BAB II

ISI / MATERI

2.1. MESIN BUBUT2.1.1 Pengertian

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.

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.

2.1.2 Jenis-jenis Mesin Bubut

Dilihat dari segi dimensinya, mesin bubut dibagi dalam beberapa kategori,

yaitu mesin bubut ringan, mesin bubut sedang, dan mesin bubut standar.

1. Mesin Bubut Ringan

Mesin bubut ringan dapat diletakkan di atas meja, dan mudah dipindahkan

sesuai dengan kebutuhan benda kerja yang berdimansi kecil.

3

4

Jenis ini sering dipakai pada industri kecil terutama home industry karena

panjangnya tidak lebih dari 1200mm.

Gambar 2.1.1 Mesin Bubut Ringan

2. Mesin Bubut Sedang

Mesin Bubut Sedang Jenis mesin bubut sedang dapat membubut diameter

benda kerja sampai dengan 200 mm dan panjangnya sampai dengan 100 mm

cocok untuk industri kecil atau bengkel-bengkel perawatan dan pembuatan

komponen.

Gambar 2.1.2 Mesin Bubut Sedang

3. Mesin Bubut Standard

5

Mesin Bubut Standar mesin bubut jenis ini disebut dengan mesin bubut

standar karena disamping memiliki komponen seperti pada mesin bubut kecil dan

sedang juga dilengkapi dengan beberapa fasilitas tambahan antara lain : lampu

kerja, keran pendingin, rem pengaman untuk keadaan darurat serta bak

penampungan beram.

Gambar 2.1.3 Mesin Bubut Standar

4. Mesin Bubut Beralas Panjang

Mesin Bubut jenis ini mempunyai alas yang panjangnya mencapai 5

sampai dengan 7 meter dengan diameter cekam sampai dengan 2 meter sehingga

cocok untuk industri besar dan membubut diameter yang besar misalnya poros

baling-baling kapal, menyelesaikan hasil cetakan roda mesin pengeras jalan dan

roda-roda puli yang besar.

6

Gambar 2.1.4 Mesin Bubut Alas Panjang

5. Mesin Bubut Lantai

Mesin bubut lantai mempunyai fungsi yang sama dengan mesin bubut

beralas panjang, tetapi memiliki kapasitas yang lebih besar lagi sehingga

pergerakan penjepit pahat, kepala lepas dan pengikatan benda kerjanyapun harus

dilakukan dengan cara hidraulik, pneumatik maupun elektrik. Demikian juga

pengikatan dan pelepasan benda kerja harus dibantu dengan alat lain yaitu alat

angkat sehingga mesin ini hanya digunakan untuk industri yang berskala besar.

Gambar 2.1.5 Mesin Bubut Lantai

2.1.3 Pekerjaan-pekerjaan yang umumnya dikerjakan oleh mesin bubut

antara lain:

7

1. Membubut luar

2. Membubut dalam

3. Membubut tirus

4. Membubut permukaan

5. Memotong

6. Membuat ulir

Pada gambar 2.1.6 dapat dilihat bentuk-bentuk benda kerja yang dibuat oleh

mesin bubut tersebut. Meskipun ada juga kemampuan-kemampuan lain yang

dapat dikerjakan oleh mesin tersebut.

Gambar 2.1.6 Hasil-hasil dari pembubutan

2.1.4 Bagian-bagian Mesin BubutBagian-bagian mesin bubut yang umum diketahui adalah seperti berikut ini

yaitu :

a.    Landasan (Bed)

Alas mesin bubut terbuat dari bahan baja tuang. Penampangnya berbentuk

“V” yang berfungsi sebagai tempat kedudukan bagian-bagian utama mesin bubut,

seperti:

8

Kepala tetap

Kepala lepas

Eretan

Gambar 2.1.7 Bed Mesin

b.  Kepala Tetap (Head Stock)

Kepala tetap merupakan bagian utama mesin bubut yang letaknya pada

ujung sebelah kiri alas mesin. Pada bagian kepala tetap terdapat spindel nose

(sebagai bagian dari proses dari bagian utama poros atau sumbu utama) yang

fungsinya untuk menempatkan senter mati, sleeve, plat pembawa, cekam dan lain-

lain. Spindel nose digerakkan oleh seperangkat roda gigi yang terdapat didalam

kepala tetap sehingga berputar. Akan tetapi ada juga spindel nose yang digerakkan

melalui cakra dan sabuk. Mesin ini umumnya disebut mesin bubut sabuk

penggerak.

Gambar 2.1.8 Kepala Tetap

9

c. Kepala Lepas (Tails stock)

Kepala lepas ditempatkan di atas alas mesin dan dapat dikunci (diklem)

sepanjang alas. Fungsinya adalah sebagai penyangga salah satu ujung benda kerja

terutama pada saat pembubutan antara dua senter.

Gambar 2.1.9 Kepala Lepas

Kepala lepas terdiri dari 3 bagian utama, yaitu;

1)   Alas

Mempunyai luncuran sudut siku-siku dan dapat meluncur pada garis

sumbu alas mesin

2)   Badan

Bagian badan terpasang di atas alas yang kedudukannya dapat diatur

dengan menggunakan baut penyetel.

3)   Spindel

Spindel kepala lepas dapat bergerak memanjang (longitudinally) dengan

memutar roda tangan yang ada pada kepala lepas.

d.   Eretan Pembawa (Carriage)

10

Fungsi eretan pembawa adalah untuk meletakkan pemegang pahat (tool

post) dan sebagai pengatur gerakan potong. Eretan pembawa ini dapat digerakkan

secara manual maupun secara otomatis.

Gambar 2.1.10 Eretan Pembawa

Eretan pembawa terdiri dari 3 bagian, meliputi:

1) Eretan Memanjang (Apron)

Eretan memanjang terpasang secara tegak lurus pada bagian muka dari

eretan pembawa dan dilengkapi dengan alat pengontrol gerakan baik dengan

tangan maupun secara otomatis sepanjang alas.

Eretan memanjang juga dilengkapi dengan mur pengencang yang

fungsinya untuk dihubungkan dengan poros transporter untuk pembuatan ulir.

Eretan ini dilengkapi dengan alat pengaman yang dapat menangkap secara

bersama-sama pada poros pemakaman dan poros transporter.

Selain secara otomatis, juga gerakan eretan ini dapat dilakukan secara

manual oleh sebuah roda tangan yang dihubungkan pada roda gigi lurus dan roda

gigi pinion yang berpasangan dengan gigi rack yang terpasang pada alas mesin

bubut tersebut.

11

2). Eretan Lintang (Cross Slide)

Eretan Lintang Terpasang pada pelana, berfungsi untuk menggerakkan

pahat kea rah melintang, baik pada waktu menyetel pahat, menentukan tebal

pembubutan maupun dalam pembubutan melintang.

Gerakannya dapat secara manual maupun secara otomatis.

3).  Eretan Atas

Terletak di atas eretan melintang, arah gerakannya sejajar dengan meja

landasan. Eretan atas ini dapat diputar 360o dan diikat oleh dua baut pengikat.

Pada bagian bawah eretan ini terdapat pembagian skala dalam derajat yang

gunanya untuk menentukan tangan dan di control oleh skala nonius. Ketelitian

skala ini sampai 0,01 mm.

e.    Gear Box

Kotak pengatur ini terletak di bagian depan landasan dan di bawah kepala

tetap. Berisi rangkaian roda-roda gigi yang berbeda untuk mengatur gerakan poros

pembaut dan poros transporter (pengulir) dipergunakan untuk mengatur gerakan

eretan pembawa dan pembuatan ulir. Untuk pembuatan ulir dan pemakanan

(pemotogan biasanya diletakkan di dekat kotak pengatur roda gigi).

12

Gambar 2.1.11 Gear Box

f. Motor

Motor sebagai sumber tenaga (penggerak) mesin bubut.

Gambar 2.1 12 Motor

g.    Dudukan (base)

Base merupakan tempat kedudukan mesin bubut, yang dilengkapi dengan

lemari tempat penyimpanan perlengkapan-perlengkapan lain dan tempat geram.

Base juga digunakan sebagai tempat bak cairan pendingin, motor dan instrument

listrik.

13

Gambar 2.1.13 Dudukan Mesin Bubut

2.1.5 Ukuran Mesin Bubut

Gambar 2.1.4 Mesin Bubut

Ukuran mesin bubut di tentukan oleh : Panjang jarak kedua senterya dalam

inchi Tinggi di ukur ujung senternya terhadap alasnya.Pasang atau stel kedudukan

pahat bubut agar posisi ujung potong pahat tepat pada titik senter dari kepala

lepas. Untuk mengatur posisi tersebut dapat menggunakan ganjal plat tipis atau

14

dengan menggunakan tempat pahat model perahu (American tool post). Kemudian

lanjutkan membubut benda kerja sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan.

2.1.6 Cara Membubut Tirus

Untuk membuat tirus luar maupun dalam caranya sama yaitu dengan

menggunakan cara-cara sebagai berikut :

Menggunakan eretan atas, untuk tirus luar dan dalam dengan sudut yang

besar, tidak dapat dilakukan dengan otomatis, dengan menggunakan

rumus sebagai berikut, Membuat tirus dengan eratan atas

Dimana :

D = diameter besar

d = diameter kecil

p = panjang tirus

Gambar 2.1.5 Membuat tirus dengan eretan atas

15

Berikut ini rumus perhitungan sudut  tirus dan sudut pergeseran eretan atas

Menggeser kepala lepas/tail stock

Kelebihan :

1. Dapat membuat tirus yang panjang

2. Dapat diotomatis, karena karena menggunakan eretan memanjang

Kekurangan :

1. Pergeseran maksimal adalah   3 % dari panjang total benda kerja

2. Menggunakan peralatan tambahan  (Lathe dog dan   senter mati)

3. Tidak dapat  membuat  tirus bagian dalam benda kerja

Berikut ini rumus perhitungan Taper Attachment:

16

Setelah diketahui Tg a, maka besarnya sudut x dilihat pada daftar berikut ini:

Tabel 2.1.1 Pembuatan sudut tirus

X Tg X Tg X Tg X Tg X Tg X Tg X Tg X Tg X Tg

1 20 11 194 21 383 31 600 41 869 51 123

4

61 1804 71 2904 81 63132 38 12 212 22 404 32 624 42 900 52 1279 62 1880 72 3077 82 71153 52 i 13 230 23 424 33 649 43 932 53 1327 63 1962 73 3270 83 8114

4 70 14 249 24 445 34 674 44 965 54 1378 64 2050 74 3487 84 9814

5 87 15 267 25 466 35 700 45 1000 55 1428 65 2144 75 4010 85 11436 105 16 286 26 487 36 726 46 1035 56 1482 66 2246 76 4331 86 14307 122 17 305 27 509 37 753 47 1072 57 1540 67 2355 77 4704 87 J 9088 140 18 324 28 531 38 781 48 1110 58 160

0

68 2475 78 5144 88 2863

17

9 158 19 344 29 554 39 809 49 7750 59 166

4

69 2605 79 5144 89 572910 178 20 364 30 577 40 839 50 1191 60 1732 70 2747 80 5671 90

Keterangan :

Angka Tg didalam table untuk :

X no 1 - 84 dalam per 1000 (/1000)

X no 85 - 89 dalam per 100 (/100)

Menggeser kepala lepas bagian atas secara melintang, hanya untuk tirus luar

dengan sudut kecil dapat dilakukan dengan otomatis, dengan menggunakan rumus

sebagai berikut:

Dimana:

P = panjang seluruh kerjaan

p = panjang tirus

D = diameter besar

d = diameter kecil

X = penggeseran dari kepala lepas

Menggunakan tapperattachment untuk tirus luar dan dalam dengan sudut

kecil, dapat dilakukan dengan otomatis untuk menghitung besarnya sudut

dengan rumus seperti cara pertama.

18

Gambar 2.1.16 Pembuatan tirus dengan menggunakan tapperaltachments

2.1.7 Membubut Ulir

Pada umumnya bentuk ulird adalah segitiga atau V (ulir metrik dengan

sudut 60° dan ulir withworth 55°), segi empat dan trapesium (sudut ulir 29°). Cara

membubut ulir segitiga adalah sebagai berikut:

1. Bubutlah diameter ulir.

2. Bubutlah alur pembebas sedalam atau lebih sedikit dari dalamnya ulir.

3. Pinggulah ujung dari benda kerja.

4. Serongkan eretan atas setengah dari sudut ulir yang akan dibuat dan

pasanglah pahat ulir.

5. Ambillah mal ulir yang akan dibuat.

6. Tempatkanlah ujung pahat tegak lurus terhadap benda kerja.

7. Kencangkan baut-baut penjepit bila pahat sudah sama tinggi dengan senter

dan lurus dengan benda kerja.

8. Tempatkan tuas-tuas pengatur transporter menurut table sesuai dengan

banyaknya ulir yang akan dibuat.

9. Masukkan roda gigi agar mesin jalannya secara ganda.

10. Jalankan mesin dan kenakan ujung pahat sampai benda kerja tersentuh.

11. Hentikan mesin dan tariklah eretan kekanan.

12. Putarlah cincin pembagi, sehingga angka 0 segaris dengan angka 0 pada

eretan lintang dan tidak merubah kedudukannya.

19

Gambar 2.1.17 Urutan pembuatan ulir

13. Majukan eretan lintang 3 garis pada cincin pembagi, maka pahat maju

untuk penyayatan.

14. Putar cincin pembagi sehingga angka 0 lagi dan eretan lintang tidak boleh

bergerak.

15. Jalankan mesin.

16. Masukkan tua penghubung transporter pada waktu salah satu angka pada

penunjuk ulir bertepatan dengan angka 0.

17. Bila pahat sudah masuk pada pembebas, putarlah kembali eretan lintang

sehingga pahat bebas dari benda kerja.

18. Kembalikan eretan.

19. Hentikan mesin.

20. Periksalah jarak ulir dengan mal ulir yang sesuai dengan jumlah gangnya.

21. Kembalikan ujung pahat pada kedudukan semula dengan memutar eretan

lintang sehingga angka 0 segaris dengan angka 0 pada cincin pembagi.

22. Majukan pahat ulir untuk penambahan penyayatan sebanyak 3 garis

dengan memutar eretan atas.

23. Kembalikan cincin pembagi pada angka 0 segaris dengan angka 0.

24. Jalankan mesin.

25. Hubungkan tuas penghubung bila ujung pahat sampai pada saat angka

semula berhadap dengan angka 0.

26. Lepaskan tuas penghubung bila ujung pahat sampai pada alur pembebas

20

sambil eretan lintang kebelakang.

27. Kembalikan eretan lintang pada kedudukan semula dengan tangan.

28. Lakukan berulang-ulang seperti yang diterangkan dalam no. 21 s/d 27

sampai selesai.

Catatan :

Dengan memajukan pahat ulir oleh eretan lintang, maka mengurangi

gesekan pahat. Untuk penghalusan pembuatan ulir, eretan lintang kita gerakan

cukup dengan menambah 1 garis dari cincin pembagi dari kedudukan semula dan

eretan atas tidak dirubah kedudukannya, sehingga penyayatan seluruh bidang dari

ulir mendapat gesekan yang kecil. Lakukan hal ini 2 sampai 3 kali dengan

menambah penyayatan sehingga hasil dari ulir akan bagus.

Setiap memulai pembubutan harus menggunakan lonccng (thread dial)

yaitu pada saat akan memulai pembubutan, jarum dengan angka yang telah

ditentukan harus tepat bertemu, langsung handle otomatis dijalankan, bila sampai

ulir, handle dilepas.

2.1.8 Macam-macam Pahat dan Kegunaannya

Agar sesuai dengan penggunaannya seperti kekerasan bahan, bentuk dan

jenis benda kerja, maka pahat bubut dibuat sedemikian rupa sehingga masing-

masing memiliki spesifikasi, lihat gambar dibawah ini:

21

Gambar 2.1.18 Macam-macam bentuk pahat dan kegunaannya

(a) Pahat kiri

(b) Pahat potong

(c) Pahat kanan

(d) Pahat rata

(e) Pahat radius

(f) Pahat alur

(g) Pahat ulir

(h) Pahat muka

(i) Pahat kasar

2.1.9 Bentuk Pengasahan Pahat

Untuk pembubutan yang baik dan mengatasi keausan dari mata pahat, kita

harus mengetahui cara pengasahan pahat.

22

Gambar 2.1.19 Bentuk pengasahan pahat pahat bubut

2.1.10 Kecepatan Potong

Putaran mesin pada waktu membubut tergantung dari diameter bahan dan

kecepatan memotong, sedangkan kecepatan potong tergantung dari kekerasan

bahan. Untuk mengebor putaran ditentukan dari diameter bornya. Angka untuk

kecepatan potong dicari dari table. Dengan mempergunakan rumus :

n =

Cs = Kecepatan potong, dapat dilihat dalam table (ft/men)

D = Diameter bahan dalan inchi

n = Putaran mesin (rpm)

Tabel penyayatan dapat pula dicari dengan rumus :

Kecepatan memotong juga dapat ditentukan dengan rumus :

23

Keterangan:

n = Putaran mesin (rpm)

Cs = Kecepatan potong (m/menit)

D = Diameter benda kerja dalam meter

Tabel 2.1.2. Penyayatan kecepatan potong Cs dalam feet/menit untuk cutter H.S.S

Bahan yang

digunakan

Untuk pekerjaan Untuk memotong Bahan pendingin

yang digunakanDigunakan Bor Bubu

t

Skra

p

Frais Kasar Halus Ulir yang digunakan

Mild steel 80 100 65 100 90 100 35 Soluble oil

Hc steel 40 50 40 80 70 90 30 Soluble oil

Cast iron 50 50 40 80 60 80 25 Tanpa coolant

Stainles steel 65 65 50 90 80 95 30 Soluble oil

Brass 160 190 100 300 150 200 50 Tanpa coolant

Capper 180 100 100 300 180 250 50 Terpenting/korosin

Bronze 65 65 50 100 30 100 25

Alumunium 100 330 130 500 200 300 50 -

Zink 100 130 100 260 150 200 45

Plastic 160 160 180 200 140 200 40

Tol steel 30 50 30 50 50 75 20 Soluble oil

2.1.11 Pengaruh pemakanan (feed) terhadap geometri dan kekerasan

logam.

2.1.11.1 Pembentukan geram (Chip Formation)

Geram merupakan bagian dari material yang terbuang ketika dilakukan

sebuah proses pemesinan. Dalam proses metal cutting akan selalu dijumpai istilah

kecepatan potong (Speed), kecepatan makan (Feed) dan kedalaman potong (Depth

of Cut) untuk menjelaskan masalah tersebut ilustrasinya akan menggunakan

proses bubut (turning).

24

Geram terbentuk akibat timbulnya tegangan (stress) di daerah di sekitar

konsentrasi gaya penekanan mata potong pahat. Tegangan pada benda kerja

tersebut pada salah satu arah akan terjadi tegangan geser (shearing stress) yang

maksimum. Apabila tegangangeser ini melebihi kekuatan logam yang

bersangkutan maka akan terjadi deformasi plastis (perubahan bentuk) yang

menggeser dan memutuskan benda kerja di ujung pahat pada satu bidang geser

(shear plane).

Gambar 2.1.20 Proses terbentuknya chip (geram)

2.1.11.2 Jenis Geram (chip)

Dilihat dari ukuran pajang pendeknya adalah :

a. Chip Discontinous

Gambar 2.1.21 Chip Discontinous

25

b. Geram Continous

Gambar 2.1.22 Geram Continous

c. Geram Continous dengan built up edge (BUE)

Gambar 2.1.23 Geram Continous

d. BUE akan hilang dengan meningkatnya kecepatan

26

Gambar 2.1.24 BUE akan hilang

Dilihat dari bentuk penampangnya

1. Straight Chips

Gambar 2.1.25 Straight Chips

2. Snarling Chips

Gambar 2.1.26 Snarling Chips

3. Infinite Helix Chips

Gambar 2.1.27 Infinite Helix Chips

27

4. Full Turn Chips

Gambar 2.1.28 Full Turn Chips

5. Half Turn Chip

Gambar 2.1.29 Half Turn Chip

6. Tight Chips

Gambar 2.1.30 Tight Chips

2.1.11.3 Perhitungan dalam Proses Pemesinan

Diagram dari proses pemotongan diberikan pada gambar berikut.

28

Gambar 2.1.31 Diagram Proses Pemotongan

tc = chip thickness (Ketebalan geram); mm

to = tebal geram mula – mula; mm

φ = Shear angle

α = Rake angle

Adapun Perhitungan dalam proses pembentukan chip Sebelum dilakukan

proses pemesinan sebagai berikut:

1. Lebar pemotongan

(mm)

Di mana τ k merupakan sudut potong utama (principle cutting edge angle).

2. Tebal geram

H = f sin τ k (mm)

Sesudah dilakukan proses pemesinan

1. Rasio Pemampatan geram

Rasio pemampatan geram dirumuskan dengan:

Jika rasio pemampatan geram semakin tinggi maka nilai sudut geser

semakin besar pula.

2. Shear plane angle (sudut geser)

Sudut geser (shear angle) dirumuskan

di mana:

tc= lebar geram sesudah pemotongan (mm)

29

t0= tebal geram mula-mula (mm)

Dalam proses pemotongan sudut geser sangat ditentukan oleh sudut

geram (rake angle).

3. Shear strain

Shear strain menunjukkan banyaknya deformasi plastis yang terjadi,

dirumuskan dengan

4. Luas penampang bidang geser

Luas penampang bidang geser yang terjadi dirumuskan dengan

Ashi (mm2)

Dimana :

A = b.h (mm2)

B = lebar geram (mm)

h = tebal geram sebelum dilakukan pemotongan (mm)

2.1.11.4 Temperatur Pemotongan

Pada proses pemotongan hampir seluruh energi pemotongan diubah

menjadi panas melalui proses gesekan antara geram dengan pahat dan antara pahat

dengan benda kerja, serta perusakan molekuler atau ikatan atom pada bidang

geser (shear plane). Ada tiga sumber panas yang dihasilkan ketika melakukan

proses pemotongan :

30

1. Panas yang dihasilkan ketika tool mengubah bentuk ( bekerja) pada

logam

2. Friksi pada muka potong (cutting face)

3. Friksi pada tool flank

Gambar 2.1.32 Terjadinya panas pada proses pemotongan

Pemanasan yang paling tinggi terjadi pada ujung pahat, kemudian

diikuti dengan geram dan benda kerja.

Gambar 2.1.33 Distribusi panas selama proses pemotongan

2.1.11.5 Pengaruh Pemakanan (Feed) Terhadap Geometry Geram

Pemakanan (feed) yang tinggi akan menyebabkan kenaikan luas

penampang bidang geser. Kenaikan luas penampang bidang geser akan

31

menurunkan nilai sudut geser (shear angle). Turunnya sudut geser justru akan

menaikkan rasio pemampatan geram.

Dengan demikian feed yang tinggi akan menaikkan rasio pemampatan

geram. Rasio pemampatan geram sendiri merupakan perbandingan tebal geram

yang dihasilkan dengan tebal geram mulamula.

dengan bertambahnya feed akan menambah pula luas penampang

geram. Sedangkan dilihat dari bentuk geram yang dihasilkan dapat diketahui

bahwa pemakanan (feed) bepengaruh terhadap bentuk geram yang dihasilkan.

Continous chip terjadi pada proses pemesinan dengan pemakanan (feed) yang

tinggi. Sedangkan discontinous chip terjadi pada pemakanan(feed) rendah. Tetapi

hal ini juga dipengaruhi oleh sifat material benda kerja.

2.1.11.6 Pengaruh Pemakanan (feed) Terhadap Sifat Mekanik Geram

Dengan bertambahnya Pemakanan (feed) akan menurunkan temperatur

pemotongan.. Padahal bertambahnya temperatur akan menyebabkan terjadinya

pelunakan oleh sebab tidak mantapnya struktur sel. Proses pelunakan ini dikenal

dengan proses annealing.

gambar 2.1.34 Hubungan Temperatur dan sifat material pada pengerjaan dingin

32

Keterangan :

a = Regangan Iintern

b = Kekuatan

c = Keuletan

d =Ukuran Butir

2.1.11.7 Mampu Mesin (Machinability)

Mampu mesin dapat didefinisikan dengan mudah tidaknya suatu

material untuk di mesin atau dengan kata lain kemampuan material untuk di

mesin. Mampu mesin suatu benda kerja sering diiukur dengan jumlah komponen

yang

Mampu dihasilkan perjam, biaya proses pemensinan, atau kualitas akhir

dari proses pemesinan. Mampu mesin dari suatu material dapat diukur dengan

salah satu faktor di bawah ini.

1. Tool life : umur pahat .

2. Limiting rate pada metal removal hal ini berkaitan dengan laju

maksimum material yang dapat dimesin dengan standar pendeknya

umur pahat.

3. Gaya pemotongan (cutting force) menyatakan gaya yang bekerja pada

pahat yang diukur denganmenggunakan dynamometer.

4. Permukaan akhir (surface finish) menunjukkan permukaan akhir yang

mampu dicapai pada kondisi pemesinan tertentu.

5. Geram yang terbentuk.

33

Gambar 2.1.35 Faktor yang mempengaruhi Machinability

2.1.11.8 Geram Yang Dihasilkan Dalam Proses permesinan

Dari penelitian yang dilakukan di dapat jenis geram pada putaran 2500

Rpm untuk feed 0.045, 0.09, 0.18 mm/rev

1. Pada feed 0.045 mm/put

(A) (B) (C) (D)

Gambar 2.1.36 geram pada feed 0.045 mm/put

34

2. Pada feed 0.09 mm/put

(A) (B) (C) (D)

Gambar 2.1.37 geram pada feed 0.09 mm/put

3. Pada feed 0.18 mm/put

(A) (B) (C) (D)

Gambar 2.1.38 geram Pada feed 0.18 mm/put

Pada geram yang dihasilkan pada St 40 sebenarnya seluruhnya

continous. Namun terputusputus karena geram melilit pada benda kerja dan pada

pahat. Geram yang terbentuk adalah straight chip (seperti pita), yang menandakan

bahwa material tersebut lunak. Pada Geram Stainless Steel 304 sebagian memiliki

bentuk

infinite helix chip (berbentuk spiral) yang memiliki jari –jari spiral yang

kecil. Pada St 60 dan St 90 geram yang terbentuk memiliki bentuk snarling chip

(keriting) yang menunjukkan bahwa material tersebut adalah keras. Pada benda

kerja yang ulet menghasilkan geram yang continuous. Keuntungannya

membutuhkan gaya permesinan yang lebih rendah.

35

Namun yang mengakibatkan luas bidang geram semakin besar, hal ini

membuat gesekan terus menerus dengan pahat yang mengakibatkan pahat cepat

aus sehingga tool life rendah. Pada benda kerja yang keras dihasilkan geram yang

discontinuous serta dibutuhkan gaya yang lebih besar.

Tapi memiliki keuntungan yaitu dari hasil geram yang discontinous

maka dihasilkan luas permukaan geram yang lebih kecil sehingga penetrasi

dengan pahat lebih sedikit yang mengakibatkan umur pahat lebih lama. Mampu

mesin (machinability) dari benda kerja dapat diketahui dari umur pahat dan gaya

pemotongan.

Makin tinggi umur pahat maka mampu mesinnya akan semakin baik.

Sedang untuk gaya pemesinan, makin rendah gaya yang dibutuhkan maka mampu

mesinnya justru akan semakin baik. Namun kondisi pahat menjadi hal yang lebih

dipertimbangkan, karena kalau pahat mengalami keausan justru akan

menyebabkan timbulnya beberapa kerugian antara lain:

- Gaya pemotongan akan naik

- Kualitas permukaan benda kerja menurun/tidak halus

- Perubahan dimensi produk

Geram discontinous terdiri dari beberapa tipe berdasarkan ukuran

radiusnya. Makin besar radius kurva dari geram, maka makin besar pula gaya

yang dibutuhkan dalam proses pemesinan. Dari keempat benda kerja yang

dipakai, dengan melihat bentuk geram yang dihasilkan terlihat Stainless Steel

menghasilkan geram yang discontinous dengan radius kurva yang lebih kecil.

Sehingga dapat dikatakan bahwa Stainless Steel memiliki mampu mesin

(machinability) yang lebih baik dibanding dengan benda kerja yang lain jika

dilihat dari bentukgeramnya.

36

2.1.11.9 Hubungan Gaya Geser Laju Regangan dan Kerja pada Bidang

Geser

Geram terputus karena adanya tegangan geser (shearing stress) yang

bekerja pada bidang geser (shear plane) dan melebihi kekuatan logam/benda

kerja. Apabila gaya geser besar maka kerja yang terjadi pada bidang geser juga

akan semakin besar.

F = Ashi .τshi

di mana :

Ashi = luas penampang bidang geser

τ = tegangan geser (shear stress) pada bidang geser, sehingga gaya

geser dapat ditulis dengan,

Dari rumus di atas maka dapat diketahui bahwa nilai gaya geser

dipengaruhi oleh :

Luas penampang geram sebelum terpotong (A = a.f) apabila nilainya

semakin besar maka gaya juga akan semakin besar.

Padahal luas penampang geram dipengaruhi oleh pemakanan (feed).

Maka jika pemakanan semakin besar maka akan mengakibatkan gaya

geser semakin besar pula Tegangan geser dari benda kerja nilainya

tergantung dari kekuatan tarik benda kerja, Sudut geser yang semakin

besar akan memberikan gaya potong yang besar.