II. TINJAUAN PUSTAKA A. Proses Drilling Proses drilling adalah proses permesinan untuk membuat lubang bulat pada benda kerja. Drilling biasanya dilakukan memakai pahat silindris yang memiliki dua ujung potong yang disebut drill. Pahat diputar pada porosnya dan diumpankan pada benda kerja yang diam sehingga menghasilkan lubang berdiameter sama dengan diameter pahat. Mesin yang digunakan disebut drill press, tetapi mesin lain dapat juga digunakan untuk proses ini. Lubang yang dihasilkan dapat berupa lubang tembus (through holes) dan tak tembus (blind holes). (Al Huda, 2008) B. Kondisi Pemotongan Pada Drilling Kecepatan potong (cutting speed) pada drilling didefinisikan sebagai kecepatan permukaan terluar dari pahat drill relatif terhadap permukaan benda kerja. Kecepatan potong dapat dihitung dengan menggunakan rumus: D N v dimana, v : Kecepatan potong (m/min), N : Kecepatan putaran (rpm: rev/min). D : Diameter pahat.
31
Embed
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Proses Drilling - Selamat Datangdigilib.unila.ac.id/20472/3/Bab II.pdf · 5 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Proses Drilling Proses drilling adalah proses permesinan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Proses Drilling
Proses drilling adalah proses permesinan untuk membuat lubang bulat pada benda
kerja. Drilling biasanya dilakukan memakai pahat silindris yang memiliki dua ujung
potong yang disebut drill. Pahat diputar pada porosnya dan diumpankan pada benda
kerja yang diam sehingga menghasilkan lubang berdiameter sama dengan diameter
pahat. Mesin yang digunakan disebut drill press, tetapi mesin lain dapat juga
digunakan untuk proses ini. Lubang yang dihasilkan dapat berupa lubang tembus
(through holes) dan tak tembus (blind holes). (Al Huda, 2008)
B. Kondisi Pemotongan Pada Drilling
Kecepatan potong (cutting speed) pada drilling didefinisikan sebagai kecepatan
permukaan terluar dari pahat drill relatif terhadap permukaan benda kerja.
Kecepatan potong dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
DNv
dimana, v : Kecepatan potong (m/min),
N : Kecepatan putaran (rpm: rev/min).
D : Diameter pahat.
6
Gambar 1. Kondisi pemotongan pada Drilling (Groover, 2002)
Waktu riil permesinan (time of actual machining), Tm (min) :
1. Pada pembuatan lubang tembus (through hole):
fN
AtTm
2. Pada pembuatan lubang tembus (through hole):
fN
dTm
dimana, f : Gerak makan (mm/rev).
Tm : Waktu riil permesinan (min).
t : Ketebalan benda kerja (mm).
A : Jarak antara sisi terluar pahat drill dengan permukaan benda kerja
ketika ujung drill mulai menyentuh permukaan.
d : Kedalaman lubang,
: Drill point angle.
7
Kecepatan pemindahan material (material removal rate), MRR:
4
2 NfDMRR
dimana, MRR: material removal rate (mm3/min)
C. Berbagai proses yang berhubungan dengan Drilling.
Terdapat beberapa jenis proses yang terkait dengan drilling. Proses ini memerlukan
lubang awal yang dibentuk dengan drilling, kemudian lubang dimodifikasi.
Beberapa proses tersebut diantaranya adalah:
a. Reaming. Digunakan untuk sedikit menambah lebar lubang, menghasilkan
toleransi yang lebih baik pada diameternya. Pahatnya disebut reamer, biasanya
berbentuk galur lurus..
b. Tapping. Proses ini dilakukan dengan pahat tap, untuk membuat internal ulir
pada permukaan dalam sebuah lubang.
c. Counter-boring. Menghasilkan lubang bertingkat, lubang diameter besar diikuti
dengan lobang diameter lebih kecil. Digunakan untuk "menyimpan" kepala baut
agar tidak menonjol.
d. Counter-sinking. Serupa dengan counter-boring, tetapi lubang lebar berbentuk
kerucut untuk "menyimpan" kepala sekrup bebentuk kerucut.
e. Centering. Disebut juga center-drilling, digunakan untuk membuat lubang awal
sehingga drilling dapat dilakukan pada posisi yang lebih akurat. Pahatnya
disebut center-drill.
8
f. Spot-facing. Mirip dengan proses milling. Digunakan untuk meratakan
permukaan tertentu benda kerja yang menonjol, terutama setelah proses drilling.
D. Variasi Pahat Pada Drilling
Mata bor adalah suatu alat pembuat lubang atau alur yang efisien, macam-macam
ukuran daripada mata bor terbagi dalam beberapa jenis, diantaranya ialah: didalam
satuan inchi, di dalam pecahan dari 1/64” sampai 3/8” dan seterusnya. Di dalam
satuan millimeter dengan setiap kenaikan bertambah 0,5 mm, dengan nomor dari
80 – 1 dengan ukuran 0,0135 – 0,228”, dengan tanda huruf A sampai Z dengan
ukuran 0,234 – 0, 413”.
Terdapat beberapa hal yang harus kita perhatikan untuk memilih mata bor yaitu :
1. Ukuran lubang
2. Benda kerja yang akan dibor
3. Sudut bibirnya
Ukuran lubang menentukan ukuran garis tengah dari mata bor, setiap mata bor
akan menghasilkan lubang yang lebih besar daripada garis tengahnya, sudut spiral
dan sudut bibir tergantung dari benda kerja yang akan dibor.
Alat penyudut dipakai untuk memeriksa sudut bibir, sisi potong yang tumpul akan
menyebabkan permukaan lubang menjadi kasar, hal ini terjadi bila jarak sudut
pahat dengan sisi potong 550, untuk mengurangi akibat yang tidak baik terhadap
sisi potong, jarak perlu diperpendek dengan menggerinda mata bor yang lebih
besar. (Daryanto, 1996)
9
1. Mata bor pilin dengan spiral kecil
Mata bor pilin dengan spiral kecil, sudut penyayatnya 130° digunakan untuk
mengebor aluminium, tembaga, timah, seng, dan timbel.
Gambar 2. Bor Pilin Spiral Kecil
2. Mata bor pilin spiral besar sudut penyayat 130°
Bor pilin dengan spiral besar, sudut penyayat 130° digunakan untuk mengebor
kuningan dan perunggu.
Gambar 3. Bor Pilin Kisar Besar
3. Mata bor pilin spiral besar sudut penyayat 80°
Mata bor pilin dengan spiral besar, sudut penyayat 80° digunakan untuk
mengebor batu pualam/ marmer, batu tulis, fiber, ebonit, dan sebagainya.
Gambar 4. Bor Pilin Kisar Besar Sudut Sayat Kecil
10
4. Mata bor pilin spiral besar sudut penyayat 30°
Mata bor pilin dengan spiral besar, sudut penyayat 30° digunakan untuk
mengebor jenis bahan karet yang keras (karet-karet bantalan).
Gambar 5. Bor Pilin Kisar Besar Sudut Lancip
E. Tool Geometry
Twist drill (drill dengan bermata dua) digunakan luas di industri untuk membuat
lubang secara cepat dan ekonomis, diameter berkisar 0.15 mm (0.006 in.) - 75 mm
(3.0 in.). Badan drill memiliki dua daun spiral (flutes). Sudut kemiringan spral daun
disebut helix angle, biasanya sekitar 30°. Saat proses drillinIg, daun ini_ berfungsi
untuk jalur pengeluaran geram dari lubang. Tebal (jarak) antara daun disebut web.
Ujung twist drill berbentuk kerucut, sudutnya disebut point angle, nilai sekitar
118°. Desain umum dari ujung drill adalah chisel edge. Chisel edge menyambung
dengan dua ujung (mata potong) disebut lips dan menyambung ke daun (flutes).
Permukaan flutes yang berhubungan dengan ujung potong berperan sebagai rake
face. Twist drill biasanya terbuat dari high-speed steel (HSS). Pembentukan pahat
dibuat dengan proses casting, kemudan dikeraskan permukaannya dengan proses
heat treatment sementara bagian dalamnya tetap kuat/ulet. Setelah itu dilakukan
proses Grinding untuk mempertajam ujung potongnya. (Daryanto, 1996)
11
Gambar 6. Geometri Pahat
F. Mesin Drilling (The Drill Press)
Mesin standar untuk drilling disebut drill press. Beberapa jenis drill press:
a. Upright drill. Mesin ini ditegakkan diatas lantai, terdiri dari meja untuk
meletakkan dan memegang benda kerja, drilling head yang digerakkan oleh
spindle untuk memasang pahat drill, serta landasan dan tiang penopang.
Gambar 7. Upright drill
12
b. Bench drill. Lebih kecil dari upright drill, diletakkan diatas meja atau bangku.
c. Radial drill. Drill press besar yang dirancang untuk melobangi benda kerja
besar. Memiliki lengan radial sehingga drilling head dapat digerakkan sepanjang
lengan ini untuk menjangkau lokasi yang relatif jauh dari tiang mesin.
Gambar 8. Radial drill
d. Gang drill. Mesin ini terdiri dari 2 - 6 mesin upright drill diatur saling
berhubungan dan segaris. Tiap spindle beroperasi sendiri-sendiri, tapi memiliki
satu meja kerja. Sehingga satu rangkaian proses drilling (centering, drilling,
reaming, tapping) dapat dilakukan secara berurutan dengan hanya menggeser
benda kerja tanpa mengganti pahatnya.
13
Gambar 9. Gang drill.
e. Multiple-spindle drill. Mirip dengan mesin gang drill, beberapa spindle
dihubungkan bersama untuk membuat berbagai lubang pada satu benda kerja
secara bersamaan.
f. Numerical control drill presses. Mesin ini mampu mengontrol pemosisian
lubang pada benda kerja. Sering dilengkapi dengan turrets untuk memegang
beberapa pahat drill sekaligus dan dapat dikontrol dengan NC program, sering
disebut mesin CNC turret drill.
14
G. Pemegang Benda Kerja Pada Drill Press
Peralatan yang biasa digunakan untuk memegang benda kerja pada mesin drill
press antara lain:
a. Ragum (Vise). Adalah alat yang umum digunakan, menjepit benda kerja pada
dua sisi berdampingan.
b. Perkakas Cekam (Fixture). Peralatan yang dirancang secara khusus untuk
komponen tertentu. Fixtures dirancang untuk mencapai tingkat akurasi
pemosisian yang lebih tinggi, tingkat produksi yang lebih cepat, dan kemudahan
operasi yang lebih besar.
c. Perkakas tuntun (Jig). Mirip seperti fixtures, tapi dilengkapi dengan alat
pengarah pahat drill terhadap benda kerja, sehingga akurasi penempatan pahat
lebih tinggi.
H. Sifat-sifat material
Dalam sebuah pemilihan material yang cocok maka diperlukan pengetahuan akan
sifat dari material tersebut. Walaupun memang sudah ada standar baku yang
mengatur akan kandungan bahan-bahan pembentuk yang akan membangun sifat
material, namun keahlian untuk menentukan berdasarkan metode-metode
pengujian material sangatlah penting bagi seorang material engineer.
15
Sifat-sifat (Properties) material yang dimaksud adalah :
1. Sifat Mekanis
2. Sifat Elektris
3. Sifat Elektrokimia
4. Sifat Magnetik
5. Sifat Termal
Kekuatan adalah kemampuan suatu material dalam menerima beban, semakin
besar beban yang mampu diterima oleh material maka benda tersebut dapat
dikatakan memiliki kekuatan yang tinggi. Dalam kurva stress-strain kekuatan
(strength) dapat dilihat dari sumbu-y (stress), semakin tinggi nilai stress-nya
maka material tersebut lebih kuat. Untuk memperjelas, lihat gambar 15 :
Gambar 10. kurva stress vs strain (tegangan vs regangan)
Kurva yang diberi label strongest (terkuat) digambarkan sebagai kurva yang
memiliki nilai sb-y tertinggi. Kemudian kurva yang diberi label Toughest adalah
kurva yang memiliki nilai ketangguhan tertinggi. Ketangguhan suatu material