BAB IV SIMULASI PROSES PERMESINAN
Setelah dilakukan penentuan dimesin cetakan, maka selanjutnya dilakukan proses permesinannya. Untuk mensimulasikan proses permesinan cetakan botol digunakan perangkat lunak Mastercam 9. Mastercam adalah sebuah perangkat lunak komputer berbasis CAD/CAM yang sering digunakan oleh berbagai macam perusahaan manufaktur. Mastercam memiliki fasilitas-fasilitas komputer grafis yang memungkinkan penggunanya yang melakukan berbagai bentuk simulasi proses permesinan sebelum diimplementasikan pada proses permesinan yang sesungguhnya (berbasis computer numerical controlled (CNC based). CAM merupakan istilah yang digunakan dalam menjelaskan proses manufacturing yang dikontrol oleh computer. Salah satu proses manufacturing yang sangat penting adalah pemotongan metal. Pemotongan metal bagaimanapun hanya merupakan salah satu jenis proses manufacturing yang dikontrol oleh computer. Dalam Mastercam juga dilengkapi dengan kemampuan desain, yaitu menggambar objek 2 dimensi dan 3 dimensi. Pada program mastercam ada beberapa pilihan operasi diantaranya adalah mill, lathe, design dan wire. Dalam pemubatan cetakan botol dilakukan dengan proses milling. Sebelum dilakukan proses simulasi terlebih dahulu menentukan alur pengerjaan dalam flow chart.
80
81
Mulai Transfer data dari CAD ke CAM Setup job and material stock Toolpath operation Roughing or finishing Set tool and toolpath parameters Verify & post NC file Post processor Seles ai
Gambar 4.1. Diagram alur simulasi mastercam
4.1
Transfer data dari Cad ke Cam Dalam pembuatan cetakan, langkah awal yang dilakukan adalah membuat
benda kerja dalam bentuk tampilan grafis dengan menggunakan perangkat lunak SolidWork. Pemilihan solidwork sebagai alat bantu dalam penggambaran desain ini karena software ini mudah penggunaannya dalam pemodelan suatu produk
82
untuk 2 dan 3 dimensi. Setelah desain cetakan selesai, maka gambar tersebut yang nantinya akan di transfer ke perangkat lunak mastercam. Sebelum menstransfer harus diingat terlebih dahulu pada waktu penggambaran dengan solidwork 2008 file yang akan ditransfer disimpan pada file type extension dengan IGES (*.igs) karena type extension ini ada dalam file mastercam. Untuk melakukan transfer gambar desain dari SolidWork ke masterCAM, langkahnya adalah sebagai berikut : Klik File pada Main Menu yang ada pada mastercam >> dilanjutkan klik Converters, IGES >> Read File >> dan pilih file dari SolidWork yang telah disimpan >> klik Open >> IGES Read Parameter >> OK >> Delete The Current Part >> Yes
4.2
Proses Simulasi Permesinan Pada MasterCAM, proses milling dapat disimulasikan terlebih dahulu
sebelum ditransfer ke mesin milling yang sebenarnya (mesin milling berbasis CNC). Alat potong mesin milling atau yang sering disebut dengan tool membutuhkan arah dan jalur gerakan sebagai petunjuk ke mana alat tersebut harus bergerak. Jalur tersebut dalam MasterCAM disebut dengan toolpath. Ada beberapa jenis toolpath diantaranya adalah toolpath berupa contour, pocket, dan surface. Pada proses pembuatan CAM ini penulis menggunakan standar pemakaian cutter solid carbide dengan parameter penggunaan mengacu pada catalog cutting tool sandvik. Sesuai dengan nama dari pahat tersebut, material pahat potong ini adalah solid carbide yang dilapisi TiC, N atau TiAIN. Salah satu
83
ciri desain yang umum dan sangat penting dari solid carbide adalah keberadaan inti yang sangat tebal sehingga mempunyai ketahanan bengkok yang maksimum. Hal ini cocok untuk proses permesinan pada baja yang keras, dan bisa dioperasikan pada kecepatan tinggi. Setiap produsen produk cutting tools akan selalu mempunyai pedoman penggunaan atau standar pemakaian dari produk yang dihasilkan agar konsumen atau pemakai produk dengan mudah menggunakan produk tersebut. Begitu pula pada pahat, produsen pahat akan selalu menyertakan standar penggunaan dari pahat yang dihasilkan. Salah satu produsen cutting tools pada mesin perkakas adalah sandvik. Pada simulasi proses permesinan dengan menggunakan perangkat lunak MasterCAM ini ada enam benda kerja yang akan dilakukan proses permesinan yaitu neck plate I dan II yang merupakan cetakan atas bagian I dan II, body plate I dan II yang merupakan cetakan tengah bagian I dan II, botton plate I dan II yang merupakan bagian cetakan bawah. Proses simulasi permesinan cetakan ini dibagi menjadi tiga jenis pengerjaan, yaitu pengerjaan kasar (roughing) dan pengerjaan Semi Finishing dan pengerjaan akhir (finishing). Pada pengerjaan kasar dikerjakan dengan toolpath rough parallel, sedangkan pengerjaan akhir dikerjakan dengan toolpath finish scallop
4.2.1. Proses simulasi permesinan pada top plate
Adapun data dalam pembuatan cetakan pada neck part dapat dilihat pada tabel.
84
Tabel.4.1.Data-data pada pengerjaan neck plate Data
Benda kerja 1
Benda kerja 2
Grs sumbu
X
Y
Z
X
Y
Z
Stock bahan
149.0
44.0
57.0
149.0
44.0
57.0
Stock origin
-99.0352
175.140
-1572
-99.0352
175.140
-1572
Material
7 AISI 4130, 300 BHN
7 AISI 4130, 300 BHN
Post processor
KERN High Precision
KERN High Precision
Sebelum melakukan proses simulasi permesinan terlebih dahulu memberi batasanbatasan benda kerja atau stock yang dimiliki oleh
benda
kerja pada menu Job setup. Pada kotak dialog “Job setup” ada beberapa parameter yang perlu diisi, yang mana pengisian perameter tersebut bertujuan untuk menentukan luas benda kerja pada bahan awal yang sesungguhnya. Dan bagian lain adalah untuk menentukan titik koordinat pusat (0,0,0) benda kerja yang nantinya akan dijadikan titik acuan pengerjan tool pada proses permesinan.
85
Gambar.4.2.Kotak dialog job setup top plate Seperti yang telah diutarakan diatas, pengerjaan cetakan dilakukan dengan pengerjaan kasar (rough) dan pengerjaan akhir (finish) . 4.2.2. Proses permesinan surface rough Langkah pertama adalah proses permesinan dengan menggunakan Surface caranya : Pilih Main menu >> Toolpath >> Surface >> Rough >> Parallel >> Boss/Cavity >>All>>surface>>done
Gambar.4.3. Kotak dialog surface rough pada body plate Bagian dari objek yang dapat dimodifikasi terdiri dari beberapa kelas (jenis), diantaranya garis tepi (edge), muka/bidang (face), dan objek solid secara utuh (solid). Untuk memastikan bahwa bagian yang hendak dimodifikasi sesuai dengan keinginan kita, perhatikan perubahan tampilan ikon yang menyertai kursor saat memilih bagian sebuah objek. Pilih done dan pada select drive surface kembali pilih done untuk menyelesaikan pemilihan toolpath, sekaligus memunculkan kotak dialog surface
86
rough parallel. Pada kotak putih, klik tombol kanan mouse dibagian yang berwarna putih, kemudian pilih get tool from library untuk memilih jenis pahat yang akan digunakan.
Gambar.4.4. Kotak dialog pengambilan pahat Pada kotak dialog Tool manager, pilih alat potong mill dengan jenis
endmill sphere dengan diameter 2 mm atau 235 pada tool number.
87
Gambar 4.5. Kotak dialog pemilihan pahat rough pada top plate Kemudian pilih ok untuk menutup kotak dialog surface rough parallel. Pada select tool containment boundary 1, pilih done. Dan kemudian tunggu MasterCAM sedang mengatur pola gerakan tool (toolpath) sesuai dengan bentuk surface, dan hasilnya adalah seperti gambar berikut :
Gambar.4.6. Toolpath yang terbentuk pada top plate
88
4.2.1.2. Proses permesinan surface finish Proses simulasi ini merupakan proses akhir dari simulasi benda kerja yang pertama (I), dan langkah pengerjaannya hampir sama dengang pengerjaan rough, hanya saja surface yang dipilih adalah finish.
Gambar.4.7. Kotak dialog surface finish Pada kotak dialog tool manager, pilih alat potong mill dengan jenis endmill flat dengan diameter 1 mm atau 210 pada tool number.
Gambar 4.8. Kotak dialog pemilihan pahat finish pada neck plate Pilih backup pada menu untuk kembali ke menu toolpath. Pada menu toolpath, pilih operations untuk memunculkan operations manager. Kemudian
89
pilih verify untuk melihat hasil simulasi proses permesinan dengan surface rough dan surface finish.
Gambar.4.9. Kotak dialog verify pada neck plate Pada kotak dialog manager pilih select all untuk melihat semua hasil simulasi permesinan, baik proses surface rough parallel ataupun surface finish scallop.
90
Gambar.4.10. Hasil akhir pada proses surface rough
Gambar.4.11.Hasil akhir proses surface finish 4.2.2. Proses simulasi permesinan pada body plate Seperti pada proses permesinan benda kerja I, pada proses permesinan benda kerja II ini juga dilakukan dengan cara yang sama. Pada proses pengerjaan kasar dilakukan dengan toolpath surface rough parallel dan pada proses pengerjaan finishing dilakukan dengan toolpath surface finish paralel. Adapun langkah-langkah untuk melakukan proses simulasi permesinan pada benda kerja 2 adalah sebagai berikut : 1. Pengaturan luas daerah benda kerja (Job setup) Adapun langkah yang harus dilakukan yaitu : “Main menu” >> Tollpath >> kemudian tekan “Job setup” kemudian isi kotak dialog dengan data-data pada tabel. Tabel.4.2.Data-data pada pengerjaan body plate Data
Benda kerja 1
Benda kerja 2
91
Grs sumbu
X
Y
Z
X
Stock bahan
149.0
146.5816
50.0
149.0
Stock origin
-99.0352
28.55901
-167.03
Y
Z
Material
AISI 4130, 300 BHN
146.581 50.0 6 -99.0352 28.5590 -167.03 1 AISI 4130, 300 BHN
Post processor
KERN High Precision
KERN High Precision
Keterangan : a. Stock Origin (nilai X, Y,dan Z) menunjukan posisi sumbu X, Y, dan Z
pada bahan. b. Nilai X, Y, dan Z pada gambar ini menunjukan panjang bahan dalam arah
X, Y, dan Z, dalam hal ini (149 x 146,5816 x 50). c. Pemberian tanda centang pada display stock dimaksudkan agar bahan
ditampilkan pada layar komputer. d. Pemberian tanda centang pada Fit screen to stock dimaksudkan agar
ukuran tampilan bahan dimaksimalkan pada layar komputer.
92
Gambar.4.12. Kotak dialog job setup body plate 4.2.2.1. Proses permesinan surface rough Pada dasarnya pengerjaan surface rough sama saja dengan pengerjaan kasar pada benda kerja sebelumnya. Akan tetapi ada beberapa data yang berbeda yang dapat dilihat pada Tabel 4.2. Akan tetapi langkah-langkah pengerjaannya sama. Pilih Main menu >> Toolpath >> Surface >> Rough >> Parallel >> Boss/Cavity >>All>>surface>>done. Pada select drive surface kembali pilih done untuk menyelesaikan pemilihan toolpath, sekaligus memunculkan kotak dialog surface finish scallop. Pada kotak putih, klik tombol kanan mouse dibagian yang berwarna putih, kemudian pilih get tool from library untuk memilih jenis pahat yang akan digunakan. Kemudian pilih pahat yang dibutuhkan, dalam hal ini pahat yang dipilih yaitu endmil2 shpere dengan diameter 2 mm.
Gambar.4.13. Kotak dialog pemilihan pahat rough pada body plate
93
Pada select tool containment boundary 1, pilih done. Dan kemudian tunggu MasterCAM sedang mengatur pola gerakan tool (toolpath) sesuai dengan bentuk surface, dan hasilnya adalah seperti gambar 4.12.
Gambar.4.14. Toolphat yang terbentuk pada body plate 4.2.2.2. Proses permesinan surface finish Proses simulasi ini merupakan proses akhir dari simulasi benda kerja yang pertama (I), dan langkah pengerjaannya hampir sama dengang pengerjaan rough, hanya saja surface yang dipilih adalah finish. Pada proses pertama hasilnya masih
94
kasar, sehingga perlu dilakukan proses permesinan lagi. Adapun cara menggunakan surface finish scallop adalah : Pilih Main menu >> Toolpath >> Surface >> Finish >> Paralel seperti yang dapat dilihat pada gambar 4.7. Pada select drive surface kembali pilih done untuk menyelesaikan pemilihan toolpath, sekaligus memunculkan kotak dialog surface finish scallop. Pada kotak putih, klik tombol kanan mouse dibagian yang berwarna putih, kemudian pilih get tool from library untuk memilih jenis pahat yang akan digunakan. Pada kotak dialog tool manager, pilih alat potong (tool) mill dengan jenis endmill 1 flat dengan diameter 1 mm atau nomor 210 pada tool number.
Gambar.4.15.Kotak dialog pemilihan pahat surface finish pada body plate Pilih backup pada menu untuk kembali ke menu toolpath. Pada menu toolpath, pilih operations untuk memunculkan operations manager. Kemudian pilih verify untuk melihat hasil simulasi proses permesinan dengan surface rough dan surface finish.
95
Gambar. 4.16 Kotak dialog verify pada body plate Pada kotak dialog manager pilih select all untuk melihat semua hasil simulasi permesinan, baik proses surface rough parallel ataupun surface finish scallop.
Gambar.4.17. Hasil akhir pada proses surface rough
96
Gambar.4.18. Hasil akhir pengerjaan surface finish 4.2.3. Proses simulasi permesinan pada bottom plate. Adapun data dalam pembuatan cetakan pada neck plate dapat dilihat pada tabel. Tabel.4.3.Data-data pada pengerjaan bottom plate Benda kerja 1
Data
Benda kerja 2
Grs sumbu
X
Y
Z
X
Y
Z
Stock bahan
149.0
28.0
76.9693
149.0
28.0
76.9693
Stock origin
-117.528
-77.4412
-77.03
-117.528
-77.4412
-77.03
Material
AISI 4130, 300 BHN
AISI 4130, 300 BHN
Post processor
KERN High Precision
KERN High Precision
Data-data yang dihasilkan pada tabel 4.3 akan menjadi acuan untuk mengisi kotak dialog pada job setup.
97
Gambar.4.19.Kotak dialog job setup bottom plate 4.2.3.1. Proses permesinan surface rough Pada dasarnya pengerjaan surface rough sama saja dengan pengerjaan kasar pada benda kerja sebelumnya. Akan tetapi ada beberapa data yang berbeda yang dapat dilihat pada tabel 4.3. Akan tetapi langkah-langkah pengerjaannya sama. Pilih Main menu >> Toolpath >> Surface >> Rough >> Parallel >> Boss/Cavity >>All>>surface>>done. Pada select drive surface kembali pilih done untuk menyelesaikan pemilihan toolpath, sekaligus memunculkan kotak dialog surface finish scallop. Pada kotak putih, klik tombol kanan mouse dibagian yang berwarna putih, kemudian pilih get tool from library untuk memilih jenis pahat yang akan digunakan. Kemudian pilih pahat yang dibutuhkan, dalam hal ini pahat yang dipilih yaitu endmil2 shpere dengan diameter 2 mm.
98
Gambar.4.20. Kotak dialog pemilihan pahat rough pada bottom plate
Pada select tool containment boundary 1, pilih done. Dan kemudian tunggu MasterCAM sedang mengatur pola gerakan tool (toolpath) sesuai dengan bentuk surface, dan hasilnya adalah seperti gambar 4.19.
Gambar.4.21. Toolpath yang terbentuk pada body plate
4.2.3.2. Proses permesinan surface finish
99
Proses simulasi ini merupakan proses akhir dari simulasi benda kerja yang pertama (I), dan langkah pengerjaannya hampir sama dengang pengerjaan rough, hanya saja surface yang dipilih adalah finish.
Gambar.4.22. Kotak dialog surface finih pada bottom plate Pada kotak dialog tool manager, pilih alat potong mill dengan jenis endmill flat dengan diameter 1 mm atau 210 pada tool number.
Gambar.4.23.Kotak dialog pemilihan pahat finih pada bottom plate Pilih backup pada menu untuk kembali ke menu toolpath. Pada menu toolpath, pilih operations untuk memunculkan operations manager. Kemudian
100
pilih verify untuk melihat hasil simulasi proses permesinan dengan surface rough dan surface finish.
Gambar.4.24. Verify pada bottom plate Pada kotak dialog manager pilih select all untuk melihat semua hasil simulasi permesinan, baik proses surface rough parallel ataupun surface finish scallop.
Gambar.4.25 Hasil akhir proses surface rough pada female plate
101
Gambar.4.26 Hasil akhir proses surface finish pada male plate 4.3 Proses Pengerjaan Komponen Pendukung
Dalam perakitan antar neck plate, body plate, dan bottom plate diperlukan baut pengikat (inbush screw) untuk menyatukan cetakan. Adapun lokasi lubang baut pengikat adalah sebagai berikut : a. Letak pengeboran pada neck plate I dan buttom plate II adalah sama. Dan
letak inbush screw ditunjukkan oleh gambar dibawah :
Gambar 4.27. Lokasi pengeboran pada neck plate I dan II b. Letak pengeboran pada body plate I dan II adalah sama dan letak inbush
screw dapat dilihat pada gambar.
102
Gambar.4.28. Lokasi pengeboran pada body plate I dan II plate I dan II adalah sama dan letak
c. Letak pengeboran pada bottom
inbush screw dapat dilihat pada gambar.
Gambar.4.29. Lokasi pengeboran pada bottom plate I dan II Setelah pengerjaan komponen pendukung telah selesai maka dilanjutkan dengan proses perakitan (assembly).Buttom plate dan top plate diikat terhadap body plate dengan menggunakan baut pengikat. Bagian-bagian cetakan setelah dilakukan assembling ialah seperti gambar dibawah ini :
NECK PLATE
BODY PLATE
103
BOTTOM PLATE INBUSH SCREW
Gambar.4.30. Proses perakitan (assembly)
