BAB I MESIN BUBUT 1.1. PENDAHULUAN Dalam kenyataanya banyak perkakas yang dibuat menggunakan mesin bubut. Biasanya bahan yang digunakan adalah bahan dalam bentuk silinder, sehingga memudahkan dalam proses pembubutan. Mesin bubut merupakan salah satu mesin perkakas yang tertua yang pernah dibuat manusia dan merupakan mesin yang paling handal dan paling umum digunakan. Disebabkan karena persentase dari meterial yang dikerjakan dalam proses permesinan adalah berbentuk silinder. Beberapa operasi penting yang dilakukan dengan mesin bubut adalah: facing, taper turning, paralel turning, thread cutting, knurling, boring, drilling dan reaming. Mesin bubut umumnya digunakan untuk mengerjakan bagian tersendiri, disesuaikan dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Mesin bubut juga digunakan ketika sejumlah kecil bagian yang mempunyai kesamaan bentuk diinginkan (in-shortproduction runs). Hal ini merupakan tulang punggung dari suatu bengkel permesinan, karena itu pengetahuan yang mendalam sangat dibutuhkan untuk semua ahli permesinan 1.2. TUJUAN PRAKTIKUM Tujuan dari praktikum ini adalah: 1. Mengidentifikasi dan mengetahui fungsi dari bagian-bagian utama mesin bubut. 2. Mengidentifikasi dan memahami teknik dasar pengoperasian mesin bubut. 3. Menguji mengetahui parameter-paremeter yang digunakan dalam proses pembubutan (kecepatan potong (v), pemakanan (f), kecepatan putaran (n), sehingga dapat mengaturya dalam meningkatkan optimasi proses pemotongan. 4. Memahami jenis-jenis pahat potong (tools), pengasahan pahat dan parameter parameternya serta dapat mengatur kedalaman potong (t) sesuai kebutuhan. 5. Dapat menghitung dan mengeset secara benar kecepatan potong benda kerja. 6. Dapat mengeset kecepatan makan untuk setiap operasi. 7. Dapat menentukan waktu yang dibutuhkan dalam memotong benda kerja. 8. Memahami proses terbentuknya gram (chips formation), ketebalan gram (underformed and deformed chips), rasio gram (chips ratio) dan bentuk gram.
|1
1.3. LANDASAN TEORI Mesin bubut merupakan salah satu mesin perkakas yang tertua yang pernah di buat manusia, dan merupakan mesin yang paling handal dan yang paling umum digunakan. Disebabkan karena persentase dari material yang digunakan dalam proses permesinan adalah berbentuk silinder, mesin bubut dasar telah dikembangkan menjadi mesin bubut turet, scew machines, mesin bubut dengan kontrol numerik dan turning center. Beberapa operasi penting yang dilakukan pada mesin bubut adalah: facing, taper turning, paralel turning, thereat cutting, drilling dan reaming. Mesin bubut umumnya digunakan untuk mengerjakan bagian tersendiri, disesuaikan dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Mesin bubut juga digunakan ketika sebagian kecil bagian yang mempunyai kesamaan bentuk yang diinginkan ( in short-produktion run). Hal ini merupakan tulang punggung dari suatu bengkel permesinan, karena itu pengetahuan pengetahuan yang mendalam sangat dibutuhkan untuk semua ahli permesinan. (Anonim 2006) Ukuran mesin bubut ditentukan oleh tinggi mesin bubut dari puncak bet mesin sampai senter kepala tetap dan panjangnya mesin bubut antara senter kepala tetap dan senter kepala lepas. Pembubutan adalah proses yang paling sering dilakukan dalam pemberian bentuk secara menyerpih. Sebab-sebab yang paling penting memegang peranan: 1. Banyak bagian konstruksi mesin (poros, sumbu, pasak, tabung, badan, roda, sekrup dan sebagainya) dan juga perkakas (alat meraut, bor, kikir, pembenaman sebagainya) menurut bentuk dasarnya merupakan benda putar (benda rotasi). Untuk membuat benda kerja ini sering digunakan cara pembubutan. 2. Perkakas bubut relatif sederhana dan karenanya juga murah. Proses pembubutan mengelupas serpih secara tak terpupus sehingga daya sayat yang baik dapat dicapai. Peranan kerja ini terlihat juga dari kenyataan bahwa untuk menguasai keterampilan dan pengetahuan yang diperlukan untuk itu dibutuhkan pekerjaan magang tersendiri (tukang bubut, tiga tahun waktu belajar). ( Alois, 1985)
|2
1.3.1. Jenis Jenis Mesin Bubut Penggolongan dari mesin ini sangat sulit karena terdapat keaneka ragaman dalam ukuran, disain, metode penggerakan dan kegunaan. Pada umumnya sesuai dengan karakteristik disainnya yang menonjol, maka pengolongan dari mesin Bubut adalah: A. Pembubut Kecepatan 1. 2. 3. Pengerjaan kayu Pemusingan logam Pemolesan 1. Penggerak pull kerucut bertingkat 2. Penggerak roda gigi tangan 3. Penggerak kecepatan variabel C. Pembubut Bangku D. Pembubut Ruang Perkakas E. Pembubut Kegunaan Khusus F. Pembubut Turet 1. Horizontal 2. Vertikal 3. Otomatis G. Pembubut Otomatis H. Mesin Ulir Otomatis 1.3.2. Gerakan pada Mesin Bubut Gerakan pada mesin bubut saat melakukan proses pemotongan terdiri dari: 1. Gerak Potong (cutting) Gerakan ini bertujuan agar dapat terjadi proses pemotongan. Gerak potong merupakan gerak berputar dari benda kerja yang berasal dari spindel. 2. Gerak Makan (feeding) Gerakan yang bertujuan untuk menggeser sedikit demi sedikit letak proses pemotong agar pemotong dapat merata ke semua bagian benda kerja. Gerakan ini adalah gerak translasi pahat.
B. Pembubut Mesin
|3
1.3.3. Bagian-bagian Mesin Bubut Fungsi utama dari mesin bubut adalah untuk menyediakan segala sesuatunya untuk dapat memutar benda kerja melawan pahat potong, sehingga membuang sebagian dari benda kerja. Semua mesin bubut, tanpa mempertimbangkan desain dan ukurannya, secara umum adalah sama. Mesin bubut dilengkapi dengan: 1. Sebuah pendukung untuk memegang benda kerja. 2. Sebuah cara untuk memegang dan melepaskan benda kerja. 3. Sebuah mekanisme untuk memegang dan menggerakkan pahat potong (tools). Bagian- Bagian Mesin Bubut ditunjukan pada gambar 1.1 dibawah ini :
Gambar 1.1 Bagian- Bagian Mesin Bubut Bagian bagian mesin bubut tersebut adalah : 1. Ekor Tetap Dapat di stel sepanjang bangku atau bet dari pembubut untuk menampung panjang stok yang berbeda dilengkapi dengan pusat yang dikeraskan, yang dapat digerakkan masuk dan keluar oleh penyetel roda dan dengan ulir pengencang didasarnya yang digunakan untuk menyetel penyebarisan pusatnya dan untuk pembubutan tirus. 2. Batang Hantaran Mentransmisikan daya dari kotak pengubah cepat untuk menggerakkan mekanisme apron untuk daya hantaran melintang dan memanjang.
|4
3. Kepala Tetap Dipasang secara tetap pada bed mesin. Mempunyai spindel bolong yang tirus atau berulir untuk memasang cak dan pelat pembawa. Kepala tetap berfungsi untuk menampung dan menyangga spindel kerja dan unsur penggeraknya. Unsur ini tidak hanya harus menyalurkan daya gerak motor, melainkan juga harus memungkinkan perubahan angka putaran (daerah angka putaran) untuk spindel kerja (pemilihan kecepatan sayat yang ekonomis pada garis tengah benda kerja tertentu). Selanjutnya juga maju otomatis dapat disalurkan dari spindel kerja. 4. Rakitan Kereta Luncur Mencakup perletakan majemuk, sadel pahat dan apron karena mendukung dan memadu pahat pemotong, maka harus kaku dan dikontruksi dengan ketepatan tinggi. Bagian-bagian dari rakitan kereta luncur adalah : a. Supor (Saddle) Bagian ini merupakan bagian yang penting dari mesin bubut yang berfungsi sebagai pembawa perkakas pemotong dan bisa bergerak sepanjang landasan dengan tangan atau secara otomatis. Bagian ini bisa dikunci dimana saja sepanjang landasan. Dilengkapi juga dengan eretan lintang untuk pergerakan melintang atau surfacing dan eretan ini dipasang eretan atas yang bisa diputar dan dikunci pada setiap posisi untuk pembubutan ketirusan yang pendek. Eretan mesin bubut dapat dilihat pada gambar 1.2. dibawah ini :
Gambar 1.2 Eretan Mesin Bubut
|5
b. Apron Apron adalah bagian supor yang membawa roda tangan untuk membawa eretan. Transpotir juga menembus apron dan dikaitkan dengan perantaraan engkol yang dipasang di depan apron. Pada permukaan apron dipasangkan berbagai roda dan tuas kendali. 5. Kepala Lepas Kepala lepas menyangga ujung bebas dari benda kerja dan digunakan juga untuk pengeboran dan peluasan dengan memegang benda kerja pada cakar atau plat penyetel. Kepala lepas meluncur pada landasan luncur dan pada kebanyakan mesin bubut bagian ini terbagi dua supaya bisa di stel kemudian. Ini digunakan untuk pembubutan tirus yang tidak satu senter. Badan coran ini dilubangi untuk memasukkana selongsong yang benar-benar senter dengan poros mesin atau spindle. Pengaturan kasar kepala lepas dilakukan dengan meluncurkannya sepanjang landasan dan menguncinya dengan jalan memutar tuas, setelah itu dilakukan penyetelan halus untuk mendekatkan senter pada benda kerja dengan memutar roda pemutar.Selongsong juga bisa dikunci setelah pengesetan, sehingga tidak bergeser sewaktu dijalankan. Kepala lepas mesin bubut dapat dilihat dari gambar 1.3. dibawah ini :
Gambar 1.3. Kepala Lepas Mesin Bubut 6. Tuas Pengubah Kecepatan Tuas Pengubah kecepatan digunakan untuk menyetel kecepatan putaran spindle yang diinginkan. |6
7. Pemegang Pahat Digunakan untuk memegang pahat dalam proses pembubutan. (Amstead, 1979) 1.3.4. Proses Pembubutan (Pembentukan Gram) Sebagaimana pada pembentukan gram oleh perkakas tangan (manual), maka pembubutan juga pisau perkakas bubut yang berbentuk pasak (pahat bubut) membenam ke dalam benda kerja, mengalahkan gaya kait mengait antara partikel bahan dengan pertolongan tekanan sayat yang efektif dan menyingkirkannya dalam bentuk serpih (gram). Di sini benda kerja yang melaksanakan gerakan utama, gerakan maju dan gerakan yang lurus dilakukan oleh perkakas. Jenis pembubutan menurut arah gerakan maju : a. Pembubutan memanjang. Gerakan maju berlangsung sejajar dengan sumbu putaran. Dengan demikian bidang permukaan luar bidang kerja (bidang garapan lengkung) yang digarap. Gerakan penyetelan menempatkan perkakas pada posisi penyayatan tepat pada benda kerja setelah setiap penyayatan. Kedalaman tusukan ditentukan oleh penyetelan tegak lurus terhadap sumbu putaran. Pada pembubutan memanjang digarap bidang luar benda kerja bentuk silinder. Gerakan maju pahat buut berlangsug searah sumbu bubut. Pada panjang pembubutan umuran kecil, gerakan maju dilakukan dengan tangan, pada yang panjang secara otomatis oleh poros luncur. Cara penjepit benda-benda kerja bergantung pada bentuknya. b. Pembubutan melintang. Gerakan maju berlangsung tegak lurus dengan putaran. Dengan cara ini dihasilkan bidang rata tegak lurus terhadap sumbu putaran (bidang garapan datar). Dalam pada itu benda kerja memperoleh panjang yang tepat. Arah maju dapat dari luar perputaran atau sebaliknya. Penyetelan (kedalaman tusuk) berlangsung sejajar dengan sumbu perputaran setelah setiap penyayatan. c. Jika gerakan maju berlangsung menyudut/miring terhadap sumbu perputaran, maka dihasilkan kerja yang berbentuk kerucut. d. Pembubutan alur berlangsung hanya dengan gerakan maju tegak lurus terhadap sumbu putaran. e. Dengan gerakan maju sejajar dan tegak lurus terhadap sumbu perputaran pada saat yang sama dihasilkan benda bulat atau benda rotasi lainnya.
|7
f. Pengaluran dan pemenggalan. Pengaluran adalah pembubutan ulir. Pada tusukan kecil profil alur menyerupai bentuk penyayat. Alur lebar dihasilkan dengan memperluas sebuah alur sempit ke arah samping. Pengerjaan pengaluran dapat dilihat pada gambar 1.4. dibawah ini :
D A B C
Keterangan : Alur sudut Alur lebar Alur sempit Alur akhir ulir
Gambar. 1.4. Pengerjaan pengaluran. Pemenggalan adalah pemotongan sebuah benda keja berbentuk batang pada mesin bubut. Di sini digunakan sebuah pahat pengalur dengan penyayat yang sangat ramping. Penyayatan diawali dari luar pada bidang keliling dan berlangsung sampai ke tengah. Penyayat harus diasah agak miring terhadap bubut dengan ujungnya terletak pada bidang datar benda kerja yang telah selesai, supaya lebih licin. Pengerjaan pemenggalan dapat dilihat pada gambar 1.5. dibawah ini :
Gambar. 1.5. Pengerjaan Pemenggalan
g. Penggerakan dan pembubutan dalam pegeboran pada mesin bubut. Pada pengeboran dengan mesin bubut, benda kerja melakuan geeran utama memutar, sedangkan mata bor yang tinggal diam diperoleh gerakan maju. Untuk membor dari keadaan pejal digunakan mata bor spiral. Mata bor kecil mempunyai gagang |8
silinder dijepit di dalam kepala bor dan didesakkan ke dalam bumbung penjepit pada kepala bebas. Jika lubangnya yang berbentuk kerucut terlalu besar, maka harus disarungkan selubung mata bor. Mat bor harus benar-benar dalam keadaan sentris dan kencang. Mata bor yang mempunyai gagang yang berbentuk kerucut dan ditancapkan langsung atau dilengkapi dengan selubung mata bor benar-benar bersih, supaya mata bor tidak menggelincir di dalam bumbung penjepit dan mengoyak kerucut dalam. Mata bor besar dapat dihindarkan dari guncangan (kelonggaran) dengan pertolongan sebuah pembawa.
1.3.5. Bentuk Bentuk Gram Yang di Hasilkan Proses Bubut :Bentuk-Bentuk Gram yang dihasilkan pada proses bubut digolongkan menjadi 3 jenis yaitu : 1. Gram tidak kontinu atau putus-putus Menunjukkan suatu kondisi yaitu logam di depan pahat pemotong diretakan menjadi potongan-potongan agak kecil. Gram jenis ini didapatkan dalam memesin bahan rapuh pada umumnya, seperti besi cor dan perunggu. Sementara serpih ini ditimbulkan, tepi potong menghaluskan ketidak rataan dan didapatkan penyelesaian yang cukup baik. Umur pahat cukup panjang dan kerusakan biasanya terjadi sebagai akibat dari aksi penggerusan pada permukaan singgung pada pahat. Gram tidak kontinu dapat juga terbentuk pada beberapa bahan ulet kalau koefesien geseknya tinggi. Tetapi Gram ini pada bahan ulet menunjukan kondisi pemotong yang buruk. 2. Gram kontinu Menunjukan jenis yang ideal dari serpihan, dari umur pahat dan penyelesaiannya. Gram jenis ini timbul dalam pemotongan segala bahan ulet angka gesekan rendah. Dalam hal ini logam diubah bentuknya secara kontinu dan meluncur pada permukaan yang retak. Gram ini timbul pada kecepatan tinggi dan agak sering jika pemotongan dilakukan dengan pahat karbida. Karena kesederhanaannya, Gram ini dapat dianalisa dari sudut pandangan gaya yang tercakup. 3. Gram kontinu dengan tepi yang terbangun Menunjukan ciri Gram yang di mesin dari bahan ulet yang mempunyai angka gesekan agak tinggi. Setelah terjadi pemotongan, maka Gram mengalir di |9
tepi ini dan naik di sepanjang permukaan pahat. Secara berkala, sejumlah kecil dari tepi yang agak memisah dan jatuh dengan serpihan atau menempel permukan yang dibubut. Karena aksi ini maka, kehalusan permukaannya tidak sebaik bila dengan serpihan kontinu. Tepi yang tegak tetap agak konstan selama memotong dan pengaruhnya adalah agak mengubah sudut garuk. Tetapi, dengan meningkatnya kecepatan potong, ukuran dari tepi yang terkurangi dengan menipiskan Gram ataupun menambah sudut garuk, meskipun pada beberapa bahan ulet tidak dapat dihilangkan sepenuhnya. Bentuk-bentuk gram ditujukan pada gambar 1.6. dibawah ini :
A
B
C
A. Tidak kontinu,
B. Kontinu,
C. Kontinu dngan tepi yang terbangun.
Gambar. 1.6. Bentuk-Bentuk Gram (Amstead, 1979) 1.3.6 Jenis Mata Pahat Bubut
Gambar 1.7 Jenis Mata Pahat dan Bubut
| 10
Berbagai jenis pahat bubut: 1=Pahat kikis tekuk kanan, 2=Pahat kikis luris kanan, 3=Pahat kikis lurus kiri,4=Pahat kikis samping kanan, 5=Pahat pucuk samping kanan, 6=7=Pahat poles pucuk, 8=Pahat poles lebar, 9=Pahat bubut samping kanan, 10=Pahat bubut samping kiri, 11=Pahat alur, 12=Pahat ulir pucuk, 13=Pahat penggal, 14=Pahat bubut bentuk, 15=Pahat bubut dalam,16=Pahat sudut dalam, 17=18=Pahat kait, 19=Pahat ulir dalam. 1.3.7 Elemen Dasar Proses Pembubutan
Elemen-elemen dasar proses pembubutan : 1. Kecepatan potong (cutting speed) Kecepatan potong didefinisikan sebagai kecepatan pada sebuah titik di sekeliling benda kerja melewati pahat potong dalam satu menit.v=
.d .n1000
m / min .........................................................................................(1.1)
dimana: n = putaran spindel (rpm) d = diameter rata-rata (mm)d= do + dm (mm) .................................................................................... (1.2) 2
do
dm
Gambar 1.8. Proses Pembubutan 2. Kecepatan makanv = f n; mm / min
.....................................................................................(1.3)
dimana: f = gerak makan (mm/ langkah)
| 11
3. Waktu pemotongan (cutting time)Cutting time = PanjangPem otongan feed putaran
Tc =
lc (min) ..........................................................................................(1.4) vf
4. Kedalaman potong (depth of cut)a= do dm ( mm) ...................................................................................(1.5) 2
5. Kecepatan penghasilan gramZ = f .a.v; (cm 3 / m in) ...............................................................................(1.6.)
6. Rasio pemotongan (cutting qf ratiokhip compression ratio)r= to tc
...................................................................................................(1.7.)
dimana:t o = ketebalan gram sebelum terpotong (kedalaman potong) (mm)
t c = ketebalan gram setelah terpotong (mm )
1.3.6. Faktor-faktor keamanan yang perlu diperhatikan Mesin dapat menjadi sangat berbahaya jika tidak dilakukan sesuai dengan prosedur, meskipun dia dilengkapi dengan berbagai macam alat keamanan. Berikut ini adalah beberapa regulasi keamanan yang perlu diperhatikan selama operasi mesin bubut. Hal-hal yang perlu diperhatikan selama mengoperasikan mesin bubut: 1. Jangan mencoba mengoperasikan mesin jika belum mengerti benar akan prosedur pengoperasian mesin. 2. Jangan menggunakan pakaian yang kedodoran, cincin, jam tangan jika mengoperasikan mesin. 3. Selalu menghentikan mesin sebelum melakukan pengukuran. 4. Selalu menggunakan sikat baja untuk membersihkan gram. 5. Sebelum memasang atau melepaskan kelengkapan mesin, yakinlah bahwa arus listrik sudah dimatikan. 6. Jangan membuat goresan yang dalam pada benda kerja. Hal ini akan membuat lendutan/momen pada benda kerja.
| 12
1.4.
PELAKSANAAN /CARA PRAKTIKUM 22 mm187 mm
Gambar 1.9. Bentuk Benda Kerja
Cara-cara atau prosedur praktikum mesin perkakas (mesin bubut) yaitu: 1. Melihat gambar/skema benda kerja yang akan dibuat. 2. Memotong benda kerja (besi pejal) dengan diameter 22mm sepanjang 150 min. 3. Menyediakan alat dan perlengkapan mesin bubut serta alat ukur. 4. Memasukkan benda kerja pada pencekam. 5. Membubut muka (facing). 6. Membuat lubang untuk senter. 7. Membubut paralel dengan kedalaman potong dan panjang yang telah ditentukan. 1.5. HASIL DAN PEMBAHASAN 1.5.1. Hasil Proses Pembubutan entuk produk akhir proses pembubutan dapat dilihat pada gambar 1.9 dibawah ini : 17 mm 14 mm 11.87 mm 40 mm 40 mm 50mm 30mm 20 mm Bentuk Produk
150 mm
Gambar 1.10
20 mm
Akhir Pembubutan
Material benda kerja = Baja ST - 37 Putaran spindel (n) Pendingin = 625 rpm = air
Panjang Pembubutan = 150 mm.
| 13
Tabel 1.1 Hasil PengamatanLangkah 1 2 3 4 5 6 7 8 do(mm) 22 21 20 18,5 17 15,5 14 12 dm(mm) 21 20 18,5 17 15,5 14 12 11,87 n 625 625 625 625 625 625 625 625 f (mm/r) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 t0 0,5 0,5 0,75 tc 0,55 Jenis Gram Continue
0,75 0,75 0,75 0,750,065
0,55 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,07
Continue Continue Continue Continue Continue Continue Continue
1.5.2. a.v=
Analisa Data Kecepatan Potong.d .n1000
Perhitungan elemen-elemen dasar
(m / min)
d=v=
d o + d m 22 + 21 = = 21,5mm 2 23,14 21,5 625 1000
v = 4 2,1 9m m inDengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8 b. Kecepatan makan (feeding)v f = f n ; mm / min
= 0,05x 625 = 31,25 mm/min Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8 c.Tc =
Waktu pemotonganlt ( min ) vf 150 = = 4,8 min 31,25
Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8
| 14
d.a=
Kedalaman potong (depth of cut)
do dm 2 22 21 = = 0,5mm 2
Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8 e. Kecepatan penghasilan gramZ = f a v cm 3 /m in
(
= 0,05 .0,5.42 ,19 cm 3 /m in =1,059 m m /m in3
(
)
)
Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8 f.r=
Rasio pemotongan (cutting ratio/chip compression ratio)to 0,5 = = 0,9 t c 0,55
Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8 Setelah dilakukan perhitungan untuk tahap 1 sampai tahap ke 5 diperoleh data-data sebagai berikut:
Tabel 1.2 Hasil Analisa DataLangk ah 1 2 3 4 5 6 7 8 do (mm) 22 21 20 18,5 17 15,5 14 12 dm (mm) 21 20 18,5 17 15,5 14 12 11,87 n 625 625 625 625 625 625 625 625 f (mm/r) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 d (mm) 21, 5 20,5 19,25 17,75 16,25 14,75 13 11,935 a (mm) 0,5 0,5 0,75 Vf (mm/ min) 31,25 V (m/min) 42,19 40,23 37,77 34,83 31,89 28,94 25,51 23,42 Z (cm3/min) 1,059 1,005 1,416 1,306 1,196 1,086 1,276 0,076 r 0,9 0,9 0,93
31,25 31,25 31,25 31,2531,25
0,75 0,75 0,75 0,750,065
0,93 0,93 0,93 0,930,92
31,25 31,25
1.5.3.
Pembahasan | 15
Pada praktikum untuk pengujian mesin
bubut digunakan material berupa
silinder pejal dari bahan baja ST-37. Panjang silinder pejal tersebut adalah 150 mm dengan diameter 22 mm. Dari panjang benda kerja yang 150 mm dibagi menjadi 5 bagian yaitu, bagian pertama dengan diameter 20 mm dan panjang 20 mm, bagian kedua dengan diameter 17 mm dan panjang 40 mm, dan bagian ketiga dengan diameter 14 mm panjangnya 40 mm dan bagian keempat dengan diameter 12 mm dan panjang 50 mm, serta bagian kelima yang merupakan bagian dari bagian keempat diambil panjang 30 mm untuk pembuatan ulir . Dalam pembuatan ulir, dilakukan secara manual (menyeni), tidak dilakukan dengan menggunakan mesin bubut, hal ini dikarenakan adanya pertimbangan terhadap factor waktu dan kondisi pahat yang digunakan. Dimana apabila pembuatan ulir dilakukan dengan mesin bubut, maka akan membutuhkan waktu yang cukup lama. Selain itu, karena pahat yang digunakan dalam proses pembubutan ini dalam kondisi kurang baik atau kurang tajam,hal ini juga akan berpengaruh pada hasil pembubutan ulirnya. Dalam proses pembubutan untuk bagian pertama (diameter 22 mm ke 20 mm) dilakukan dua kali proses pembubutan, yaitu yang pertama dari diameter 22 mm ke 21 mm baru selanjutnya ke diameter 20 mm. Dan untuk bagian kedua dan ketiga juga sama dilakukan dua kali proses pembubutan untuk satu bagiannya. Dalam satu tahap dilakukan dua kali proses pembubutan disebabkan oleh pahat ynag tidak tajam lagi sehingga apabila dilakukan pembubutan dengan kedalaman potong yang besar maka akan merusak pahat dan hasil pembubutan juga tidak halus. Pembubutan dilakukan dengan kecepatan putaran spindle (n) = 625 rpm, gerak makan (f) = 0,05 mm. Dimana nilai f dan n dalam praktikum ini diambil nilai yang konstan untuk semua langkah proses pembubutan, hal ini dimaksudkan untuk mengetahui perbedaan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan proses pembubutan dengan kedalaman potong dan panjang pemotongan yang berbeda. Sehingga dari hal tersebut dapat dikatakan bahwa proses pembubutan pada kedalaman potong dan panjang pemotongan yang bernilai kecil akan membutuhkan waktu pembubutan yang relatif lebih kecil bila dibandingkan dengan yang lebih besar. Pada saat melakukan proses pemotongan terjadi gerakan-gerakan pada mesin seperti gerak potong (cutting mution) yang dilakukan oleh benda kerja yang diputar oleh spindle, dan gerak makan (feed motion) yang dilakukan oleh pahat yang bergerak secara lurus kontinyu terhadap benda kerja. Pada saat pemasangan pahat, | 16
posisi ujung pahat di setel setinggi garis sumbu benda kerja (senter) agar mata pahat tidak cepat rusak dan proses pemakanan sesuai dengan kedalaman potong yang diinginkan. Apabila pemasangan pahat terlalu jauh dari tumpuan, ujung pahat muda bergetar , sehingga kualitas hasil pemotongan tidak baik. Kecepatan potong benda kerja (f
) dipengaruhi oleh diameter rata-rataf
benda kerja (d) dan putaran poros spindle (n), dimana kecepatan potong (
)
tersebut akan semakin besar apabila diameter rata-rata (d) benda kerja dan putaran poros spindle (n) diperbesar. Kecepatan makan benda kerja dipengaruhi oleh dua faktor yaitu gerak makan (f) dan putaran poros spindle (n) dimana kecepatan makan tersebut akan semakin besar apabila gerak makan (f) dan putaran poros spindle (n) diperbesar. Waktu yang diperlukan untuk melakukan pembubutan pada setiap langkah proses akan bertambah lama apabila panjang proses pembubutan tersebut diperbesar tetapi apabila kecepatan makannya diperbesar dengan panjang yang tetap maka waktu yang diperlukan akan semakin pendek. Rasio pemotongan (r) adalah perbandingan antara ketebalan gram sebelum terpotong (kedalaman potong) dengan ketebalan gram setelah terpotong. Pada praktikum kali ini rasio pemotongannya kurang dari satu, hal tersebut sesuai dengan teori yang ada yaitu nilai r harus lebih kecil atau sama dengan satu. Akan tetapi bila terjadi nilai r lebih besar atau sama dengan satu, maka hal tersebut bisa terjadi karena disebabkan karena ketebalan gram setelah proses pembubutan lebih besar dari pada kedalaman potongnya. Gram menjadi lebih tebal setelah terpotong karena terjadi pengembangan akibat proses pembubutan sehingga ketebalannya bertambah. Gram yang dihasilkan pada praktikum kali ini adalah gram kontinu, karena bahan material yang digunakan adalah pada baja ST 37 yang memiliki keuletan yang tinggi. Penghasilan gram tergantung dari gerak makannya, semakin besar gerak makan yang digunakan maka tebal gram yang dihasilkan besar, begitu pula sebaliknya. Selain itu akibat gerak makan dan kedalaman potong yang terlalu besar akan menyebabkan mata pahat cepat menjadi aus. 1.6. KESIMPULAN DAN SARAN 1.6.1 KESIMPULAN | 17
Dan hasil praktikum di atas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada prinsipnya proses pembubutan adalah mengurangi berat dan volume benda kerja, dan proses pembubutan hanya dapat dilakukan pada benda kerja yang berbentuk silindris. 2. Kecepatan potong benda kerja akan semakin besar apabila diameter rata-rata benda kerja dan putaran poros spindle diperbesar. 3. Kecepatan makan benda kerja akan semakin besar apabila gerak makan dan putaran poros spindle diperbesar. 4. Waktu yang diperlukan untuk proses pembubutan akan semakin lama apabila kedalaman potong dan panjang pemotongan yang digunakan lebih besar, apabila gerak makannya diperbesar dengan panjang pembubutan tetap waktu yang diperlukan akan semakin pendek. 5. Gram yang dihasilkan pada proses pembubutan silinder pejal Baja ST-37 adalah gram kontinu karena material benda kerja baja ST 37 adalah baja yang memiliki tingkat keuletan yang cukup tinggi. 6. Nilai dari rasio pemotongan pada dasarnya lebih kecil dari 1 tetapi bila terjadi hal sebaliknya, maka hal atau kesalahan tersebut disebabkan karena: Kesalahan praktikan pada saat pengukuran gram setelah proses pembubutan. 7. Umur pahat tidak hanya dipengaruhi oleh geometri pahat saja melainkan ada beberapa hal yang sangat signifikan pengaruhnya seperti material benda kerja, metal pahat, kedalaman potong dan kondisi pemotongan. 1.6.2 SARAN 1. Sebelum melakukan praktikum mesin bubut, hendaknya segala sesuatu yang berkaitan dengan mesin bubut baik itu cara pengoprasian atau factor factor keamanan harys diperhatiakan sebaik mungkin, sehingga tidak terjadi hal hal yang tidak diinginkan pada saat melakukan praktikum. 2. Pahat yang digunakan saat praktikum agar diperbaharui sehingga pada saat melakukan proses pembubutan hasil yang diperoleh maksimal.
| 18
BAB II MESIN FRAIS (MILLING MACHINE) 2.1. PENDAHULUAN Mesin frais (milling machine) adalah mesin tools yang digunakan secara akurat untuk menghasilkan satu atau lebih pengerjaan permukaan benda dengan menggunakan satu atau lebih alat potong frais yang berputar yang memiliki satu atau lebih mata potong. Benda kerja dipegang dengan aman pada meja benda kerja dari mesin atau dalam sebuah alat pemegang khusus yang dijepit/dipasang pada meja mesin. Selanjutnya, benda kerja dikontakkan dengan pemotong yang bergerak maju mundur. Mesin frais merupakan mesin pemotong yang dapat digunakan untuk berbagai macam operasi seperti pengoperaisan benda datar dan permukaan yang memiliki bentuk yang tidak beraturan, roda gigi dan kepala baut, drilling, boring, reaming dan sloting. Kemampuannya untuk melakukan berbagai macam pekerjaan membuat mesin ini merupakan salah satu mesin yang sangat penting yang digunakan dalam bengkel kerja. 2.2. TUJUAN PRAKTIKUM 1. 2. 3. 4. 5. 6. Mengetahui jenis-jenis mesin frais yang banyak digunakan dalam industri dan penggunaannya. Mengetahui bagian utama dari mesin frais horizontal secara umum. Mengetahui maksud dan kegunaan dari bagian-bagian operasional dari mesin frais. Mengetahui maksud dan kegunaan dari berbagai macam alat tambah yang digunakan dalam mesin frais. Mengetahui teknik dasar pengoperasian mesin frais. Mengetahui penyetelan dan penentuan variabel pemotongan seperti kecepatan potong, pemakanan, kecepatan putaran, kedalaman potong, jenis dan jumlah gram yang dihasilkan. 2.3. LANDASAN TEORI Mesin frais adalah mesin tools yang digunakan secara akurat untuk menghasilkan satu atau lebih pengerjaan permukaan benda dengan menggunakan | 19
satu atau lebih alat potong. Benda kerja dipegang dengan aman pada meja benda kerja dari mesin atau dalam sebuah alat pemegang khusus yang dijepit atau dipasang pada meja mesin. Selanjutnya benda kerja dikontakkan dengan pemotong yang bergerak maju mundur. Mesin frais merupakan mesin potong yang dapat digunakan untuk berbagai macam operasi seperti pengoperasian benda datar dan permukaan yang memiliki bentuk yang tidak beraturan, roda gigi dan kepala baut, boring, reaming. Kemampuan untuk melakukan berbagai macam pekerjaan membuat mesin frais merupakan salah satu mesin yang sangat penting dalam bengkel kerja. (Stefford, 1986) Memfrais adalah mengerjakan logam dengan mesin yang mempergunakan pemotong berputar yang mempunyai sejumlah mata pemotong. Alat ini kenal sebagai pisau frais. Mesin Frais ditemukan oleh Eli Whitney sekitar tahun 1818. Frais ini melakukan produksi suku cadang duplikat yang pertama dengan pengendalikan secara mekanis arah dan gerakan potong dari perkakas mata potong jamak yang berputar. Mesin frais melepaskan logam ketika benda kerja dihantarkan terhadap suatu pemotong berputar, kecuali untuk putaran, pemotng berbentuk bulat tidak mempunyai gerakan lain. Pemotong frais memiliki satu deretan mata potong pada kelilingnya yang masing-masing berlaku sebagai pemotong tersendiri pada daur putaran. Benda kerja dipegang pada meja yang mengendalikan hantarannya terhadap pemotong. Dalam mesin pada umumnya terdapat tiga kemungkinan gerakan meja longitudinal, menyilang dan vertikal, tetapi pada beberapa meja juga dimiliki gerakan putar. Mesin frais adalah yang paling mampu melakukan banyak tugas dari segala mesin perkakas. Permukaan yang datar maupun berlekuk dapat dimesin dengan penyelesaian dan ketelitian istimewa. Pemotong sudut, celah, roda gigi dan ceruk dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai pemotong. Pahat frais, pelumas lubang dan bor dapat dipegang dalam soket arbor dengan melepaskan pemotong dan orbor. Karena semua gerakan meja mempunyai penyetelan mikrometer, maka lubang dan pemotongan yang lain dapat diberi jarak secara tepat. Operasi pada umumnya yang dilakukan oleh sekrap, kempa gurdi, mesin pemotong roda gigi dan mesin pelumas lubang dapat dilakuan pada mesin frais. Mesin ini membuat | 20
penyelesaian dan lubang yang lebih baik sampai batas ketelitian dengan jauh lebih mudah dari pada sekrap. Pemotongan berat dapat diambil tanpa banyak merugikan pada penyelesaian atau ketepatannya. Pemotonganya efesien pada gerakannya dan dapat dipakai untuk waktu yang lama sampai perlu diasah kembali. Dalam kasus pada umumnya, benda kerja diselesaikan dalam satu lantaran dari meja. Keuntungan ini ditambah dengan ketersediaan dari pemotogan yang sangat beraneka ragam membuat mesin frais sangat penting dalam bengkel dan ruang perkakas. (B.H. Amstead, 1981)
2.3.1 Jenis dari Pemotong Frais Terdapat tiga desain umum dari pemotong : a. Pemotong arbor. Pemotong ini mempunyai lubang dipusatnya untuk pemasangan pada arbor. b. Pemotong tangkai. Pemotong ini mempunyai tangkai lurus atau tirus yang menjadi satu dengan badan pemotong. Ketika digunakan ini dipasang pada spindel. c. Pemotongan muka. Pemotong ini dibaut atau dipegang pada ujung arbor pendek dan biasnya dipakai untuk mengefrais permukaan rata. Pemotong dapat dikelompokkan terutama menurut bentuk umumnya atau jenis pekerjaan yang dapat dilakukannya yaitu : 1. Pemotong frais biasa. Pemotong biasa adalah sebuah pemotong berbentuk piringan yang hanya memiliki gigi pada kelilingnya. Giginya dapat lurus atau heliks kalau lebarnya lebih dari 15 mm. Pemotng heliks lebar yang digunakan untuk pekerjaan meratakan yang lebih berat mungkin memilki takik pada giginya untuk mematahkan serpihan dan memudahkan pengeluarannya. 2. Pemotong frais samping. Pemotong ini mirip dengan pemotong datar kecuali bahwa giginya di samping. Kalau dua pemotong beroperasi bersama, setiap pemotong adalah datar pada
| 21
satu sisi dan memiliki gigi pada sisi yanglain. Pemotong frais samping mungkin bergigi lurus, heliks atau sigsag. 3. Pemotong gergaji belah logam. Pemotong ini mirip dengan pemotong frais datar atau samping, kecuali bahwa pembuatannya sangat tipis, biasanya 5 mm atau kurang. Pemotong datar dari jenis ini diberi pengaman dengan menggerinda sisinya untuk menghasilkan ruang bebas dari pemotongnya. 4. Pemotong frais sudut. Semua pemotong bentuk sudut termasuk dalam kelompok ini. Mereka dibuat menjadi pemotong sudut tunggal maupun sudut ganda. Pemotong sudul tunggal ini mempunyai sati permukaan kerucut, sedangkan pemotong sudut ganda bergigi pada dua permukaan kerucut. Pemotong sudut digunakan untuk memotong lidah roda, tanggem, galur pada pemotong frais dan pelebar lubang. 5. Pemotong frais bentuk. Gigi pada pemotong ini diberi suatu bentuk khusus termasuk didalamnya adalah pemotong cekung dan cembung, pemotong roda gigi, pemotong galur, pemotong pembulat sudut dan sebagainya. 6. Pemotong frais ujung. Pemotong ini mempunya poros integral untuk meggerakkan dan mempunyai gigi dikeliling dan diujungnya. Galurnya dapar lurus maupun heliks. Pemotong besar yang disebut frais cangkang mempunyai bagian pemotong terpisah yang dipegangkan pada arbor batang, seperti yang terlihat pada gambar 20.4. Karena mahalnya baja kecepatan tinggi, maka kontruksi ini menghasikan banyak penghematan dalan biaya bahan. Frais ujug digunakan untuk proyeksi permukaan, membujursangkarkan ujung, memotong celah dan dalam pekerjaan pencerukan, misanya pembuatan cetakan. 7. Pemotong celah T. Pemotong jenis ini menyerupai pemotong datar kecil atau frais samping yang memiliki poros integral lurus atau tirus untuk penggerakan. Penggunaanya untuk memfrais celah T. Bentuk yang khusus adalah pemotong dudukan pasak Woodruff, yang dibuat dalam ukuran standart untuk memotong dudukan bulat bagi pasak woodruff.
| 22
8.
Pemotong gigi sisipan.
Dengan meningkatnya ukuran pemotong adalah ekonomis untuk menyisipkan gigi yang terbuat dari bahan mahal ke dalam baja yang lebih murah. Gigi pada pemotong semacam ini dapat diganti kalau aus atau patah. 2.3.2. Jenis-Jenis Mesin Frais Jenis-Jenis mesin frais adalah : a. Mesin Frais Tangan Jenis ini yang paling sederhana dari mesin frais, yang dioperasikan dengan tangan. Memiliki konstruksi tiang dan lutut atau meja yang dipasangkan pada landasan tetap. Mesin yang dioperasikan tangan terutama digunakan dalam pengerjaan produksi untuk operasi frais ringan dan sederhana, misalnya memotong alur, alur pasak pendek dan membuat celah. Mesin ini memiliki arbor horisontal untuk memegang pemotongnya dan sebuah meja kerja yang biasanya dilengkapi dengan tiga gerakan. Benda kerja dihantarkan pada pemotong berputar oleh gerakan tangan dari tuas atau oleh hantaran ulir tangan. b. Mesin Frais Datar Mesin frais mirip dengan mesin tangan, kecuali bahwa kontruksinya lebih kuat dan dilengkapi dengan mekanisme hantaran daya untuk mengembalikan gerakan meja. Mesin frais datar dari jenis tiang dan lutut mempunya tiga gerakan, longitudinal, melintang dan vertikal. Mesin yang jenis landasan tetap hanya mempunyai landasan gerakan meja longitudinal, tetapi mempunyai perlengkapan untuk penyetelan melintang dan vertikal ada spidalyang memegang arbor pemotong frais. c. Mesin Frais Universal atau Horizontal Mesin horisontal adalah terutama sebuah mesin ruang perkakas yang dikontruksi untuk pekerjaaan sangat teliti. Penampilannya mirip dengan mesin frais jenis datar. Perbedaannya adalah bahwa meja kerjanya dilengkapi dengan gerakan keempat yang memungkinkan meja berputar secara horisontal yang dilengkapi dengan sebuah indeks atau kepala pembagi yang terletak diujung meja. Sifat berputar pada mesin horizontal memungkinkan memotong spiral, misalnya seperti yang terdapat pada penggurdi, pemotog frais, nok dan beberapa roda gigi. | 23
d.
Mesin Frais Vertikal Gerakan mejanya sama denga mesin datar. Biasanya tidak ada gerakan yang diberikan kepada pemotong kecuali gerakan berputar biasanya. Tetapi, kepala spindelnya dapat berputar yang memungkinkan peyetelan spindel dalam bidang vertikal pada setiap sudut dari vertikal samapi horisontal. Mesin ini mempunyai perjalanan spindel axial yang pendek untuk memudahkan pengfraisan bertingkat. Beberapa mesin frais vertikal dilengkapi dengan alat putar tambahan atau meja kerja putar untuk memungkinkan memfrais alur melingkar atau memfrais kontinyu suku cadang produksi yang kecil. Pemotongnya adalah semua jenis frais ujung. Penggunaan mesin mencangkup penggurdian, pengeboran, peluasan lubang, penjarakaan tempat dari lubang karena penyetelan mikrometer dari meja, pemotongan tepi, dan pencerukkan. Mesin frais vertikal ditunjukkan pada gambar 2.1. dibawah ini :
Gambar 2.1. Mesin Frais Vertikal e. Mesin Frais Jenis Penyerut Mesin frais ini mendapatkan nama karena kemiripannya dengan penyerut. Benda kerja dibawah pada meja panjang yang hanya mempunyai gerakan longitudial, dan dihantarkan terhap pemotong putar pada kecepatan yang sesuai. Gerakan hantaran meja variabel dan pemotong putar adalah ciri utama yang membedakan ciri ini dari penyerut. Gerakan lintang vertikal terdapat pada | 24
spindel pemotong. Mesin ini dirancang untuk memfrais benda besar yang memerlukan pelepasan stok berat dan untuk duplikasi teliti dari bentuk keliling dan profil. Mesin frais jenis penyerut di tunjukkan pada gambar 2.2. dibawah ini :
Gambar 2.2 Mesin Frais Jenis Penyerut f. Mesin Frais Dari Jenis Bangku Tetap Ini adalah mesin produksi dari kontruksi yang kasar bangkunya adalah benda cor yang kaku dan berat serta penyangga sebuah meja yang hanya memiliki gerakan longitudinal. Penyetelan vertikal diberikan dalam kepala spindel dan suatu penyetelan lintang dibor dalam pena atau rambu spindel. Mesin ini mampu mengambil pemotongan frais berat pada tugas produksi jangka panjang dan sering kali dilengkapi dengan sebuah daur pemesinan yang dikendalikan secara otomatis. Mesin frais lutut dan tiang ditunjukkan pada gambar 2.3. dibawah ini :
Gambar 2.3 Mesin Frais Lutut dan Tiang | 25
(Amstead, 1979) 2.3.3. Cara-Cara Memfrais Ada dua cara memotong dengan mesin-mesin frais horisontal. a. Memfrais ke atas Dengan cara ini arah gerak jalan berlawanan dengan arah rotasi pisau frais. Ini berarti bahwa pisau frais mulai menyayat pada bagian bawah benda kerja dan meletakkan penyayatan yang berat pada waktu benda kerja digerakan ke dalam pisau frais. Ini adalah satu-satunya cara memotong yang dilakukan pada mesin frais yan digerakan dngan tangan atau jenis mesin frais yang lebih tua. b. Memfrais ke bawah Dengan cara ini arah gerak jalan searah dengan arah rotasi pisau frais. Cara in ditetapkan pada jenis mesin frais yang lebih baru yang khususnya didesain untuk itu. Cara tersebut memungkinkan menyayat lebih berat karena kekuatan yang dikeluarkan lewat bagian-bagian mesin frais yang lebih laku. 2.3.4. Tindakan dalam Mempergunakan Mesin Frais 1. Pilihlah jenis dan ukuran pisau frais yang tepat. 2. Pilihlah poros frais atau lengkapan untuk memegang frais yang tepat. 3. Pilihlah cara memegang benda kerja yang tepat dan pasanglah dalam posisinya. 4. Pasanglah pisau frais dalam posisinya. 5. Pilihlah kecepatan dan gerak makan yang tepat. 6. Setel meja kerja dalam posisinya yang tepat. 7. Setel kedalaman sayatan. 2.3.5. Tindakan Keamanan Lebih banyak kecelakaan terjadi dalam menjalankan mesin frais dari pada mengoperasikan mesin yang lainnya, karena itu diperlukan perhatian yang sangat besar. 1. 2. 3. Jangan menjalankan mesin frais sebelum menerima intruksi selengkapnya. Jangan meletakan tangan di atas meja kerja yang sedang bergerak. Jauhkan tangan dari semua pisau frais ynag sedang berputar, jangan sampai tergoda untuk menyentuh permukaan benda kerja. | 26
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Jangan sekali-kali mencoba mengulurkan sesuatu di atas pisau frais. Periksalah pakaian yang longgar, gulung lengan baju, pakailah selalu kacamata keamanan. Adalah sangat berbahaya untuk mempergunakan gombal-gombalan, kain hapus atau sikat di dekat pisau frais yang sedang berputar. Hentikan mesin frais sebelum mengatur pekerjaan, menyetel atau melakukan pengukuran pada benda kerja. Bila pekerjaan telah usai dan mesin frais telah dihentikan, lepaskan pisau frais dan peganglah dengan kain. Jangan sekali-kali membiarkan orang lain start atau menghentikan mesin frais. Jauhkan jari-jari saudara dari lubang bantalan bila memasng penompang pros frais arau supor.
2.3.6. Perkakas Frais Perkakas frais mempunyai sejumlah besar penyayat berbentuk pasak, berlawanan dengan perkakas bubut sekrap/sekrap. Karena itu pada kecepatan sayat tertentu, beban penyayat masing-masing harus lebih kecil. Terutama beban panas harus lebih kecil, pada sutu pemutaran fraios, penyayat hanya sebentar melakukan penyayatan dan kemuadian mendingin kembali. Dengan demikian dapat dicapai waktu tahan yang lebih lama 2.3.7. Bagian Bagian Mesin Frais Bagian-bagian mesin frais adalah : 1. Kepala Indeks Kepala indeks atau kepala bagi digunakan untuk memutar benda kerja melalui besar sudut tertentu, melalui sebuah pecahan dari putaran atau sementara meja dihantarkan, misalnya kalau memotong roda gigi heliks. kepala dibekalkan bersama dengan mesin frais horisontal tetapi dapat digunakan juga pada mesin lain. Dalam gambar ditunjukan sebuah kepala indeks dan kaki tetapnya yang dipasangkan pada meja kerja mesin. Karena banyak benda kerja yag harus didukung diantara pusatnya, maka kesemua unit tadi diperlukan. 2. Gigi Pemotong Frais Sebuah pemotong frais tertentu dengan nomenklatur dari berbagai sudut dan pemotng. Untuk pemotong kecepatan tinggi umumnya digunakan sudut garuk radial | 27
positif sebesar 10 sampai 15 derajat. Harga ini memuaskan untuk bahan pada umumnya dan menggambarkan suatu kompromi antara kemmpuan geser atau potong dengan kekuatan. Pemotong frais yang dibuat untuk bahan yang lebih lunak, misalnya aluminium dapat diberikan garukan yang lebih besar dengan kemampuan potong yang lebih baik. Biayanya, hanya pemotong jenis gergaji dan frais datar sempit yang memiliki gigi dengn garukan aksial nol. Dengan lebarnya pemotong, maka digunkan sudut garuk - aksial positif untuk meningkatkan efisiensi pemotongan. Untuk pemfrais kecepatan tinggi dengan pemotong berujung karbida, biasanya digunakan sudut garuk negatif (baik radil maupun aksil).diperoleh kawat yang lebih awet sebagai hasil dari peningkatan sudut potong juga kemampuan gigi lebih baik untuk menahan beban kejut. Pemotong jenis frais datar, dengan gigi ditepinya biasnya diberikan garukan negatif sebesar 5 sampai 10 dengan klau harus memotong baja. Paduan dan baja karbon menengah memerlukan sudut garuk negatif yang lebih besar daripada baja lunak. Pengecualian untuk penggunaan sudut garuk negatif bagi pemotong karbida dilakukan kalau akan memfrais lunak bukan besi. 2.3.8. Istilah Dalam Memfrais Adapun istilah-istilah dalam memfrais adalah : 1. Kecepatan Potong Kecepatan potong dari sebuah pemotong frais ditentukan oleh kecepatan keliling atau permukaan dari pemotong. Gerakan benda kerja melintasi pemotong tidak ditinjau dalam perhitungan ini. Dalam memilih kecepatan potong yang baik, faktor berikut harus dipertimbangkan: a. Bahan pemotong. Kecepatan potong umumnya diberikan dalam nilai untuk pemotongan baja kecepatan tinggi. Nilai ini adalah dua kali lipat dari pada untuk pemotong baja karbon dan seperempat dari yang dianjurkan untuk pemotong berujung karbida. b. Jenis bahan yang harus dipotong. Kekerasan Brinell dari suatu bahan adalah suatu pemandu untuk memesin dengan mudah. Bahan lunak seperti magnesium dan aluminium dapat difrais dengan kecepatan yang lebih tinggi dari pada bahan yang lebih keras. | 28
c. Jenis penyelesaian yang diperlukan. Penyelesaian yang paling baik diperoleh dengan hantaran sedikit dan kecepatan potong tinggi. Secara umum, kecepatan potong dari pemotongan penyelesaian harus sekitar 20 % lebih tinggi dari pada pemotongan kasar. d. Umur pahat. Pemotong berat, yang menumpukkan panas dengan cepat, harus dilakukan secara lebih lambat dari pada pemotong ringan. Kecepatan potong rendah perlu digunakan agar pemotong awet. e. Penggunaaan media pendingin. Kecepatan potong tinggi menimbulkan panas banyak yang harus disebarkan untuk melindungi pemotong dan benda kerja. Perkakas dan benda kerja harus dibanjiri dengan media pendingin seperti minyak larutan, minyak tersulfurisasi atau minyak mineral lemak binatang. Perkecualiannya adalah baja cor, yang sering difrais kering karena aksi pelumasan dari grafit. Kerosin dan minyak larut air sering digunakan sebagai media pendingin untuk aluminium. Karena campuran air mendatangkan bahaya api dalam memesin magnesium, maka hanya minyak pemotong yang tidak tercampur dengan air yang boleh dipakai. 2. Langkah Gerakan Peraut atau pemfrais adalah perkakas berpenyayat banyak yang mengambil serpih dari benda kerja dalam rentetan yang tidak terputus dengan melakukan gerakan penyayatan melingkar seraya memaju lurus. Seperti juga halnya pada perkakas yang mengupas serpih, bentuk dasar penyayat peraut adalah bentuk pasak. Pada perautan terjadi gerakan berikut adalah yang menghasilkan serpih : 1. Gerakan utama atau penyayatan, dilakukan oleh perkakas 2. Gerakan maju, dilaksnakan oleh benda kerja yang memungkinkan kesenimbungan pengambilan serpih 3. Gerakan efektif, gabungan antara gerakan penyayatan dan gerakan maju Keistimewaan penyerpihan dengan meraut adalah serpih yang tidak terputus. Setiap penyayat pada peraut hanya sebentar saja melakukan hantaman dalam setiap putaran penuh. Sampai hantaman berikutnya, penyayat dapat menjadi dingin kembali. dengan memperhatikan kedudukan sumbu peraut sebagai patokan, dibedakan dua jenis kegiatan : 1. Perautan giling. Sumbu peraut sejajar dengan bidang penggarapan. Gigi peraut berada pada bidang mantel badan peraut (gigi keliling) | 29
2. Perautan muka. Sumbu peraut berdiri tegak lurus dengan bidang garapan. Selain gigi keliling terdapat pula gigi pada bidang muka (gigi muka). 3. Gaya Peyerpihan Penyayat peraut membebankan gaya sayat (gaya keliling) kepala benda kerja yang mengadakan perlawanan, poros peraut dibebani lenturan, sistem pengencangan benda kerja dan meja mesin. Penentu besar gaya sayat U yang harus diaslurkan adalah kekuatan benda kerja yang akan digarap, penampang serpih bentuk serpih dan sudut serpih. Pengertian gaya sayat spesifik adalah gayaa yang harus dibebankan kepala setiap mm2 penampang serpih (N/mm2). 2.3.9. Elemen Dasar Proses Frais Elemen Dasar Proses Milling adalah : 1. Kecepatan potongv=
.d .n1000
; m / min .......................................................................(3.1)
Dimana : n = putaran spindel ( rpm ) d = diameter luar pahat ( mm ) 2. Gerak makan per gigifz = vf
( z.n )
; mm / gigi ....................................................................(3.2)
Dimana : vf = kecepatan makan z = jumlah gigi 3. Waktu pemotonganTc = lt ; min .................................................................................(3.3) vf
( mm / min )
Dimana :lt = lv + l w + ln
( mm )
lw = panjang pemotongan lw = ( d ) ; untuk mengefrais datar/horizontal ( mm ) | 30
lv 0 ln 0 ln = d/2 4. IndexingNumber of index =
; untuk mengfrais tegak/vertikal ( mm ) ; untuk mengefrais datar ( mm ) ; untuk mengfrais tegak ( mm )
a = kedalaman potong (mm)36 yang akan dipotong
Jumlah pembagi
..........(3.4)
5. Kecepatan penghasilan gramZ = v f .a.w 1000 ; cm 3 / min ..................................................................(3.5)
2.3.10. Proses Frais Proses frais ditunjukkan pada gambar 2.4. dibawah ini :
Gambar2.4 Proses Frais 2.4. PELAKSANAAN / CARA PRAKTIKUM Langkah-langkah pengerjaan pada mesin frais : 1. 2. 3. 4. 5. Mencekam benda kerja pada pencekam mesin frais. Menentukan besarnya putaran kepala pembagi mesin frais sesuai dengan jumlah sisi yang akan dibuat (dalam praktikum, ini 6 sisi). Mengefrais benda kerja dengan kedalaman yang telah ditentukan. Melepaskan benda kerja dari pencekam mesin frais. Mengikir permukaan hasil frais yang kasar dan membuang gerigi yang tajam.
| 31
2.5.
HASIL DAN PEMBAHASAN 2.5.1. Hasil Proses Frais
30mm
17mm 10,25 T. Atas T. Samping M. 12 20 Potongan A-A T. Depan
Gambar 2.5. Bentuk Produk akhir Proses Frais Data hasil pengamatan Proses Frais : Bahan Benda Kerja Putaran (n) Panjang (lw) Gerak makan (fz) Lebar (w) Tabel 2.1. Hasil PengamatanLangkah Lw (mm) 1 2 3 30 30 30 Ln (mm) 20 20 20 w (mm) 17 17 17 a (mm) 0,475 1,275 0,375 d (mm) 40 40 40 fz (mm/gigi) 0,5 0,5 0,5 8 8 8 z
: Baja ST-37 : 240 rpm : 30 mm : 0,5 min : 17 mm
Putaran Finishing (n finish) : 352 rpm
| 32
4
30
20
17
0,375
40
0,5
8
2.5.2. Analisa Data 1. kecepatan putaran (n) = 240 rpm 2. kecepatan putaran finishing = 352 rpm 3. gerak makan pergigi (fz) = 0.5 mm/gigi 4. langkah pengawalan (lv) = Perhitungan elemen dasar Pengerjaan langkah I a. Kecepatan potongv=v=
0 mm
5. langkah pengaturan (ln) = 20 mm
.d.n m ; min 10003.14.40.24 0 = 30 ,16 m min 1000
b. Kecepatan makan = fz . z . n = 0.5 . 8 .240 = 960 mm/min c. Waktu pemotonganTc = lt vf
( mm/min)
(min)
ln lt
= d/2 = 40/2 = 20 mm = lv + lw + ln = 0 + 30 + 20 = 50 mm50 = 0,052 min 960
Tc =
d. Indexing Number of index (I) =36 =6 6
| 33
e. Kecepatan penghasilan gramv .a.w f Z= 10 00
( cm / mm)
3
=
3 960 .0,475 .17 = 7,752 cm min 1000
dengan cara yang sama didapat hasil pengujian 2 sampai 4 Tabel 2.2. Hasil Analisa DataW (mm) a (mm) d (mm) z Fz (mm/ gigi) 17 17 17 17 0,475 1,275 0,375 0,375 40 40 40 40 8 8 8 8 0,5 0,5 0,5 0,5 30,16 30,16 30,16 44,21 m/min
f(mm/mi n) 960 960 960 1408
Tc ( min )
I
Z ( Cm3/min)
0,052 0,052 0,052 0,036
6 6 6 6
7,752 20,8 6,12 8,976
2.5.3.
Pembahasan Pada praktikum kali ini menggunakan mesin frais. Mesin frais yang digunakan
adalah mesin frais vertikal. Karena hasil yang diinginkan berupa kotak bersisi enam dengan permukaan yang rata dari benda benda kerja Baja ST-37 yang berbentuk silinder, maka pahat yang digunakan adalah perkakas potong silinderis. Metode pemakanan yang digunakan adalah face milling yaitu sumbu putaran pahat tegak lurus dengan permukaan benda kerja dimana benda kerja bergerak memanjang dan pahat berputar pada poros yang dipasang pada arbor. Pahat frais dengan diameter luar 40 mm dipasang pada poros utama (spindel) dimana seperti halnya mesin bubut, putaran poros utama dapat dipilih sesuai dengan tingkatan putaran yang tersedia pada mesin frais, pada praktikum ini digunakan putaran poros sebesar 240 rpm untuk proses awal sampai proses ke tiga, sedangkan untuk proses finishing digunakan kecepatan poros sebesar 352 rpm. Pada tahap pertama sampai tahap ketiga diperoleh kecepatan makan Vf yang sama, hal ini disebabkan karena harga dari kecepatan putaran (n),gerak makan pergigi (fz) dan diameter pahat (d) yang digunakan konstan. Namun berbeda dengan kecepatan penghasilan gram (Z) terjadi perbedaan nilai antara tahap 1,2 dan 3. Pada tahap pertama kecepatan penghasilan gramnya lebih besar dari pada tahap ketiga dan tahap | 34
kedua mempunyai kecepatan penghasilan gram yang terbesar. Hal ini disebabkan karena semakin besar nilai dari kedalaman potong (a) maka semakin besar kecepatan penghasilan gram. Berbeda dengan proses permesinan lain, proses frais tidak menghasilkan gram dengan tebal yang tetap melainkan berbentuk koma, dimana tebal gram dipengaruhi oleh gerak makan pergigi dan sudut posisi yang pada setiap saat berubah harganya karena perubahan posisi mata potong ( gigi pahat frais ). 2.6 KESIMPULAN DAN SARAN 2.6.1 KESIMPULAN Dari uraian di atas maka dapat diambil suatu kesimpulan: 1. Mesin frais dapat digunakan untuk membuat benda kerja yang berbentuk datar maupun persegi. 2. Mesin Frais yang banyak digunakan dala dunia industri adalah Mesin Frais Horizontal dan Mesin Frais Vertikal. Dimana pada Praktikum kali ini digunakan Mesin Frais vertikal karena hasil yang diinginkan berupa kotak bersisi enam dengan permukaan rata dari Benda kerja (Baja ST-37) yang silindris. 3. Waktu yang diperlukan untuk proses pemotongan akan semakin lama apabila panjang pemotongan tersebut diperbesar. 4. Kecepatan penghasilan gram dipengaruhi oleh gerak makan pergigi, jumlah gigi pahat, perputaran poros spindle, kedalaman potong dan lebar pemotongan. 2.6.2 SARAN Sebelum melakukan praktikum mesin frais hendaknya segala sesuatu yang berhubungan dengan mesin frais dipelajari dan difahami dengan baik agar memudahkan dalam praktikum dan tidak terjadi hal hal yang tidak diinginkan yang bersifat merugikan baik terhadap mesin terlebih lagi kerugian pada diri praktikan.
| 35
BAB III MESIN SEKRAP (SHAPING MACHINE) 3.1. PENDAHULUAN Mesin sekrap adalah mesin dengan gerak utama yang berjalan maju mundur secara horizontal atau vertikal mesin ini sering juga disebut mesin ketam. Mesin sekrap dibuat untuk maksud menghilangkan material untuk menghasilkan permukaan datar. Permukaan datar ini dapat dimesin secara honizontal, bersudut atau pada bidang tegak. Pahat potong digerakkan maju dan mundur oleh sebuah ram yang mana bergerak dalam sebuah bidang datar dengan gerakan bergantian. Pahat hanya menghasilkan gram pada gerakan maju. 3.2. TUJUAN PRAKTIKUM Tujuan praktikum sekrap ini adalah: 1. Dapat mengetahui dan memahami teknik dasar pengoperasian mesin sekrap dengan benar. 2. Dapat mengetahui jenis-jenis kontrol otomatis dan manual pada mesin sekrap. 3. Dapat menganalisa kecepatan potong, pemakanan dan kecepatan putaran mesin sekrap serta pemilihan tool (pahat) dan media pendingin dengan benar. 4. Dapat menganalisa jenis-jenis pengerjaan yang akan dilaksanakan pada mesin sekrap. 3.3. LANDASAN TEORI Mesin sekrap dibuat untuk maksud menghilangkan material untuk menghasilkan permukaan datar. Permukaan datar ini dapat dimesin secara horizontal, bersudut atau pada bidang tegak. Pahat potong digerakkan maju dan mundur oleh sebuah ram yang mana bergerak dalam sebuah bidang datar dengan gerakan bergantian. Pahat hanya menghasilkan gram pada gerakan maju. Mesin sekrap merupakan mesin perkakas yang digunakan untuk membuat alur (terutama alur V), meratakan permukaan, membuat lubang (segitiga, segiempat, segi lima, dan lain-lain), dan sebagainya dengan cara menggerakkan pahat maju mundur.
| 36
3.3.1. Penggolongan Mesin Sekrap Menurut design umumnya mesin sekrap (sekrap) dapat dikelompokkan sebagai berikut : a. Pemotongan dorong-horizontal a. Biasa (pekerjaan produksi). b. Universal (pekerjaan ruang perkakas). Mesin sekrap horizontal ditunjukkan pada gambar 3.1. dibawah ini :
Gambar 3.1 Mesin Sekrap Horizontal b. c. Pemotongan tarik horizontal. Vertikal. a. Pembuat celah (slotter). b. Pembuat dudukan pasak (key seater). Mesin sekrap vertikal ditunjukkan pada gambar 3.2. :
| 37
Gambar 3.2 Mesin Sekrap Vertikal d. Kegunaan khusus, misalnya untuk memotong roda gigi. Daya dapat digunakan kepada mesin dengan motor tersendiri, baik melalui roda gigi maupun sabuk, atau dengan penggunaan system hidrolis. Penggerakan ulak-alik dari pahat dapat diatur dalam beberapa cara. Beberapa mesin sekrap yang lebih tua digerakkan dengan roda gigi atau ulir hantaran, tetapi pada umumnya sekarang mesin sekrap digerakkan dengan lengan osilasi dan mekanisme engkol. Jenis mesin sekrap (sekrap) yang banyak digunakan adalah mesin sekrap jenis horizontal. Kecepatan potong pada mesin sekrap horizontal didefinisikan sebagai kecepatan ratarata dari pahat selama langkah potong dan terutama tergantung pada banyaknya langkah ram tiap menit dan panjang langkahnya. Kalau panjang langkah diubah dan banyaknya langkah tiap menit tetap konstan , maka kecepatan potong ratarata berubah. Perbandingan dari kecepatan potong terhadap kecepatan balik masuk ke dalam perhitungan, karena diperlukan untuk menentukan berapa bagian dari waktukah bekerjanya pahat pemotong. (Amstead, 1981) 3.3.2. BagianBagian Mesin Sekrap : Bagian-bagian mesin sekrap adalah : (Alois, 1985) 1. Alas, dapat merupakan tuangan yang bolong atau dibuat dari baja-pelat. Terdapat pintu-pintu masuk ke lemari alat-alat dan ke ruangan mekanisme penggerak. 2. Dudukan, dipasang melintang eretan vertikal depan mesin dan membawakan meja dan ragum mesin. Dudukan dinaikkan dan diturunkan dengan tangan. 3. Meja, merupakan tuangan yang bolong yang dikerjakan dengan mesin, dilengkapi dengan alur-alur pada permukaannya. Alur-alur ini memungkinkan | 38
benda-benda kerja yang besar, yang tidak teratur bentuknya, dipasang langsung pada meja. Meja dioperasikan dengan tangan atau otomatis. 4. Lengan, tuangan berat yang bergerak horizontal, tegak lurus terhadap meja. Untuk penyetelan dan keausan disediakan slip baja yang disepuh keras. Mekanisme yang mengerakkan lengan terdiri atas engkol beralur yang dapat disetel dalam roda gigi besar. Engkol dihubungkan pada lengan dengan perantaraan mata rantai yang bergerak bebas. Lengkapan ini berputar pada poros bawah. Jarak yang ditempuh oleh lengan ditentukan oleh posisi lengan dalam alur. Pada engkol terdapat pembagian derajat untuk memudahkan penyetelan panjang langkah. Adapun bagian-bagian engkol pada mesin sekrap adalah : 1.Kepala, yang membawa pemegang pahat dan memberikan gerak vertikal pada pahat. Gerak berputar juga dimungkinkan untuk melakukan pengerjaan ke samping dan yang bersudut. 2.Penopang Meja, menembus meja bolong dan memberikan penopangan serta kekakuan selama mesin berjalan. 3.Meja Lintang, meja ini dapat digerakkan dengan tangan atau otomatis. Bila digerakkan dengan tenaga, maka banyaknya gerak diatur oleh posisi batang penghubung pada roda penggerak. Batang itu dihubungkan pada lengan buai dan bila roda penggerak berputar, lengan buai bergerak ke belakang dan ke depan. Posisi daripada pal mengatur arah meja. Bila pal dilepaskan, meja dapat dipindahkan ke samping dengan tangan. Meja tidak boleh bergerak selama langkah memotong. 4. Rumah Pahat atau Rumah Klaper (Clapper Box). Rumah ini memegang pahat dan didisain untuk mengangkatnya pada langkah yang tidak memotong. Dengan demikian melindungi mata pemotong pahat. Nama clapper berasal dari suara yang terdengar pada waktu rumah pahat melakukan langkah balik. e. Pahat Pada Mesin Sekrap. Pahat yang digunakan untuk menyekrap pada dasarnya serupa dengan pahat mesin bubut, tetapi lebih besar dan lebih dalam penampangnya, memberikan tambahan kekuatan. Mesin sekrap menghasilkan permukaan-permukaan yang datar. Hal ini dicapai oleh pahat yang bergerak horizontal ke depan dengan benda kerja di bawahnya dan | 39
tegak lurus padanya. Benda kerja tetap diam pada waktu pahat menyayat (pada langkah tenaga) dan berpindah pada langkah balik pahat. Derajat penyelesaian akhir tergantung pada : 1. Bentuk pahat 2. Kecepatan pahat lewat di atas benda kerja; hal ini tergantung pada jenis logam yang disekrap; 3. Kecepatan benda kerja lewat melintangi pahat, misalnya ,penyayatan halus menghasilkan pekerjaan akhir yang baik. 4. Penerapan cairan pendingin yang tepat. Kerja pahat pada mesin sekrap di tunjukkan pada gambar 3.3. dibawah ini :
Pahat
Arah penyayat
Benda kerja Gambar 3.3. Kerja Pahat 3.3.4. Tindakan Sebelum Mempergunakan Mesin Sekrrap Tindakan-tindakan yang harus dilakukan sebelum mempergunakan mesin sekrap 1. adalah : (Alois, 1985). Mengatur jarak langkah pahat Langkah pahat harus diset mendekati 14 mm sampai 15 mm sebelum pahat memotong benda kerja (langkah awal) dan 5 mm sampai 6 mm setelah memotong benda kerja (langkah akhir). 2. Pengesetan kecepatan makan, kecepatan potong dan kedalaman potong.
| 40
Untuk mengatur besarnya kecepatan potong, kecepatan makan dan kedalaman potong proses sekrap dapat dilihat pada tabel yang terpasang pada kaca almari disamping mesin sekrap. 3.3.5. Elemen dasar proses sekrap Elemen-elemen dasar proses sekrap adalah : Benda kerja : lw = panjang pemotongan pada benda kerja ; mm lv = langkah pengawalan ; mm ln = langkah pengakhiran ; mm lt = panjang permesinan ; mmlt = lv + lw + ln ; mm
w = lebar pemotongan benda kerja ; mm Mesin sekrap : f = gerak makan ; mm langkah a = kedalaman potong ;mm np = jumlah langkah per menit Rs = perbandingan kecepatanRs = vm = kecepatan maju/kecepatan mundur 1 vr
1. Kecepatan potong rata-rata: v = 2. Kecepatan makan 3. Kecepatan pemotongan
{n .lt .(1 + Rs )}p
( 2.1000 )
; m
min ...........(4.1)
: vf = f .n p ; mm
min ......................(4.2)
: Tc = w vf ; min ............................(4.3) ; cm3
4. Keceptan penghasilangram : Z = f .a.v 3.3.6. Proses Sekrap Proses sekrap ditunjukkan pada gambar 3.4.
min
................(4.4)
| 41
PAHAT
Gambar 3.4. Proses Sekrap 3.4. PELAKSANAAN / CARA PRAKTIKUM Langkah-langkah pengerjan pada mesin sekrap: 1. 2. 3. Memasukkan benda kerja pada pencekam. Mensekrap benda kerja sepanjang 18,8 mm, dengan 3 kali pengerjaan. Untuk mendapatkan hasil penyekrapan yang maksimal, dilakukan pengikiran setiap selesai penyekrapan.
Benda keja sebelum disekrap ditunjukan pada gambar 3.5 dibawah ini : Daerah yang di Skrap
20,5 mm
18,8 mm
Gambar 3.5 Benda Kerja Sebelum disekrap 3.5. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.5.1. Hasil Proses Sekrap | 42
18,8 mm
Hasil produk proses sekrap ditunjukkan pada gambar 3.6.dibawah ini :
20,5 mm
18,8 mm
Gambar 3.6 Hasil Produk Proses Sekrap Tabel 3.1 Hasil Pengamatan.Langk ah 1 2 3 lw (mm) 18,8 18,8 18,8 w (mm) 20,5 20,5 20,5 f (mm/lan gkah) 0,2 0,2 0,2 a (mm) 0,2 0,3 0,1 Posisi gigi 3 3 4 waktu maju (s) 126 130 63 waktu mundur (s) 123 124 60 np (mm/ min 17,64 17,24 23,88
3.5.2. Diketahui :
Analisa Data
Bahan Benda Kerja = Baja ST-37 lw = 18,8mm w = 20,5 mm f = 0,2 mm/langkah lv = 15 mm ln = 5 mm Langkah 1 : Mencari nilai kecepatan rata-rata ( ) : Percobaan I : lt = lv + ln + lw (mm) lt = 15 + 5 + 18,8 lt = 38,8 mm Rs=Vm/Vr | 43
18,2 mm
Rs=0,308/0,315 =0,97 dengan cara yang sama didapat hasil pengujian percobaan 2 dan 3{np.lt .(1 + Rs )} ( 2.1000 ) {17 ,64 .38 ,8.(1 + 0,97 )} v= ( 2000 ) v = 0,674 m min v=
dengan cara yang sama didapat hasil pengujian percobaan 2 dan 3 Mencari nilai vf (kecepatan makan)
v f v f v f
=f .n p ( m m / m) i n = , 2.1 ,6 0 7 4 = ,5 m 3 3 m m i n
dengan cara yang sama didapat hasil pengujian percobaan 2 dan 3 Mencari nilai Tc (waktu pemotongan)w vf 20 ,5 Tc = 3,53 Tc = 5,8 m in Tc =
Mencari nilai Z (kecepatan penghasil gram)Z = f .a.v Z = 0,2.0,2.0,674 Z = 0,027 cm3
min
dengan cara yang sama didapat hasil pengujian precobaan ke 2 dan 3
Tabel 3.2 Hasil Analisa DataLang kah I II lw (mm) 18,8 18,8 w (mm) 20,5 20,5 a (mm) 0,2 0,3 f (mm/ step) 0,2 0,2 0,97 0,96 Rs np (step/ mm) 17,64 17,24 v (m/mi n) 0,674 0,66 vf (mm/ min) 3,53 3,45 tc (min) 5,8 5,94 Z (cm3/ min) 0,027 0,039 Vm (mm/ s) 0,308 0,298 Vr (mm/s ) 0,315 0,312
| 44
III
18,8
20,5
0,1
0,2
0,95
23,88
0,904
4,77
3,29
0,018
0,61
0,64
3.5.3.
Pembahasan
Pada praktikum mesin sekrap material yang digunakan adalah baja ST 37 yang berbentuk balok. Benda kerja mempunyai ukuran yaitu panjang benda kerja adalah 18,8 mm dan lebar pemotongan adalah 20,5 mm. Waktu penyekrapan yang paling lama adalah proses kedua yaitu proses sekrap dengan kedalaman potong 0,3 mm dan posisi gigi penggerak pada posissi 3. Hal tersebut disebabkan karena semakin besar kedalaman potong dan semakin pelan gerakan maju mundur pahat potong, akan semakin lama pula yang dibutuhkan unutk sekali proses penyekrapan. Begitu pula sebaliknya bila kedalaman potong semakin kecil dengan posisi gigi penggerak berada pada posisi 4, maka waktu permesinan yang dibutuhkan juga akan semakin kecil atau proses permesinan lebih cepat. Pada saat melakukan pemesinan yang harus diperhatikan adalah pengaturan panjang langkah awal yaitu 14 mm-1 5 mm dan panjang langkah akhir 5 mm-6 mm untuk menjaga agar mata pahat tidak cepat rusak. Pada proses pemesinan terjadi proses pemakanan benda kerja yang dilakukan oleh pahat dengan benda kerja sebagai gerak makan (benda kerja bergerak dan pahat diam). Pada kecepatan makan tahap 2, 1 dan 3 terjadi dengan berurutan kenaikan kecepatan makan. Hal ini diperngaruhi oleh np yang terus semakin membesar. Sedangkan Perbandingan kecepatan maju dengan kecepatan mundur pada pemesinan ini harus kurang dari satu karena pahat melakukan pemotongan pada saat maju saja sehingga timbul gesekan, jadi kecepatan maju harus lebih kecil daripada kecepatan mundur. Untuk menghaluskan permukaan benda kerja kedalaman potong dan kecepatan potong harus diperkecil. Pada praktikum ini digunakan nilai untuk gerak makan (f=0,2 mm/langkah), nilai ini didapat dengan cara mengatur atau menset skala untuk gerak makan yang ada pada mesin skrap. Nilai f tersebut di pilih konstan untuk semua langkah proses, hal tersebut dimaksudkan untuk mengetahui secara jelas perbedaan kecepatan makan dari benda kerja dengan nilai np yang berbeda untuk tiap langkah proses. Dimana apabila nilai np lebih besar maka kecepatan makannya juga akan besar atau dengan kata lain proses pemakanan akan lebih cepat.
| 45
Waktu yang diperlukan untuk proses skrap akan semakin lama apabila lebar pemotongan diperbesar, tetapi apabila kecepatan makannya diperbesar dengan lebar yang tetap maka waktu pemotongannya akan semakin pendek. 3.6. KESIMPULAN DAN SARAN 3.6.1 KESIMPULAN Dari hasil pembahasan diatas maka dapat diambil kesimpulan bahwa: 1. Mesin sekrap adalah mesin dengan gerak utama yang berjalan maju mundur secara horizontal atau vertikal. Pada praktikum ini digunakan mesin sekrap horizontal karena akan digunakan untuk meratakan permukaan. 2. Sebelum melakukan proses sekrap harus terlebih dahulu mengeset gerak makan dan kedalaman potong yang terdapat pada mesin sekrap. 3. Perbandingan kecepatan pada mesin harus kurang dari satu karena kecepatan mundur harus lebih besar dari kecepatan maju. 4. Karena terjadi gesekan yang menimbulkan panas antara pahat dan benda kerja maka diperlukan pendingin yaitu air. 5. Semakin besar kedalaman potong, maka tingkat kekasaran permukaan benda kerja yang dihasilkan semakin besar pula. 6. Kecepatan penghasilan gram dipengaruhi oleh kecepatan potong, kedalaman pemakanan dan gerak makan per langkah. 7. Waktu yang diperlukan tergantung dari kecepatan langkah dan besarnya langkah, yaitu langkah sebelum pemakan, langkah saat pemakan dan langkah sesudah pemakanan, semakin besar langkah maka semakin lama waktu yang diperlukan. 8. Dalam proses menyekrap benda kerja bergerak ke arah kiri dan kanan sedangkan pahat bergerak maju mundur. 3.6.2 SARAN Sebelum melakukan praktikum pada mesin skrap hendaknya segala yang berhubungan dengan mesin skrap baik cara pengoperasian ataupun faktor-faktor keamanan harus dipelajari dan dipahami terlebih dahulu sehingga akan memudahkan pada saat melakukan praktikum.
| 46
BAB IV LAS GAS ASETELIN 4.1 PENDAHULUAN Las gas asitelin merupakan salah satu macam metode las yang sering digunakan. Dalam bab ini dibahas beberapa permasalahan yang berkaitan dengan las asetelin. Pada las asetelin menggunakan tangki asetelin yang merupakan tempat untuk membuat/pembangkit gas asetelin. Dalam tangki pembangkit asetelin dijalankan proses pembuatan gas karbit dengan pertolongan air pada batu-batu karbit hingga diperoleh gas asetelin. Dan yang paling memegang peranan penting pada proses pengelasan adalah sejauh mana kita dapat mengatur antara tekanan gas asetelin dengan oxigen untuk memperoleh nyala asetelin lebih, nyala netral dan nyala oxigen yang lebih. Sehingga kita dapat membedakan antara ketiga proses tersebut dan dapat membandingkan bagaimana hasilnya untuk memilih proses mana yang terbaik untuk digunakan pada proses pengelasan dengan menggunakan gas asetelin. 4.2. TUJUAN PRAKTIKUM Adapun tujuan praktikum ini adalah: 1. 2. 3. Dapat melakukan penyetelan peralatan las oxy-asetelin dengan mengatur besar tekanan oksigen dan tekanan pada asetelin sesuai kebutuhan. Dapat menyalakan brander / Torch dan mengatur penyalaan yang disesuaikan dengan kebutuhan dan tingkat keamanan yang memadai. Dapat mengatur kecepatan gerak brander/torch, lamanya pengelasan dan penambahan bahan logam pengisi sesuai kebutuhan.
| 47
4.3. LANDASAN TEORI Pengelasan dengan oksi-asetelin adalah proses pengelasan secara manual dengan pemanasan permukaan logam yang akan dilas atau disambung sampai mencair oleh nyala gas asetelin melalui pembakaran C2H2 oleh oksigen O2 dengan atau tanpa logam pengisi. Proses penyambungannya dapat dilakukan dengan tekanan (ditekan). Pembakaran gas C2H2 oleh oksigen (O2) dapat menghasilkan suhu yang sangat tinggi sehingga dapat mencairkan logam. Untuk memperoleh nyala pembakaran yang baik perlu pengaturan campuran gas yang dibakar. Jika jumlah gas O2 ditambah maka akan dihasilkan suhu yang sangat tinggi, lebih tinggi daripada suhu titik lebur baja atau metal lainnya sehingga dalam waktu sekejap mampu mencairkan logam tersebut yang cukup tebal. Oleh karena itu, jenis las ini sangat baik untuk memotong logam. Pemotongan dengan las jenis ini tidak baik untuk baja paduan misalnya stainless steel yang sangat peka terhadap oksidasi. Karena banyaknya bahan las yang teroksidasi (akibat pemakaian gas oksigen (O2) untuk pembakaran) maka mutu las karbit pada umumnya kurang baik (senyawa oksidasi merupakan senyawa yang tidak mempunyai kekuatan mekanis). Namun mutu las jenis ini dapat diperbaiki dengan cara menggunakan fluks sebagai pencegah oksidasi, misalnya fluks core dan fluks coated rod. Pemakaian las jenis ini misalnya untuk keperluan: pengelasan produksi, kerja lapangan dan reparasi. Umumnya las asetelin sangat baik unuk mengelas baja karbon, terutama yang berbentuk lembaranlembaran dan pipa-pipa berdinding tipis. Pada umumnya semua jenis logam ferro dan non ferro dapat dilas dengan las jenis ini, baik dengan fluks maupun tanpa fluks. Unit Las Asetelin dengan generator asetelin ditunjukkan pada gambar 4.1. dibawah ini :
| 48
Gambar 4.1. Unit Las Asetelin Dengan Generator Asetelin
4.3.1 Bagian-Bagian Unit Las Asetelin Bagian-bagian unit las asetelin : 1. Tabung Oksigen Tabung oksigen adalah suatu silinder botol yang terbuat dari bahan baja yang berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan gas oksigen dengan tekanan kerja tertentu. Tabung oksigen biasanya berwarna biru atau hitam mempunyai katup atau pembuka katup berupa roda tangan dan baut serta mur pengikutnya adalah ulir kanan. Pada bagian atas ada dudukan untuk memasang regulator. Gas yang terdapat dalam tabung baja ini tekanan yang cukup besar dan dalam satu tabung terdapat 40 liter atau 60 liter gas oksigen. 2. Regulator Keluarnya gas oksigen dapat diatur dengan alat yang disebut regulator. Regulator adalah alat atau perlengkapan dari tabung gas yang berfungsi sebagai alat untuk mengatur besarnya tekanan kerja. Besarnya tekanan kerja dapat diatur oleh operator las dengan cara mengatur katup. Pada regulator terdapat dua buah alat pengukur tekanan yang disebut manometer. Dua buah manometer yang terdapat pada regulator berfungsi untuk : a. Mengukur tekanan isi tabung gas (skala tekanan sampai 3 kg/cm2) b. Mengukur tekanan kerja las (skala tekanan sampai 3 kg/cm2) | 49
Bagian regulator di tunjukkan pada gambar 4.2. dibawah ini :
Gambar 4.2. Bagan regulator 3. Tabung Asetelin Tabung asetelin adalah silinder atau botol yang terbuat dari bahan baja yang berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan gas asetelin dengan tekanan kerja tertentu. Di dalam tabung asetelin terdapat beberapa alat misalnya bahan berpori seperti kapas sutra tiruan atau asbes yang berfungsi sebagai penyerap aseton, yaitu bahan agar asetelin dapat larut dengan baik dan aman dibawah pengaruh tekanan.
4.
Brander Las Brander atau alat pembakar gas adalah alat yang berfungsi sebagai
pencampur gas asetelin dengan gas oksigen dengan proporsi tertentu yang dapat diatur. Brander yang baik yaitu brander yang dapat mencampur asetelin dan oksigen dengan homogen. Campuran gas yang homogen ini akan keluar lewat mulut brander dengan tekanan tertentu (tergantung pengaturan), dan mudah sekali terbakar. Dengan bantuan bara atau nyala api semburan campuran gas dapat dinyalakan dan akan menghasilkan nyala api yang bersuhu tinggi. Brander mempunyai beberapa bagian seperti terlihat pada gambar 4.3. Masing-masing bagian mempunyai fungsi sendiri-sendiri, sebagai berikut.
| 50
Gambar 4.3. Brander Bagian-Bagian Brander Mesin Las : 1. Mulut Brander : mengatur debit aliran campuran gas asetelin dan gas oksigen. Mulut brander dapat diganti-ganti ukurannya sesuai keperluan. Besarnya lubang mulut menentukan banyaknya campuran gas yang dapat keluar untuk tiap jamnya. Misalnya mulut brander ukuran 220, berarti gas yang dapat keluar melalui mulut adalah 220 liter tiap jam. Pemilihan ukuran mulut berdasarkan tebal tipisnya bahan yang akan dilas. 2. Injektor 3. Katup gas : Untuk memancarkan campuran gas asetelin dan oksigen ke mulut brander. : Alat untuk membuka, menutup aliran dan mengatur jumlah aliran gas oksigen atau gas asetelin yang akan digunakan dalam pengelasan. 4. Nipel 5. Slang Las Slang las dibedakan menjadi dua yaitu slang gas oksigen dan slang gas asetelin. Slang yang digunakan harus kuat dan fleksibel, karena slang bekerja pada tekanan gas sampai 10 kg/cm2. Slang gas asetelin berwarna merah, sedangkan warna slang gas oksigen berwarna hijau atau biru. Ciri yang lain yaitu ulir mur baut pada slang gas oksigen berulir kanan dan pada slang gas asetelin berulir kiri. 4.3.2. Tipe Nyala Las Oksi Asetelin Panas yang dibutuhkan berasal dari pembakaran gas asetelin, propan, dan hydrogen. Sedangkan logam pengisi (filter metal) berupa kawat metal dimana jenis | 51 : berfungsi untuk mengatur kabel-kabel las atau sedang las baik las sedang gas oksigen maupun gas asetelin.
kawatnya disesuaikan dengan bahan yang akan disambung. Dalam praktikum ini, gas pembakar digunakan gas asetelin. Selanjutnya, kualitas dari sambungan yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh tipe nyala gas asetelin yang diperoleh. Adapun tipe-tipe nyalanya sebagai berikut : 1. Tipe Nyala asetelin lebih (nyala karburasi) Bila jumlah asetelin yang digunakan melebihi dari jumlah yang dibutuhkan untuk mendapatkan netral, maka di antara kerucut dalam dan luar akan timbul kerucut baru yang berwarna kebiru-biruan. Kelebihan asetelin ini akan menyebabkan terjadinya karburasi pada logam cair. Tipe nyala karburasi dapat dilihat pada gambar 4.4. dibawah ini :
Kerucut dalam Gambar 4.4 Tipe Nyala Karburasi
Kerucut antara
Kerucut luar
2.
Tipe Nyala netral Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dengan asetelin seimbang.
Nyala ini terdiri dari kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru kekuningan. Tipe Nyala Netral dapat dilihat pada gambar 4.5. dibawah ini :
Kerucut luar Gambar 4.5 Tipe Nyala netral / normal 3. Tipe Nyala oksigen lebih Kerucut dalam | 52
Apabila terjadi kelebihan gas oksigen, nyala las akan menjadi lebih pendek dan kerucut dalam berwarna ungu. Bila pengelasan dilakukan dengan menggunakan nyala tipe ini, akan terjadi proses oksidasi pada logam cair. Tipe Nyala Oksigen Lebih dapat dilihat pada gambar 4.6. dibawah ini :
Gambar 4.6 Tipe Nyala oksidasi 4.4 PELAKSANAAN / CARA PRAKTIKUM Langkah-langkah pengerjaan sebagai berikut : 1. 2. 3. 4.
Kerucut luar
Memotong benda kerja sebanyak 8Kerucut dalam 4 pasang ). potongan ( Menggrinda ujung dari ketiga pasang plat dengan tipe yang berbeda ( bentuk V, X, I,T). Melakukan pengelasan terhadap ketiga benda kerja tersebut Selanjutnya menggerinda permukaan benda kerja yang telah dilas sampai merata untuk proses selanjutnya.
Untuk lebih jelasnya dapat dillhat pada gambar di bawah ini : Kampuh Plat
Gambar 4.7 Sambungan kampuh V Kampuh Plat | 53
Gambar 4.8 Sambungan kampuh X Plat Kampuh
Gambar 4.9 Sambungan kampuh I Plat Kampuh Plat
Gambar 4.10 Sambungan kampuh T
4.5. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.5.1. Hasil Pengamatan Tabel 4.1. Hasil Pengamatan Tipe Sambungan Diameter Logam pengisi (mm) 0,16 0,16 0,16 0,16 Tekanan dalam Tabung Oksigen (kg/cm3) 90 90 90 90 Tekanan Oksigen yang digunakan (kg/cm3) 2,85 2,85 2,85 2,85 Tekanan dalam Tabung Acitelin (kg/cm3) 18 18 18 18 Tekanan Acitelin yang digunakan (kg/cm3) 8,7 8,7 8,7 8,7 Waktu (s)
V T X I
39 196 103 40
| 54
4.5.2. Pembahasan Pada praktikum ini las oksi-asetelin digunakan untuk menyambung 2 buah flat yang tebalnya 2 mm dengan panjang 10 cm sebanyak 8 potong ( 4 pasang ). Keempat pasang flat tersebut digerinda ujungnya dengan tipe yang berbeda-beda (bentuk V, bentuk X, bentuk I dan bentuk T) kemudian dilakukan pengelasan terhadap keempat pasang flat tersebut dengan tipe nyala yang sama. Untuk pasangan plat tipe V dilakukan dengan tipe nyala normal, begitu pula untuk ketiga peasang plat yang lain yaitu pasangan plat tipe X, pasangan plat tipe I, pasangan plat tipe T. Waktu yang diperlukan untuk melakukan pengelasan yang paling lama adalah tipe T yaitu 196 detik, hal ini dikarenakan pengelasan tipe T harus dilakukan pada 2 bagian (bagian samping kiri dan kanan) pada sisi plat. Waktu pengelasan juga dipengaruhi oleh orang yang mengelas, semakin biasa individu tersebut melakukan pengelasan maka semakin sedikit waktu yang diperlukan dan semakin bagus hasil pengelasannya. Setelah itu waktu terlama kedua digunakan untuk mengelas tipe X. Sama dengan plat tipe T, plat tipe X juga dilakukan dua tahap pengelasan yaitu pengelasan bagian atas dan bawah plat. Pada plat tipe I dan V dibutuhkan waktu yang relatif singkat, hal ini disebabkan Karena untuk plat tipe V dan I terjadi pengelasan hanya pada satu sisi saja. Pada waktu pengelasan dengan las oksi-asetilen juga terbentuk terak pada kedua plat yang telah dilas. Terak ini berfungsi untuk melindungi hasil lasan dari kontaminasi udara sekitar. 4.6. KESIMPULAN DAN SARAN 4.6.1 KESIMPULAN Pada pengelasan asetelin ini dapat diamabil suatu kesimpulan di antaranya: 1. Pengelasan asetelin yaitu proses pengelasan secara manual dimana permukaan logam yang disambung mengalami pemanasan sampai mencair. 2. Pada Brander terdapat katup O2 dan katup asetelin sehingga dapat digunakan untuk mengatur tekanan O2 dan asetelin yang dibutuhkan. 3. Pengelesan asetelin dapat dilakukan dengan bentuk nyala yang berbeda yaitu nyala netral, nyala oksidesing dan nyala karburising. Nyala netral adalah yang paling
| 55
ideal dan paling baik dari ketiga tipe nyala teresebut, dimana perbandingan antara oksigen dengan asetelinnya seimbang. 4. Waktu pengelasan dipengaruhi oleh bentuk dari plat yang akan di las dan individual yang melakukan proses las. 4.6.2 SARAN Sebelum melakukan pengelasan terahadap benda kerja yang sebenarnya sebaiknya pengelasan dicoba dahulu terhadap benda yang bukan merupakan benda kerja agar apabila terjadi kesalahan pengaturan tipe nyala api atau kerusakan yang lainnya tidak akan merusak benda kerja
BAB V LAS BUSUR LISTRIK 5.1. PENDAHULUAN Las busur listrik adalah las yang paling sering digunakan. Dalam las busur listrik, yang ditemukan di pertengahan tahun 1.800-an, panas yang dibutuhkan berasal dari energi listrik. Penggunaan baik sebuah elektrode habis pakai (konsumeable) dan elektrode tak habis pakai (non konsumeable) (rot atau wire), sebuah busur listrik yang dihasilkan antara busur elektrode dengan benda kerja yang akan dilas, menggunakan sumber arus searah (DC) atau arus bolak balik (AC). Las busur listrik ini mencapai temperatur sampai 30.000C (54.000F), yang mana jauh lebih tinggi dengan yang dihasilkan pada penggelasan gas oxy-asetelin. Proses pengelasan busur listrik ditunjukkan pada gambar 5.1. dibawah ini : | 56
Gambar 5.1. Proses Pengelasan Busur Listrik. 5.2. 1. 2. 3. 4. 5. 5.3. TUJUAN PRAKTIKUM Dapat mengatur mesin las listrik, mempersiapkan elektrode, benda kerja dan eralatan pembantu yang akan digunakan dalam pengelasan. Dapat menentukan jenis elektrode, dan kecepatan pengelasan sesuai dengan kebutuhan. Dapat menentukan ayunan dan kecepatan electrode sesuai dengan kebutuhan yang mempengaruhinya didalam proses pengelasan. Dapat mengerti dan memahami pemilihan jenis kampuh las. Dapat membuat beberapa model produk LANDASAN TEORI
Tujuan praktikum adalah :
Dalam las busur listrik, yang ditemukan di pertengahan tahun 1800-an, panas yang dibutuhkan berasal dari energi listrik. Penggunaan baik sebuah elektrode habis pakai (konsumeable) dan elektrode tak habis pakai (non konsumeable) (rot atau wire), sebuah busur listrik yang dihasilkan antara busur elektrode dengan benda kerja yang akan dilas, menggunakan sumber arus searah (DC) atau arus bolak balik (AC). Las busur listrik ini mencapai temperatur sampal 30.000C (yang mana jauh lebih tinggi dengan yang dihasilkan pada penggelasan gas oxy-asetelin. Ilustrasi skematik dari las busur listrik ditunjukkan pada gambar 5.2. dibawah ini :
| 57
Gambar 5.2. ilustrasi skematik dari las busur listrik.
Mesin las listrik dengan elektrode terbungkus (shielded metal arc welding) merupakan metode yang tertua, paling sederhana dan paling gampang berubah dari proses penyambungan logam yang ada, menggunakan elektrode kawat logam yang terbungkus fluks. Proses pemindahan logam dari elektrode terjadi saat elektrode mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa oleh aliran arus busur listrik yang terjadi. Pola pemindahan elektrode dipengaruhi oleh besarya arus listrik. Makin besar arus listrik, maka makin halus butiran logamnya. Disamping itu juga hasil las-lasan dipengaruhi oleh komposisi fluks yang digunakan. Adapun fungsi dari fluks (dalam bentuk terak) adalah untuk melindungi busur dari kontaminasi udara luar (oksigen). Las tipe ini memiliki beberapa keuntungan yaitu relatif mudah dan dapat diubah-ubah, membutuhkan relatif sedikit variasi dalam diameter elektrode. Peralatan mesin listrik ini terdiri dari sebuah power supply, kabel listrik dan pemegang elektrode. Hal yang perlu diperhatikan adalah pemakaian peralatan keamanan terutama kaca untuk melindungi dari sinar yang dihasilkan busur listrilk. 5.3.1. Arus Yang di Hasilkan Mesin Las Busur Listrik Tipe mesin las busur listrik menurut arus yang dihasilkan adalah arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC). 1. Arus searah (DC) Arus DC adalah arus yang dihasilkan oleh motor generator, alat penyearah arus (rectifier set) atau mesin yang menggerakan generator. Arus searah mengalir dari mesin las ke tang las dan terus ke benda kerja. Walaupun dalam pemakaiannya tidak merata, tetapi tidak menggangu jalannya pengelasan, sebab arus las mengalir terus menerus, sehingga pengelasan dapat berjalan lancar dan baik. | 58
Kerugian tegangan (Voltage Drop) Kabel las sebaiknya dibuat sependek mungkin karena kabel yang panjang lebih kritis pada sistim arus searah (DC) daripada arus bolak- balik (AC). Untuk mendapatkan kembali tegangan yang hilang dan busur las yang sesuai yang baik untuk pengelasan terpaksa tegangan pada mesin las dinaikkan sehingga mesin las mendapat beban lebih (over Load) sehingga mesin menjadi panas. Arus DC lebih baik dipakai pada pemakaian kawat las bergaris tengah kecil karena dapat memakai ampere yang rendah. 2. Arus bolak-balik (AC) Untuk keperluan ini dibuat mesin las dengan konstruksi transformator yang khusus, dan disebut mesin tansformator las. Semua jenis kawat las dapat digunakan. Pada mesin ini dapat dikombinasikan sistem kutub langsung dan sitem kutub arus AC. Berdasarkan sistem pengatur arus yang digunakan, mesin las busur listrik AC dapat dibagi dalam empat jenis yaitu : jenis inti bergerak, jenis kumparan begerak, jenis reaktor jenuh dan jenis saklar . Kerugian tegangan (Voltage Drop) Dapat dipakai agak jauh, karena kerugian tegangan lebih kecil daripada arus searah (DC). Panjang kabel las jangan terlalu berlebihan, pemakaian kabel berlipat dan melingkar dihindari karena dapat menimbulkan induksi sehingga tegangan pada mesin las menjadi tinggi. 5.3.2. Bagian Bagian Las Busur Listrik Bagian-bagian las busur listrik adalah : 1. Elektroda Pada dasarnya bila ditinjau dari logam yang dilas kawat elektrode dibedakan menjadi lima group besar yaitu : baja lunak, baja karbon tinggi, baja paduan, besi tuang dan logam non ferro. Karena filler metal harus mempunyai kesamaan sifat dengan logam induk, maka sekaligus ini berarti bahwa tiada elektroada yang dapat dipakai untuk semua jenis pengelasan, demikian pula ukuran diameternya. Elektroda pada las listrik merupakan bagian yang sangat penting. Elektroda akan mencair pada waktu pengelasan. Macam dan jenis elektroda banyak sekali, berdasarkan selaputnya dibedakan menjadi : 1. 2. Elektroda polos Elektroda berselaput tipis | 59
3.
Elektroda berselaput tebal
Tebal selaput elektroda antara 11% - 50% dari diameter elektroda. Selaput elektroda akan menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las, busur listrik dan sebagian benda kerja terhadap udara luar. Karena udara mengandung O2 dan N yang dapat mempengaruhi sifat mekanik dari logam yang di las. 2. Kabel Las Kabel las digunakan untuk mengalirkan arus listrik dari sumber listrik ke mesin las atau dari mesin las ke elektroda dan massa. Arus yang digunakan atau arus yang dialirkan melalui kabel cukup besar, karena daya yang digunakan untuk pengelasan besar. Arus yang besar harus dapat dialirkan lewat kabel tanpa banyak mengalami hambatan. Untuk meminimalkan hambatan yang terjadi sepanjang penghantar perlu dipilih kabel yang sesuai dengan arus yang dialirkan semakin besar hambatan jenis suatu bahan maka semakin sulit bahan tersebut mengalirkan arus atau semakin besar hambatan yang terjadi. 3. Pemegang Elektroda Pemegang elektroda berfungsi sebagai penjepit atau pemegang ujung elektroda yang tak berselaput. Sebenarnya fungsi untuk memegang ujung elektroda ini tidak saja memegang tetapi harus mampu mengalirkan arus dari kabel elektroda ke elektroda. Karena fungsi yang sangat penting ini maka pemegang elektroda harus mampu memegang dengan mantap dan terbuat dari bahan yang mampu mengalirkan arus dengan baik, sehingga arus yang mengalir dari kabel ke elektroda dapat berjalan sempurna. 4. Tang Massa Tang massa berfungsi untuk menghubungkan kabel massa ke benda kerja atau ke meja kerja. Tang massa juga berfungsi sebagai alat untuk mengalirkan arus listrik dari kabel massa ke benda kerja atau meja kerja. Oleh karena itu, tang massa harus dijepitkan pada bagian yang bersih dan mampu mengantarkan arus listrik pada bagian benda kerja atau pada meja kerja. Cara kerja untuk menempelkan tang massa pada benda kerja atau meja kerja ada 2 macam yaitu : dengan sistim penjepit atau klem dan sistim magnet. Tang massa sistim klem dilengkapi dengan pegas yang kuat untuk memberikan gaya penjepit yang kuat ke benda kerja atau meja kerja. Tang massa ditempelkan pada benda kerja, sebaiknya diletakkan pada bagian yang tidak mengganggu pelaksanaan pengelasan. | 60
5. Palu Terak Palu terak digunakan untuk membersihkan terak yang terjadi akibat proses pengelasan dengan cara memukul atau menggores teraknya. Pada waktu membersihkan terak digaunakan kaca mata yang terang untuk melindungi mata dari percikan bunga api dan terak. 6. Tang Panas Tang panas digunakan untuk memegang benda-benda panas yang memperoleh pemanasan dari pengelasan. Tangkai tang biasanya diisolasi dengan isolator panas misalnya plastik atau bahan lain yang dapat menahan panas. Tang panas memiliki tangkai yang panjang karena sering kali tang panas juga digunakan untuk memegang benda kerja yang akan di las. 7. Sikat Kawat Sikat kawat berfungsi untuk membersihkan benda kerja yang akan dilas dan sisa-sisa terak yang masih ada setelah dibersihkan dengan palu terak. Bahan serabut sikat terbuat dari kawat baja yang tahan terhadap panas dan elastis, dengan tangkai dari kayu yang dapat mengisolasi panas dari bagian yang disikat.
5.3.3. Cara Cara Pengelasan Cara pengelasan yang sering digunakan dalam praktek dan termasuk klasifikasi las busur listrik adalah : las elektroda terbungkus, las busur dengan pelindung gas dan las busur dengan pelindung bukan gas, las busur rendam. 1. Las elektroda terbungkus Las elektroda terbungkus menggunak
