Mesin Bubut (Engine lathe)Mesin bubut, adalah salah satu dari mesin perkakas yang paling awal dikembangkan. Hal ini karena bahan mesin ini sangat banyak digunakan karena material yang paling banyak dipotong pada bengkel mesin adalah bentuk silinder.

Gambar 2.Mesin Bubut (Engine lathe)

Gambar 2.6 Carriage Mesin BubutMesin ini banyak digunakan dalam bengkel, karena material yang banyak dipotong pada bengkel mesin adalah bentuk silinder.

Gambar 2.7Bagian-bagian Mesin Bubut2.2.1 Bagian-bagian Mesin Bubut

Keterangan Bagian Bagian Mesin Bubut :1.Head Stock:Tempat pengaturan kecepatan pemotongan (speed of cut).

2.Spindel:Bagian yang meneruskan putaran mesin ke benda kerja sehingga benda kerja dapat berputar, serta tempat melekatnya benda kerja.

3.Chuck:Pemegang benda kerja.

4.Dead Center:Untuk menunjang ujung benda kerja, center ini tidak berputar bersama benda kerja.

5.Tail Stock Quill:Tempat melekatnya dead center. Disamping itu dapat juga untuk meletakkan drill chuck untuk drilling

6.Tail Stock:Bagian belakang (ekor) mesin bubut, untuk menunjang ujung benda kerja dengan perantaraan dead center yang dilekatkan pada tail shock spindle.

7.Tail Stock Handwheel :Untuk memajukan atau memundurkan posisi dead center agar kedudukan benda kerja dapat diatur dengan baik. Disamping itu apabila kedudukan tail stock dipasang mata bor, maka stock handwheel dapat juga digunakan sebagai gerak pemakanan (feeding motion).

8.Bed:Bagian yang menunjang head stock, tail stock. Sedangkan bagian atas dari bed disebut ways.

9.Carriage:Bagian yang dapat bergeser dengan arah longitudinal sepanjang bed, memikul bagian lain-lain diatasnya yaitu cross slide, dll.

10.Cross Slide:Bagian yang melintang sumbu mesin bubut, terletak diatas carriage untuk mengadakan gerak pemakanan melintang (cross feed).

11.Compound Rest :Tempat melekatnya tool post.

12.Tool Post:Tempat melekatnya pahat .

13.Crossfeed Screw Handle:Handle untuk menggerakkan cross slide.

14.Apron Handwheel:Handle untuk menggerakkan carriage.

15.Compound Rest Screw Handle :Handle untuk menggerakkan compound rest.

16 .Chip Pan:Temapt penampungan geram (chip) hasil perautan.

17.Clucth:Berfungsi untuk memutus dan menyambungkan putaran roda gigi di dalam proses operasional mesin bubut.

18.Apron:Bagian yang menunjang Tool post, Cross Slide dan Compound Rest.

19.Feed Selector

:Bagian yang berfungsi untuk mengatur gigi percepatan kerja mesin bubut.

2.2.2 Setting Mesin BubutPosisi ketinggian dan kedudukan dari pahat harus diatur sebagai berikut :1. Nilai a harus sependek mungkin untuk menghindari getaran.2. Posisi tinggi rendahnya pahat dapat diatur dengan menggunakan potongan plat.

Gambar. 2.8Posisi Jarak Ujung Pahat dengan Benda Kerja

3. Letak ujung sisi potong pahat harus disesuaikan tepat pada gerakan sumbu benda kerja.

Gambar. 2.9Posisi Ketinggian Sisi Pahat Tepat pada Sumbu Mesin Bubut

4. Jika letak pahat diatas sumbu, sudut bebasnya berkurang atau mengecil, akibatnya benda kerja melentur dan sisi depan bagian bawah akan masuk lebih dalam pada benda kerja.

Gambar. 2.10 Posisi Ketinggian Sisi Pahat di Atas Sumbu Mesin Bubut

5. Jika letak pahat dibawah sumbu, maka susut bebasnya akan bertambah besar. Benda kerja akan terangkat.

Gambar. 2.11 Posisi Ketinggian Sisi Pahat di Bawah Sumbu Mesin Bubut

Gambar 2.12 Proses OperasionalMesinBubut Operasionalnya2.2.3 Proses Operasional pada Mesin Bubut

Macam-macam operasional yang bisa dilakukan dengan mesin bubut:1. TurningProses pemotongan permukaan silindris dari suatu benda kerja dimana pemakanan tersebut rata pada semua sisinya. Pahat yang digunakan disebut pahat turning.

Gambar 2.13 Proses Operasional Turning2. FacingPada proses ini pahat bergerak memotong ujung benda kerja yang berputar untuk menghasilkan suatu permukaan yang rata. Pahat yang digunakan pada facing sama dengan pahat yang digunakan pada turning.

Gambar 2.14 Proses Operasional Facing3. TaperingProses ini sama dengan facing, hanya berbeda hasil yang diperoleh yaitu berupa tirus atau taper. Pahat yang digunakan sama dengan pahat yang digunakan pada turning dan facing.

Gambar 2.15 Proses Operasional Tapering4. DrillingPada proses drilling dengan menggunakan mesin bubut, maka drill head dipasang pada tail stock sehingga dapat memegang pahat drill yang akan melubangi benda kerja yang berputar pada chuck.

Gambar 2.16 Proses Operasional Drilling5. BoringProses memperbesar lubang dimana lubang tersebut dihasilkan dari proses drilling atau lubang-lubang hasil tuangan. Pahat yang digunakan menggunakan pahat boring yang bergeometri sama dengan pahat drill akan tetapi dengan cutting edge dan ukuran yang lebih besar.

Gambar 2.17 Proses Operasional Boring6. KnurlingProses penekanan suatu pahat knurling kedalam permukaan benda kerja. Pahat yang digunakan disebut pahat knurling.

Gambar 2.18 Proses Operasional Knurling

7. ThreadingProses pembuatan ulir dalam atau ulir luar. Pahat yang digunakan disebut pahat threading.

Gambar 2.19 Proses Operasional Threading8. Necking atau GroovingProses pembuatan alur pada benda kerja silindris dengan hasil pemotongan rata pada setiap sisi bagian yang dipotong. Pahat yang digunakan adalah pahat alur atau nama lainnya adalah square nose tool dan end cutting tool.

Gambar 2.20 Proses Operasional Necking atau Grooving9. Cutting Off atau Parting OffProses pemotongan benda kerja silindris. Pahat yang digunakan adalah pahat potong dengan nama lainnya cut off atau parting tool.

Gambar 2.21 Proses Operasional Cutting Off /Parting Off

10. ProfillingYaitu Proses pada mesin yang berfungsi untuk membentuk profil atau bidang cembung pada suatu benda kerja.

Gambar 2.22 Proses Operasional Profilling

2.2.4 Proses Kerja Mesin BubutMotor listrik yang ada pada mesin bubut akan dapat berfungsi untuk merubah energi listrik menjadi energi mekanis dalam hal ini berupa gerak putar. Gerak putar yang ada pada motor listrik selanjutnya ditransmisikan dengan menggunakan perlengkapan transmisi pulley dan roda gigi sehingga mampu memutar potor utama (spindel). Diujung poros utama terdapat perlengkapan pencekam yang mampu mencekam benda kerja, sehingga adanya putaran pada poros utama maka akan mampu memutar benda kerja. Sedangkan pahat yang tercekam pada tempat pahat (tool post) akan mampu bergerak kekanan, kekiri, mendekat dan menjauh operator serta mampu bergerak serong, gerakan-gerakan ini dimungkinkan terjadi karena adanya fasilitas ulir penggerak, susunan roda gigi dan juga adanya jalan (ways). Selanjutnya adanya dead center yang akan mendukung benda kerja pada sisi satunya.a). Jika letak pahat diatas sumbu, maka garis sumbu dan sudut tatal atau geram akan membuat sudut lebih besar dan sudut bebasnya berkurang. Akibatnya ia akan melentur dan sisi depan bagian bawah akan masuk lebih dalam pada benda kerja.

Gambar. 2.23 Posisi Ketinggian Sisi Pahat di Atas Sumbu Mesin Bubut

b). Ujung sisi potong pahat harus disesuaikan tepat pada gerakansumbu benda kerja.

Gambar. 2.24 Posisi Ketinggian Sisi Pahat Tepat pada Sumbu Mesin Bubut

c). Jika letak pahat dibawah sumbu, maka besarnya sudut antara garis sumbu dan sudut geram akan berkurang, sudut bebasnya menjadi besar pula. Kedudukan pahat yang demikian adalah jelek sehingga benda kerja dapat terangkat.

Gambar. 2.25 Posisi Ketinggian Sisi Pahat di Bawah Sumbu Mesin Bubut

2.2.5 Perhitungan Waktu Pemotongan Benda KerjaElemen dasar mesin bubut dapat diketahui dan dihitung dengan rumus yang diturunkan dengan memperhatikan gambar di bawah ini :

Gambar. 2.26 Proses Membubut ( Turning )Benda KerjaPahatMesin Bubut

do = diameter awal (mm)dm = diameter akhir (mm)l = panjang pemotonganKr = sudut potong utamao = sudut gerama = kedalaman potong (mm)f = gerak makan (mm/put)n = putaran poros (rpm)

1. Kecepatan potong :V = ( .d.n ) / 1000 (m/min)Dimana : d = (do + dm) / 2, mm D = diameter rata-rata2. Kecepatan makan :Vf = f. n ( m/min )3. Waktu pemotongan :Tc = l / Vf ( menit )4. Kecepatan penghasilan geram :Z = A. V (cm3 / min)dimana A = f. a (mm2)Pada gambar 2.25 harga a dan f yang tetap makas sudut potong utama Kr ini menentukan besarnya lebar pemotongan ( b, width of cut ) dan tebal geram sebelum terpotong ( h, underformed chip thikness ) sebagai berikut :- Lebar pemotongan: b = a / sin Kr, mm- Tebal geram sebelum terpotong: h = f. sin Kr, mmDengan demikian, besarnya A = f. a = b. h (mm2)Perlu di catat bahwa tebal geram sebelum terpotong (h) belum tentu sama dengan tebal geram (hc = chip thikness) dan hal ini antara lain di pengaruhi sudur geram (o ), kecepatan potong dan material benda kerja.2.3 Perkakas Potong (Pahat)Perkakas potong (cutting tool) adalah bagian yang paling kritis dari suatu proses pemesinan. Material, parameter dan geometri dari perkakas potong serta gaya pemotongan akan menentukan suatu proses pemesinan dan akan mempengaruhi umur dari perkakas potong tersebut2.3.1 Jenis-jenis PahatDalam proses pemesinan, pahat merupakan material yang sering mengalami penggantian. Hal ini karena pahat adalah komponen produksi yang dapat habis dan harganya relatif mahal. Pahat akan mengalami keausan setelah digunakan untuk pemotongan. Semakin besar keausan pahat, maka kondisi pahat akan semakin kritis. Jika pahat terus digunakan maka keausan pahat akan semakin cepat dan pada suatu saat ujung pahat sama sekali akan rusak. Kerusakan fatal tidak boleh terjadi pada pahat sebab gaya pemotongan yang sangat tinggi akan merusakkan pahat, mesin perkakas, benda kerja dan dapat membahayakan operator serta berpengaruh besar pada toleransi geometrik dan kualitas permukaan produk.Pada dasarnya, keausan akan menentukan batasan umur pahat. Pemilihan bentuk/jenis pahat, material benda kerja dan kondisi pemotongan yang tidak tepat akan berpengaruh terhadap karakteristik pahat tersebut. Oleh karena itu, perlu diketahui pengaruh jenis pahat potong, material benda kerja, dan kondisi pemotongan (kecepatan potong, kedalaman potong dan gerak makan) terhadap keausan pahat. Kualitas pahat ditentukan 2 faktor, yaitu:1. Material Pahat, bahan dari pahat yang lebih unggul daripada benda kerja baik dan tahan dari panas waktu terjadi gesekan.Sifat mekanik yang perlu diperhatikan dalam pemilihan material.2. Geometri Pahat, dibentuk dan dibuat sedemikian rupa guna untuk mengurangi gesekan antara pahat dan benda kerja.

Gambar 2.27 Pahat Turning Mesin Bubut Baja perkakas yang biasanya untuk pahat bubut adalah jenis HSS. Bahan untuk pahat selain HSS adalah pahat sisipan (insert) disebut carbida dibuat dengan cara powder metalurgy. Pahat HSS lebih murah dan dapat diasah lagi dibandingkan dengan pahat insert yang dimensinya lebih kecil. Dari sisi kekerasan pahat insert lebih keras tapi tidak ekonomis, apabila sisi potongnya tumpul maka tidak dapat dipakai lagi. Pada perkembangannya pahat bubut sering dilapisi oleh pelapis yang sangat keras misalnya lapisan TiN (berwarna kuning), TiC, dll.Untuk melakukan perautan dan pengasahan pahat HSS maka diperlukan pemahaman yang baik tentang geometri pahat yang meliputi sudut pahat dan bidang-bidang pahat. Sementara perautan dan pengasahan dapat dilakukan dengan menggunakan mesin gerinda. Berikut adalah geometri dari pahat HSS untuk proses turning.

Gambar. 2.28 Geometri Pahat Turning HSS Pada Mesin Bubut

Jenis-jenis Pahat

Gambar 2.29 Jenis Pahat

1. pahat sisi kanan .2. pahat pinggul/champer kanan .3. pahat sisi/permukaan kanan .4. pahat sisi/permukaan kanan(lebih besar) .5. pahat ulir segitiga kanan .6. pahat alur .7. pahat alur segitiga(kanan kiri) .8. paht ulir segitiga kiri .9. pahat sisi kiri .10. pahat pinggul kiri .11. pahat alur lebar.

Tabel 1. Besarnyasudutpahatbubut (single point tool) yang disarankanTabel 2. Tabel Sudut Pahat

2.4 Mesin GergajiMesin Gergaji merupakan mesin yang menggunakan sistem hidrolik untuk pengaturan tekanan pemotongan dan pengangkatan ulang beban setelah proses pemotongan.

Gambar 2. 30 Mesin gergaji potong REMOR 400Dari Gambar 2.30, dapat dilihat bahwa komponen-komponen utama mesin gergaji terdiri dari:1. mata gergaji (blade)2. beban pemberat3. pipa flexible untuk fluida pendingin (dromus)4. baut pengencang mata gergaji5. penjepit benda kerja6. baut pengunci benda kerja7. silinder torak8. tuas pengatur naik atau turun mata gergaji9. pengatur tekanan beban.Sistem hidrolik mesin gergaji REMOR 400 terdiri atas tiga torak. Torak pertama merupakan penggerak, torak ini terletak pada bagian dalam mesin dan dihubungkan dengan poros engkol. Torak pertama berfungsi memindahkan minyak hidrolik dari tangki ke dua buah silinder torak untuk menggerakkan torak pengangkat dan penurun beban. Secara rinci komponen sistem hidrolik diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Gambar 2. 31 Tampilan sistem hidrolik mesin gergaji REMOR 400

Dari gambar di atas, ditunjukkan masing-masing komponen sistem hidraulik adalah (1) torak pertama atau torak penggerak, (2) garis petunjuk penempatan torak pertama, (3) seal torak pertama, (4) baut pengatur tekanan beban, (5) lubang poros engkol, (6) kait penahan untuk posisi naik dan turun, (7) tuas penggerak kait, (8) seal torak pengangkat dan penurun beban, (9) torak pengangkat dan penurun beban, (10) silinder torak, (11) poros pengatur minyak hidrolik dan garis penempatannya.Prinsip kerja sistem hidrolik adalah poros pertama yang dihubungkan dengan poros engkol akan bergerak ulang-alik pada saat motor penggerak di start ON. Pada saat bergerak masuk maka minyak hidrolik akan dipindahkan sehingga torak pengangkat beban bergerak ke atas, sesuai dengan pengkondisian tuas pengatur. Sebaliknya, jika tuas pengatur mengarah ke bawah maka minyak hidrolik di tarik untuk pindah ke tangki penampungan kembali.2.5 Mesin GerindaMesin gerinda adalah mesin perautan yang menggunakan bonded abrasive tools.Bonded abrasive tools ini terdapat pada roda gerinda yang berputar dengan kecepatan sudut tinggi. Roda gerinda berbentuk seperti disk yang dirancang untuk stabil pada kecepatan sudut tinggi. Mesin gerinda banyak digunakan untuk penghalusan benda kerja dan pembuatan serta penajaman alat-alat perkakas, misalnya mata bor, pahat, penggores, jangka tusuk, dan sebagainya. Yang perlu diperhatikan dalam pemakaian mesin gerinda adalah jenis permukaan batu gerinda yang digunakan. Pada praktikum mesin gerinda yang digunakan adalah mesin gerinda berdiri dengan roda gerinda bentuk disk. Jenis permukaan batu gerinda adalah bonded abrasive tools.

Gambar 2.32 Mesin Gerinda Berdiri

Pengasahan Pahat HSS dengan Mesin Gerinda adalah sebagai berikut :1. Memeriksa secara visual keadaan sudut potong, dan mempertahankan jika sudah benar.2. Memegang pahat dengan tangan kiri dan sangga dengan tangan pada kedudukan.3. Memegang kepala pahat dengan tangan kanan dan gerakkan sehingga sisi potong perlahan-lahan bergerak ke muka dan ke belakang, kemudian gerakkan pahat melintang bidang roda gerinda.4. Memasukkan pahat kedalam air jika pahat terasa panas.5. Membalikkan pahat dan gerinda sisi potong lainnya.

Gambar 2.34 Roda Gerinda dan Benda KerjaGerak potongGerak makanSisi abrasive pada permukaanGambar 2.33 Perautan dan Pengasahan Pahat2.6 Jangka SorongJangka sorong adalah alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapai sepersepuluh, seperdua puluh, seperlima puluh, dan seperseratus milimeter.Terdiri dari dua bagian, bagian diam dan bagian bergerak. Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan ketelitian pengguna maupun alat. Sebagian keluaran terbaru sudah dilengkapi dengan display digital. Adapun kegunaan jangka sorong adalah: Untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit; Untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang (pada pipa, maupun lainnya) dengan cara diulur; Untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan cara "menancapkan/menusukkan" bagian pengukur. Bagian pengukur tidak terlihat pada gambar karena berada di sisi pemegang.

Gambar 2.2 : Mengukur Menggunakan Jangka SorongUkuran jangka sorong ada beberapa macam, seperti jangka sorong dengan panjang 150 mm, 175 mm, 250 mm, 300 mm (sistem metrik). Sedangkan untuk mengukur ukuran benda kerja yang besar juga digunakan jangka dengan ukuran panjang lebih dari 1 meter.

Gambar 2.3 : Bagian Bagian Jangka SorongKeterangan gambar a. Rahang tetapb. Rahang yang dapat digerakkan c. Sensor untuk pengukuran bagian luar benda kerjad. Sensor untuk pengukuran bagian dalam benda kerja e. Skala utama f. Skala vernier g. Baut pengunci, digunakan apabila jangka sorong akan digunakan untuk melakukan pengukuran benda kerja dengan ukuran sama dan dalam jumlah yang banyak.h. Batang pengukur kedalaman benda kerja i. Penyetel, digunakan untuk menggeserkan bagian rahang vernier, sehingga mencapai posisi tertentu sesuai dengan benda kerja yang akan diukur.

Ketelitian dari jangka sorong bermacam-macam, yaitu ketelitian 0,1 mm yang berarti pada skala noniusnya dibagi menjadi 10 bagian, di mana setiap bagian berarti 0,1 mm, sedangkan pada skala utama setiap bagian berarti besarnya 1 mm. Untuk jangka sorong dengan ketelitian 0,05 mm, maka pada skala noniusnya satu bagian pada skala utama dibagi menjadi 20 bagian, artinya setiap bagian berharga 0,05 mm, serta jangka sorong dengan ketelitian 0,001 mm.Mengukur sisi dalam suatu benda dengan cara memasukkan rahang bagian atas ke dalam benda yang akan diukur. Untuk mengukur panjang suatu benda dengan cara membuka rahang jangka sorong hingga ujung lancip menyentuh dasar benda. Untuk mengukur kedalaman suatu benda dengan cara menempatkan benda yang akan diukur kedalamannya pada tangkai ukur.

Cara membaca hasil pengukuran menggunakan jangka sorong : Bacalah skala utama yang berimpit atau skala terdekat tepat didepan titik nol skala nonius. Bacalah skala nonius yang tepat berimpit dengan skala utama. Hasil pengukuran dinyatakan dengan persamaan :Hasil = Skala Utama + (skala nonius yang berimpit x skala terkecil jangka sorong) = Skala Utama + (skala nonius yang berimpit x 0,01 cm)

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan pada saat melakukan pengukuran dengan menggunakan jangka sorong, yaitu: 1. Sebelum melakukan pengukuran bersihkan jangka sorong dan benda yang akan diukurnya. 2. Sebelum jangka sorong digunakan, pastikan skala nonius dapat bergeser dengan bebas. 3. Pastikan angka 0 pada kedua skala bertemu dengan tepat. 4. Sewaktu mengukur usahakan benda yang diukur sedekat mungkin dengan skala utama. Pengukuran dengan ujung gigi pengukur menghasilkan pengukuran yang kurang akurat. 5. Tempatkan jangka sorong tegak lurus dengan benda yang diukur. 6. Tekanan pengukuran jangan terlampau kuat, karena akan menyebabkan terjadinya pembengkokan pada rahang ukur maupun pada lidah pengukur kedalaman. Jika sudah pas, kencangkan baut pengunci agar rahang tidak bergeser, tetapi jangan terlalu kuat karena akan merusak ulir dari baut pengunci. 7. Dalam membaca skala nonius upayakan dilakukan setelah jangka sorong diangkat keluar dengan hati-hati dari benda ukur. 8. Untuk mencegah salah baca, miringkan skala nonius dampai hampir sejajar dengan bidang pandangan, sehingga akan memudahkan dalam melihat dan menentukan garis skala nonius yang segaris dengan skala utama. 9. Untuk mencegah karat, bersihkan jangka sorong dengan kain yang dibasahi oleh oli setelah dipakai.

Berikut adalah beberapa contoh penggunaan jangka sorong :

Gambar 2.35 Cara Menggunakan Jangka Sorong untuk Mengukur Diameter Luar

Gambar 2.36 Cara Pengukuran Bagian Dalam DenganMenggunakan Jangka SorongGambar 2.37 Cara Pengukuran Kedalaman Dengan MenggunakanJangka SorongSiku-siku Siku-siku merupakan peralatan yang dapat berfungsi untuk mengukur kesikuan benda kerja, memeriksa kesejajaran garis, serta merupakan peralatan bantu dalam membuat garis pada benda kerja. Siku-siku terdiri dari satu blok baja dan satu bilah baja, di mana keduanya digabungkan sehingga membentuk sudut 90 derajat antara satu dengan lainnya. Bahan pembuat siku-suku adalah baja perkakas, sehingga ia cukup kuat dan tahan terhadap keausan dan karat (Ambiyar, dkk, 2008 : 303).

Gambar 2.4 : Mengukur Kesikuan Benda KerjaPenggaris SikuPenggaris siku merupakan alat yang umum digunakan untuk mengukur siku (sudut 900) dari dua sambungan, baik siku bagian dalam ataupun siku bagian luar. Penggaris siku biasanya terbuat dari 2 buah bagian yang berbeda yang disatukan.

Penggaris siku terdiri dari bagian lengan dan bilah yang memiliki skala ukur seperti penggaris biasa. Biasanya pembuatan bagian lengan dibuat alur untuk memasukkan bilah. Penggunaan penggaris siku dilakukan dengan memastikan salah satu bagian menjadi acuan. Kemudian tempelkan dengan kuat lengan pada bidang acuan tersebut, perhatikan pada sisi bilahnya. Apabila terdapat rongga atau celah pada bagian ujung bilah, berarti sudut benda kerja lebih dari 900, akan tetapi bila terdapat rongga atau celah pada bagian pangkal bilah (pertemuan lengan dengan bilah), berarti sudut benda kerja kurang dari 900.