MESIN SHAPING

1.1 SEJARAH MESIN SEKRAP ( SHAPING)

Mesin perkakas moderen dimulai pada tahun 1775, ketika penemu dari negara Inggris bernama John Wilkinson membuat mesin bor horisontal untuk mengerjakan permukaan silinder dalam.

Sekitar tahun 1794, Henry Maudslay membuat mesin bubut yang pertama. Sesudah itu, Joseph Withworth mempercepat penggunaan mesin perkakas Wilkinson dan Maudslay tersebut dengan membuat alat ukur yang memiliki kecermatan sepersejuta inchi pada tahun 1830.

Penemuan tersebut amat sangat berharga, karena pada saat itu metode pengukuran yang cermat dibutuhkan untuk

1

produksi massal komponen-komponen mesin yang mampu tukar (interchangeable parts).

Tujuan untuk membuat komponen yang mampu tukar pada saat awalnya muncul di Eropa dan USA pada waktu yang bersamaan.

Sistem produksi massal sebenarnya baru diterapkan pada tahun 1798 yang dirancang oleh Whitney. Pada waktu itu ia menerima kontrak kerja dengan pemerintah Amerika Serikat untuk memproduksi senapan perang sebanyak 10.000 buah, dengan semua komponennya mampu tukar.

Selama abad ke 19, mesin perkakas standar seperti mesin bubut, sekrap, planer, gerinda, gergaji, frais, bor, gurdi

2

telah memiliki ketelitian yang cukup tinggi, dan digunakan pada saat industrialisasi di Amerika Serikat dan Eropa dimulai.

Selama abad ke 20, mesin perkakas berkembang dan menjadi makin akurat kemampuan produksinya. Sesudah tahun 1920 mesin perkakas makin khusus penggunaannya.

Dari tahun 1930 sampai dengan tahun 1950 mesin perkakas yang lebih besar tenaganya dan rigid dibuat untuk mengefektifkan penggunaanya bersamaan dengan tersedianya material alat potong.

Selama tiga dasawarsa terakhir , para ahli teknik telah membuat mesin perkakas yang memiliki kemampuan dan kepresisian sangat tinggi dengan digunakannya kontrol komputer, dengan demikian

3

memungkinkan proses produksi menjadi sangat ekonomis.

1.2 PENGERTIAN MESIN SEKRAP

Mesin sekrap (shap machine) disebut pula mesin ketam atau serut, mesin ini digunakan untuk mengerjakan bidang-bidang yang rata,cembung, cekung, beralur, dll dalam kedudukan mendatar, tegak ataupun miring.

Mesin sekrap adalah suatu mesin perkakas dengangerakan utama lurus bolak-balik secara vertikal maupun horisontal.

1.3 PRINSIP PENGERJAAN MESIN SEKRAP

Prinsip pengerjaan pada mesin sekrap adalah benda yang disayatatau dipotong dalam keadaan diam (dijepit padaragum) kemudianpahat bergerak lurus bolak balik

4

atau maju mundur melakukanpenyayatan (gerak translasi).Berdasarkan gerakan pahat dan benda kerja, proses sekrap dapatdilakukan secara horisontal dan vertikal.1. Proses sekrap horisontala. langkah majub. langkah mundurc. gerak pemakanan mendatard. kedalaman pemakanan

2. Proses sekrap vertikala. langkah majub. langkah mundurc. gerak pemakanan vertikal

5

d. lebar pemakanan

1.4 JENIS GERAKAN MESIN SEKRAP

1. Gerakan utamamerupakan gerakan pahat maju dan mundur. Gerak maju disebutlangkah kerja, gerak mundur disebut langkah tidak kerja.2. Gerakan feeding (langkah pemakanan)gerakan ini menghasilkan ketebalan tatal yang terpotong.

3. Pengaturan dalamnya pemotongan

6

pengaturan ini menghasilkan kedalaman pemotongan yangeratkaitannya dengan perencanaan waktu pemesinan.

Jenis-jenis penyayatan yang bisa dilakukan untuk proses sekrap (Gambar ) yaitu penyayatan permukaan (facing), alur (slotting)dan tangga (steps).

1.5 KOMPONEN MESIN SEKRAP DAN FUNGSI

7

Badan mesin merupakan keseluruhan mesin tempat mekanikpenggerak dan tuas pengatur.

meja mesinfungsinya merupakan tempat kedudukan benda kerjaatau penjepit benda kerja. Meja mesin didukung dandigerakkan oleh eretan lintang dan eretan tegak, eretan lintang dapat diatur otomatis.

Lenganfungsinya untuk menggerakan pahat maju mundur Lengan diikat engan engkol menggunakan pengikatlengan Kedudukan

8

lengan diatas badan dan dijepitpelindung lengan agar gerakannya lurus.

Eretan Pahatfungsinya untuk mengatur ketebalan pemakanan pahat. Dengan memutar roda pemutar maka pahat akan turun atau naik ketebalan pamakanan dapat dibaca pada dial eretan dapatdimiringkan untuk penyekrapan bidang bersudut atau miring.Kemiringan eretan dapat dibaca pada pengukur sudut eretan.

Pengatur kecepatanfungsinya untuk mengatur atau memilih jumlah langkah lengan mesin per menit, untuk pemakanan tipis dapat dipercepat,pengaturan arus pada saat mesin berhenti.

Tuas panjang langkahBerfungsi mengatur panjang pendeknya langkah pahat ataulengan sesuai panjang

9

benda yang disekrap. Pengaturan denganmemutar tap ke arah kanan atau kiri tuas posisi pahat.

Tuas ini terletak pada lengan mesin berfungsiuntuk mengatur kedudukan pahat terhadap bendakerja. Pengaturan dapat dilakukan setelahmengendorkan pengikat lengan.Tuas pengatur gerakan otomatis meja melintang untuk menyekrap secara otomatis diperlukanpengaturan-pengaturan panjang engkol yangmengubah gerakan putar mesin pada roda gigimenjadi gerakan lurus meja. Dengan demikian mejamelakukan gerak ingsutan (Feeding).

1.6 JENIS – JENIS MESIN SEKRAP Mesin sekrap yang sering digunakan

adalah mesin sekraphorisontal. Selain itu

10

ada mesin sekrap vertikal yang biasanyadinamakan mesin Slotting / slotter. Proses sekrap ada dua macamyaitu proses sekrap (shaper) dan Planer. proses sekrap dilakukanuntuk benda kerja yang relatif kecil, sedang proses planer untukbenda kerja yang besar.

a. MESIN SEKRAP HORIZONTAL (SHAPER)

Mesin jenis ini umum dipakai untuk produksi dan pekerjaan serbagunaterdiri atas rangka dasar dan rangka yang mendukung lengan horizontal. Bendakerja didukung pada rel silang sehingga memungkinkan benda kerja untukdigerakkan ke arah menyilang atau vertikal dengan tangan atau penggerak daya.

11

Pada mesin ini pahat melakukan gerakan bolak-balik, sedangkan benda kerjamelakukan gerakan ingsutan. Panjang langkah maksimum sampai 1.000 mm,cocok untuk benda pendek dan tidak terlalu berat.

(Sumber:http:\\mesinperkakas.com/mesin-sekrap)

Mesin Sekrap Horizontal

b.MESIN SEKRAP VERTIKAL (SLOTTER)Mesin Sekrap jenis ini digunakan untuk

pemotongan dalam,menyerut dan bersudut serta untuk pengerjaan permukaan-permukaanyang sukar dijangkau. Gerakan

12

pahat dari mesin ininaik turun secara vertikal,sedangkan benda kerja bisa bergeserke arah memanjang dan melintang. Mesin jenis ini juga dilengkapidengan meja putar, sehingga dengan mesin ini bisa dilakukanpengerjaan pembagian bidang yang sama besar.

Mesin Sekrap Vertikal (Slotter)Sumber: http:

\\mesinperkakas.com/mesin-sekrap)

c.MESIN SEKRAP ERETANV(PLANNER)

13

Mesin Planner digunakan untuk mengerjakan benda kerja yangpanjang dan besar (berat). Benda kerja dipasang pada eretanyang melakukan gerak bolak-balik, sedangkan pahat membuatgerakan ingsutan dan gerak penyetelan. Lebar benda ditentukanoleh jarak antar tiang – tiang mesin.

Mesin Sekrap Eretan (Planner).

(http://google/indoteknik.com, 2011)Gambar Mesin sekrap eretan

(planner)

14

2.1 MEKANISME KERJA MESIN SEKRAPMekanisme yang mengendalikan mesin

sekrap ada dua macam yaitumekanik dan hidrolik. Pada mekanisme mekanik digunakan crank mechanism.Pada mekanisme ini roda gigi utama (bull gear) digerakkan oleh sebuah pinionyangdisambung pada poros motor listrik melalui gear box dengan empat,delapan, atau lebih variasi kecepatan. RPM dari roda gigi utama tersebut menjadilangkah per menit (strokes per minute, SPM). Gambar skematik mekanismedengan sistem hidrolik.

Mesin dengan mekanisme sistem hidrolik kecepatansayatnya dapat diukur

15

tanpa bertingkat, tetap sama sepanjang langkahnya. Padatiap saat dari langkah kerja, langkahnya dapat dibalikkan sehingga jika mesinmacet lengannya dapat ditarik kembali. Kerugiannya yaitu penyetelen panjanglangkah tidak teliti.

2.2CARA PENGGUNAANMESIN SEKRAPCara penggunaan mesin sekrpa meliputi

beberapa tahap, mulai dari menjalankan mesinhingga, melakukan penyekrapan dengan jenis pahat yang digunakan. Berikutlangkah proses sekrap.

16

1.Menjalankan mesinBerikut ini langkah-langkah menjalankan mesin:

a) Lengan digerakkan dengan cara memutar roda pemeriksa untuk melihatkemungkinan tertabraknya lengan.

b) Menentukan banyak langkah per menit.

c)Motor mesin dihidupkan. Dengan cara memasukkan tuas kopling mesinmulai bekerja.

d) Mencoba langkah pemakanan (feeding) dari meja, mulaidari langkah halus sampai langkah kasar. Perhatikan seluruh gerak mesin.

e) Menghentikan kerja mesin dilakukan dengan cara melepas tuas kopling

f) kemudian matikan motor.

17

2.3 MACAM – MACAM PROSES PENYEKRAPAN

Proses penyekrapan dapat dilakukan dengan berbagai cara,berikutpenjelasannya:

a.Penyekrapan datarPenyekrapan bidang rata adalah

penyekrapan benda kerja agarmenghasilkan permukaan yang rata. Penyekrapan bidang rata dapat dilakukandengan cara mendatar (horizontal) dan cara tegak (vertikal).

Pada penyekrapan arah mendatar yang bergerak adalah benda kerja atau meja ke arah kiri kanan.Pahat melakukan langkah penyayatan dan ketebalan diatur dengan menggesereretan pahat.

b. Penyekrapan tegak

18

Pengaturan ketebalan dilakukan dengan menggeser meja. Pahat harusdiatur sedemikian rupa (menyudut) sehingga hanya bagian ujung saja yangmenyayat dan bagian sisi dalam keadaan bebas. Tebal pemakanan diatur tipis± 50 mm. Langkah kerja penyekrapan tegak sesuai dengan penyekrapan yangdatar.

c. Penyekrapan menyudutPenyekrapan bidang menyudut adalah

penyekrapan benda kerja agarmenghasilkan permukaan yang miring/sudut. Pada penyekrapan ini yangbergerak adalah eretan pahat maju mundur. Pengaturan ketebalan dilakukandengan memutar ereten pahat sesuai dengan kebutuhan sudut pemakanan.

19

d. Penyekrapan alur

Menurut alur penyekrapan, mesin sekrap dapat digunakan untuk membuatalur:

1.Alur terus luar2..Alut terus buntu.3. Alur terus dalam

. 4. Alut terus tembus.

2.4 MENGATURPANJANG LANGKAH DAN KEDUDUKAN LANGKAH

Untuk mengatur panjang langkah dan kedudukan langkah kita harusmemperhatikan sebagai berikut:

20

Hitung langkah yang diperlukan sesuai dengan panjang benda kerja yaitupanjang benda kerja ditambah dengan kebebasan langkah kemuka dankebelakang.

PL = L + x + ½ xL = panjang benda kerjax = kebebasan langkah kebelakang (1 – 12m)½ x =kebebsan langkah kemuka (+ 6 mm)

21

(http://google/indoteknik.com, 2011)Gambar 4.7 Menghitung langkah

Jalankan mesin kemudian matikan mesin pada kedudukan pahat palingbelakang. Kendorkan mur pengikat tuas B kemudian aturlah panjang langkah(memperpanjang/memperprndek).

Dengan jalan memutar tuas B dengan engkolpemutar b kekanan/kekiri. Bacalah pada skala langkah. Kendorkan tuas pengikatA. Aturlah kedudukan benda kerja dengan jalan mendorong lengan penumbukkemuka atau kebelakang. Setelah mendapatkan langkah yang dikehendakikencangkan kembali tuas pengikat A. Jalankan mesin dan periksalah apakahpanjang dan kedudukan langkah sudah sesuai.

2.5 KECEPATAN LANGKAHLangkah pemakanan yaitu langkah

maju pada mesin sekrap adalah

22

lebihlambat dari pada langkah mundur. Ini disebabkan karena jarak yang ditempuhpena engkol pada waktu maju lebih jauh daripada jarak yang ditempuh padawaktu mundur.Perbandingan waktu = Langkah maju = 3Langkah mundur = 2Jumlah perbandingan = 3 + 2 = 5

(http://google/indoteknik.com, 2011)Gambar 4.8 Kecepatan Langkah

Waktu yang digunakan untuk langkah maju dalam satu menit adalah 3/5menit.

23

Besar kecepatan langkah mesin yang digunakan pada waktu menyekrapditentukan oleh:1. Kekerasan pahat

2. Kekerasan bahan yang disekrap

3. Panjang langkah mesin (panjang bahan yang disekrap)

Sistematik Satuan MetrikJika panjang langkah = L mm dan

banyak langkah dalam 1 menit jarakyang ditempuh oleh langkah maju dalam 1 menit adalah n x Lx m 1000Kecepatan pemotongan atau cutting speed (Cs) = jarak tempuh dibagi waktu.

24

n = jumlah langkah tiap menitL = panjang langkah (dalam mm)Cs = kecepatan potong (cutting speed) dalam m/menit.

Sistem Satuan InchiJika panjang langkah L inchi dan

banyak langkah dalam 1 menit = n,maka jarak yang ditempuh dalam 1 menit = n x L/12 kaki.Kecepatan potong :

25

Dimana:n = banyak langkah tiap menitCs = kecepatan potong/cutting speed (dalam kaki/menit)L = panjang langkah dalam inchi

Daftar Cutting Speed (Cs) Untuk Pahat HSS

Contoh perhitungan :Berapakah jumlah langkah yang

diambil untuk menyekrap mild steel denganpahat HSS jika panjang langkah = 200 mm dan kecepatan potong Cs = 30m/menit.

26

catatan :

Selain memperhatikan perhitungan diatas,

dalam menentukan kecepatan langkah

juga ditentukan oleh:

a. Kehalusan yang diinginkan (finishing).

b. Kondisi mesin (kemampuan mesin dan

getaran mesin).

c. Dalam pemakanan.

2.6 PAHAT SEKRAP

Pahat Sekrap mempunyai bermacam-

macam sudut kegunaan. Sudut-sudut

27

pahat dapat dilihat pada gambar dibawah

ini:

(http://google/indoteknik.com, 2011)

Gambar Sudut-sudut Pada Pahat

1. Sudut potong (cutting angel)

2. Sudut bibir potong (lip angel)

3. Sudut bebas ujung/muka (end relif)

4. Sudut tatal belakang (back rack angel)

5. Sudut sisi sayat (side rack angel)

6. Sudut sisi bebas (side clearance)

2.7 CARA MEMASANG PAHAT

28

Pahat-pahat sekrap yang besar dapat

dipasang langsung pada penjepit

(toolpost), sedangkan pahat-pahat yang

kecil dipasang pada tool post

denganperantaraan pemegang pahat (tool

holder). Dilihat dari bentuk dan fungsinya

ada3 macam tool holder, yaitu :

1. Tool holder lurus

2. Tool holder bengkok (tool hoder kiri atau

kanan)

3. Universal tool holder, yaitu tool holder

yang dapat menjepit pahat pada

5kedudukan pahat (gambar 9). Dengan

demikian universal tool holder lurus

atau sebagai tool holder kiri/kanan.

29

(http://google/indoteknik.com, 2011)

Gambar Pahat Universal

Prinsip Dasar PemotonganPahat bergerak

maju undur, benda kerja bergerak ke arah

melintang. Pemotongan hanya terjadi pada

gerak langkah maju, pada saat langkah

30

mundur benda kerja bergeser

2.8 MACAM – MACAM BENTUK PAHAT

SEKRAP

a. Pahat sekrap kasar lurus

b. Pahat sekrap kasar lengkung

31

c. pahat sekrap datar

d. pahat sekrap runcing

e. pahat sekrap sisi

f. pahat sekrap sisi kasar

g. pahat sekrap sisi datar

32

h. Pahat sekrap profil

Geometri pahat sekrap

α = sudut bebas

β = sudut mata potong (baji)

γ = sudut buang

δ = sudut potong (α + β)

33

Elemen Dasar Proses Sekrap

Pada proses sekrap gerak makan (f) adalah gerakan pahat perlangkah penyayatan, kecepatan potong adalah kecepatan

34

potong rata-rata untuk gerak maju dan gerak kembali dengan perbandingan kecepatan (Rs) = Vm/Vr. Harga Rs <1. (Gambar.), Elemen dasar tersebut adalah:

a. Kecepatan potong rata-rata :

lt = lv+lw+lnnp = jumlah langkah per menit

b. Kecepatan makan :

f = gerak makanc. Waktu pemotongan :

35

d. kecepatan penghasilantotal

Tabel Shaper Speeds dan Feeds

36

37