KERJA TURNING

BAB II

DASAR TEORI

2.1 KERJA TURNING

        2.1.1 Tujuan Kerja Turning:

Dengan adanya praktikum kerja turning ini bertujuan agar  praktikan :

1.      Mampu memahami dan menguasai bagian – bagian dan perlengkapan dari mesin bubut atau mesin turning.

2.      Mampu mengoperasikan mesin bubut dengan baik dan benar.

3.      Mampu membuat desain yang memerlukan kerja turning.

4.      Mengetahui fungsi dan cara kerja mesin turning.

5.      Mengetahui estimasi biaya dan waktu pengerjaan mesin turning.

6.      Membandingkan waktu aktual dan waktu perencanaan.

2.1.2     Dasar Teori

2.1.2.1  Definisi

Mesin turning atau mesin bubut merupakan suatu mesin perkakas yang memproduksi bentuk silindris. Mesin bubut mempunyai gerak utama berputar dan berfungsi sebagai pengubah bentuk dan ukuran benda dengan jalan menyayat benda kerja dengan pahat. Posisi benda kerja berputar sesuai dengan sumbu mesin dan pahat diam, bergerak ke kanan atau ke kiri searah dengan sumbu mesin bubut menyayat benda kerja. Kegunaan lain dari mesin bubut adalah membuat pusat (center), mengebor.

  (Bambang Priambodo, 1986, hal. 101)

2.1.2.2  Macam-macam Operasi Kerja Mesin Turning

     

1.  Membuat Bubut Longitudinal (lurus)

Gerak jalan pahat sejajar dengan poros benda kerja, sedang untuk pembubutan  muka yang datar pahat ini sejajar dengan sumbu horizontal benda kerja.

                                                      (Drs.Daryanto, 1987, hal.57)

Gambar 2.1 Membubut Longitudinal

2. Membubut Tirus

Cara membubut tirus ada tiga macam :

a.  Dengan menggeser posisi tailstock kearah melintang.

b.  Dengan menggeser sekian derajat eretan atas atau penjepit pahat.

c.  Dengan memasang pembentuk.

                       

                                Gambar 2.2 Membubut Tirus

           

3.   Membubut eksentris

Bila garis bagi dari dua atau lebih silinder dari sebuah benda kerja sejajar maka benda kerja ini disebut eksentris, jarak antara garis – garis bagi itu disebut eksentrisitas (e).

Gambar 2.3 Membubut Eksentris

4.   Membubut Alur

Menggunakan pahat bubut pengalur dan jenisnya ada yang lurus, bengkoko, berjenjang ke kanan, atau ke kiri.

           

                Gambar 2.5 Membubut Alur

5.      Memotong Benda Kerja Berbentuk Batang Pada Mesin Bubut

Digunakan sebuah pahat pengalur dengan penyayat yang ramping atau pipih.

Gambar 2.6 Memotong Benda Kerja Berbentuk Batang

6.      Mengebor Pada Mesin Bubut

 Ada dua cara pembuatan lubang center, yaitu :

a.       Benda kerja yang berputar

b.      Bor Center Yang Berputar

7.      Membubut Dalam (Reaming)

Untuk membuat lubang yang sudah ada dapat digunakan pahat dalam.

8.      Membubut Profil

Menggunakan pahat profil yangdiasah menurut profilnya. Pahat profil cocok untuk produk-produk yang pendek.

Gambar 2.9 Membubut Profil

9.      Mengkartel (Knurling)

Membuat rigi-rigi pada benda kerja dengan gigi kartel yang tersedia. Kartel bekerja dengan mencekam benda kerja bukan dengan menyayat.

Gambar 2.10 Mengkartel (Knurling)

10.  Membubut Ulir Sekrup (Threading)

Membuat ulir sekrup dengan mesin bubut digunakan khusus dengan berbagai bentuk sesuai bentuk ulir yang diinginkan.

Gambar 2.11 Membuat Ulir

11.  Facing

Pahat bergerak secara radial pada benda kerja yang berputar di salah satu ujungnya untuk membuaat permukaan yang rata pada akhirnya

2.1.3                    Jenis – Jenis Mesin Bubut

Jenis – jenis mesin bubut antara lain :

1.      Mesin Bubut Senter (Center Lathe Machine)

Merupakan jenis mesin bubut horizontal yang paling banyak digunakan di bengkel-bengkel produksi. Mesin ini bekerja dengan bantuan kepala tetap yang merupakan tempat kedudukan roda-roda gigi penghubung antara motor penggerak dengan poros utama. Mesin bubut ini berfungsi untuk membubut luar, membubut dalam, membubut datar, kartel, membuat kanis, membubut eksentris, membubut profil, memotong ulir,

(Drs.Daryanto, 1987, hal.27)

Gambar 2.12 Mesin Bubut Senter

Gambar 2.13  mesin bubut senter tampak depan

2.      Mesin Bubut Muka

Mesin bubut muka juga dinamakan mesin bubut kepala, sebab pada mesin bubut ini mempunyai pemegang benda kerja yang berukuran besar. Mesin bubut muka merupakan mesin bubut yang terutama digunakan untuk membubut benda kerja berbentuk piringan yang besar, seperti roda gila, puli, dan sebagainya. Benda kerjanya dicekam dengan cakar-cakar yang dapat disetel pada pelat penyetel yang besar, sehingga senter tidak diperlukan. Jadi kebanyakan mesin bubut muka tidak memiliki kepala lepas. Terdapat eretan belakang.

Gambar 2.14  Mesin Bubut  Muka

3.      Mesin Bubut Revolver atau pistol (Revolver lathe macine)

Mesin bubut pistol bekerja secara ekonomis, semua perkakas yang diperlukan untuk pengerjaan dipasang pada sebuah kepala revolver. Dengan pemutaran kerja revolver, perkakas-perkakas didudukkan pada posisi pengerjaan secara berturutan. Dapat dimungkinkan juga penyayatan dengan beberapa perkakas secara bersama-sama.

Gambar 2.15 Mesin Bubut Revolver

4.      Mesin Bubut Belakang

   Kegunaanya untuk mengasah atau menyayat benda bundar mesin frais. Keuntungan mesin ini adalah tidak merubah profil benda kerja.

5.      Mesin Bubut Penyalin

   Mesin Bubut Profil digunakan untuk membubut poros bertingkat dengan bantuan sebuah mal.

Gambar 2.16 Mesin Bubut Penyalin

6.      Mesin Bubut Korsel

   Mesin ini termasuk jenis mesin bubut vertikal. Fungsinya sama seperti mesin bubut muka, yaitu untuk membubut benda kerja yang berukuran besar, tetapi pencekamannya lebih mudah karena posisi pelat setelnya horizontal. Disamping itu benda kerja yang panjang masih bisa dibubut.

Gambar 2.17 Mesin Bubut Korsel

7.      Mesin Bubut Turet

   Pada mesin bubut senter biasa, pencekaman benda kerja dan penukaran atau pemasangan perkakas potong sering memerlukan banyak waktu.

Mesin Bubut turet bisa bekerja lebih efektif, semua perkakas yang dibutuhkan untuk pengerjaan dipasang pada sebuah kepala revolver. Dengan perputaran kepala revolver perkakas-perkakas potong didudukkan pada posisis pengerjaan secara berurutan.

Gambar 2.18 Mesin Bubut Turet

a.       Mesin Bubut Turet Horisontal

          Operasi dari mesin bubut jenis ini sepenuhnya otomatis agar seorang operator dapat menangani dua mesin atau lebih. Mesin jenis ini digunakan pada tugas pencekaman yang berjalan lama, yang usaha untuk penyetelan dan pemahatannya dapat diperluas kepada banyak suku cadang. Keuntungan dari operasi otomatis ini adalah penghapusan elemen manusia dari daur waktu, kemungkinan untuk operator mengawasi beberapa mesin dan produksi yang lebih cepat.

Gambar 2.19 Mesin Bubut Turet Horisontal

b.      Mesin Bubut Turet Vertikal

                  Adalah sebuah mesin yang mirip freis pengebor vertikal, tetapi memiliki karakteristik pengaturan turet untuk memegang pahat. Terdiri atas pencekam atau meja putar dalam kedudukan horisontal, dengan turet yang dipasangkan di atas rel menyilang. Sebagai tambahan, terdapat paling tidak satu kepala samping yang dilengkapi dengan turet bujur sangkar untuk memegang pahat. Semua pahat yang dipasangkan pada turet atau kepala samping mempunyai perangkat penghenti masing-masing sehingga panjang pemotongan dapat sama dalam daur mesin yang berurutan. Mesin ini dikembangkan untuk memudahkan pemuatan, pemegangan dan permesinan dari suku cadang diameter besar dan berat. Pada mesin ini hanya dilakukan pekerjaan pencekaman.

Gambar 2.20 Mesin Bubut Turet Vertikal

8.      Mesin Bubut CNC

   Merupakan penyempurnaan dari berbagai tipe mesin bubut yang ada dimana proses penyayatan benda kerja dapat diprogram terlebih dahulu dengan komputer, sehingga memungkinkan untuk membubut benda kerja secara masal dengan ketelitian yang tinggi dalam waktu singkat.

Gbr 2.21 Mesin Bubut CNC

         2.2.5    Bagian-bagian Mesin Bubut

1.      Kepala Tetap (Head Stock)

Kepala tetap terdiri dari poros utama (spindle) dan kotak roda gigi (Gear box) yang berisi konfigurasi beberapa roda gigi yang dengan pengaturan tertentu (pasangan), sehingga menghasilkan beberapa variasi kecepatan poros utama dimana pencekam benda kerja dipasang.

Gbr 2.22 Kepala Tetap

2.      Kepala Lepas

            Digunakan untuk tumpuan benda kerja, menggunakan ujung senter putar sebagai tumpuan. Tinggi senter kepala lepas setinggi sumbu utama mesin bubut. Dengan demikian kedudukan benda kerja pada mesin bubut benar-benar horizontal.

            Kepala lepas dipasang pada alas mesin (bed) dan dapat digerakkan sepanjang alas tersebut baik menjauhi atau mendekati kepala tetap. Pada kepala tetap terdapat kepala poros yang berlubang tirus dimana senter tetap, senter putar/pencekam pahat gurdi (drill chuck) dipasang. Poros tersebut dapat digerakakkan keluar dan masuk kedalam badan kepala lepas dengan cara memutar roda tangan (hand wheel).

            Pada badan dan alas kepala lepas dibawah roda tangan terdapat tanda garis. Senter kepala lepas pada kedudukan sentris apabila tanda garis pada badan kepala lepas segaris dengan tanda garis pada alasnya, berarti sumbu senter kepala lepas tidak segaris dengan sumbu utama. Dan suatu kedudukan dikatakan senter kepala lepas pada kedudukan tidak sentris, apabila tanda garis pada badan tidak segaris dengan tanda garis pada alas, sumbu senter kepala lepas tidak segaris dengan sumbu utama. Kedudukan senter tak sentris digunakan untuk tumpuan benda kerja ketika dibubut tirus.

Gambar 2.23 Kepala Lepas

Gambar 2.24 Kedudukan Sentris & Tidak Sentris

3.      Eretan (carriage)

            Adalah bagian mesin bubut dimana eretan melintang, eretan atas dan penjepit pahat (tool post) dipasang. Eretan ini terletak antara kepala lepas dan kepala tetap dan dapat digerakkan mendekati/menjauhi kepala tetap. Gerakan eretan ini memungkinkan terjadinya gerakan pemakanan.

Eretan melintang dipasang pada carriage dan dapat digerakkan dengan arah tegak lurus gerakan carriage. Dengan gerakan eretan melintang dimungkinkan terjadinya gerak penyetelan (kedalaman potong).

            Eretan atas dipasang pada eretan melintang dan dapat digerakan menjauhi/mendekati kepala tetap dan dapat disetting sehingga membentuk gerakan menyudut yang memungkinkan untuk membubut bentuk tirus. Pada eretan atas ini penjepit pahat (tool post) dipasangkan. Jadi eretan terdiri atas : sadel/pelana, eretan melintang, eretan kombinasi, pemegang pahat, kotak apron.

 

Gambar 2.25 Eretan (carriage)

4.      Alas Mesin (Bed)

               Yang dimaksud dengan alas mesin adalah kerangka utama mesin bubut, yang diatas kerangka tersebut eretan serta kepala lepas bertumpu serta bergerak, adapun alur alas mesin (bed) berbentuk V, datar atau rata. Biasanya terbuat dari besi cor yang terbuat dari lapisan krom, dan terdapat celah pendek pada landasan depan kepala tetap untuk menaikkan kapasitas mesin bubut pada saat membuat roda-roda dan puli-puli besar.

Gbr. 2.26 Alas Mesin (bed)

5.      Chuck

Alat untuk menahan benda kerja sekaligus untuk menyetel benda kerja agar sentris, lurus dengan jarum tail stock dan memiliki gerakan melingkar. Macam-macam chuck :

a.       Magnetic chuck

b.      Three Jaw Chuck

c.       Four Jaw Chuck

d.      A four jaw independent chuck

e.       A three jaw independent chuck

f.       Collet chuck

g.      Spindel chuck

h.      Step chuck and closer

Gambar 2.27 Four Jaws Chuck                         Gambar 2.28 Three Jaws Chuck

Gambar 2.29 Four Jaws Independent Chuck             Gambar 2.30 Three Jaws Independent Chuck

                              Gambar 2.32 Spindle Chuck

Gambar 2.31 Collet Chuck                                             

Gambar 2.33 Step Chuck and Closer

 

Gambar 2.34 Magnetic Chuck

6.      Centre (senter)

Senter pada mesin bubut adalah perlengkapan yang berfungsi untuk menahan benda kerja. Bentuknya tirus, sedangkan ujung lainnya berkepala runcing dan bersudut 60⁰. Senter ada dua jenis yaitu :

a.       Senter yang dapat memutar, atau senter berjalan (live center), biasa juga disebut senter kepala tetap (head stock center)

b.      Senter biasa, dipasang pada sumbu utama kepala lepas maupun di sumbu utama kepala tetap. Senter biasa ini disebut senter kepala lepas (tail stock center) atau center mati (dead center). Ciri-ciri senter mati :

-          Runcing dengan sudut 60⁰

-          Berbentuk bola

-          Berlubang

-          Bencak (lubang landai)

Gambar 2.35 Senter Hidup

Gambar 2.36 Senter Tetap

            2.2.6 Perlengkapan Mesin Bubut

Peralatan tersebut antara lain adalah: pencekam benda kerja, pahat bubut, senter dan sebagainya.

1.      Pahat Bubut

Adalah perlengkapan mesin bubut yang berfungsi sebagai pemotong benda kerja, gerakan pahat sejajar sumbu benda kerja untuk pembubutan rata, gerakan tegak lurus sumbu benda kerja untuk pembubutan muka (facing) atau menyudut untuk pembubutan tirus.

   Jenis pahat menurut gerak pemakanannya dibedakan menjadi dua, yaitu :

a.       Pahat Kiri

b.      Pahat Kanan

Gambar 2.37 Pahat Kiri & Kanan

Jenis pahat menurut penggunaannya, yaitu :

                        1. Pahat Kasar

                        2. Pahat Rata

                        3. Pahat Chamfer

                        4. Pahat Alur

                        5. Pahat Ulir

                        6. Pahat Potong

                        7. Pahat Radius

                       

Gambar 2.38 Contoh Bentuk Pahat-pahat

2.      Pencekam Benda Kerja (Chuck)

Berfungsi untuk menempatkan benda kerja agar dapat diproses pada mesin bubut. Jenis pencekam yang biasa digunakan adalah pencekam tiga rahang (Three Jaws Chuck) dan pencekam empat rahang (Four Jaws Chuck).

a.       Pencekam Tiga Rahang (Three Jaws Chuck)

Digunakan untuk mencekam benda kerja yang berbentuk silindris dan bagian yang dikerjakan diharapkan satu sumbu dengan bagian yang dicekam.

Gambar 2.39 Three Jaws Chuck

b.      Pencekam Empat Rahang (Four Jaws Chuck)

Gambar 2.40 Four Jaws Chuck

Pencekam ini dibedakan menjadi dua, yaitu :

è Pencekam Empat Rahang Serempak

Digunakan untuk mencekam benda kerja yang berbentuk silindris atau balok sama sisi dengan bagian yang dikerjakan diharapkan satu sumbu dengan bagian yang dicekam.

è Pencekam Empat Rahang Tidak Serempak (independen)

Pencekam ini digunakan untuk mencekam benda kerja yang berbentuk silindris dimana bagian yang dikerjakan diharapkan tidak satu sumbu dengan bagian yang dicekam (pembubutan eksentrik) atau bentuk-bentuk tidak simetrik.           

3.      Pelat Pembawa (Drive Plate)

Pelat pembawa dipasang pada spindel, sedangkan senter tetap dipasang pada lubang spindel, dan senter putar dipasang pada kepala lepas. Ketelitian kedudukan benda kerja dipasang diantara dua senter pada kedua ujung benda kerja.

Gambar 2.41 Pelat Pembawa dan Kait Pembawa (lathe dog)

4.      Pelat Pembawa Rata (Face Plate)

Pelat ini mirip dengan pelat pembawa, perbedaannya adalah pada pelat pembawa digunakan untuk pembubutan dua senter (harus dengan perlengkapan kait pembawa, senter tetap dan senter putar serta benda kerja harus diberi lubang senter pada kedua ujungnya), sedangkan pelat pembawa rata digunakan untuk pembubutan bentuk-bentuk yang rumit (benda kerja yang tidak dapat dicekam dengan alat pencekam lain). Pencekaman benda kerja pada pelat pembawa rata biasanya menggunakan peralatan tambahan berupa klem, baut, dan bandul penyeimbang.

Gambar 2.42 Pelat Pembawa Rata

5.      Kolet (Collet)

Kolet mempunyai bentuk tabung berkepala tirus. Ujung kolet diberi sobekan agar ujung tersebut dapat digunakan untuk mencekam benda kerja. Setelah benda kerja dipasang pada kolet, lalu kolet dimasukkan dalam lubang spindel, dan ditarik ke belakang menggunakan batang penarik yang dipasang dari belakang spindel. Tarikan tersebut menyebabkan kolet tertekan oleh lubang tirus ujung spindel, maka cekaman terhadap benda kerja makin kuat.

Gambar 2.43 Kolet

6.      Mandril

Adalah batang pemegang benda kerja, sehingga benda kerja yang akan dipasang pada mandril harus diberi lubang terlebih dahulu. Digunakan untuk benda kerja yang tidak mungkin dicekam dengan alat pencekam lain. Contoh: puli, ring, dan sebagainya, dimana diharapkan permukaan luar benda kerja satu sumbu dengan permukaan dalamnya.

Gambar 2.44 (a) Mandril dengan mur pengencang

                 (b) Mandril dengan pengembang

7.      Penyangga (Steady Rest)

Berdasarkan tempat kedudukannya, penyangga dibedakan menjadi :

a.       Penyangga Tetap

Dipasang pada meja (bed), mesin diantara kepala tetap dan kepala lepas, berfungsi untuk menyangga (menumpu) benda kerja agar tidak lentur atau terdefleksi pada saat dikerjakan. Penyangga tetap menggunakan tiga ujung bantalan penyangga.

Gambar 2.45 Penyangga

b.      Penyangga Jalan

Dipasang pada eretan, dengan fungsi untuk menyangga (menumpu) benda kerja agar tidak terdefleksi pada saat pengerjaan.

8.      Senter

a.       Senter Tetap

 Senter yang bagian ujungnya tidak dapat diputar. Digunakan untuk mendukung (menumpu) benda kerja pada sumbunya (pada sumbu benda kerja di center drill terlebih dahulu). Pencekaman menggunakan pasangan senter tetap, pelat pembawa dan senter putar ini dilakukan untuk proses pembubutan diantara dua senter.

Gambar 2.46 Senter Tetap

b.      Senter Putar

      Senter yang bagian ujungnya dapat berputar.

Gambar 2.47 Senter Putar

9.      Drill Chuck

Berfungsi untuk mencekam mata gurdi (yang berbatang silindris) pada saat pembuatan lubang dengan menggunakan mesin bubut. Drill Chuck dipasang pada poros kepala lepas. Untuk mencekam mata gurdi berbatang tirus digunakan sarung pengurang (Sleve Adaptor).

Gambar 2.48 (a) Penggunaan pencekam mata gurdi (Drill Chuck)

                                                      (b) Pembuatan lubang dengan menggunakan mesin bubut

10.  Kartel

Kartel adalah suatu alat yang gunanya untuk membuat alur – alur kecil pada benda kerja dengan maksud  agar supaya tidak licin jika dipegang dengan tangan seperti pemegang. Kartel ini dipasang sama persis seperti pahat.

Kartel dibagi menjadi dua maca, yaitu :

a.       Diamond Knurl adalah kartel pesilang diagonal.

b.      Straight Knurl adalah kartel lurus.

Gambar 2.49 Kartel

11. Cairan Pendingin

      Peralatan lain yang digunakan pada saat menggunakan mesin bubut adalah cairan pendingin. Macam – macamnya antara lain :

a.       Cairan sintetik (Syntetic fluids, chemical fluids)

Larutan murni ini bersifat melumasi biasanya dipakai untuk sifat penyerapan panas yang tinggi dan melindungi terhadap korosi.

b.   Cairan emulsi (Emulsions, water miscible fluids, water soluble oils)

Unsur pengemulsi ditambahkan ke dalam minyak yang kemudian dilarutkan dalam air. Penambahan jenis minyak jenuh atau unsur lain dapat menambah daya pelumas. 

c.   Cairan semi sintetik

Merupakan perpaduan cairan sintetik dan emulsi dimana :

v  Kandungan minyak lebih sedikit

v  Kandungan pengemulsinya lebih banyak dari tipe cairan sintetik

 d.  Minyak (Cutting Oils)

Berasal dari satu atau kombinasi dari minyak bumi, minyak binatang, minyak ikan atau minyak nabati.

                                                (Taufiq Rachim, 1993, hal.442)

Fungsi dari cairan pendingin adalah :

1.        Untuk mengurangi gesekan antara mata pahat dengan benda kerja.

2.        Untuk mengurangi suhu pahat.

3.        Untuk memperpanjang umur pahat.

4.        Untuk menurunkan daya yang diperlukan.

2.2.7    Proses Kerja Pada Mesin Turning

a.      Setting Nol

1.  Pasang benda kerja pada chuck, pastikan pemasangan kuat dan pas agar benda kerja tidak goyang.

2.  Atur letak pahat tepat menyentuh ujung benda kerja , lalu beri sedikit jarak.

3.  Cutting motion (benda kerja berputar); dengan putaran utama.

4.  Gerakkan pengatur pemakanan / cross slide crank sampai pahat sedikit memakan benda kerja.

5.  Menjauhkan pahat dari benda kerja dengan menggeser longitudinal transverse handwheel ke arah kanan, sumbu z positif.

6.  Pada pengatur pemakanan, posisikan pada angka nol tanpa mengubah posisi handle yaitu pada sumbu x.

b.      Facing

1.  Pasang benda kerja pada chuck, pastikan pemasngan kuat dan pas agar benda kerja tidak goyang.

2.  Atur letak pahat tepat menyentuh ujung benda kerja, lalu beri sedikit jarak.

3.  Putar benda kerja dengan putaran utama.

4.  Gerakkan longitudinal transverse handwheel sampai pahat sedikit memakan benda kerja.

5.  Lanjutkan pemakanan benda kerja hingga ujung permukaan rata.

2.2.8    Performansi pada Mesin Turning

1.      Kecepatan potong (Cutting Speed)

Kecepatan potong adalah kecepatan yang terjadi saat keliling benda kerja bergerak sepanjang pahat yang dinyatakan dalam

Secara sistematis dapat dirumuskan :

dimana :

v = kecepatan potong (m/menit)

D = diameter benda kerja (mm)

n = putaran spindel

2.   Panjang Pembubutan.

3.   Gerak Pemakanan (f)

      Gerak pemakanan adalah gerak dari pahat terhadap benda kerja yang berputar atau menghasilkan geram.

    jadi    

dengan satuan mm/putaran..

4.   Putaran Spindel

5.   Depth of Cut

      Depth of Cut yaitu kedalaman dan pemakanan dengan pahat bulat.

mm

dimana :

D = diameter sebelum pembubutan

d = diameter setelah pembubutan

6.   Banyaknya Pembubutan

7.   Waktu Permesinan

      Waktu permesinan adalah waktu yang diperlukan dalam proses pembubutan suatu benda kerja.

Ø  Turning

Ø  Facing

Ø  Drilling

Dimana T = waktu pengerjaan (menit)

L = panjang benda kerja (mm)

= toleransi (mm)

d = diameter lubang (mm)

 i = banyaknya pemakanan

                 f  = gerak pemakanan

                 n = putaran spindel