 17 mm. Benda kerja bubut kembali
dengan menghaluskan permukaan.
7. Buat ulir pada ujung benda kerja berdiameter 12mm.
2.5.2 Pertanyaan
23 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
1. Jelaskan bagaimana cara pemasangan cara benda kerja
berbentuk kotak pada mesin bubut, agar benda itu center untuk
dilakuakan pengeboran?
Jawab:
Cara pemasangan sama dengan pemasangan benda berbentuk
silindris, hanya saja pencekam dengan chuck yang digunakan
adalah four jaw chuck (cekam rahang 4).
2. Sebutkan sifat-sifat baja potong cepat (HSS)?
Jawab:
Sifat-sifat HSS (baja potong panjang) adalah :
Tahan aus yang cukup baik hingga suhu 650° C
Ulet atau kekerasan relative tinggi
Dan mengandung Fe=18%, Wolfram & Chrom 5.5%
dengan tambahan Vanadium, Molibdenum, dan Kobalt
3. Sebuah poros terbuat dari besi (Wrought Iron) dengan ρ=7000
kg/cm3, berdiameter awal 75 cm akan dibubut hingga
diameternya menjadi 50 cm. Bila mesin bubut mempunyai
kecepatan potong 60 cm/menit, panjang poros 2000 mm dan
umpan 2 mm juga dalamnya pemotongan 0,2 mm/putaran.
Tentukan: a. Berapa putaran memesin yang diijinkan
b. Berapa berat geram yang terjadi
Jawab:
Diket : Do = 75 cm = 0.75 m
D1 = 50 cm = 0.5 m
V = 60 cm/menit = 0.6 m/menit
Panjang poros = 2000 mm = 2 m
Umpan = 2 mm = 0,002 m
Dalam pemotongan = 0.2 mm/putaran
Ditanya : a). N=?
b). MRR =?
24 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
Jawab:
a.N= V
πxD0
=6003 , 14 x750
=0 ,255 mm/rev
b. berat geram yang terbentuk adalah:
(volume benda sebelum di bubut – volume benda setelah di
bubut) x r
= [(3,14 x 0,75m x 2m) – (3,14 x 0,5m x 2m)] x 0,7 kg/m3
= (4,71 – 3,14) x 0,7
= 1,099 kg
2.6 Kesimpulan dan Saran
Dalam pengerjaan pembubutan kita harus memperhatikan beberapa faktor
yang sangat mempengaruhi proses pengerjaan yaitu :
Material dari benda kerja, hal ini agar supaya kita tidak salah dalam
memilih jenis pahat yang akan digunakan,
Material dari pahat, hal ini agar kita dapat memperhitungkan waktu
pengoprasian mesin (efisiensi kerja).
Memperhitungkan waktu pengerjaan, hal ini akan sangat berpengaruh
pada kemungkinan biaya yang akan timbul dalam proses pembubutan
tersebut.
Ketinggian mata pahat harus sejajar dengan sumbu putar dari benda
kerja karena bila tidak sejajar maka pahat akan cepat aus dan
permukaan yang dipotong tidak akan rata.
Gerak potong pada mesin bubut adalah gerakan dari benda yang
menyebabkan dirinya terpotong. Gerakan ini dilakukan oleh benda
kerja berupa gerak putar.
25 Universitas Mercu Buana / FTI
Laporan Praktikum Proses Produksi 2010
Gerak makan adalah gerak yang bertujuan untuk memperluas bidang
potong. Gerakan ini dilakukan oleh pahat berupa gerak menuju
permukaan benda kerja.
Kedalaman benda kerja yang hendak dibubut diatur dengan pemutar
untuk gerakan eretan dan diusahakan bila menginginkan kedalaman
yang cukup dalam dilakukan secara bertahap.
Reduksi diameter dilakukan berulang-ulang, sedikit demi sedikit hingga
mendapatkan diameter yang dinginkan.
Untuk membuat ulir digunakan mata pahat yang khusus. Proses ini
dilakukan berulang-ulang hingga mencapai kedalaman celah ulir yang
diinginkan. Sebelum memulai proses ini, kita harus lebih dahulu
menentukan lebar pitch yang diinginkan.
Paremeter- parameter dalam proses bubut yaitu kecepatan potong, gerak
makan, kedalaman potong, waktu potong, dan panjang pemesinan.
Parameter-parameter tersebut akan menentukan hasil akhir dari proses
bubut.
26 Universitas Mercu Buana / FTI