01.permesinan dan mesin perkakas

PROSES PERMESINAN DAN MESIN PERKAKAS

Mahros DarsinUniversitas Jember

Proses Pembuangan Material (Beram)Keluarga operasi pembangkitan bentuk, dengan fitur umum

adalah pembuangan beram dari benda kerja asal, sehinggayang tersisa adalah benda kerja yang diinginkan

Machining/Permesinan – pembuangan material denganpahat tajam, mis. Pembubutan, pemfrisan dan penggurdian

Abrasive processes/ Proses Pengikisan –pembuangan material dengan partikel abrasiv yang keras, mis. Gerinda

Nontraditional processes/ Proses non tradisonal –berbagai bentuk energi, selain pahat tajam, dimanfaatkanuntuk membuang material

Aksi pemotongan melibatkan deformasi geser terhdapbenda kerja untuk membentuk tatal jika tatal telah terbuang, permukaan baru terjadi

(a) Pandangan melintang proses permesinan, (b) pahat dengan sudutrake/sudut tatal negatif, bandingakn dengan sudut tatal poisit pada (a)

Permesinan

Mengapa Permesinan Penting? Bahan benda kerja yang dapat dimesin bervariasi

Paling sering digunakan untuk memeotong logam

Berbagai bentuk dan fitur dengan geometri khusus dapatdibuat, seperti: Ulir sekrup Bola bundar akurat Ujung dan muka yang sangat lurus

Akurasi dimensi dan permukaan akhir yang sangat bagus

Kelemahan Permesinan Sampah Tatal yang terjadi dari permesinan adalah sampah, paling tidak

bagi unit operasi yang bersangkutan

BorosWaktu Operasi permesinan umumnya memerlukan waktu yang

lebih lama dari pada proses pembentukan lainnya, misalpengecoran, metalurgi serbuk atau pembentukan.

Permesinan dalam RangkaianManufakturing

Biasanya dilakukan setelah proses manufakturing lainnya, seperti pengecoran, penempaan, dan penarikan batang. Proses yang lain menyiapkan bentuk umum dari benda kerja

awal Permesinan menyediakan bentuk, dimensi, dan geometri

akhir yang tidak dapat dibuat oleh proses lain.

Speed and Feed(Pemotongan dan pemakanan)

Speed adalah gerakan relatif antara pahat dan BK yang menghasilkan pemotongan

Feed adalah gerakan relatif antara pahat dan BK yang menyebarkan pemotongan (meyebabkan pemotonganakan terus berlangsung)

Operasi Permesinan Operasi permsinan yang paling penting: Turning/pembubutan Drilling/penggurdian Milling/pemfrisan

Oprasi permesinan yang lain: Shaping and planing/ Penyekrapan dan pengetaman Broaching Sawing/penggergajian

Operasi Permesinan dan Mesin Perkakas1. Bubut dan operasi yang berhubungan2. Pemboran dan operasi yang terkait3. Fris (Milling)4. Machining Centers and Turning Centers5. Operasi Permesinan lainnya6. Permesinan kecepatan tinggi

PermesinanProses pembuangan bahan dengan pahat yang tajam dengan

cara memotong bahan secara mekanis sehingga tercapaigeometri yang diinginkan.

Aplikasi yang umum: untuk membuat bahan logam Merupakan proses manufakturing yang paling banyak

digunakan karena kemampuannya membuat geometrikomponen yang beragam dengan akurasi tinggi. Pengecoran juga dapat membuat produk dengan variasi

bentuk yang sangat beragam, namun kurang presisi dankurang akurat dibanding permesinan.

Rotational – bentuk silinder atau pringan Nonrotational (juga disebut prismatic) -

seperti balok atau pelat

Machined parts are classified as: (a) rotational, or (b) nonrotational, shown here by block and flat parts.

Kalsifikasi Komponen yang Dimesin

Operasi Permesinan dan GeometriKomponen

Setiap operasi permesinan menghasilkan komponendengan karakteristik geometri tertentu karena duafaktor :

1. Gerak relatif antara pahat dan benda kerja• Generating/pembangkitan – geoemetri komponen

ditentukan oleh pemakanan trayektori pahat

2. Bentuk perkakas• Forming/pembentukan – geometri komponen dibuat

oleh bentuk perkakas.

Pembangkitan bentuk: (a) pembubutan lurus, (b) pembubutan tirus, (c) pembubutan kontur, (d) pemfrisan rata, (e) pemfrisan profil.

Pembangkitan Bentuk

Pembentukan untuk membuat bentuk: (a) pembubutan bentuk, (b) pemboran, dan (c) broaching.

Pembentukan untuk Membuat Bentuk

Kombinasi pembentukan pembangkitan untuk membuat bentuk: (a) Pemotongan ulir pada mesin bubut, dan (b) pemfrisan alur.

Pembentukan dan Pembangkitan

PembubutanPerkakas mata tunggal membuang bahan dari

sebuah benda kerja yang berputar menjadibentuk silinder

Dilakukan pada mesin perkakas bernama bubut(lathe)

Variasi permesinan yang bisa dibuat: Facing/membubut muka Contour turning/pembubutan kontur Chamfering/membubut plengsengan Threading/membubut ulir

Turning operation.

Pembubutan(Turning)

Operasi Pembubutan

Pandangan dekatpembubutan pada bajamenggunakan pahatcarbide dilapisi a titanium nitride

Pahat dimakankan secaraRadial ke arah dalam

Facing/ membubut muka

Selain pahat dimakankan paralelsumbu rotasi, pahat jugamengikuti bentuk yang tidaklurus, sehingga membuat bentukkontur.

Contour Turning(Pembubutan kontur)

Ujung pahat memotong sudut pada ujung silinder, membentuk tirus

Chamfering (Penirusan)

Pahat dimakankan secara radial terhadap benda kerja berputarpada lokasi tertentu memotong ujung benda kerja

Cutoff (Pemotongan)

Pahat berbentuk terfokusdimakankan secara linier sepanjang permukaan bendakerja berputar paralelterhadap sumbu rotasi padalaju pemakanan besar, sehingga membentuk ulir.

Threading (Pembubutan Ulir)

Gambarmesin bubut, menunjukkankomponenutama

Engine Lathe (Mesin Bubut)

Metode Memegang Benda Kerja pada MesinBubut Mencengkeram benda kerja di antara dua centers Chuck Collet Face plate

Mencengkeram benda kerja di antara duacenters

(a) Mengunggah benda kerja di antara center menggunakansebuah "dog”

Chuck

(b) three-jaw chuck

Collet

Face Plate

(d) face plate untuk benda kerja non silinder

Turret Lathe (Bubut Turet)

Tailstock diganti dengan “turret” yang mampu memegang sampaidengan enam pahat

Pahat diarahkan secara cepatdengan pengideksian turret

Tool post diganti dengan turet 4-sisi untuk mengindeks 4 pahat

Aplikasi: benda laju produksi tinggiyang memerlukan serangkaianpemotongan

Boring (Peluasan Lubang)

Perbedaan antara peluasan lubang danpembubutan: Boring dilakukan pada sisi dalam diameter

lubang yang telah ada Turning dilakukan pada diameter luar dari

silinder Jadi, peluasan lubang adalah operasi

pembubutan internal Boring machines Horizontal or vertical – merujuk ke orientasi

sumbu putar spindel mesin.

A vertical boring mill – untuk benda kerja besar dan berat

Vertical Boring Mill

Membuat lubang bundarpada sebuah benda kerja

Kalau boring hanyameluaskan lubang darilubang sudah ada

Pahat pemotongnyadisebut drill atau drill bit

Mesin perkakas: drill press

Drilling (Penggurdian)

Through-holes – mata pahat mencapai sisi bawah benda kerjaBlind-holes – tidak tembus sisi sebaliknya benda kerja

Dua tipe lubang: (a) through-hole, and (b) blind hole.

Through Holes vs. Blind Holes

(Lubang Tembus vs. Lubang tak tembus)

Digunakan untukmemperluas lubang sedikit, menghasilkan toleransidiameter yang lebih baik, dan menghaluskanpermukaan.

Reaming

Diapakai untukmenghasilkan ulir dalam pada lubang yang sudahada

Pahat disebut tap

Tapping

Menghasilkan lubangbertingkat, denganlubang besar mengikutilubang kecil

Counterboring

Upright drill pressberdiri di ataslantai

Bench drill miripnamun lebih kecildan diletakkan diatas meja ataubangku

Drill Press

Mesin dril besardirancang untukbenda kerja besar

Radial Drill

Milling

Faktor lain dan terminologi: operasi pemotongan terputus Pahat potong disebut milling cutter, ujung pemotong disebut “gigi" Mesin perkakasnya disebut mesin fris atau milling machine

Operasi permesinan dengan cara bendakerja diumpankan ke pahat matajamak yang berputar

• Sumbu putar tegak lurus terhadappemakanan

• Menghasilkan sebuah permukaanrata. – Geometri yang lain mungkin

dibuat dengan jejak pahat ataubentuk

Dua tipe fris: (a) peripheral milling (fris selubung), and (b) face milling (fris muka).

Dua Bentuk Fris

Peripheral Milling vs. Face Milling

Peripheral milling Sumbu pahat paralel terhadap permukaan yang dimesin Gerigi pemotong pada selubung luar pahat

Face milling Sumbu pahat tegak lurus terhadap permukaan yang dimesin Gerigi pemotong pada ujung dan selubung luar pahat

Bentuk dasar fris selubung dengan panjangpahat melebihi ukuran benda kerja yang dimesin

Slab Milling

Lebar pahat kurang dari lebar benda kerja, membuat slot pada benda kerja

Slotting

Pahat melebihi ukuranbenda kerja pada keduasisi

Conventional Face Milling

Fris mukakecepatan tinggimenggunakanpahat sisipmampu indeks

Diameter pahat kurangdari lebar benda kerja, sehingga sebuah slot terpotong dari bendakerja

End Milling

Bentuk dari end milling dengan selubung luar bendakerja bentuk rata dipotong

Profile Milling (Fris Profil)

Bentuk lain dariend milling yang dipakai untukmelahap lubangmenjadi bentukrata

Pocket Milling (Fris Kantong)

Pahat bentuk ujungbola dimakankan majumundur melintas jejaklengkung denganinterval kecil untukmembuat bentukpermukaan tigadimensi

Surface Contouring

horizontal knee-and-column milling machine.

Horizontal Milling Machine

(Mesin Fris Horizontal)

vertical knee-and-column milling machine

Vertical Milling Machine

(Mesin Fris Vertikal)

Machining Centers

Mesin perkakas otomatis yang dapat melakukan berbagaioperasi permesinan dengan kendali CNC sekali setup dan kehadiran operator minimal Operasi yang umum fris dan gurdi Sumbu tiga, empat atau lima

Fitur lainnya: Penggantian pahat otomatis Pemosisian benda kerja otomatis

Universal machining center; highly automated, capable of multiple machining operations under computer control in one setup with minimal human attention

CNC 4-axis turning center; mampu membubut danoperasiyang terkait, pembubutan kontur, dan pengindeksian pahatotomatis, semua dengan kendali komputer

Mill-Turn Centers

Mesin perkakas otomasi tinggi yang dapat melakukanpembubutan, pemfrisan, dan penggurdian

Konfigurasi umum dari turning center Dapat memosisikan benda kerja silindris pada sudut

tertentu sehingga pahat yang berputar (mis. Pahat fris) danmemesin fitur sehingga ke permukaan luar benda kerja Conventional turning center tidak dapat menghentikan

benda kerja pada posisi sudut yang diinginkan dan tidakpunya spindel pahat putar

Sebuah operasi pada mill-turn center: (a) contoh benda kerja dengan dengan dibubut, difris dan digurdi; dan

(b) tahap operasi pada mill-turn center: (1) membubut diameter kedua, (2) memfris rata benda kerja pada posisi anguler terprogram, (3) menggurdi lubang dengan posisi terprogram yang masih sama , dan(4) pemotongan.

Contoh Operasi Mill-Turn Center

Operasi permesinan yang serupa Keduanya menggunakan pahat potong tunggal

digerakkan lurus relatif terhadap benda kerja

(a) Shaping, and (b) planing.

Shaping and Planing

(Penyekrapan dan Pengetaman)

Shaping and Planing Permukaan yang lurus dan rata dihasilkan dari operasi

keduanya Pemotongan terganggu Diakibatkan benturan pahat ke benda kerja

Laju pemotongan rendah karena gerakan mulai dan henti(start-and-stop motion)

Pahat yang umum: HSS mata tunggal

Komponen mesin sekrap

Shaper (Mesin Sekrap)

Mesin ketam sisi terbuka

Planer (Mesin Ketam)

Menggerakkan pahat gigi jamak linier relatih terhdapbenda kerja pada arah sumbu pahat

Broaching

BroachingKeunggulan: Permukaan akhir yang bagus Toleransi kecil Memungkinkan berbagai bentuk yang bervariasiPahat potongnya disebut a broach Karena bentuk geometrinya rumit (walau kadang

sederhana), perkakasnya sangat mahal

Dibuat pada permukaan dalam sebuah lubang Lubang awal harus ada untuk menyisipkan pahat broach

pada awal langkah memesin

Bentuk benda kerja yang dapat dipotong dengan internal broaching; cross-hatching indicates the surfaces broached.

Internal Broaching