BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 PENGENALAN Proses pemesinan adalah salah satu jenis proses yang paling lama yang digunakan untuk mesin pelbagai jenis keluli di dunia ini dan ia juga dikenali sebagai proses pembuangan bahan. Proses pemesinan menjadi proses yang penting dalam industri pembuatan. Antara contoh proses yang biasa digunakan dalam industry pembuatan adalah proses ‘drilling’, ‘milling’ dan ‘lathe’. Kajian
ini
akan
dijalankan
mengenai
kesan
kelajuan
pemotongan,
kedalaman dan daya pemotongan ke atas keluli berkarbon rendah menggunakan mata alat karbida. Ianya berdasarkan kepada parameter yang ditentukan untuk mencari
perbezaan
pemesinan
dan
permukaan
analisis
akan
antara
setiap
parameter
pemotongan.
Proses
dilakukan mengikut prosedur. Ini termasuklah
pemeriksaan. pemerhatian, analisis dan perbezaan antara parameter pemotongan, kesimpulan dan cadangan.
2
Proses yang digunakan ialah proses melarik. Digunakan untuk melakukan kerjakerja seperti memotong selari permukaan sebelah luar atau dalam, menggerudi, memotong benang skru, melulas, menggerek, memotong tirus, melorek, mencanai, mengilap dan lain-lain. Pemotongan dilakukan dengan memasukkan mata alat pemotong ke arah bahan kerja yang sedang berpusing. Suapan mata alat dilakukan sama ada selari atau bersudut tepat dengan paksi bahan kerja. Mata alat pemotong boleh juga di suapkan bersudut dengan paksi bahan kerja seperti dalam kerja pemotongan tirus.
1.1.1 Kategori utama proses pemesinan 1) Pemotongan – Umumnya melibatkan titik tunggal atau berbilang mata alat pemotong. 2) Proses kasar – Memiliki kemampuan untuk membuang sedikit permukaan benda kerja melalui proses pemotongan yang menghasilkan cip kecil. 3) Proses pemesinan lanjutan – Melibatkan elektrik, kimia, haba, hidrodinamik dan laser.
1.1.2 Kelebihan proses pemesinan 1) Boleh mencapai ketetapan dimensi yang lebih dekat yang diperlukan oleh bahagian tersebut. 2) Mudah untuk membuat bahagian-bahagian yang mempunyai geometri luar dan dalam seperti sudut tajam dan rata. 3) Dapat menghasilkan bahagian yang memerlukan ciri permukaan yang istimewa.
3
1.2 PENYATAAN MASALAH Untuk meneliti kesan daripada pemotongan dalam keadaan coolant tanpa coolant bagi
kekasaran
permukaan
dan
mencari
sebab
atau
pembolehubah
yang
berkemungkinan mempengaruhi kekasaran permukaan besi tersebut. Kajian ini berfokus kepada pengaruh parameter pemotongan iaitu kelajuan pemotongan, kadar suapan dan keadaan pemotongan iaitu coolant dan tanpa coolant. Mencari keadaan pemotongan dan parameter yang sesuai yang akan menyumbang kepada pengurangan kehausan pada mata alat sekaligus mendapatkan hasil kerja yang cantik.
1.3 OBJEKTIF Mengkaji kesan kekasaran permukaan daya parameter menggunakan mata alat karbida (WC-Co) ketika proses melarik
yang berbeza keluli berkarbon
rendah.
1.4 SKOP KAJIAN 1) Untuk melihat kesan kekasaran pemotongan dalam parameter yang berbeza. 2) Proses melarik selari dilaksanakan dalam keadaan pemotongan coolant dan tanpa coolant . 3) Untuk menganalisis kesan kelajuan pemotongan yang berbeza dalam proses melarik selari.
4
BAB 2
KAJIAN LITERATUR
2.1 Keluli i.
Keluli Karbon Biasa
Keluli karbon biasa boleh ditakrifkan sebagai aloi besi dan karbon yang mengandungi kurang daripada 1.7% karbon. Keadaan yang sebenar menunjukkan kandungan yang melebihi 1.4% karbon jarang sekali terdapat pada keluli dan terdapat juga unsur-unsur lain seperti mangan (Mn), sulfur (S) dan fosfurus (P). Unsur-unsur ini sama ada sengaja dicampurkan (seperti Mn) atau sebagai bendasing (seperti S dan P)
ii.
Sifat - Sifat Mekanik Keluli Karbon Biasa.
Nilai-nilai yang biasa bagi sifat-sifat mekanik untuk ferit, pearlit dan sementit adalah seperti berikut :
5
Jadual 2.1 : Fungsi struktur dan komposisi terhadap sifat-sifat mekanik keluli karbon biasa. Juzuk
Kekuatan
%
mikro
tegangan
Pemanjangan
Ferit
330 N/mm2
40
100 HV
Pearlit
900 N/mm2
5
270 HV
Sememtit
Kekerasan
650HV
Jadual di atas menunjukkan sifat-sifat mekanik keluli karbon biasa yang disejukkan dengan perlahan dan didapati kandungan
zarah -zarah
sifat-sifat mekanik keluli ini bergantung kepada
mikro ini. Kekerasan, kekuatan tegangan dan peratus
pemanjangan adalah terus dengan kandungan karbon sehingga 0.83%. Kehadiran sememtit-sememtit bebas pada struktur bijian menyebabkan kekuatan tegangan menurun.
iii.
Kesan unsur-unsur lain (selain karbon) terhadap keluli karbon biasa Dalam proses pengeluaran keluli adalah sukar untuk menapiskan semua
bendasing. Di samping itu proses pengoksidaan yang berlaku tuangan keluli juga mengandungi bendasing yang larut dan unsur bukan logam tidak terlarut. Unsur-unsur ini dicampurkan ke dalam keluli samada secara tidak sengaja atau disengajakan sebagai rekabentuk keluli tersebut. Unsur-unsur yang biasa didapati seperti Mn sehingga 1.0%, Si sehingga 0.3%, S sehigga 0.05% dan P
iv.
sehingga 0.05%.
Mangan (Mn) Unsur ini merupakan elemen yang penting kepada hampir semua keluli kerana
ianya boleh membebaskan
keluli
daripada
rongga-rongga
gas/udara. Unsur ini
6
bertindak sebagai agen pengoksidaan dengan bergabung dengan oksigen yang berlebihan. Tetapi unsur ini boleh bertindakbalas dengan sulfur yang hadir dan membentuk MnS yang boleh melemahkan keluli. Mn juga boleh larut dalam austenit dan membentuk karbida yang stabil iaitu Mn3C. Unsur ini boleh meningkatkan kekuatan
alah, kekuatan
tegangan dan rintangan hentaman (keliatan) keluli.
Kedalaman pengerasan boleh ditingkatkan
selepas dikeraskan tetapi ianya boleh
membawa retak atau pecah. Kandungan Mn hendaklah dihadkan kurang daripada 0.5% keluli berkarbon sederhana dan tinggi yang hendak dikasarkan.
v.
Silikon (Si)
Unsur
ini
didapati bersama bijih besi itu
sendiri.
Ianya berguna
jika
kandungannya di antara 0.05 - 0.3% bagi keluli terbunuh. Bagi keluli berim kandungannya dihadkan kepada 0.05%. Silikon hanya memberi kesan yang sedikit kepada keluli tetapi kandungannya hendaklah dihadkan kepada 0.2% bagi keluli karbon tinggi sebab ianya boleh menghuraikan sementit menjadi grafit & ferit dan menjadikan keluli itu lemah. Silikon juga meninggikan kebendaliran keluli yang mana sifat ini sangat panting dalam proses tuangan.
vi.
Sulfur (S)
Kehadiran sulfur dalam keluli adalah dalam bentuk MnS atau FeS. FeS larut dalam keluli lebur tetapi tidak larut dalam keluli pejal. FeS mendak sebagai filem pada sempadan bijian austenit walaupun kandungan sulfur serendah 0.1%. FeS mempunyai takat lebur yang rendah dengan ini keluli boleh menjadi remah/hancur (crumble) bila dipanaskan. FeS juga merupakan bahan yang rapuh pada suhu bilik dengan itu ianya menjadikan keluli tidak sesuai untuk kerja-sejuk atau digunakan dalam mana-mana perkhidmatan. Biasanya Mn ditambahkan lebih banyak
7
bagi mengelakkan pembentukan FeS pada keluli. Dengan menambahkan lebih banyak Mn maka lebih banyak MnS terbentuk iaitu lebih baik daipada FeS.
Umumnya kandungan sulfur pada keluli tidak melebihi 0.05% dan pada keluli berkualiti tinggi seperti keluli alat, tidak melebihi 0.03%. Setengah keluli seperti keluli pemotongan bebas kandungannya ialah 0.3 %S, 1.5 %Mn dan 0.03 %P. Kehadiran MnS pada keluli ini meningkatkan lagi kebolehmesinannya.
vii.
Fosforus
Fosforus
membentuk fosfid besi, Fe3P yang rapuh
dan
larut dalam
keluli.
Fosforus juga memberi kesan kepada kekerasan keluli, dengan itu kandungannya haruslah dihadkan bawah 0.05% sebab fosfid besi yang menjadi juzuk mikro yang berasingan menambahkan kerapuhan keluli.
viii.
Klasifikasi Dan Kegunaan Keluli Karbon Biasa.
Keluli karbon biasa dibahagikan kepada 3 kumpulan : i.
Keluli karbon rendah mengandungi kurang daripada 0.3 %C.
ii.
Keluli karbon sederhana mengandungi 0.3 - 0.6 %C.
iii.
Keluli karbon tinggi mengandungi 0.6 - 1.4 %C.
2.1.1 Keluli Karbon Sederhana Keluli ini biasa dikeras dan dibajakan sepenuhnya supaya kekuatannya adalah lebih baik dengan mempunyai ketegaran yang maksima. Digunakan untuk membuat aci, gear dan aci engkol. Keluli yang mengandungi 0.4 - 0/5 %C boleh dikeraskan dengan proses pemanasan setempat . (localised heating and quenching).
8
2.1.2 Keluli Karbon Tinggi Keluli
karbon tinggi biasanya dikeras
dan
dibajakan dengan
ringan
untuk
mendapatkan kekerasan yang tinggi dengan keliatan yang terhad. Digunakan untuk membuat alat pemotong yang kurang mahal dan dikenali sebagai "carbon tool steel". Keluli yang mengandungi 0.6 - 0.8 %C biasanya digunakan untuk membuat acuan, spring, kabel pengikat dan roda keretapi. Sebahagian daripada alat-alat yang dibuat daripada keluli karbon tinggi adalah seperti berikut :-
Jadual 2.2 : Kandungan Karbon Dan Jenis Alat. Karbon
Jenis-jenis alat
(%) 0.8 - 1.0
Pahat sejuk bilah pemotong, pengetuk dan penukul.
1.0 - 1.2
Kikir kapak mata gergaji dan pisau.
1.2 - 1.4
Pisau pencukur dan mata gerudi.
2.2 Mata Alat Memahami Fungsi Dan Jenis-Jenis Mata Alat: Faktor yang menentukan kecekapan sebuah mesin larik ialah bentuk dan jenis mata alat yang digunakan. Bahan mata alat yang digunakan haruslah mempunyai sifat-sifat berikut:
9
(a) Bahan mestilah keras (b) Mempunyai rintangan kehausan (c) Menahan sifat kekerasan pada suhu yang tinggi semasa memotong (d) Menyerap kejutan semasa melakukan operasi seperti melarik dan larikan kasar.
Diantara jenis-jenis mata alat yang biasa digunakan bagi kerja-kerja melarik biasa ialah : a.
Mata alat pemotongan biasa
b.
Mata alat melurah
c.
Mata alat membenang: i.
Jenis ‘V’
ii.
Jenis Acme
iii.
Jenis Buttres
iv.
Jenis Bersegi
d.
Mata alat jenis sisip (Throwaway)
e.
Mata alat menggerek dan sebagainya
10
Rajah 2.1 Mata Alat
Rajah 2.2 Skematik Mata Alat
11
2.2.1 Jenis Bahan Mata Alat
2.2.1.1 Keluli karbon tinggi. Keluli ini mengandungi diantara 0.9% hingga 1.2% karbon. Bahan ini murah dan mudah dibentuk menjadi mata alat seperti jenis mata alat menggerek. Kelemahannya ialah mudah terbakar dan hilang kekerasannya apabila melakukan larikan pantas atau cepat. Sesuai digunakan untuk memesin bahan lembut seperti loyang.
2.2.1.2 Keluli Tahan Lasak Bahan mata alat ini mengandungi campuran bahan-bahan berikut : a) Tungsten. b) Kromium c) Vanadium. d) Molibdenum. e) Kobalt Peratusan komposisi diatas akan berubah mengikut jenis bahan yang dilarik dan jenis operasinya.satu komposisi yang banyak digunakan adlaah 18% tungsten, 4% kromium dan 1% vanadium. Jenis bahan mata alat ini amat sesuai untuk larikan dalam, menahan kejutan dan mengekalkan mata pemotong yang tajam pada suhu tinggi. Kelajuan pemotongan adalah tiga kali ganda keluli karbon tinggi.
12
2.2.1.3 Tuangan aloi. Jenis mata ini juga dikenali sebagai stelit dan menggandungi 25% hingga 35% kromium, 4% hingga 25% tungsten, 1% hingga 3% karbon dan bakinya kobalt. Sesuai digunakan pada “spindle speed” yang tinggi dan tidak mudah haus. Bagaimanapun ia tidak sekuat dan mudah retak jika dibandingkan dengan keluli tahan lasak. Kelajuan pemotongan adalah dua kali ganda keluli tahan lasak.
2.2.1.4 Karbida Terdiri daripada dua jenis : i.
Jenis yang dikimpal loyang ( brazed ) kepada batang keluli.
ii.
Jenis yang digunakan sebagai mata alat tumpang. Komposisinya adalah 82% karbida, 10% titanium dan serta 8% bahan pengikat
kobalt. Bahan ini keras dan boleh melakukan pemotongan pada suhu tinggi tetapi kurang tahan lasak. Biasanya digunakan untuk memesin besi tuangan dan logam bukan ferus. Pelbagai jenis keluli juga boleh dimesin dengan bahan ini. Kelajuan pemotongan adalah tiga hingga empat kali lebih keluli tahan lasak.
2.2.1.5 Seramik Kebanyakkan dihasilkan daripada aluminium oksida. Bahan mata yang terbaru ini adalah campuran aluminium oksida dan zirkorminium oksida. Oleh kerana bahan ini sangat keras ianya digunakan sebagai bahan mata alat tumpang yang digunakan untuk memesin keluli keras dan logam yang sukar di mesin oleh mata alat lain. Tidak memerlukan bahan penyejuk ketika melarik. Kelajuan pemotongan adalah dua kali ganda karbida.
13
2.2.1.6 Intan. Digunakan untuk memesin logam bukan ferus dan bukan logam. Memberikan penyudahan yang amat licin serta memesin sehingga kejituan 0.002 mm – 0.005 mm. Biasa digunakan sebagai mata alat penyudahan kerana mata alat ini mudah rapuh dan tidak tahan hentakan kuat. Terdapat dua jenis iaitu asli dan tiruan. Oleh kerana memerlukan kos yang tinggi jenis tiruan sahaja biasanya digunakan dibengkel-bengkel.
2.3 MELARIK Mesin larik ialah satu-satunya mesin yang paling banyak kegunaan dalam bidang kejuruteraan. Walaupun pelbagai bentuk mesin pelarik telah digunakan sebelum kurun ke-18, nanun mesin pelarik pertama yang boleh memotong ulir hanya dicipta pada tahun 1797 oleh seorang mekanik inggeris bernama Henry Maudslay. Mesin ciptaan beliau telah banyak digunakan dalam pembinaan enjin stim kereta api rekaan James Watt pada awal kurun ke-19 iaitu pada zaman revolusi industri England.sejak dari masa itu mesin ini telah diperbaiki dan ditambah dengan beberapa alatan tambahan supaya dapat mengeluarkan komponen-komponen dengan tepat dan cantik. Mesin larik merupakan satu mesin yang digunakan untuk melakukan kerja-kerja seperti memotong selari permukaan sebelah luar atau dalam seperti menggerudi, memotong, membuang skru, meluas, menggerek, memotong tirus, melorek, mencanai, mengilap, dan lain-lain. Pemotong yang dilakukan dengan menyuapkan mata alat pemotong kearah bahan kerja yang sedang berpusing. Suapan mata alat sama ada selari atau bersudut tepat dengan paksi bahan kerja semasa dalam kerja pemotongan tirus.
14
2.4 JENIS-JENIS MESIN LARIK 2.4.1 Mesin pelarik boleh dikelaskan kepada tiga kategori utama, iaitu : 2.4.1.1 Mesin Pelarik Piawai (Mesin Larik Tetengah). Pelarik jenis ini digunakan dalam kerja-kerja kejuruteraan am. Ia boleh dilengkapkan dengan aksesori tambahan untuk kerja-kerja khas seperti melarik penirusan di mesin larik. Pelarik jentera kecil yang boleh dipasang di atas bangku di kenali sebagai pelarik bangku/meja. Satu lagi jenis pelarik jentera yang digunakan untuk kerja-kerja jitu dikenali sebagai pelarik jenis “Tool-Room”. Mesin ini lebih besar dan berat daripada jenis bangku. Panjang landasan mesin adalah 1.5 meter hingga 6 meter. Lazimnya mesin ini digunakan untuk kerja-kerja penyelenggaraan sederhana dan juga dalam institusi latihan kemahiran.
Rajah 2.3 : Mesin Pelarik Piawai (Mesin Larik Tetengah).
15
2.4.1.2 Pelarik N.C Dan C.N.C Mesin pelarik terbaru ini berfungsi dibawah kawalan komputer. Mesin ini lebih produktif dan hasil pengeluarannya lebih laju jika dibandingkan dengan mesin lain. Terdapat dua jenis mesin iaitu : Jenis yang mempunyai turret dipasang pada landasan mesin sahaja. Jenis yang mempunyai dua turret dimana satu turret dipasang pada landasan dan satu lagi pada kekesot lintang.
Rajah 2.4 : Mesin CNC.
16
Rajah 2.5 : Mesin NC.
2.4.2 FUNGSI & BAHAGIAN MESIN LARIK KONVENSIONAL 2.4.2.1 Alatan Hadapan Bahagian ini terletak di atas sebelah kiri landasan mesin pelarik. Pada bahagian ini, terdapat rangkaian gear pengumpar mesin dan juga tuas-tuas kawalan gear untuk melaraskan pemilihan kelajuan pelarik. Alatan hadapan bergear lebih baik daripada alatan hadapan bertakal kerana rangkaian kelajuan yang banyak akan diperoleh. Pada bahagian ini juga dipasangkan alat tambahan, iaitu bindu. Tujuannya adalah untuk memegang atau mencengkam bahan kerja yang hendak dilarik. Terdapat dua jenis bindu yang lazim digunakan, iaitu bindu jenis tiga rahang dan bindu jenis empat rahang.
17
2.4.2.2 Alatan Belakang Alatan belakang terletak disebelah kanan mesin larik.
Kedudukan alatan
belakang boleh di gerakkan disepanjang landasan mesin pelarik. Tapak di mesin supaya boleh duduk di atas landasan dengan tepat. Alatan ini berfungsi untuk menyokong bahan kerja yang panjang semasa kerja melarik dan menempatkan alatan tambahan seperti tetengah dan bindu yang disesuaikan dengan kerja yang akan dibuat di mesin larik.
Rajah 2.6 : Alatan Belakang.
2.4.2.3 Pelana / Kereta Pelana / kereta terletak di antara alatan hadapan dan alatan belakang. Selanya berbentuk huruf H dan boleh digerakkan disepanjang landasan sama ada ke kiri atau ke kanan.
Pergerakannya boleh dilakukan secara manual dengan menggunakan roda
pelana.
Fungsinya adalah untuk menyokong kedudukan sela, kekesot lintang dan
18
kekesot bergabung yang terdapat di atasnya. Tapak kekesot bergabung boleh dikilas untuk memotong penirusan yang pendek. Keseluruhannya bahagian kereta dan kekesot lintang boleh digerakkan secara automatik atau menggunakan tangan. Hujung kekesot lintang dan kekesot bergabung dilengkapkan dengan relang yang ditanda dengan jitu supaya kedudukan mata alat boleh dilaraskan dengan tepat.
Rajah 2.7 : Kereta/Pelana.
2.4.2.4 Landasan Landasan mesin pelarik dibuat dengan mengguankan besi tuang yang bermutu tinggi. Ianya merupakan bahagian yang berfungsi menyokong kedudukan pelana / kereta dan alatan belakang mesin pelarik. Terdapat dua jenis bentuk landasan. Mesinmesin kecil dan sederhana saiznya mempunyai landasan Vee. Manakala mesin-mesin yang besar yang melarik kerja-kerja berat mempunyai landasan rata.
Permukaan
landasan mempunyai sifat yang keras, kuat dan kukuh supaya tahan digunakan untuk jangka masa yang lama.
19
Rajah 2.8 : LANDASAN V & LANDASAN RATA.
Rajah 2.9 : Bahagian Mesin Larik.
20
2.5 Proses Mesin Larik. 2.5.1 Operasi atau proses-proses melarik pemesinan menggunakan mesin larik adalah : a) Melarik Muka/selari. b) Melarik Tirus. c) Melarik Kontur. d) Melarik Bentuk. e) Melarik Bahu. f) Memenggal. g) Melarik Ulir. h) Menggerek. i) Mengerudi. j) Membunga.
2.5.1.1 Menggerek Menggerek ialah operasi membesarkan lubang yang telah digerudi terlebih dahulu. Dengan menggerek lubang yang digerudi, lubang itu boleh diluaskan kepada satu saiz yang tertentu dengan tepat dan licin. Untuk menghasilkan satu lubang yang tepat dan licin, lubang yang digerak itu kemudian dilulas dengan pelulas.
21
2.5.1.2 Melorek/Membunga Terdapat dua jenis corak bunga iaitu potongan intan dan potongan lurus. Melorek adalah proses membentuk corak pada sebatang silinder. Ia bertujuan supaya bahagian yang telah dibunga itu memberi pegangan yang tetap (tidak licin). Alat pengukur dan tolok batasan merupakan contoh yang mempunyai bunga. Kasar atau halusnya bunga itu bergantung pada saiz garis pusat silinder yang perlu dibungakan.
2.5.1.3 Tirusan Penirusan ialah satu aspek penting dalam kerja-kerja pemasangan. Benda kerja berbentuk silinder dan tirus digunakan untuk pemasangan yang cepat dan tepat dan kemudian boleh diceraikan kembali dengan mudah. Kebanyakan alat pada mesin gerudi, mesin pelarik dan mesin pengisar menggunakan prinsip ini. Pemasangan secara tirus ini memusatkan dan menggerakkan mata alat melalui penahanan geseran.
2.5.1.4 Menggerudi Bahan kerja yang dipegang pada rahang atau yang telah dipasang pada plat permukaan boleh digerudi dengan cepat dan tepat. Mata gerudi yang bertangkai turus boleh dipegang pada rahang gerudi dan dipasang pada tirusan dalam spindal alatan belakang.
22
2.5.1.5 Melarik selari Operasi menggerakkan mata alat itu selari dengan paksi mesin pelarik dengan tujuan menghasilkan satu silinder yang tepat kepada saiz yang diperlukan. Sebelum melarik selari antara tetengah, kedudukan paksi mesin mestilah dipastikan dahulu supaya selari dengan mata alat. Ini bertujuan menguji kedudukan tetengah hidup dan tetengah mati. Setelah melarik selari, ukur kedua-dua hujung silinder. Jika kedudukan alatan belakang paksi sama dengan spindal utama mesin, kedua-dua garis pusat itu akan berukuran sama. Garis pusat silinder yang dilarik perlu dilarik 2 atau 3 kali untuk mendapatkan saiz yang dikehendaki, iaitu 1 atau 2 larikan kasar dan 1 larikan penyudah.
Rajah 2.10 : Proses Melarik.
2.6 Keadaan Operasi Dalam usaha untuk mendapatkan proses yang cekap dan permukaan cantik menggunakan
mesin pelarik, tiga pembolehubah penting atau parameter dalam
pemesinan adalah
penting untuk menyesuaikan kelajuan putaran, kedalaman
pemotongan dan kelajuan penghantaran.
23
2.6.1 Putaran kelajuan Ia menghasilkan dengan bilangan putaran (rpm) daripada rahang. Apabila kelajuan putaran tinggi, kelajuan pemprosesan menjadi cepat, dan permukaan pemprosesan siap adalah halus. Walau bagaimanapun, kerana kesilapan operasi sedikit boleh menyebabkan kemalangan yang serius, ia adalah lebih baik untuk menetapkan kelajuan berputar rendah pada peringkat pertama.
2.6.2 Keratan Kedalaman Kedalaman pemotongan alat yang memberi kesan kepada kelajuan pemprosesan dan kekasaran permukaan. Apabila kedalaman pemotongan adalah besar, kelajuan pemprosesan menjadi cepat, tetapi suhu permukaan menjadi tinggi, dan ia mempunyai permukaan yang kasar. Lebih-lebih lagi, bahan kerja juga menjadi pendek. Jika tidak tahu kedalaman pemotongan yang sesuai, ia adalah lebih baik untuk bersedia dengan nilai kecil.
2.6.3 Menghantar kelajuan (Feed) Kelajuan penghantaran alat ini juga memberi kesan kepada kelajuan pemprosesan dan kekasaran permukaan. Apabila kelajuan penghantaran adalah tinggi, kelajuan pemprosesan menjadi cepat. Apabila kelajuan penghantaran adalah rendah, permukaan selesai cantik. Terdapat manual penghantaran yang bertukar dan beroperasi mengendalikan, dan automatik penghantaran yang pendahuluan baik secara automatik. Pemulaan mesti menggunakan manual penghantaran. Kerana kemalangan serius mungkin disebabkan, seperti menyentuh “chuck” berputar di sekitar automatik penghantaran.
24
2.6.4 Kelajuan pemotongan Untuk bahan yang diberikan akan ada kelajuan pemotongan optimum untuk satu set tertentu keadaan pemesinan dan daripada kelajuan ini kelajuan gelendong (RPM) boleh dikira. Faktor-faktor yang memberi kesan kepada pengiraan memotong laju adalah: Bahan yang dimesin seperti (besi, tembaga, keluli alat, plastik, kayu). a) Bahan pemotong itu dibuat daripada (keluli karbon, keluli kelajuan tinggi (HSS), karbida, seramik). b) Pemotongan yang ekonomi (kos untuk “regrind” atau membeli yang baru, berbanding dengan kuantiti bahagian yang dihasilkan). Keratan kelajuan dikira dengan andaian bahawa keadaan pemotongan optimum wujud, ini termasuk: a) Kadar penyingkiran logam (kemasan yang mengeluarkan sejumlah kecil bahan boleh dijalankan pada kelajuan yang meningkat). b) Aliran penuh dan cecair pemotongan (penyejukan yang mencukupi dan cip flushing). c) Ketegaran persediaan mesin dan alat (pengurangan getaran atau bunyian).
25
2.6.5 Kelajuan pemotongan (Cutting speed). Kelajuan pemotongan (CS) yang penting ialah bilangan yang ideal bagi m/s bahawa mata alat perlu melepasi bahan kerja. Kelajuan pemotongan ini adalah mata alat yang tajam dan penyejuk yang mencukupi. Pelarasan perlu dibuat untuk kurang daripada keadaan pemotongan yang ideal. Bahan yang berbeza seperti (Tinggi Karbon / Rendah Karbon Keluli, Aluminium) mempunyai Kelajuan Keratan berbeza dan boleh bekerja / dipotong pada kadar yang berbeza. Di samping itu, beberapa proses (seperti “threading”, “knurling”, atau memotong) perlu bekerja pada kelajuan yang lebih perlahan. Formula untuk pengiraaan kelajuan pemotongan:V=𝜋 x D x S 1000
Dimana V= Kelajuan Pemotongan dalam m/min D= Diameter Pemotongan dalam mm S= Kelajuan Pemintal
2.6.6 Kadar suapan (Feed rate). Kadar suapan(Larik) merujuk kepada berapa cepat mata alat untuk melarik perlu bergerak melalui pemotongan bahan. Ini dikira menggunakan Suapan Per Revolusi untuk bahan tertentu. Alat pelarik umumnya hanya mempunyai satu gigi, jadi dalam kebanyakan kes FPT dan FPR akan sama. Kadar suapan akan berkurangan dengan mata
26
alat yang tumpul, kekurangan cecair penyejuk / pelinciran, atau suapan/makan lebih dalam. Formula untuk pengiraan kadar suapan :-
F= S x F x N
Dimana F= Kadar Suapan dalam mm/min S= Kelajuan Pemintal N= Pemotongan dalam rev/min
2.7 Keadaan Pemotongan 2.7.1 Cecair pemotongan Terdapat pelbagai jenis cecair pemotongan yang terdapat hari ini. Banyak bahan penyejuk baru telah dibangunkan untuk memenuhi keperluan bahan-bahan baru, alat pemotong baru, dan lapisan baru pada alat pemotong. Matlamat operasi pemesinan mestilah untuk meningkatkan produktiviti dan mengurangkan kos. Ini dapat dicapai dengan pemesinan pada kelajuan praktikal tertinggi sambil mengekalkan hayat alat praktikal, mengurangkan, dan menghasilkan bahan dengan kualiti permukaan yang dikehendaki. Pemilihan dan penggunaan penyejuk boleh membantu mencapai semua matlamat ini.
27
2.7.1.1 Kering (Tanpa Cecair Penyejuk) Pemesinan kering adalah tanpa menggunakan cecair pemotongan. Pemesinan kering memerlukan kuasa yang kurang. Walau bagaimanapun, ianya kadang-kadang kurang berkesan. Ini kerana dalam pemesinan kering geserannya tinggi antara alat dan bendakerja dan membawa kepada suhu yang tinggi dalam zon pemesinan. Suhu tinggi di zon pemesinan yang akhirnya akan menyebabkan ketidaktepatan dimensi untuk bahan kerja dan menyebabkan masalah serta menghasilkan kemasan permukaan yang kurang kemas.
2.7.1.2 Basah (Cecair Penyejuk) Dalam proses pemesinan, suhu tinggi dan tekanan tinggi akan meningkat pada alat pemotongan dan menjadi masalah utama dalam proses pemesinan terutamanya keluli lembut. Masalah ini tidak boleh dihapuskan tetapi ia boleh mengurangkan dengan menggunakan pemotongan basah. Ia tidak hanya bertindak sebagai penyejuk tetapi juga berfungsi sebagai pelincir yang mengurangkan suhu alat dan mengurangkan kelajuan pemotongan. memilih bahan pendingin yang betul adalah kesan penting dalam meningkatkan hayat alat. Penyejuk paling berkesan atau cecair pemotong dalam melesapkan haba, ia harus mampu menyerap haba, ketahanan yang baik dan kekonduksian haba yang tinggi. Secara umumnya bendalir yang baik adalah: a) Menyejukkan alat bahan kerja dan pemotongan. b) Mengurangkan geseran. c) Meningkatkan tindakan terhadap pemotongan. d) Melindungi kerja daripada pengaratan.
28
e) Mencuci cip(serpihan tatal). f) Hayat mata alat tahan lama.
2.8 Tekstur Permukaan Bagi sebarang komponen kejuruteraan, tekstur permukaan ialah surihan atau tanda yang dihasilkan oleh perkakas pemotongan pada permukaan komponen tersebut. Tanda itu terbentuk berulang-ulang pada keseluruhan permukaan yang telah dimesin. Sama ada seragam atau sebaliknya, tekstur permukaan seolah-olah membentuk satu corak pada permukaan komponen itu. Tekstur permukaan ditakrifkan sebagai sisihan permukaan sebenar bagi satu komponen dari permukaan umumnya, jika dilihat pada susuk komponen itu. Ini berlaku sama ada berulang-ulang atau secara rawak. Tinggi rendah permukaan sebenar dari permukaan umum itulah yang membentuk tekstur permukaan.
2.8.1 Elemen Tekstur Permukaan 2.8.1.1 Kekasaran Tinggi puncak permukaan sebenar dari dasar lurah di sebelahnya. Alur dan puncak yang berbentuk gelombang-gelombang pendek adalah tanda yang ditinggalkan oleh hujung perkakasan pemotong, contohnya garitan hujung perkakas pemotong mesin bentuk ketika menorah permukaan. Lazimnya alur-alur mengikut satu arah yang selari di antara satu sama lain. Lebar kekasaran ialah jarak ruang di antara satu puncak pada satu alur ke puncak yang bersebelah.
29
Rajah 2. 11 : Tekstur Kekasaran. a) Kekasaran- tinggi puncak permukaan sebenar dari dasar lurah di sebelah nya. b) Lay- arah kebanyakan alur dan banjaran puncak yang terdapat pada satu permukaan. c) Gelombang- bentuk turun dan naik satu siri kekasaran pada satu permukaan. Jarak atau tinggi maksimun dari puncak ke dasar permukaan yang terendah sekali. d) Lebar kekasaran- diukur dari satu puncak gelombang ke puncak yang bersebelahan(disebabkan gegaran mesin). e) Cacat- tanda atau kerosakan permukaan yang tida tidak berulang terjadi. Contoh : calar, liang, dan retak.
30
Rajah 2.12 : Simbol Ciri Kekasaran Permukaan.
