Learning Outcomes
Prosman - 03
Mahasiswa dapat menerangkan dasar-dasar proses pemesinan dalam manufaktur logam.
PROSES PEMESINAN
Outline Materi Klasifikasi Proses Pemesinan Elemen Dasar Mesin Perkakas Pemesinan dengan Mesin Bubut Pemesinan dengan Mesin Freis
1
Proses pada Bendakerja
KLASIFIKASI PROSES PEMESINAN
Pemesinan (machining) → proses pembuangan bagian
1. 2. 3. 4. 5.
Proses bubut (turning); Proses gurdi dan bor (drilling and boring); Proses freis (milling); Proses gerinda dan abrasif lainnya; Proses sekrap/ketam (shaping) dan sekrap meja/serut (planning); 6. Proses gergaji dan parut (sawing and broaching).
tertentu dari bahan Pemotongan Logam (metal cutting) → proses menghilangkan atau memotong bagian logam yang tidak diperlukan menggunakan alat iris yang lebih keras melalui proses deformasi pastis.
ELEMEN DASAR MESIN PERKAKAS
ELEMEN DASAR MESIN PERKAKAS
ELEMEN DASAR MESIN PERKAKAS : 1. 2. 3. 4. 5.
Rangka mesin (machine frame); Penggerak (drive); Peralatan pemegang (work-holding devices); Peralatan penanganan bendakerja (work-handling devices); Peralatan pengendalian (controling devices).
1. RANGKA MESIN Rangka mesin dapat dibuat dengan besi cor kelabu atau baja, maupun dengan mengelas pelat baja. Besi cor kelabu digunakan bila : • • • •
bentuk rumit, berat rangka tidak dipentingkan, beban getaran sangat besar, ukuran mesin tidak terlalu besar.
Baja cor digunakan bila : • •
ukuran mesin besar, beban tumbukan sangat besar.
Rangka yang dilas digunakan bila : • diperlukan penghematan berat (s/d 25 %). 5
6
1
ELEMEN DASAR MESIN PERKAKAS
ELEMEN DASAR MESIN PERKAKAS
2. PENGGERAK
3. PEMEGANGAN BENDAKERJA
1.
Metode pemegangan bendakerja (methods of holding workpiece) tergantung pada : • ukuran dan jenis bendakerja, • mesin, dan • kecepatan produksi.
Listrik : • Motor arus bolak-balik, momen putar starternya rendah; • Motor arus searah : Motor seri, mempunyai momen putar starter tinggi, tetapi kecepatannya turun dengan naiknya beban; Motor shunt, dapat mempertahankan kecepatan yang lebih konstan ketika beban bertambah, tetapi momen putar starternya rendah.
2.
Hidrolis
3.
Mekanis
4.
Pneumatis
1.
Menyangga bendakerja diantara ke dua ujungnya, pada umumnya digunakan untuk bendakerja yang berputar, yaitu dengan mengganjal diantara ke dua pusatnya.
2.
Mandrel : digunakan untuk bendakerja yang berlubang.
3.
Pelat muka (faceplate): bendakerja yang didukung dibautkan pada pelat muka,
8
7
ELEMEN DASAR MESIN PERKAKAS
4.
ELEMEN DASAR MESIN PERKAKAS
Pencekam (chuck) : digunakan untuk memegang bagian yang besar dan bentuknya tidak umum dan mungkin dibautkan atau disekrupkan kepada spindel, sehingga pemasangannya kaku.
5.
Leher (collet) : digunakan untuk memegang bendakerja bentuk batangan bulat, segi empat, dan segi enam.
6.
Arbor : digunakan untuk memegang bendakerja potongan pendek yang di dalamnya memiliki lubang tepat yang dimesin sebelumnya.
4. PENANGANAN BENDAKERJA Metode penanganan bendakerja (methods of handing work piece) dapat dilakukan secara : • Manual, bila masanya kurang dari 10 sampai 25 kg; • Kran, atau konveyor, bila masanya lebih berat.
5. PENGENDALIAN
7.
Celah T dan Catok (vises) : digunakan untuk memegang dan menjepit bagian bendakerja yang akan dimesin, pada meja kerja penyerut dan pengetam. 9
Metode pengendalian (methods of control) dapat dilakukan secara : • • •
Manual, misalnya pada mesin gurdi kecil; Semiotomatis, menggunakan nok atau secara numeris; Otomatis, menggunakan komputer.
10
MESIN BUBUT (TURNING/LATHE) BAGIAN-BAGIAN MESIN BUBUT • Bangku/Alas (Bed) • Kepala Diam (Head Stock) • Poros Utama (Spindle) • Kepala Gerak (Tell Stock) • Dudukan Pahat (Tool Post) • Penumpu Dudukan pahat (Sadle) • Peluncur Silang (Cross sade) • Kereta Luncur (Carriage) • Batang Penggerak (Feed Flod) • Ulir Penggerak (Lead Screw) • Ruang Roda Gigi (Gear Box) Gambar 6.1 Mesin Bubut (Lathe) 12
2
MESIN BUBUT
MESIN BUBUT
OPERASI BUBUT (selain bubut silindris)
Ukuran Mesin Bubut : • Diameter maksimum benda kerja yang dapat diputar,
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)
• Panjang maksimum benda kerja yang dapat dimesin.
JENIS MESIN BUBUT • Bubut Kecepatan, • Bubut Mesin, • Bubut Bangku,
Bubut muka, Bubut tirus, Bubut kontour, Bubut bentuk, Bubut tepi, Pemotongan, Penguliran,
(h) Koter (pengeboran), (i) Penggurdian, (j) Knurling.
• Bubut Ruang Perkakas, • Bubut Turet
Gambar 12.2 Mesin Bubut Turet
Gambar 12.3 Operasi Bubut 13
14
MESIN BUBUT
TEORI PEMOTONGAN MESIN BUBUT Kondisi Pemotongan : a
Benda kerja : dm
d0 vf
lt
Gambar 12.4 Operasi pembubutan
f = gerak makan;
mm
d0 = diameter mula, mm. dm = diameter akhir, mm. lt = panjang pemesinan, mm. Mesin bubut : a = kedalaman potong, mm. d0 - dm a= 2
n = putaran poros utama;
rev
rev min 16
15
MESIN BUBUT
Contoh Soal
ELEMEN DASAR PERHITUNGAN UNTUK MESIN BUBUT 1. Kecepatan potong : .Do.n m V= ; 1000 min d0 + dm d= = d0 ; mm , 2 2. Kecepatan makan : mm vf = f . n ; min 3. Waktu pemotongan :
Suatu bendakerja berbentuk silinder memiliki diameter awal (Do) = 150 mm, panjang (L) = 1000 mm; dibubut dengan kecepatan potong (V) = 2,5 m/detik, hantaran (f) = 0,25 mm/putaran, dan kedalaman potong (d) = 1,5 mm.
dimana d = diameter rata-rata
Tentukan : a) Waktu potong pemesinan (Tc), b) Kecepatan pelepasan material (MRR).
lt min vf m3 4. Kecepatan penghasilan geram : MRR = V.f.d ; min Tc =
17
18
3
Solusi
Latihan Soal
V = 2,5 m/detik = (2,5)(1000)(60) mm/menit = 150.000 mm/menit
Suatu material berbentuk silinder memiliki diameter awal 2 cm, panjang 20 cm. Material tersebut dibubut dengan kedalaman potong 1,5 mm dan hantaran 0,3 mm/putaran. Bila diketahui waktu pemesinan 23,26 menit.
a) Tc LDo (1000) (3,14) (150) 12,56 menit. V.f (150.000) (0,25) b) MRR = V.f.d = (150.000).(0,25).(1,5) = 56.250
Tentukan: a) Kecepatan potong (dalam m/detik) b) Kecepatan pelepasan material
mm3/menit.
19
20
MESIN FREIS
JENIS MESIN FREIS 1) Mesin freis jenis lutut dan kolom horisontal,
Mesin Milling (Freis) (1)
(2)
2) Mesin freis jenis lutut dan kolom vertikal, 3) Mesin freis universal, 4) Mesin freis ram.
(3)
(4)
Gambar 12.5 Jenis mesin freis 22
21
MESIN FREIS
MESIN FREIS
Jenis operasi freis keliling :
OPERASI FREIS a) Freis keliling/ datar (peripheral / plain milling), b) Freis tegak/muka (face milling).
Gambar 12.7 Operasi freis keliling
a) Freis selubung (slab milling), b) Freis slot/celah (slot milling),
Gambar 12.6 Jenis operasi freis
c) Freis sisi (side milling), d) Freis kangkang (straddle milling).
23
24
4
MESIN FREIS
MESIN FREIS
Jenis operasi freis muka :
TEORI PEMOTONGAN MESIN FREIS a) Freis muka konven-sional (convensional face milling), b) Freis muka parsial (partial face milling), c) Freis ujung (end milling), (a)
(b)
d) Freis profil (profile milling), Gambar 12.9 Proses freis datar (a) dan freis tegak (b)
e) Freis saku (pocket milling),
Kondisi Pemotongan : Benda kerja : Gambar 12.8 Operasi freis muka
f)
w = lebar pemotongan ; mm. lw = panjang pemotongan ; mm.
Freis kontour permukaan (surface contouring).
a = kedalaman potong ; mm. 25
26
MESIN FREIS
MESIN FREIS
Pahat freis :
lt
3. Waktu pemotongan :
d = diameter luar ; mm.
tc =
dimana : lt = lv + lw + ln
z = jumlah gigi ; mata potong.
Untuk freis datar :
vf Untuk freis tegak :
Mesin freis : n = putaran poros utama ; rev/min. vf = kecepatan makan ; mm/min.
lv = ln =
Elemen dasar dapat dihitung dengan rumus-rumus berikut : dn m v= ; 1. Kecepatan potong : 1000 min mm vf = f z . n . z ; 2. Kecepatan makan : min dimana : fz = gerak makan per gigi; mm.
d 2
lv = a (d – a) ln = 0 4. Kecepatan penghasilan geram : Z= 27
a. w . vf ; 1000
cm3 min
lv = ln = w(d – w) 28
5
