BAB 3 Operasi Bubut PM

 

20

Tujuan Instruksional Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa dapat :  :  1.  Menjelaskan prinsip dasar gerakan membubut 2.  Menjelaskan fungsi dan arah gerakan bagian utama tersebut 3.  Menjelaskan beberapa operasi membubut membubut dan jenis pahat yang digunakan 4.  Menjelaskan proses pembubutan tirus 5.  Memberikan perbedaan antara 3 jenis metode pembubutan tirus 6.  Menjelaskan cara pembubutan ulir  7.  Membuat sketsa sederhana tentang mesin bubut 

Ringkasan Materi : Pada materi ini dipaparkan salah satu mesin produksi yang merupakan kategori general purpose machine yakni mesin bubut. Diperkenalkan bagian-bagian utama mesin bubut dan fungsinya masing-masing. Keterhubungan antara bagian-bagian utama  tersebut diperlihatkan dalam  proses membubut, misalnya parting off, membubut tirus dan membubut roda gigi. Parameter penting dalam pembubutan yang menjadi perhatian adalah kecepatan potong dan pemakanan.  Metode Pembelajaran :  Kuliah 60 mnt). mnt). Mahasiswa mendapat mendapat penjelasan tentang mesin dan operasi bubut Tanya jawab 10 mnt). mnt). Mahasiswa bertanya dosen menjawab atau sebaliknya Tugas individu 30 mnt). mnt). Mahasiswa mengerjakan/menjawab soal-soal Tugas kelompok. kelompok. Mahasiswa mengerjakan tugas dengan berdiskusi dalam kelompok, membuat laporan hasil diskusi dan menyiapkan materi presentase. 

 

21

Dalam buku teks berbahasa Inggris, I nggris, mesin bubut disebut dengan Lathe Machine , sedangkan proses membubut disebut dengan turning turning.. Turning berasal dari kata to turn  Turning berasal turn   yang bermakna move around axis  axis  atau bergerak mengitar sumbunya.  Apa yang bergerak mengitari sumbu pada mesin bubut adalah benda kerja sementara pahat bubut tetap.

Perhatikanlah gambar di samping Tanda panah pada work   menunjukkan benda kerja yang berputar pada sumbunya

3 BAB

Operasi Bubut Mesin bubut adalah salah satu mesin produksi yang serbaguna dan sangat luas pemakaiannya di seluruh penjuru dunia. Fungsi utama dari mesin bubut adalah menghilangkan sebagian material dari benda kerja untuk mendapatkan bentuk dan ukuran yang diinginkan. Benda kerja dicekam dengan kuat dan kaku pada suatu pencekam. Pencekam kemudian berputar pada sumbunya bersama dengan benda kerja. Sebuah pahat potong yang diarahkan mengenai benda kerja akan mengeluarkan sebagian materialnya dalam bentuk geram-geram.

Tanda panah pada tool   menunjukkan langkah/arah  feeding atau  feeding  atau pemakanan

Gambar III.1 : III.1 : Prinsip gerakan pahat dan benda kerja pada mesin bubut Work  =  = benda kerja Tool  =  = pahat potong Bed  =  = landasan Headstock  =  = kepala tetap Tailstock  =  = kepala lepas Carriage = Carriage  = Kereta luncur

Selain operasi membubut, mesin ini dapat pula digunakan untuk operasi membuat lubang, melebarkan lubang, pembuatan alur skrup, menggerinda, dll. Konstruksi Mesin Bubut

Mesin bubut dibuat dengan berbagai bentuk dan ukuran. Mulai dari mesin bubut bangku yang kecil hingga yang berukuran besar sederhana untuk membubut poros raksasa. Suatu sangat mesin bubut terdiri

 

22

dari bed   yang terbuat dari besi tuang kelabu dimana headstock , tailstock , carriage carriage   dan komponen mesin bubut lainnya diletakkan. Bagian-bagian utama dari mesin bubut adalah : 1. Bed 2. Head stock 3. Tail stock 4. Carriage 5. Mekanisme pemakanan 6. Mekanisme pemotongan ulir Bed

Gambar 3.1 : 3.1 : Bed

Bed   mesin bubut adalah landasan dimana seluruh bagian mesin bubut dilekatkan. Terbuat dari material casting yang kokoh dan kaku untuk mendukung bagian-bagian mesin bubut terutama yang bergerak selama operasi pembubutan. Pada ujung sebelah kiri dari bed terdapat headstock   dan pada sisi sebelah kanan ditempati tailstock . Carriage Carriage terletak  terletak di atas bed   dan dapat meluncur sepanjang bed . Bagian atas bed   terdapat alur pengarah yaitu alur pengarah dalam dan alur pengarah luar. Alur pengarah dalam merupakan alur lintasan tailstock , sedangkan alur pengarah luar menjadi tempat lintasan carriage carriage.. Bentuk alur pengarah ini ada yang datar dan ada berupa bentuk V. Umumnya bed terbuat dari besi tuang yang dipadukan dengan nikel dan kromium. Headstock

Fungsi utama headstock  adalah  adalah memindahkan daya ke

Gambar 3.2 : 3.2 : Headstock

komponen mesin bubut yang lain. Di dalam badan headstock   terdapat rangkaian roda gigi untuk pemindahan daya. Spindel   utama dilekatkan pada headstock . Spindel   menopang benda kerja dan berputar bersama benda kerja. Cone pulley   juga berada dalam rangkaian di dalam headstock   yang berfungsi untuk memutar spindle spindle melalui  melalui motor elektrik pada berbagai kecepatan. Keterangan gambar : (H1) Headstock, (H4) Rumah dari spindel utama, (H2,H3) Mekanisme pengganti kecepatan, (H10) roda gigi pengubah.

 

23

Gambar 3.3 : 3.3 : Tailstock

Gambar 3.4 : 3.4 : Carriage & Tool Post

Gambar III.2 : III.2 : Konstruksi mesin bubut Carriage = Kereta luncur Carriage =  Alignment  =  = Penyebarisan Compound Rest   = Peletakan majemuk Live centre= centre= center jalan  jalan  Dead centre = center tetap

Tailstock

Tailstock   biasa digunakan sebagai bantalan luar dan penopang benda kerja sirkular yang mengalami pembubutan. Tailstock   dapat diatur dengan mudah

 

24

disepanjang bed  untuk  untuk pekerjaan alignment  maupun  maupun non alignment   terhadap pusat spindel   terhadap benda kerja dengan panjang yang berbeda. Tailstock  juga   juga membawa dead centre  centre  untuk menopang salah satu ujung benda kerja. Baik live centre  centre  pada headstock maupun dead centre   (T5) pada tailstock   mempunyai ujung yang centre mengerucut 60o, ujung yang lain berbentuk tirus. Spindel   pada tailstock   bergerak secara longitudinal oleh gerakan skrup pengarah dan handwheel   (T1). Tailstock   dapat diposisikan dan di kunci dengan barrel (T6) di sepanjang bed . Terdapat pula gear box   (T2) antara  dan spindel . handwheel  dan Carriage

Carriage dipasang pada alur luar pada bed  mesin Carriage dipasang   mesin bubut dan dapat digerakkan sejajar dengan sumbu spindel. Carriage tersusun Carriage  tersusun atas apron apron   (5) (5),, cross slide  slide  (3) (3),, saddle  saddle  (4),, compound rest   (2) (4) (2)   dan dan   tool post   (1). Carriage Carriage   membawa pemegang pahat (1) dan menggerakkan secara longitudinal saat pembubutan turning  dan   dan secara perpendikular saat proses pembubutan facing   dibawah kendali operator. Handwheel   (2a) mengendalikan gerakan dari compound rest , dan karena perletakannya dilengkapi dengan busur derajat penyetel putaran, maka dapat ditempatkan dalam berbagai kedudukan sudut untuk pembubutan tirus. Operator menggerakkan carriage   secara manual melalui handwheel   (5a) atau carriage secara otomatis dengan menggunakan mekanisme pemakanan (5c). Handwheel  (2a,   (2a, 3b, 5a) pada carriage carriage   dan gerakan luncurnya selalu dikalibrasi, baik untuk

Gambar 3.5 : 3.5 : Operasi bubut knurling dan parting off. Operasi membubut lainnya dapat dilihat  pada halaman berikut berikut

kemudahan dalam menggunakannya maupun kehandalannya melakukan pemotongan berulang-ulang. Tool post  merupakan   merupakan bagian penting dari carriage carriage yang  yang dipasang dengan T-slot   pada compound rest   dan membawa pemegang pahat dan sekrup-sekrup pengunci di atasnya Sekarang marilah kita melihat operasi pada mesin bubut. Operasi Membubut

Dalam melakukan pembubutan, benda kerja dipegang atau ditopang oleh dua centre dua centre atau  atau oleh pencekam.

 

25

Berbagai operasi membubut ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar III.3 : III.3 : Berbagai operasi bubut dan pahatnya a. Operasi membubut dimana benda kerja dapat ataupun oleh pencekam :   Straight turning   Shoulder turning   Taper turning   Chamfering   Thread turning   Facing   Forming   Knurling

dipegang

oleh

dua

centre   centre

b. Operasi membubut yang hanya dapat dilakukan dengan memegang kerja pada pencekam atau faceplate faceplate atau  atau angleplate angleplate adalah  adalah :   Parting off   Internal thread cutting   Drilling   Boring

benda







 

  





 

   

 

Reaming Undercutting

c. Operasi membubut yang dilakukan dengan cantelan khusus adalah :   Milling    Grinding  



menggunakan

peralatan

 

26

Gambar 3.6 : Membubut tirus Gambar XX  : : Membubut tirus dengan kombinasi dengan kombinasi arah pemakanan arah pemakanan

Gambar III.4 : III.4 : Berbagai jenis operasi pemotongan yang dapat dilakukan dilakukan pada mesin bub bubut ut Compound rest  =  = peletakan majemuk Tailstock  =  = ekor lepas Taper angle = angle = sudut tirus

Membubut Tirus

Membubut tirus dilakukan dengan mengabungkan dua pemakanan yakni pemakanan arah longitudinal dan

 

27

melintang, yang menyebabkan pahat potong mengikuti titik diagonal yang merupakan resultan arah dari kedua pemakanan tersebut. Resultan pemakanan tersebut dapat diubah dengan mengatur laju pemakanan melalui roda gigi pengatur di dalam apron. Metode lain yang dapat digunakan adalah dengan memanfaatkan compound rest   yang dapat diputar beberapa derajat sesuai kebutuhan. Gambar 3.7  : : Single point Cutting Tool

Gambar 3.8  :  : Pitch pada baut

Gambar III.5 : III.5 : Compound rest untuk memotong tirus Compound rest   diputar pada arah setengah dari sudut tirus yang dikehendaki. Bila sekrup luncurnya berputar, pahat potong akan melakukan pemakanan pada sudut tersebut dan menghasilkan bentuk tirus yang sesuai. Metode ini memiliki keterbatasan karena compound rest   hanya dapat diputar sejauh 45 derajat. Penyetelan ini dilakukan secara manual sehingga kapasitas produksi berkurang dan menghasilkan penyelesaian permukaan yang buruk. Metode lain dalam membubut tirus adalah dengan menggeser tailstock  ke  ke arah melintang. Metode ini cocok untuk tirus yang kecil dan terbatas pada pembubutan tirus luar.

Headstock  = kepala tetap Pitch = Pitch  = jarak bagi Workpiece = Workpiece  = benda kerja Change gears = gears = roda gigi  pengubah

Metode lainnya adalah menggunakan pahat potong pembentuk tirus. Penggunaanya terbatas hanya untuk tirus luar yang pendek. Sisi potong pahat harus betul betul lurus untuk menghasilkan pemotongan tirus yang tepat. Membubut Ulir 

Pahat yang digunakan untuk membubut ulir adalah pahat tipe mata tunggal (single (single point ). ). Pemotongan ulir

 

28

N  =  = rotational speed, putaran [revolution / minute] v  =  = cutting speed, kecepatan  potong [meter/minute] [meter/minute] D0 = original diameter, diameter awal [mm] D f  =  = final diameter, diameter akhir [mm] d  =  = depth of cut, kedalaman  pemotong [mm]  f  =  = feed, pemakanan [mm/revolution]  f r r =    = feed rate, laju pemakan pe makan [mm/minute]

adalah operasi pemotongan yang menghasilkan alur heliks pada material berbentuk selindris. Benda kerja dipegang oleh dua centre centre atau  atau oleh sebuah pencekam saja pada headstock , sementara pahat potong dipegang oleh tool post . Pahat potong harus bergerak melakukan pemakanan pada jarak yang sama dengan jarak pitch jarak  pitch (mm)  (mm) saat benda kerja berputar satu putaran. Dengan demikian putaran benda kerja dan gerakan linear pahat potong dalam pemakanan harus disetel sedemikian rupa sehingga ketika benda kerja telah berputar satu putaran pahat potong menyelesaikan pemakanannya sepanjang  pitch  pitch   ulir. Untuk mendapat setelan seperti itu gerakan sekrup pengarah dengan mekanisme nut   dibuat interlock   atau saling terhubung, dan rasio gigi antara spindle spindle pada  pada headstock  dan   dan sekrup pengarah ditentukan dengan tepat.

Gambar III.6 III.6 :  : Pengaturan komponen mesin bubut untuk pemotongan ulir Workpart  =  = benda kerja New surface = surface = permukaan setelah  pembubutan Chip = Chip  = geram-geram  Single point tool  =  = pahat potong

Gambar ini menunjukkan keterhubungan gerakan carriage--gears carriage gears--spindle spindle   agar pahat menyelesaikan pemakanannya sepanjang satu pitch dalam satu putaran. Penyetelan pemotongan ulir tersedia pada headstock . Kecepatan Potong 

 

29

Kecepatan potong dalam membubut didefinisikan sebagai laju dalam meter per menit dimana permukaan benda kerja berputar melewati pahat potong. Bila pemilihan kecepatan potong tepat maka umur pahat panjang dan efisiensi pemotongan meningkat. Bila kecepatan potong terlalu lambat akan mengurangi produktifitas dan menambah biaya perakitan, sementara bila kecepatan potong terlalu cepat akan menimbulkan panas berlebihan pada pahat dan kerusakan lebih awal terjadi pada sisi potong pahat. Pemakanan 

Pemakanan didefinisikan sebagai jarak dimana pahat potong menyayat benda kerja selama satu putaran spindle headstock. Pemakanan dituliskan dalam satuan milimeter per putaran benda kerja.

Gambar III.7 : III.7 : Beberapa parameter-parameter pemotongan pada mesin bub bubut ut Ini adalah bagian akhir materi bab 3. Setelah mendapat penjelasan tentang operasi bubut, jawablah pertanyaan di bawah ini : Soal- Soal

1. Jelaskan prinsip dasar gerakan mesin bubut 2. Jelaskan fungsi dan arah gerakan 3 kompo komponen nen utama mesin bubu bubutt di bawah ini : - Headstock - Tailstock Carriage 3. Berbagai o operasi perasi p pemotongan emotongan dapat dilakukan pada mesin bubut, jelaskan 3 diantaranya yang menggunakan pemotong khusus. 4. Jelaskan dengan disertai gambar fungsi chuck , spindle spindle dan  dan compound rest  pada  pada proses pembubutan tirus

 

30

5. Terdapat 3 metode untuk m membubut embubut bentuk ti tirus, rus, jelaska jelaskan n perbed perbedaan aan k ketiga etiga metode tersebut 6. Jelaskan cara pembubutan ulir 7. Buatlah s sketsa ketsa s sederhana ederhana mesin b bubut ubut dan tunjukkan arah g gerakan erakan dari spin spindel del headstock , tailstock , dan carriage carriage   Tugas Kelompok 

Kita telah mempelajari beberapa operasi membubut dimana pahat potong selain diletakkan pada tool post, dapat pula diletakkan pada tailstock seperti pada operasi drilling, boring dan reaming. Carilah penjelasan mengenai ketiga operasi pembubutan itu dan temukan perbedaannya masing-masing. Undanglah mahasiswa tingkat akhir / asisten / laboran laboratorium dalam diskusi kelompok anda (tugas ini akan di presentasikan pada pertemuan ke-6 )