Parameter Pemotongan pada Proses Pembubutan
Yang dimaksud dengan parameter
pemotongan pada proses pembubutan
adalah, informasi berupa dasar-dasar perhitungan, rumus dan tabel-tabel yang
medasari teknologi proses pemotongan/penyayatan pada mesin bubut diantaranya.
Parameter pemotongan pada proses pembubutan
meliputi: kecepatan potong (Cutting speed
- Cs), kecepatan putaran mesin (Revolotion
Permenit - Rpm), kecepatan pemakanan (Feed - F) dan waktu proses
pemesinannya.
Situs: |
Diklat Interaksi Online |
Diklat: |
Pemesinan - A |
Buku: |
Parameter Pemotongan pada Proses Pembubutan |
Oleh: |
HARI KRISTIANTO |
Tanggal: |
Rabu, 10 Juni 2015, 15:47 |
1 Deskripsi
|
|
|
|
Yang dimaksud dengan parameter pemotongan
pada proses pembubutan adalah, informasi berupa dasar-dasar
perhitungan, rumus dan tabel-tabel yang mendasari teknologi proses
pemotongan/penyayatan pada mesin bubut diantaranya. Parameter pemotongan
pada proses pembubutan meliputi; kecepatan potong (Cutting speed - Cs), kecepatan putaran mesin (Revolotion Permenit - Rpm), kecepatan pemakanan (Feed - F) dan waktu proses pemesinannya.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 Kecepatan potong (Cutting speed – Cs )
|
|
|
|
Yang dimaksud dengan kecepatan potong (Cs)
adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman menghasilkan
tatal dalam satuan panjang/waktu (meter/menit atau feet/ menit). Ilustrasi kecepatan potong pada proses pembubutan, dapat dilihat pada (Gambar 4.1)
|
|
|
Gambar 4.1. Ilustrasi kecepatan potong pada proses pembubutan
|
|
|
Pada gerak putar seperti mesin bubut,
kecepatan potongnya (Cs) adalah: Keliling lingkaran benda kerja (Ï€.d)
dikalikan dengan putaran atau : Cs = π.d.n Meter/menit.
Keterangan:
d : diameter benda kerja (mm)
n : putaran mesin/benda kerja (putaran/menit - Rpm)
Ï€ : nilai konstanta = 3,14
Kecepatan potong untuk berbagai macam bahan teknik yang umum
dikerjakan pada proses pemesinan, sudah diteliti/diselidiki para ahli
dan sudah dipatenkan lihat tabel 4.1 kecepatan potong. Sehingga dalam
penggunaannya tinggal menyesuaikan antara jenis bahan yang akan dibubut
dan jenis alat potong yang digunakan. Sedangkan untuk bahan-bahan
khusus/spesial, tabel Cs-nya dikeluarkan oleh pabrik pembuat bahan
tersebut.
Pada tabel kecepatan potong (Cs) juga disertakan jenis bahan alat
potongnya. Yang pada umumnya, bahan alat potong dikelompokkan menjadi
dua macam, yaitu HSS (High Speed Steel) dan karbida (carbide).
Pada tabel tersebut menunjukkan bahwa dengan alat potong yang bahannya
karbida, kecepatan potongnya lebih besar jika dibandingkan dengan
alat potong HSS (Tabel 4.1).
|
|
|
|
|
Bahan
|
Pahat BubutHSS
|
|
m/men
|
Ft/min
|
M/men
|
Ft/min
|
Baja lunak(Mild Steel)
|
18 - 21
|
60 - 70
|
30 - 250
|
100 - 800
|
Besi Tuang(Cast Iron)
|
14 - 17
|
45 - 55
|
45 - 150
|
150 - 500
|
Perunggu
|
21 - 24
|
70 - 80
|
90 - 200
|
300 - 700
|
Tembaga
|
45 - 90
|
150 - 300
|
150 - 450
|
500 - 1500
|
Kuningan
|
30 - 120
|
100 - 400
|
120 - 300
|
400 - 1000
|
Aluminium
|
90 - 150
|
300 - 500
|
90 - 180
|
a.- 600
|
3 Kecepatan Putaran Mesin Bubut (Revolution Per Menit - Rpm)
|
|
|
|
Yang dimaksud kecepatan putaran mesin bubut
adalah, kemampuan kecepatan putar mesin bubut untuk melakukan
pemotongan atau penyayatan dalam satuan putaran/menit. Maka dari itu
untuk mencari besarnya putaran mesin sangat dipengaruhi oleh seberapa
besar kecepatan potong dan keliling benda kerjanya. Mengingat nilai
kecepatan potong untuk setiap jenis bahan sudah ditetapkan secara baku,
maka komponen yang bisa diatur dalam proses penyayatan adalah putaran
mesin/benda kerjanya. Dengan demikian rumus dasar untuk menghitung
putaran mesin bubut adalah:
Cs = π.d.n Meter/menit
Karena
satuan kecepatan potong (Cs) dalam meter/menit sedangkan satuan
diameter benda kerja dalam milimeter, maka satuannya harus disamakan
terlebih dahulu yaitu dengan mengalikan nilai kecepatan potongnya
dengan angka 1000 mm. Maka rumus untuk putaran mesin menjadi;
Keterangan :
d : diameter benda kerja (mm)
Cs : kecepatan potong (meter/menit)
Ï€ : nilai konstanta = 3,14
|
|
|
Contoh 1 :
Sebuah baja lunak berdiameter 62 mm, akan dibubut dengan kecepatan
potong (Cs) 25 meter/menit. Pertanyaannya adalah: Berapa besar putaran
mesinnya ?
Jawaban :
Jadi kecepatan putaran mesinnya adalah sebesar 128,415 putaran per-menit |
|
|
Contoh 2 :
Sebuah baja lunak berdiameter 2,5 inchi, akan dibubut dengan
kecepatan potong (Cs) 20 meter/menit. Pertanyaannya adalah; Berapa
besar putaran mesinnya ?
Jawaban :
Satuan inchi bila dijadikan satuan mm harus dikalikan 25,4 mm. Dengan demikian diamter 2 inchi = 2,5 x 25,4 = 63,5 mm.
Maka putaran mesinnya adalah;
Jadi putaran mesinnya adalah sebesar 100,305 putaran per-menit
Hasil perhitungan di atas pada dasarnya sebagai
acuan dalam menyetel putaran mesin agar sesuai dengan putaran mesin
yang tertulis pada tabel yang ditempel di mesin tersebut. Artinya,
putaran mesin aktualnya dipilih dalam tabel pada mesin yang nilainya
paling dekat dengan hasil perhitungan di atas. Untuk menentukan
besaran putaran mesin bubut juga dapat menggunakan tabel yang sudah
ditentukan berdasarkan perhitungan empiris.
|
|
|
|
|
4 Kecepatan Pemakanan (Feed - F)
|
|
|
|
Kecepatan pemakanan atau ingsutan ditentukan
dengan mempertimbangkan beberapa faktor, diantaranya: kekerasan bahan,
kedalaman penyayatan,sudut-sudut sayat alat potong, bahan alat potong,
ketajaman alat potong dan kesiapan mesin yang akan digunakan. Kesiapan
mesin ini dapat diartikan, seberapa besar kemampuan mesin dalam
mendukung tercapainya kecepatan pemakanan yang optimal. Disamping
beberapa pertimbangan tersebut, kecepatan pemakanan pada umumnya untuk
proses pengasaran ditentukan pada kecepatan pemakanan tinggi karena
tidak memerlukan hasil pemukaan yang halus (waktu pembubutan lebih
cepat), dan pada proses penyelesaiannya/finising digunakan kecepatan
pemakanan rendah dengan tujuan mendapatkan kualitas hasil penyayatan
yang lebih baik sehingga hasilnya halus (waktu pembubutan lebih cepat).
Besarnya kecepatan pemakanan (F) pada mesin bubut ditentukan oleh seberapa besar bergesernya pahat bubut
(f) dalam satuan mm/putaran dikalikan seberapa besar putaran mesinnya
dalam satuan putaran. Maka rumus untuk mencari kecepatan pemakanan (F)
adalah ;
F = f x n (mm/menit).
Keterangan:
f = besar pemakanan atau bergesernya pahat (mm/putaran)
n = putaran mesin (putaran/menit)
|
|
|
Contoh 1:
Sebuah benda kerja akan dibubut dengan putaran mesinnya 750 putaran/menit dan besar pemakanan (f) 0,2 mm/putaran.
Pertanyaannya adalah; Berapa besar kecepatan pemakanannya ?
Jawaban :
F = f x n
F = 0,2 x 750 = 150 mm/menit.
Pengertiannya adalah; pahat bergeser sejauh 150 mm, selama satu menit. |
|
|
Contoh 2:
Sebuah benda kerja berdiameter 40 mm, akan dibubut dengan kecepatan
potong (Cs) 25 meter/menit dan besar pemakanan (f) 0,15 mm/ putaran.
Pertanyaannya adalah: Berapa besar kecepatan pemakanannya ?
Jawaban :
F = f x n
F = 0,15 x 199 = 29,85 mm/menit.
Pengertiannya adalah, pahat bergeser sejauh 29,85 mm, selama satu menit.
|
|
|
|
|
5 Waktu Pemesinan Bubut (tm)
Dalam
membuat suatu produk atau komponen pada mesin bubut, lamanya waktu
proses pemesinannya perlu diketahui/dihitung. Hal ini penting karena
dengan mengetahui kebutuhan waktu yang diperlukan, perencanaan dan
kegiatan produksi dapat berjalan lancar. Apabila diameter benda kerja,
kecepatan potong dan kecepatan penyayatan/ penggeseran pahatnya
diketahui, waktu pembubutan dapat dihitung.
|
|
1.
|
Waktu Pemesinan Bubut Rata |
|
|
Faktor-faktor yang
mempengaruhi waktu pemesinan bubut adalah, seberapa besar panjang atau
jarak tempuh pembubutan (L) dalam satuan mm dan kecepatan pemakanan
(F) dalam satuan mm/menit. Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa,
panjang total pembubutan (L) adalah panjang pembubutan rata ditambah
star awal pahat (â„“a), atau: L total= â„“a+ â„“ (mm). Untuk nilai kecepatan
pemakanan (F), dengan berpedoman pada uraian sebelumnya F= f.n
(mm/putaran).
Gambar 4.2. Panjang pembubutan rata.
Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah
diuraikan diatas, maka perhitungan waktu pemesinan bubut rata (tm) dapat
dihitung dengan rumus:
L = â„“a+ â„“ (mm)
F = f.n (mm/menit)
Keterangan:
f = pemakanan dalam satau putaran (mm/put)
n = putaran benda kerja (Rpm)
â„“ = panjang pembubutan rata (mm)
la = jarak star pahat (mm)
L = panjang total pembubutan rata (mm)
F = kecepatan pemakanan mm/menit
|
|
|
Contoh soal 1:
Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D) = 40 mm akan dibubut
rata menjadi (d) = 30 mm sepanjang (â„“) = 65, dengan jarak star pahat
(la) = 4 mm. Data-data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai
berikut;
Putaran mesin = 500 putaran/menit, dan pemakanan mesin dalam satu putaran (f) = 0,05 mm/putaran.
Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan
proses pembubutan rata sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan
satu kali pemakanan/ proses?.
Jawaban soal 1:
L = â„“a+ â„“ = 65+4 = 69 mm F = f.n = 0,05 x 500 = 25 mm/menit
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai data diatas adalah selama 2,76 menit.
|
|
|
Contoh soal 2 :
Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D) = 30 mm akan
dibubut rata menjadi (d) = 30 mm sepanjang (â„“) = 70, dengan jarak star
pahat (â„“a) = 4 mm. Data-data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai
berikut: Kecepatan potong (Cs) = 25 meter/menit, dan pemakanan mesin
dalam satu putaran (f) = 0,03 mm/putaran.
Pertanyaannya adalah;
Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan rata
sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali
pemakanan/proses?
Jawaban soal 2 :
L = â„“a + â„“ = 70+4 = 74 mm F = f.n = 0,03 x 265 = 7,95 mm/menit
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai data diatas adalah selama 9,308 menit.
|
|
2.
|
Waktu Pemesinan Bubut Muka (Facing)
|
|
|
Perhitungan waktu pemesinan
bubut muka pada prinsipnya sama dengan menghitung waktu pemesinan bubut
rata, perbedaannya hanya terletak pada arah pemakanan yaitu melintang.
Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa, panjang total pembubutan (L)
adalah panjang pembubutan muka ditambah star awal pahat (â„“a), sehingga;
Untuk nilai kecepatan pemakanan (F), dengan mengacu pada uraian sebelumnya F= f.n (mm/putaran).
Gambar 4.3. Panjang langkah pembubutan muka (facing)
Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan
diatas, maka perhitungan waktu pemesinan bubut muka (tm) dapat
dihitung dengan rumus:
Keterangan:
d = diameter benda kerja
f = pemakanan dalam satu putaran (mm/putaran)
n = putaran benda kerja (Rpm)
â„“ = panjang pembubutan muka (mm)
la = jarak star pahat (mm)
L = panjang total pembubutan muka (mm)
F = kecepatan pemakanan setiap (mm/menit)
|
|
|
Contoh soal 1:
Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D) = 50 mm akan dibubut
muka dengan jarak star pahat (â„“a) = 3 mm. Data parameter pemesinannya
ditetapkan sebagai berikut: Putaran mesin = 500 putaran/menit, dan
pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,05 mm/putaran.
Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk
melakukan proses pembubutan muka sesuai data diatas, apabila pemakanan
dilakukan satu kali pemakanan/proses ?
Jawaban soal 1:
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan muka sesuai data diatas adalah selama 1,12 menit.
|
|
|
Contoh soal 2:
Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D)= 60 mm akan dibubut
muka dengan jarak star pahat (â„“a) = 3 mm. Data parameter pemesinannya
ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong (Cs) = 35 meter/menit,
dan pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,06 mm/putaran.
Pertanyaannya adalah;
Berapa
waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan muka sesuai
data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses?
Jawaban soal 2:
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan muka sesuai data diatas adalah selama 3,405 menit.
|
|
3.
|
Waktu Pengeboran Pada Mesin Bubut |
|
|
Perhitungan waktu pengeboran
pada mesin bubut, pada prinsipnya sama dengan menghitung waktu
pemesinan bubut rata dan bubut muka. Perbedaannya hanya terletak pada
jarak star ujung mata bornya. Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa,
panjang total pengeboran (L) adalah panjang pengeboran (â„“) ditambah
star awal mata bor (â„“a = 0,3 d), sehingga: L = â„“ + 0,3d (mm). Untuk
nilai kecepatan pemakanan (F) mengacu pada uraian sebelumnya F = f.n
(mm/putaran)
Gambar 4.4 . Panjang langkah pengeboran
Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan diatas, maka perhitungan waktu pengeboran (tm) dapat dihitung dengan rumus:
Keterangan :
â„“ = panjang pengeboran
L = panjang total pengeboran
d = diameter mata bor
n = putaran mata bor (Rpm)
f = pemakanan (mm/putaran)
|
|
|
Contoh soal 1:
Sebuah benda kerja akan dilakukan pengeboran sepanjang 28 mm
dengan mata bor berdiameter 10 mm. Data parameter pemesinannya
ditetapkan sebagai berikut; Putaran mesin = 700 putaran/menit, dan
pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,04 mm/putaran.
Pertanyaannya adalah;
Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengeboran pada mesin
bubut sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali
pemakanan/proses ?
Jawab soal 1 :
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran sesuai data diatas adalah selama 1,107 menit.
|
|
|
Contoh soal 2:
Sebuah benda kerja akan dilakukan pengeboran sepanjang 40 mm
dengan mata bor berdiameter 10 mm. Data parameter pemesinannya
ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong (Cs) = 25 meter/menit, dan
pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,03 mm/putaran.
Pertanyaannya adalah ;
Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengeboran pada mesin
bubut sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali
pemakanan/proses ?
Jawab soal 2 :
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran sesuai data diatas adalah selama 1,298 menit.
|