8

BAB II

PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH

A. Identifikasi Gambar Kerja

Gambar kerja yang baik akan memudahkan pemahaman saat

melakukan pengerjaan suatu produk, dalam hal ini membahas tentang

pengerjaan poros mesin pemipih dan pemotong adonan mie. Bila gambar

kerja baik dan benar, maka dalam proses pengerjaan diharapkan memperoleh

hasil yang baik sesuai ukuran dan dapat berfungsi sebagaimana mestinya.

1. Identifikasi Ukuran

Ukuran poros : 60 mm x 700 mm

Gambar 1. Poros Pemipih

Gambar 2. Poros Pemotong

9

Gambar 3. Poros Transmisi

2. Identifikasi Bahan

Bahan yang digunakan untuk membuat poros utama mesin

pemipih dan pembuat mie ini adalah ST37, atau baja dengan kekuatan

tarik 37 kg/mm. Dalam perencanaan poros harus diperhatikan pengaruh-

pengaruh yang akan dihadapi oleh poros tersebut. Selain mendapat beban

puntir, poros juga mendapat gaya tekan saat melakukan proses

pemipihan adonan. Oleh karena itu, dipilih bahan ST37 yang memiliki

keuletan cukup tinggi agar poros tidak melintir saat melakukan proses

pemipihan adonan.

B. Identifikasi Alat dan Mesin

Proses pembuatan poros pada mesin pemipih adonan dan pembuat

mie dilakukan dengan memanfaatkan mesin serta peralatan-peralatan

perkakas yang dimiliki oleh bengkel pemesinan Jurusan Pendidikan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta. Adapun

mesin dan peralatan yang digunakan dapat dilihat pada tabel berikut:

10

Tabel 1. Daftar Alat dan Mesin Untuk Pembuatan Poros

No. Nama Alat / Mesin Jumlah Keterangan

1 2

3

Mesin Bubut + Perlengkapan Mesin Bor + Perlengkapan

Jangka Sorong

1 1

1

C. Profil Alat dan Mesin

Untuk membuat poros pada mesin pemipih adonan dan pembuat mie

diperlukan beberapa alat serta mesin yang dapat membentuk ukuran sesuai

gambar kerja yang telah disediakan untuk dikerjakan. Mesin yang digunakan

antara lain:

1. Mesin yang Digunakan

Mesin yang digunakan dalam pembuatan poros pemipih adonan dan

pembuat mie adalah mesin perkakas, pada proses pembuatannya

menggunakan mesin bubut ( Lathe / Turning ) dan frais (Milling machine )

beserta perlengkapannya.

a. Mesin Bubut ( Lathe / Turning )

Mesin bubut atau lathe adalah suatu alat yang digunakan untuk

mengerjakan benda-benda berbentuk silindris. Beberapa proses yang dapat

dikerjakan dengan mesin bubut antara lain; (1) Turning, yaitu proses

mengurangi diameter luar dari benda kerja; (2) Facing, yaitu proses

mengurangi panjang benda kerja; (3) Drilling yaitu proses membuat lubang

pada benda kerja dengan menggunakan mata bor; (4) Reaming yaitu

membubut lubang dari hasil pengeboran yang memiliki akurasi, kebulatan

dan kehalusan dalam derajat yang tinggi; (5) Knurling yaitu untuk membuat

rigi rigi kartel pada benda kerja yang berbentuk tirus (straight) ataupun

11

diamond; (6) Parting Off, yaitu pemotongan benda kerja pada mesin bubut

dengan pahat potong; (7) Eccentric Turning, yaitu proses membubut benda

kerja yang memiliki sumbu tidak sepusat dengan sumbu utama mesin bubut;

(8) Boring, adalah proses bubut memperbesar diameter lubang dapat

dilakukan dengan pahat bubut.

Gambar 4. Mesin Bubut

1) Komponen-komponen utama pada mesin bubut :

a) Meja Mesin ( Lathe Bed )

Lathe Bed adalah kerangka utama mesin bubut, yang diatasnya

terdapat carriage dan kepala lepas bertumpu serta bergerak. Adapun alur

lathe bed berbentuk V yang datar atau rata.

Gambar 5. Lathe Bed

12

b) Kepala Tetap ( headstock )

Kepala tetap berada di sebelah kiri dari mesin. Bagian ini berfungsi

mendukung sumbu utama dan roda-roda gigi dengan ukuran yang

bervariasi untuk pemilihan putaran yang diinginkan. Putaran sumbu

utama dapat dipilih dengan memindahkan tuas pada posisi yang

diinginkan.

Gambar 6. Kepala Tetap

c) Kepala Lepas ( tailstock )

Kepala lepas dapat digeser sepanjang alas/meja mesin dan dapat

dikunci dengan baut pengikat. Apabila membubut antara dua senter, maka

ujung benda kerja sebelah kanan dapat didukung oleh center putar yang

dipasang pada kepala lepas. Kepala lepas dilengkapi dengan morse taper

(kerucut morse) yang digunakan untuk memasang alat-alat yang akan

dipasang pada kepala lepas, seperti: bor, reamer, dan life centre (center

putar).

13

Gambar 7. Kepala Lepas

d) Eretan ( Carriage )

Carriage adalah penopang utama dan pembawa pahat bubut.

Carriage terdiri dari: sadlle (pelana), Cross slide (eretan melintang),

compound slide (eretan kombinasi), tool holder (pemegang pahat) dan

apron box (kotak apron). Selain itu carriage terdapat tuas untuk

menggerakkannya secara manual atau otomatis.

Gambar 8. Eretan

14

2) Parameter yang dapat diatur pada mesin bubut :

Pada proses pembubutan yang perlu diperhatikan diantaranya yaitu

kecepatan putar spindel (speed), gerak makan (feed), kedalaman potong (dept

of cut), jenis pahat dan bahan benda yang dikerjakan.

a) Kecepatan Putar ( Spindle Speed )

Spindle speed ini berhubungan dengan dengan putaran spindel

atau sumbu utama dan benda kerja. Didefinisikan putaran per menit, yaitu

banyaknya putaran yang dilakukan spindel dalam satu menit. Besarnya

putaran spindel ditentukan berdasarkan besarnya kecepatan potong

(cutting speed) yang nilainya sudah ditentukan. Cutting speed pada mesin

bubut adalah panjang dalam meter yang dapat dipotong dalam satu menit.

Besarnya kecepatan potong tergantung pada bahan pahat, bahan benda

kerja dan jenis pemakanan. Satuan untuk kecepatan potong adalah

m/menit.

Rumus :

d

Vn

.

1000.

(r/min); (Taufiq Rochim, 1993:14)

Keterangan :

V = Kecepatan potong (m/min)

d = Diameter benda kerja (mm)

n = Putaran poros utama (benda kerja) (r/ min)

15

b) Gerak Makan ( Feed )

Feed adalah jarak yang ditempuh oleh pahat setiap benda kerja

berputar satu kali. Gerak makan ditentukan berdasarkan kekuatan mesin,

material benda kerja, material pahat, bentuk pahat, dan jenis pemakanan

terutama kehalusan permukaan yang diinginkan.

Rumus :

v f = f . n (mm/min); (Taufiq Rochim, 1993:15)

Keterangan :

v f = Kecepatan makan (mm/min)

f = Gerak makan (mm/r)

n = Putaran poros utama (benda kerja) (r/ min)

c) Waktu Pemotongan

Waktu pemotongan adalah panjang benda kerja total yang akan

diproses dibagi dengan kecepatan pemakanan benda kerja. Setelah

panjang pemakanan ditentukan, waktu pemotongan dapat diperoleh.

Rumus :

tc = f

t

v

l (min); (Taufiq Rochim, 1993:15)

Keterangan :

tc = Waktu pemotongan (min)

lt = Panjang benda kerja total/ keseluruhan (mm)

v f = Kecepatan makan (mm/r) = f.n

16

3) Hal-hal yang diperhatikan dalam pengoperasian mesin bubut :

Dalam mengoperasikan mesin bubut terdapat beberapa hal yang

harus dikuasai oleh seorang operator, antara lain :

a) Cara Kerja Mesin Bubut

Mesin bubut menggunakan prinsip gerak putar untuk mengerjakan

benda kerja yang sedang dikerjakan, benda kerja ini dijepit oleh cekam dan

terhubung dengan spindel utama. Gerakan pemakanan pada mesin bubut

dapat dilakukan dengan tiga gerakan yaitu :

(1) Gerakan dengan eretan memanjang

(2) Gerakan dengan eretan melintang

(3) Gerakan dengan eretan atas

b) Persiapan Kerja Mesin Bubut

Sebelum melakukan pembubutan operator harus menyiapkan

peralatan keselamatan kerja dan melakukan penyetingan terhadap mesin.

Adapun setting atau pengaturan pada mesin bubut meliputi :

(1) Kecepatan putaran mesin

(2) Posisi kepala lepas harus 1 sumbu dengan cekam (sebagai titik

nol mesin). Pemasangan tinggi mata pahat, dimana tinggi mata

pahat harus sama dengan tinggi sumbu benda kerja.

4) Peralatan pendukung pada mesin bubut

a) Pahat Bubut

Pahat bubut digunakan sebagai penyayat benda kerja dan

umumnya dipasang pada tool post. Pahat bubut yang digunakan ada

berbagai macam tergantung dari proses yang akan dilakukan dalam

17

pembubutan. Bahan alat potong ini umumnya adalah Baja Kecepatan

Tinggi atau HSS (High Speed Steel) dan Carbide. Masing-masing

bahan pahat ini digunakan sesuai dengan kekerasan bahan yang

dikerjakan.

Gambar 9. Macam-Macam Pahat Bubut

Gambar 10. Sudut Potong Pahat Bubut (Gerling 1982:28)

18

Tabel 2. Sudut Potong Pahat HSS ( Gerling, 1982:28 )

b) Bor Senter ( Center Bor )

Bor senter merupakan suatu alat pendukung pada mesin

bubut yang digunakan untuk mengebor ujung benda kerja yang

nantinya bekas lubang senter bor tersebut akan dilanjutkan dengan

proses pengeboran, sesuai diameter lubang yang diinginkan.

19

Gambar 11. Bor Senter

c) Kepala Lepas ( Tailstock )

Kepala lepas dapat bergerak sepajang alas atau meja mesin

dan berfungsi untuk mendukung ujung benda kerja yang mampu

dicekam oleh sumbu utama. Bagian ini terdiri dari sebuah poros

memiliki lubang berbentuk kerucut yang dapat digerakan maju

mundur sejajar sumbu utama. Lubang ini berfungsi untuk

menahan beban aksial yang sejajar sumbu spindel dan untuk

memasang bor senter, mata bor, sarung bor dan reamer serta

senter putar. Sumbu kepala lepas sendiri dapat digeser tidak

sejajar dengan sumbu utama, cara ini dapat digunakan untuk

pembubutan tirus dengan sudut kecil yang mengunakan dua

senter.

b. Mesin Frais ( Milling Machine )

Mesin frais adalah mesin yang mampu melakukan tugas

dari segala mesin perkakas seperti pengerjaan bidang rata, lubang-

lubang pasak, alur-alur ekor burung, pemotongan sudut,

pembuatan roda gigi, pemotongan tepi dan lain- lain. Proses

penyayatannya benda kerja pada mesin frais mengunakan alat

potong dengan mata potong jamak yang berputar (pisau frais).

20

1) Macam-Macam Mesin Frais :

a) Mesin frais horizontal

b) Mesin frais vertikal

c) Mesin frais universal

Gambar 12. Mesin Frais Horizontal

21

Gambar 13. Mesin Frais Vertikal

2) Klasifikasi Proses Frais

Berdasarkan jenis pahat, arah penyayatan dan posisi

relatif pahat terhadap benda kerja dapat diklasifikasikan

menjadi tiga, yaitu :

a) Frais Periperal ( Slab Milling )

b) Frais Muka ( Face Milling )

c) Frais Jari ( End Milling )

3) Metode Proses Frais

Berdasarkan arah relatif gerak makan meja mesin frais

terhadap putaran pahat, metode frais dapat dibedakan menjadi

dua, yaitu :

22

a) Frais Naik ( up milling )

Prinsipnya, gerak dari putaran pahat berlawanan arah

terhadap gerak makan meja frais.

b) Frais Turun ( Down Milling )

Proses frais ini dinamakan juga climb milling, dimana

arah putaran pahat sama dengan arah gerak makan

meja mesin frais.

4) Macam-Macam Pisau Frais

Gambar 14. Macam-macam Pisau Frais

23

5) Perhitungan Elemen Dasar Proses Pengefraisan

a) Kecepatan Potong

Rumus :

V = 1000

.. nd (m/min); (Taufiq Rochim, 1993:21)

Keterangan :

V = Kecepatan potong (m/min)

d = Diameter luar pisau frais (mm)

n = Putaran poros utama (r/min)

b) Kecepatan Makan

Rumus :

znfv zf .. (mm/ min); (Taufiq Rochim, 1993:21)

Keterangan :

vf = Kecepatan makan (mm/ min)

fz = Gerak makan pergigi (mm/ gigi)

z = Jumlah gigi (mata potong).

n = Putaran poros utama (r/ min)

c) Panjang Pengefraisan

Rumus :

lt = lv + lw+ ln (mm); (Taufiq Rochim, 1993:21)

Keterangan :

lt = Panjang pengefraisan (mm)

lv = Panjang awalan (mm)

24

lw = Panjang bahan (mm)

ln = Panjang akhiran (mm)

d) Waktu Pemotongan

Rumus :

tc = .f

t

v

l (min); (Taufiq Rochim, 1993:21)

Keterangan :

tc = Waktu pemotongan (min)

lt = Panjang pengefraisan (mm)

fv = Kecepatan makan (mm/min) = fz . z . n

fz = Gerak makan per gigi (mm/ gigi)

z = Jumlah gigi (mata potong)

n = Putaran poros utama (r/ min)

6) Perlengkapan Mesin Frais

Peralatan yang digunakan dalam proses frais yaitu :

a) Pemegang Pisau Frais

Dalam proses penyayatan, pisau frais harus

dicekam dengan kuat sehingga memungkinkan alat

potong atau cutting tool tidak mengalami selip pada

pencekamannya. Pemegang pisau frais, dibedakan

menjadi 2 yaitu :

1) Arbor (pemegang pisau untuk mesin frais horizontal)

2) Collet (pemegang pisau untuk mesin frais vertikal)

25

b) Pemegang Benda Kerja

Bagian ini berfungsi untuk memegang benda kerja

yang sedang disayat oleh pisau frais. Ragum diikat pada

meja mesin frais dengan mengunakan baut T. Pemegang

benda kerja dapat dibedakan menjadi 3 yaitu :

(1) Ragum

Bagian ini terdiri 2 rahang yaitu rahang tetap untuk

acuan dan rahang yang dapat digeser maju mundur untuk

mencekam benda. Selain itu terdapat poros berulir dengan

engkol pemutarnya dan landasan berlubang untuk tempat

baut pengikat pada mesin.

(2) Kepala Pembagi ( Dividing Head )

Kepala pembagi atau yang disebut dividing head

adalah suatu alat bantu yang digunakan untuk memegang

benda kerja berbentuk silindris terutama untuk keperluan;

membuat segi banyak, membuat alur pasak, membuat roda

gigi (lurus, helik, payung), membuat roda gigi cacing.

26

Gambar 15. Dividing Head

2. Alat-alat yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan sebagai penunjang untuk

pengoperasian mesin yaitu:

a. Pahat Bubut

Karena bahan poros adalah ST37, maka pahat bubut yang

cocok digunakan adalah jenis carbide. Pahat ini memiliki

ketangguhan tinggi untuk menyayat benda kerja yang keras dan

hasil lebih halus. Jenis bahan pahat ini memiliki keunggulan

diantaranya adalah resistensi terhadap deformasi termal atau

perubahan bentuk karena panas, ketahanan terhadap keausan, dan

memiliki torsi kekuatan dua kali lipat lebih tinggi dari HSS (High

Speed Steel).

27

Gambar 16. Pahat Carbide

b. Pisau Frais

Pisau Frais adalah pisau yang digunakan untuk mengefrais

permukaan benda kerja dengan menggunakan mesin frais. Dalam

pemakaian pisau frais ini terdapat tiga tipe yang berbeda yaitu tipe

H untuk baja keras, tipe sedang untuk baja yang mempunyai

kekerasan sedang, dan tipe W untuk baja yang mempunyai

kekerasan lunak.

Ada beberapa jenis pisau frais, diantaranya yaitu :

1) Pisau Frais Muka

2) Pisau Frais Sisi

3) Pisau Frais Alur Sisi dan Muka

4) Pisau Frais Gergaji

5) Pisau Frais Pembentuk

6) Pisau Frais Roda Gigi

7) Pisau Frais Jari atau endmill dan lain- lain

28

Pisau frais yang digunakan untuk membuat alur pasak pada poros

ini adalah jenis pisau frais jari atau biasa disebut endmill.

3. Alat ukur yang Digunakan

Alat-alat ukur yang diperlukan dalam pembuatan poros

yaitu:

a. Jangka Sorong

Jangka sorong atau mistar ingsut adalah alat ukur presisi,

yang dapat digunakan untuk mengukur benda kerja secara presisi

dengan tingkat ketelitian 0.02, 0.05, 0.01 mm. Alat ini mampu untuk

mengukur diameter luar, diameter dalam dan ketinggian dengan

menggunakan rahang-rahang yang ada. Perkembangan jangka

sorong semakin maju dengan adanya jangka sorong jarum (dial) dan

jangka sorong digital.

Gambar 17. Jangka Sorong

29

b. Height Gauge

Gambar 18. Height Gauge

Prinsip pembacaannya hampir sama dengan jangka

sorong, akan tetapi alat ukur ini digunakan untuk mengukur

ketinggian suatu benda pada meja perata. Pada bagian rahang

ukur alat ini dapat digunakan untuk pengambaran (menggores)

pada bagian permukaan benda kerja. Sebelum dilakukan

pengukuran, posisi nol harus diatur terlebih dahulu. Untuk

mengatisipasi kerusakan pada rahang ukur dan kemungkinan

kesalahan ukur, sewaktu mengukur ketinggian, rahang ukur harus

diletakan secara perlahan- lahan di atas muka ukur.

30

D. Gambaran Produk yang Akan Dibuat

1. Gambaran Teknologi

Gambar 19. Mesin Pemipih Adonan dan Pembuat Mie

31

Tabel 3. Spesifikasi

PART LIST

ITEM QTY PART NUMBER DESCRIPTION

1 1 Rangka Dibuat

2 4 UCF Dibeli

3 1 Poros pemipih 1 Dibuat

4 1 poros pemotong 2 Dibuat

5 2 UCP Dibeli

6 1 Poros penghubung Dibuat

7 4 UCT Dibeli

8 1 Pulley poros penghubung 2 Dibeli

9 1 Pulley poros pemipih Dibeli

10 1 Poros pemipih2 Dibuat

11 1 Poros pemotong 1 Dibuat

12 2 Spur Gear1 Dibeli

13 2 Spur Gear2 Dibeli

14 1 Pulley poros penghubung 1 Dibeli

15 1 Rantai penghubung poros Dibeli

16 1 Roller Chain Sprocket1 Dibeli

17 1 Roller Chain Sprocket2 Dibeli

21 1 Motor Dibeli

22 1 Pulley motor Dibeli

23 1 Belt poros pemipih Dibeli

24 1 Belt motor Dibeli

25 4 Poros pengatur tekanan Dibuat

26 8 AS 1252 - M12 Dibeli

27 2 Cover penutup motor Dibuat

28 1 Saluran keluar Dibuat

29 1 Saluran masuk Dibuat

32 1 Saluran tangah Dibuat

33 2 Batas saluran keluar Dibuat

32

34 20 AS 1110 - M12 x 25 ISO metric hexagon

precision bolts and screws

36 20 AS 1112 - M12 Type 5

ISO metric hexagon nuts, including thin nuts, slotted

nuts and castle nuts

2. Prinsip Kerja Mesin

Prinsip kerja dari mesin pmipih adonan dan pembuat mie ini

adalah ketika saklar digeser ke posisi ON, motor listrik akan

menggerakkan poros utama melalui pulley dan belt. Pada poros tersebut

terdapat poros pemipih dan poros pemotong. Adonan yang dimasukkan

melalui penampang masukan akan dipipihkan oleh poros pemipih yang

dilakukan secara berulang-ulang oleh operator sesuai dengan tingkat

kekenyalan adonan yang diinginkan, kemudian dimasukkan pada poros

pemotong yang akan membentuk profil mie. Hasil potongan adonan yang

berwujud mie akan jatuh pada penampang hasil dibagian bawah dan mie

siap dikemas maupun diolah untuk konsumsi.

3. Cara Pengoperasian Mesin

Langkah untuk mengoperasikan mesin pemipih adonan dan

pembuat mie adalah sebagai berikut :

a. Siapkan adonan mie yang akan diproses.

b. Taruh adonan pada penampang masukan pada mesin.

c. Hidupkan mesin pemipih adonan dan pembuat mie dengan menggeser

saklar yang ada di belakang mesin.

d. Masukkan adonan melalui penampang masukan secara perlahan

secara berulang sesuai kekenyalan yang diinginkan.

33

e. Apabila dirasa sudah cukup kenyal, lalu dimasukkan pada poros

pemotong adonan pembuat mie

f. Hasil akan keluar pada penampang hasil, bila sudah cukup lalu

mesin dimatikan dengan menggeser saklar yang ada di belakang

mesin.