BAB 23
Proses Pengerjaan mesin Dengan Menggunakan
Benda Bulat
PEMBUBUTAN DAN MEMBUAT LUBANG
Dengan melihat bab sebelumnya, bab ini menjelaskan tentang Proses
Pengerjaan mesin dengan menggunakan benda bulat. Secara eksternal bulat yang
tidak memiliki rongga. bab ini menitikberatkan:
Karakteristik mesin bubut dan cara kerja mesin bubut
Eksternal dan internal material removal proses
Jenis alat pemotong yang digunakan.
Biasanya untuk membuat: komponen mesin, block mesin dan kepala
mesin, atau benda lainnya yang di gabungan dengan menggunakan toleransi, dan
lain sebagainya.
Bisa juga untuk: penyelesaian dari proses pengecoran, metalurgi serbuk,
cetakan, mesin abrasive dan pengerolan.
1
23.1 PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang Proses Pengerjaan mesin dengan
menggunakan benda bulat. biasanya untuk membuat produk yang ukurannya kecil
seperti skrup mini yang bisa digunakan untuk bingkai kaca mata dan yang besar
seperti batang turbin sebagai kekuatan hidrolik, roll for rolling mills, silinder, dan
pistol barrels.
Salah satu yang paling mendasar pada proses membubut adalah bagian
yang berputar pada mesin, pada awalnya material biasanya dibuat untuk proses
antara lain, Seperti casting(pengecoran), forging(tempa), extrusion, drawing, atau
metalurgi serbuk, seperti dijelaskan pada bagian II dan III. Proses bubut, secara
garis besar dapat di lihat pada gambar 23.1 dan tabel 23.1. Mesin ini sangat serba
guna dan mampu menghasilkan sesuatu yang sangat luas, untuk itu dijelaskan
seperti di bawah ini:
2
Turning (Pembubutan): Untuk menghasilkan bentuk lurus, kerucut, atau
lembar kerja yang berlekuk (gambar. 23.1a sampai d), seperti poros,
spindle, dan pin.
Facing (Pengerjaan Tepi): Untuk menghasilkan benda pada permukaan
yang datar dan bagian yang tegak lurus pada poros (Gambar 23.1e),
bisanya digunakan untuk disatukan dengan komponen lain. Untuk
membuat lubang atau aplikasi seperti dudukan ring (Gambar. 23.1f).
Cutting with from tools: (gambar. 23.1g) Untuk memproduksi berbagai
bentuk axisymmetric untuk fungsional atau aesthetic purposes.
Borring (Pengeboran): untuk membesarkan lubang atau membuat bentuk
silindris, sebelum proses tersebut, di buat dulu lingkaran dalamnya
(gambar. 23.1h).
Drilling: Membuat lubang (gambar. 23.1i), pada dasarnya sama dengan
Borring tapi lebih tinggi tingkat ketelitiannya dan penyelesaiannya.
Parting: Disebut juga cutinng off,untuk memotong komponen, seperti
halnya dalam produksi slugs atau blanks untuk proses tambahan produk
terpisah (gambar. 23.1j)
Threading: untuk memproduksi eksternal atau internal threades
(gambar. 23.1k).
Knurling: untuk menghasilkan secara teratur kekasaran berbentuk silindris
di permukaan, seperti dalam membuat tombol-tombol (gambar. 23.1l )
3
GAMBAR 23.1
Suatu proses pemotongan yang umum yang biasa dilakukan pada mesin
bubut (Gambar.23.2) sesuaikan dengan rancangan, ukuran, kapasitas dan yang
paling istimewa adalah dengan control computer.(dibahas pada seksi 23.3 dan Bab
25). Seperti ditunjukan pada gambar.21.2 dan 23.3, pembubutan dilakuksan
beberapa macam (1) Kecepatan putaran, N, pemotongan material, penyelesaian
permukaan dan ketelitian yang diperlukan, dan dan karakteristik alat mesin.
4
Gambar 23.2 Tipe mesin bubut dan komponen komponennya
Bab ini menjelaskan tentang proses parameter, pahat-potong, proses
kemampuan, dan karakteristik dari mesin alat yang digunakan untuk
menghasilkan berbagai bagian dengan bentuk bulat. Akhirnya, pertimbangan
desain untuk meningkatkan produktivitas bagi kelompok masing-masing proses
diberikan.
23.2 PROSES BUBUT
Sebagian besar pembubutan menggunakan single-point cutting tools,
dengan geometri pemotongan seperti typical right-hand cutting tool yang
ditunjukkan pada Gambar 21.10 dan 23.4. Seperti dapat dilihat, alat-alat seperti
yang dijelaskan pada stantadrisasi. Setiap kelompok kerja bahan material
memiliki satu set sudut optimum, yang telah dikembangkan melalui pengalaman
pengalaman (tabel 23,2).
5
Gambar 23.3 Skematik ilustrasi pada oprasi pembubutan
Proses parameter sangat penting yang berpengaruh langsung pada suatu
proses pemesinan dan pentingnya mengendalikan parameter ini untuk
mengoptimalkan produktivitas yang digambarkan dalam bab 21. Bagian ini
menguraikan tentang parameter proses mengubah alat seperti geometri dan
pemindahan bahan dan memberikan data untuk peraktek pememotongan yang
direkomendasikan, termasuk material alat pemotong, kedalaman pemotongan,
pemakanan, kecepatan potong, dan penggunaan cairan pada proses pemotongan.
Tabel 23.2 General recomendasi untuk sudut pada alat di dalam pembubutan
6
Gambar 23.4 design for right-hand cutting tool
Geometri pahat
Bemacam-macam Sudut pada single-point pahat memiliki fungsi penting
dalam pengoperasian mesin ini. Sudut ini diukur dalam suatu sistem koordinat
yang terdiri dari tiga sumbu utama dari tool shank, seperti dapat dilihat dalam
gambar. 23.4. Namun, perlu diketahui bahwa sudut-sudut ini mungkin berbeda,
untuk pengerjaan pemotongan, setelah alat ini dipasang pada toolholder
Rake angle (sudut sayat) ini penting untuk mengendalikan kedua chip
arah aliran dan kekuatan tool tip. sudut positif meningkatkan operasi
pemotongan dengan mengurangi kekuatan dan suhu. Namun, sudut positif
juga mengakibatkan kecilnya sudut termasuk alat tip (seperti pada
Gambar. 21,3 dan 23.4) yang dapat menyebabkan alat parameter retak dan
kegagalan, tergantung dari alat ketangguhan bahan.
Side rake angle lebih penting daripada the back rake angle walaupun
biasanya yang terakhir adalah kontrol arah aliran chip. Untuk mesin logam
7
dan menggunakan sedikit kandungan karbida, sudut ini biasanya berada
dalam kisaran -5 ° sampai 5 °.
Cutting-edge angle (sudaut pahat) chip sangat mempengaruhi
pembentukan, kekuatan alat, dan kekuatan untuk memotong dalam derajat.
Biasanya sekitar 15 °
Relief angle mengontrol gangguan dan menggosok permukaan alat-benda
kerja. Jika hal itu juga terlalu besar, alat tip akan aus, jika terlalu kecil,
memakai sayatan mungkin berlebihan. Sudutnya biasanya adalah 5 °
Nose Radius permukaan ini mempengaruhi penyelesaian dan kekuatan
alat tip, semakin kecil jari-jari (alat yang tajam), atau permukaaannya lebih
kasar akan dapat menyelesaikan pekerjaan potong dan kekuatan yang lebih
rendah dari alat tersebut. Akan tetapi, nose yang besar akan
mengakibatkan chatter seperti dijelaskan dalam bagian 25,4.
Material Removal Rate
Material removal rate (MMR), adalah volume material yang dibuang per
satuan waktu dengan satuan mm3/min. Mengacu pada gambar. 21.2 and 23.3,
perhatikan bahwa untuk setiap revolusi dari benda kerja, sebuah cincin lapisan
material dihilangkan, yang memiliki luas penampang yang sama dikali dengan
jarak perjalanan yang menarik dalam satu revolusi (feed, f) dan keliling rata-rata
cincin, π D avg, mana:
D avg =Do + Df
2
Untuk pemotongan ringan pada benda kerja dengan diameter besar,
diameter rata-rata Do.
8
Kecepatan putaran pada benda kerja adalah N, dan material removal rate
per revolusi adalah (π) (D avg) (d) (f). Karena N revolusi per menit. Jadi removal
rate adalah:
MRR =π (D avg) (d) (f) (N) (23.1a)
Akurasi dimensional persamaan ini dapat diperiksa dengan mengganti
dimensi ke sisi kanan. Sebagai contoh, (mm) (mm) (mm / rev) (rev / menit) =
mm3/min, yang menunjukkan tingkat volume dari pemindahan. Perhatikan bahwa
Persamaan. (23.1a) ) juga dapat ditulis
MRR = (d) (f) (V) (23.1b)
Dimana V adalah kecepatan pemotongan dan MRR memiliki unit yang sama
mm3/min.
Waktu pemotongan, t , untuk benda kerja dari panjang l dapat dihitung
dengan rata rata pergerakan pemakanan dari fN = (mm/rev) (rev/mm) = mm/min.
Karena jarak yang ditempuh l mm, dan waktu pemotongan adalah:
t =l
fN
(23.2)
Waktu pemotongan tidak termasuk waktu yang dibutuhkan untuk
pendekatan alat dan penyusutan. Karena waktu yang dihabiskan bukan karena
pemotongan tapi siklus dari operasi mesin yang tidak produktif dan akan
mempengaruhi keerugian ekonomi secara keseluruhan, Waktu yang dibutuhkan
harus mendekati sehingga alat-alat dan untuk meminimalkan kerugian ini. Salah
satu metode untuk menyelesaikan adalah dengan alat selama tidak memotong
siklus diikuti dengan gerakan lambat saat melakukan pemotongan pada benda
kerja.
9
Persamaan yang sebelumnya dan terminologi yang digunakan diringkas
dalam tabel 23,3.
10
Gambar 23.5 gaya pemotongan pada proses pembubutan
Kekuatan pada pembubutan
Tiga prinsip utama pada gaya yang bekerja pada pemotongan yang
ditunjukan pada gambar. 23.5. Dalam peralatan mesin ini harus kuat, serta dalam
defleksi dan benda kerja yang presisi untuk pengoperasian mesin tersebut.
Peralatan mesin dan komponen-komponenya harus mampu menahan kekuatan
yang mengakibatkan defleksi yang signifikan, getaran, dan chatter dalam semua
pengerjaan.
Gaya pemotongan, Fc, bergerak kebawah di tool tip dan, dengan demikian,
cenderung membelokkan alat kerja ke bawah dan ke atas. Gaya pemotongan
membutuhkan energi yang besar untuk melakukan pemotongan, dan dapat
dihitung dengan melihat table 21.2, dari energi per satuan volume, yang diuraikan
dalam bagian 21,3. Produk gaya pemotongan dan jari-jari dari pusat bagian
pekerjaan menentukan torsi pada spindel. Torsi produk dan kecepatan spindel
menentukan daya yang diperlukan dalam pembubutan.
Gaya dorong, , ft, bergerak dalam arah longitudinal, ini disebut juga gaya
pemakanan karena dalam arah pemakanannya. Gaya ini cenderung mendorong
alat ke arah kanan dan menjauh. Gaya radial, fr , begerak dalam arah radial dan
cenderung bergerak menjauhi benda kerja. Karena banyak factor yang
mempengaruhi proses pemotongan ini. Gaya , ft,, dan fr sulit dihitung secara
langsung karena bisanya ditentukan secara eksperimental itu pun jika diperlukan.
Roughing dan finishing cuts
Pada pemesinan, prosedur yang biasa dilakukan pertama kali melihat
keadan benda yang ada yang telah dipotong dengan angka pemakanan yang tinggi
11
dan besar (karena angka kekuatan material tinggi), tetapi dengan sedikit toleransi
dimensi dan kekasaran permukaan. Pemotongan ini kemudian dilanjutkan dengan
proses penyelesaian yang pemakanannya lebih rendah dan kecil untuk
menghasilkan permukaan yang lebih baik.
Gambar 23.6.
Material , pemakanan dan kecepatan pemotongan
Karakteristik material pada alat potong telah diuraikan pada bab 22.
Kecepatan pemotongan pada pemakanan untuk material di jelaskan pada gambar
23.6 sebagai pedoman umum dalam pekerjaan pembubutan. Rekomendasi khusus
mengenai parameter proses pembubutan untuk berbagai material benda kerja dan
alat pemotong ditunjukan pada Tabel 23.4.
Pelumas (Cutting fluid)
Banyak bahan logam dan bukan logam yang tidak menggunakan
pelumasan, tapi jika menggunakan cairan pelumasan bisa meningkatkan pekerjaan
yang signifikan. Untuk pelumasan ada rekomendasi yang dipakai untuk benda
12
kerja sesuai dengan tabel 23.5. Namun, mesin cenderung bisa menyebabkan
kering dengan keuntungan yang dijelaskan pada sesi 22.12.1.
13
14
Tabel 23.5 General recommendation for cutting fluidsfor machining
CONTOH. 23.1 Material removal rate dan gaya pemotongan pada pembubutan
15
Ada sebuah benda stainless steel dengan panjang 150 mm, dengan
diameter 12,5 mm, dibubut dengan menggunakan mesin bubut hingga
berdiameter 12 mm, berputar dengan kecepatan N= 400 rpm, alat tersebut dengan
kecepatan aksial 200 mm/min, hitunglah kecepatan potong, material removal rate,
waktu pemotongan, kekuatan yang terbuang, dan kekuatan potongnya.
Solusinya…
Kecepatan potong ada pada kecepatan tangensial terhadap benda kerja.
Maksimal kecepatan pemotongan diluar dari diameter, Do. dan
V = π Do N
Jadi….
V =(π) (12.5) (400)
= 15,7 m/min1000
Diameter kecepatan pemotongan adalah
V =(π) (12,00) (400)
= 15,1 m/min1000
Informasi yang diberikan, ……
d =12,5 – 12,0
= 0,25 mm2
Pemakanannya
f =200
= 0,5 mm/rev400
Seperti pada persamaan. (23.1a). the material removal rate is then
MRR = (π)(12.25)(0.25)(0.5)(400) = 1924 mm3/min = 2 x 10-6 m3/min
Persamaan (23.1b) juga dapat digunakan, dimana ditentukan
MRR = (0.25)(0.5)(15.7)(1000) = 2 x 10-6 m3/min
Waktu potong sebenarnaya, seperti persamaan (23.2). adalah
t =150
= 0.75 min(0.5)(400)
Power = (4)(1924) = 128 W
16
60
T =7680
= 3.1 N(2π)(400)
Sejak T = Fc Davg/2
Fc =(3.1)(1000)
= 506 N12.25/2
23.3 Mesin Bubut Dan Cara Kerja Mesin Bubut
Mesin bubut biasanya dianggap mesin yang paling tua, walaupun semula
dikembangkan untuk mengerjakan berbahan kayu dari periode ke 1000 sampai
dengan 1001 sebelum masehi. Mesin bubut bekerja dengan sekrup dengan timah
dibangun di akhir 1700-an. Pada awalnya disebut mesin bubut, karena didukung
dengan katrol berada diatas dan di ikat pada lantai pabrik, dan saat ini mesin bubut
dilengkapi dengan motor lisrik.
Kecepatan maksimun spindle untuk mesin bubut hanya biasanya kira kira
sekitar 4000 rpm, tetapi hanya bisa 200 rpm untuk penggunaan tertentu
kecepatannya bisa mencapai kira-kira 10.000 rpm, 40.000 rpm, atau lebih tinggi
lagi kecepatannya. Harga mesin bubut bisanya sekitar $ 2000 untuk tipe bangku
dan yang yang paling besar sekitar $100.000.
Meskipun alat yang serbaguna dan sederhana, mesin bubut juga sangan
memerlukan oprator untuk menjalankannya karena semua dikerjakan atau
dimanipulasi dengan menggunakan tangan. Akibanya, tidak efisien untuk proses
produksi yang besar. Selengkapnya tentang seksi ini akan membahas tentang
otomatisasi yang bisa ditambahkan untuk meningkatkan efisiensi.
23.3.1 Komponen mesin bubut
17
Mesin bubut dilengkapi dengan berbagai komponen dan aksesoris, seperti
yang ditunjukkan pada gambar. 23.2.
Bed (meja mesin)
Bed (meja mesin) adalah bagian yang paling utama untuk menopang
semua komponen yang ada, bed mempunyai ukuran yang besar dan berdiri
kokoh biasanya terbuat dari baja kelabu atau besi cor (bisa juga dilihat
pada bagian 25.3 material baru untuk struktur mesin perkakas). Bagian
atas dari bed terdapat dua jalan atau lintasan dengan bagian yang kuat
untuk akurasi dimensi ketahanan terhadap aus selama berputar. Di celah
bed mesin bubut, ada satu bagian yang paling depan yaitu headstock
(kepala lepas) dapat menampung benda kerja yang ukurannya diameternya
besar.
Carriage (eretan atas)
Eretan atas bergerak bebas sepanjang area yang terdiri dari cross-slide,
tool post, and apron. Alat pemotong yang dipasang pada post tool,
biasanya dengan daerah yang coumponud rest untuk penyesuaian posisi
alat. Bergerak radial kedalam dan keluar. Pengontrolan posisi radial
dalam pada alat pemotong dalam suatu pengerjaan demikian juga pada
lapisan luar (gambar 13.1e). dilengkapi dengan mekanisme yang manual
dan dan mekanisme penggerak dari suatu eretan atas dan dan cross slide
dari lead screw.
Headstock (Kepala lepas)
Kepala lepas di tempatkan di meja mesin dan dilengkapi dengan
motor, pulleys, dan sabuk V untuk menyuplay kecepatan putaran ke
spindle. Kecepatan tersebut dapat ditetapkan melalui penyeleksi yang
dikontrol secara manual atau dengan kontrol listrik. Kebanyakan kepala
lepas dilengkapi dengan satu set roda gigi, dan memiliki beberapa kendali
untuk memberikan kecepatan yang variable pada spindle. Kepala lepas
18
juga mempunyai spindel berubang yang bekerja untuk memegang benda
kerja (seperti chuchs dan collets, lihat pada bagian 23.3.2) sudah terpasang
dan tabung panjang dapt memberi pemakanan pada proses pembubutan.
Keakuratan sepindel sangat penting untuk menetukan presisi terutama
dalam mesin kecepatan tinggi
Tailstock
Tailstock dapat bergerak di sepanjang area dan untuk menjepit bagian
benda kerja. Ini dilengkapi dengan titik pusat yang tetap (dead center),
atau bisa juga memutar benda kerja (live center) alat untuk membesarkan
lubang bor dapat ditempatkan di tailstock (sebuah silider yang berongga
dan meruncingkan lubang). Mengebor lubang yang aksial pada benda
kerja.
Feed rod and lead screw
Feed rod untuk menyalurkan tenaga ke sepasang roda gigi pada
headstock, selama operasi batang bubut berputar dan bergerak untuk
Carriage (eretan atas) dan cross-slide dengan mengunakan roda gigi,
gesekan kopling, sepanjang batang keyway.penutup mur mengelilingi lead
screw tetapi juga untuk keakuratan pemotongan
Spesifikasi mesin bubut
Sebuah mesin bubut ditentukan oleh:
1. swing, diameter maksimal dari benda kerja tersebut yang dapat
ditampung mesin
2. Jarak maksimal antara headstock dan pusat tailstock
3. Panjang dari bed mesin
Sebagai contoh, mesin bubut mungkin mempunyai ukuran, 360 mm
swing dengan
19
23.3.2 workholding devices and accessories
Workholding sangat penting, terutama dalam peralatan mesin dan
pengoperasian mesin, karena harus mencengkram benda kerja Seperti yang
ditunjukkan dalam Gambar. 23.3. Salah satu ujung benda kerja dijepit dengan
spindle pada mesin bubut oleh chuck, Collet, face plat (lihat Gambar. 23.7d), atau
Mandrel,
Sebuah chuck biasanya dilengkapi dengan tiga atau empat jaws, untuk tiga
jaws biasanya mempunyai design geared-scroll that makes the jaws self-centering
ini digunakan untuk benda kerja yang bulat(seperti bar stock, pipa, dan tabung),
yang dapat ditempatkan di pusat untuk 0.025 mm. yang empat Jaws (independen)
chuch mempunyai jaws yang dapat bergerak dan disesuaikan secara bebas satu
sama lainnya. Dengan demikian ini dapat digunakan untuk benda yang berbentuk
persegi, persegi panjang dan benda kerja yang berbentuk aneh. Karena ini dibuat
lebih kasar daripada tiga rahang chucks, empat-rahang chucks digunakan untuk
benda kerja yang berat atau untuk pekerjaan yang memerlukan banyak chucking
konsentrisitet.
Jaws dalam ada beberapa jenis chucks yang dapat dibalik menjepit benda kerja
baik di permukaan luar atau di permukaan dalam rongga benda kerja, seperti pipa
dan tabung, ini yang terbuat dari baja karbon rendah ( soft jaws ) yang dapat
membentuk mesin yang diinginkan. Karena kekuatan dan kekerasan yang rendah,
tidak sesuai pada benda kerja, oleh karena itu, hasil yang lebih baik. Chucks akan
digerakkan secara manual menggunakan kunci pas, Karena banyak memakan
waktu lebih lama untuk beroperasi, manual actuated chucks umumnya hanya
digunakan untuk produksi toolroom yang terbatas.
Chucks ini tersedia dalam berbagai desain dan ukuran. tergantung pada jenis
dan kecepatan operasi, ukuran benda kerja, produksi dan akurasi dimensi
persyaratan, dan kekuatan rahang yang diperlukan. Dengan mengontrol besarnya
kekuatan Jaws, seorang operator dapat memastikan bahwa bagian tidak slip di
chuck mesin. Akan dapat mengurangi kecepatan spindle Jaws (menjepit) kekuatan
20
secara signifikan karena pengaruh kekuatan sentrifugal, efek ini penting terutama
dalam pembbubutan yang presisi. Mekanisme Jaws yang modern kekuatan yang
lebih tinggi untuk dan kekuatan yang lebih rendah untuk menyelesaikan operasi.
Untuk memenuhi tuntutan supaya meningkatkan kekakuan, ketepatan,
fleksibilitas, kekuatan, dan tinggi kecepatan alat potong mesin modern, kemajuan
besar telah dilakukan dalam perancangan perangkat workholding, Power chucks,
digerakkan secara pneumatik atau hydrolik, pengunaan peralatan otomatis ini
untuk peningkatan produksi, termasuk pemuatan bagian menggunakan robot
industri. Juga tersedia beberapa jenis power chucks dengan lever-or wedge-type
mekanisme untuk actuate Jaws; chucks ini memiliki pergerakan Jaws (stroke)
yang biasanya sekitar 13 mm.
.Sebuah Collet pada dasarnya adalah sebuah split longitudinal, tapered
busing. Benda kerja (biasanya dengan diameter maksimum 25 mm) ditempatkan
di dalam Collet dan Collet ditarik (gambar dalam collet, gambar 23.7 a dan b) atau
ditekan (push-out Collet; gambar.23.7c). mekanis spindle mempunyai permukaan
yang runcing mengecilkan segmen Collet radial, pengetatan ke benda kerja.
21
Collets digunakan untuk benda kerja bulat serta bentuk lainnya (misalnya, persegi
atau benda kerja heksagonal) dan tersedia dalam berbagai ukuran inkremental
Gambar 23.7.
Satu keuntungan jika menggunakan Collet (bukan tiga atau empat jaws
chuck) adalah bahwa genggaman Collet semua bagian lingkar rapi, membuatnya
cocok khususnya untuk bagian dengan lintasan kecil. Karena gerakan radial dari
segmen Collet kecil, umumnya benda kerja harus berada dalam jarak 0,125 mm
dari ukuran nominal Collet
Face plates digunakan untuk menjepit benda kerja yang tak beraturan.
plat bulat memiliki beberapa slot dan lubang dimana benda kerja dipegang atau
dijepit (Gambar 23.7d). Mandrels (Gambar 23. 8) akan ditempatkan di dalam
tabung hampa atau benda kerja dan digunakan untuk menahan benda kerja yang
membutuhkan mesin pada kedua permukaan silinder, Beberapa mandrels yang
dipasang pada pusat mesin bubut
ACCESSORIES, beberapa perangkat yang tersedia sebagai aksesori dan
lampiran untuk mesin bubut Diantaranya adalah sebagai berikut:
22
Carriage dan cross-slide stops, dengan berbagai desain untuk
menghentikan eretan yang telah diletakan sepanjang Jarak bed (meja
mesin).
Perangkat untuk pembubutan bagian yang mengecil.
Milling, sawing, gear-cutting, and grinding attachments
Berbagai untuk mengebor, pengeboran, dan pemotongan.
23.3.3 Pengoperasian Mesin Bubut
Dalam tipe pengorasian pembubutan, benda kerja yang dijepit oleh salah
satu perangkat yang sebelumnya dijelaskan pada workholding. Bagian yang
panjang dan ramping harus steady rest dan follow rest terletak mengikuti meja
mesin. Karena kalau tidak akan menurunkan kekuatan pemotongan. Ini biasanya
dilengkapi dengan tiga jari dapat disesuaikan dengan benda kerja berputar bebas.
Mantap tanda istirahat menjepit langsung pada cara-cara bubut (seperti dalam
gambar. 23,2), sedangkan follow rest clamped on carriage and travel.
Alat pemotong (pahat) melekat pada tool post, yang didorong oleh lead
screw dan removes material oleh sepanjang meja mesin. Sebuah right-hand tool
bergerak ke arah headstock, dan sebuah left-hand tool perjalanan menuju
tailstock. Pengerjaan Facing yang dilakukan bergerak radial dengan cross-slide
dan juga akan ketelitian dimensi yang lebih baik.
23
Gambar 23.8
FORM TOOL digunakan untuk memproduksi berbagai bentuk benda
kerja yang bulat padat (Gambar 23.1g.) Dengan memindahkan radial tool ke
dalam bagian yang berotasi. pemotongan yang tidak sesuai alur-alur yang sempit
atau sudut yang tajam dan getaran dapat mengakibatkan chatter dan poor surface
finish. Sebagai aturan, (a) panjang membentuk bagian tidak boleh lebih besar
sekitar 2,5 kali diameter minimum bagian, (b) kecepatan pemotongan harus diset
dengan benar, dan (c) harus menggunakan cutting fluids. The stiffnesses dari
peralatan mesin dan perangkat workholding juga menjadi pertimbangan.
Bor pada mesin bubut, Hal ini dilakukan dalam benda kerja berongga atau
dalam lubang yang dibuat sebelumnya pada proses drill atau proses lainnya. Out-
of-shape lubang dapat diluruskan oleh bor. Benda kerja diletakan di sebuah chuck
atau dalam perangkat lain yang cocok workholding. Benda kerja yang dibor
digambarkan pada bagian 23.4
Drilling (bagian 23,5) dapat dilakukan pada mesin bubut dengan
pemasangan bor di chuck dalam pena tailstock benda kerja dijepit di workholder
di headstock, dan bor bergerak dengan memutar roda tangan tailstock, Lubang
dibor dengan cara ini mungkin tidak akan cukup konsentris karena kecenderungan
untuk bor to drift radially. The concentricity dari lubang dapat ditingkatkan
dengan boring yang kemudian mengebor lubang. Mengebor lubang dapat reamed
(Bagian 23,6) pada mesin bubut cara pengeboran dapat meningkatkan toleransi
dimensi lubang dan penyelesaian permukaan.
24
Pahat untuk parting, grooving, thread cutting, dan berbagai operasi lain
yang dibentuk khusus dengan tujuan tertentu atau tersedia sebagai tambahan.
Knurling dilakukan pada mesin bubut dengan hardened rolls (lihat Gambar.
23.1l), di mana permukaan rolls merupakan replika dari profil yang akan
dihasilkan, The rolls yang ditekan radial terhadap benda kerja yang berputar,
sedangkan pahat bergerak aksial sepanjang bagian.
23.3.4 Jenis Mesin Bubut
Ada beberapa jenis mesin bubut. Deskripsi singkatnya sebagai berikut:
Bench lathes
Seperti namanya, mesin bubut ini ditempatkan pada workdench atau meja.
Mesin ini memiliki kekuatan yang rendah, biasanya dioperasikan dengan
tangan, dan digunakan untuk benda kerja yang kecil, Toolroom memiliki
presisi tinggi, memungkinkan bagian-bagian mesin untuk menutup toleransi
dimensi.
Special purpose lathes
Mesin bubut tersebut digunakan untuk berbagai aplikasi (seperti roda
kereta api, gun barrels, dan rolling-mill rolls) dengan ukuran diameter benda
kerja sebesar 1,7 m dengan panjang sebesar 8 m dan kapasitas dari 450 k W.
Tracer lathes lathes
Mesin bubut ini memiliki tambahan khusus yang mampu mengubah proses
pembubutan komponen dengan berbagai kontur. Juga disebut duplicating
lathes atau Contouring lathes, pahatnya(alat potongnya) mengikuti bagian
yang di duplicates the contour of the template, mirip dengan pensil yang
mengikuti bentuk plastic stencil. Namun, operasi ini biasanya dilakukan pada
mesin bubut yang sebagian besar telah digantikan oleh numerical-control
lathes dan turning centers, seperti dijelaskan dalam Bagian 25,2.
25
Automatic lathes
Mesin bubut dari tahun ke tahun semakin bertambah otomatis, mesin yang
manual akan diganti dengan berbagai mekanisme yang memungkinkan
pengoperasian mesin untuk mengikuti urutan tertentu. Dalam mesin bubut
otomatis penyayatan dan removed secara otomatis, sedangkan pada mesin-
mesin semi-otomatis, fungsi-fungsi ini dilakukan oleh operator. Mesin bubut
otomatis memiliki spindle horizontal atau vertikal dan cocok untuk produksi
menengah sampai produksi bervolume tinggi.
Mesin bubut ini yang tidak memiliki tailstocks disebutnya chuching mesin
atau chuckers. Mesin Ini digunakan untuk machining individual pieces dari
bentuk teratur maupun tidak teratur dan baik spindle tunggal maupun spindle
ganda. Jenis lain dari mesin bubut otomatis, yaitu bar stock penyayatan secara
berkala ke dalam mesin bubut, dan bagian mesin dan cut off from the end of
the bar stock.
Automatic bar machines
Ini disebut juga mesin sekrup otomatis, alat-alat mesin ini didisain untuk
high-production-rate pengerjaan dengan mesin sekrup dan mirip dengan
threaded parts. semua operasi di mesin ini dilakukan secara otomatis dengan
alat-alat yang khusus. Setelah setiap bagian dan skrupnya pada mesin untuk
dimensi, the bar memberi penyayatan secara otomatis melalui lubang dalam
spindel dan kemudian cutting off. mesin ini dilengkapi dengan satu atau dua
spindel. kapasitasnya diameternya dari 3 sampai 150 mm. sepanjang stok yang
mendukung dengan special fixtures untuk spindle hole.
Single-Spindle Automatic Bar Machine adalam mesin yang mirip dengan
turret lathes dan dilengkapi dengan variasi cam-operated mechines. Ada dua
tipe dari mesin Single-Spindle, dalam swiss-type automatics. Permukaan
silindris the solid-bar stock pada mesin dengan satu set alat. The bar stock is
26
clamped close to the headstock spindle, which minimizes deflections due untuk
gaya pemotongan. Alat permesinan ini mampu untuk memproses permesinan
yang tinggi dari diameter yang kecil.
Semua mesin single-spindle (biasa dipanggil tipe American ) is similar to
a small, otomatis turret lathe. The turret is on a vertical plane, and all motions
dari komponen mesin yang digerakann oleh cams. Automatic bar machines
sekarang dilengkapi dengan computer numerical controls, eliminating the use
of cams, dan pengoprasiannya di program untuk specific product. (lihat pada
seksi 37.3 ).
Multiple-spindle automatic bar machines typically Mempunyai empat atau
delapan spindles arranged dalam drum besar dengan each carrying an
individual benda kerja. Alat potong diatur dalam various positions didalam
sebuah mesin dan bergerak pada both axial dan radial directions. Setiap
bagian pada mesin memiliki langkah-langkah, bergerak dari satu ke lainnya.
Karena semua operasi dilakukan bersamaan, the cycle time part is reduced
Turret lathes
Mesin ini mampu melakukan berbagaia jenis proses pemotongan, seperti
pembubutan, pengeboran, tred memotong, dan facing (gambar. 23.9). dan ada
beberapa alat potong (biasanya sebanyak enam) mounted on the hexagonal
main turret, yang berputar setelah setiap khusus memotong cara menjalankan
disempurnakan. Mesin bubut mempunyai square turret dalam cross-slide,
mempunyai sebanyak empat alat potong (pahat). Benda kerja (biasanya
panjang, round bar stock) advanced a preset distance through the chuck.
setelah bagian mesin ini, it is cut off dari a toll mounted dalam the square
turret, Yang bergerak radial terhadap benda kerja. lalu kemudian dilanjutan
dengan menetapkan jarak lebih dulu, pada bagian mesin berikutnya.
Mesin bubut Turret (either bar type or chucking type) adalah mesin bubut
yang serbaguna, dan pengoprasiannya mungkin carried out either dengan
27
menggunakan tangan (roda capstan), atau sangat otomatis pada set up
properly, Mesin ini dikerjakan oleh operator yang sangat ahli. Mesin bubut
Vertical turret juga tersedia more suitable for short, Berat benda kerja dengan
diametersebesar 1.2 m.
Mesin bubut turret dapat dilihat pada gambar .23.9 dikenal sebagai satu
mesin bubut turret ram-type dimana ram slides dalam separate base on the
saddle. Langkahnya yang pendek dari turret sehingga mesin ini secara relative
bergerak terbatas short benda kerja dan pemotongan ringan dan jumlah kecil
menengah pada produksi kuantitas. In another style (called the saddle type),
the main turret dipasang langsuung pada saddle, yang meluncur sepanjang
bad. Panjang langkah yang selalu terbatas pada bed. Type dari mesin bubut
ini constructed banyak digunakan pada benda kerja yang besar. Karena of the
heavy berat dari komponen, saddle-type lathe operations are slower than ram
type,
Gambar 23.9. skematik ilustrasi pada komponen dari mesin bubut turret,
catata ada dua jenis mesin bubut turret, square dan hexagonal
28
Gambar 23.10. (a) sebuah mesin bubut computer numerical-control,
Perhatikan ada dua turet menara pada mesin ini Mesin ini memiliki
kekuatan yang lebih tinggi dan kecepatan spindle dari mesin bubut lainnya
untuk mengambil keuntungan dari alat pemotong yang baru dengan sifat
ditingkatkan (b) typical turret yang dilengkapi dengan alat-alat yang
mendukung.
Computer controlled lathes
Pada mesin bubut yang paling maju, alat dan komponennya digerakan dan
kontrol dengan computer numerical control (CNC). Fitur-fiturnya sama
seperti mesin bubut, dapat dilihat pada gambar.23.10a. Umumnya dilengkapi
satu atau lebih turet, dan masing-masing dilengkapi dengan berbagai alat dan
ada beberapa operasi pada permukaan yang berbeda dari benda kerja (gbr.
23.10b ) diameter bendakerja yang dikerjakan sebesar 1 m,
Untuk memanfaatkan bahan alat potong baru, mesin bubut yang
dikendalikan komputer dirancang untuk pengoprasian yang lebih tinggi yang
dibandingkan dengan mesin bubut lainnya. ini dilengkapi dengan alat penukar
otomatis (ATC) operasi mesin ini reability berulang, akurasi dimensi yang
diinginkan, dan cocok untuk tenaga kerja yang kurang terampil (sekali mesin
diatur).. Mesin ini cocok untuk produksi rendah-menengah-volume.
CONTOH 23,2 Typical part pada mesin CNC turning machine tools
Kemampuan mesin CNC mengubah diilustrasikan dalam gambar. 23,11.
Bahan dan jumlah alat pemotong yang digunakan dan waktu pemesinan yang
29
ditunjukkan untuk setiap bagian bagian dapat dilakukan pada mesin bubut manual
atau menara, meskipun tidak sebagai efektif atau konsisten.
SUMBER: Courtesy of Perusahaan Monarch Mesin Bubut
Gambar 23.11 typical parts mode on mesin bubut CNC
CONTOH 23.3 Machining bentuk kompleks
Perhatikan bahwa, dalam Contoh 23,2, bagian-bagian yang axisymmetric.
Kemampuan CNC dapat berputar lebih lanjut diilustrasikan dengan mengacu pada
gambar.23.12, yang menunjukkan tiga tambahan, bagian yang lebih kompleks:
sebuah poros bagian, crankshaft, dan bagian tubular dengan benang tali internal.
Seperti dalam kebanyakan operasi, dengan bagian dari mesin ini terdiri dari
roughing and finishing cuts.
1. Pompa poros (gbr. 23.12a). Bagian ini, serta berbagai macam bagian yang
sama dengan fitur eksternal dan internal, termasuk camshafts, diproduksi pada
mesin bubut CNC dengan dua turet, mirip dalam konstruksi ke mesin
ditunjukkan pada gambar. 23.10a. Setiap turet dapat menyimpan sebanyak
30
delapan alat, Untuk menghasilkan bentuk tertentu, di atas turret adalah
diprogram sedemikian rupa bahwa gerakan radial disinkronisasikan dengan
rotasi poros (gbr. 23.12b)
Spindle ATAS mengubah sudut dipantau langsung prosesor melakukan
perhitungan kecepatan tinggi, dan masalah-masalah CNC perintah ke turet
cam dalam hal sudut itu. Ini memiliki umpan balik mutlak-posisi
menggunakan sistem skala dan akurasi tinggi. CNC membandingkan nilai
aktual dengan satu perintah dan melakukan suatu kompensasi otomatis
menggunakan built-in fungsi pembelajaran. turet ini memiliki desain yang
ringan untuk kelancaran operasional dengan mengurangi gaya inersia.
Poros ini mungkin terbuat dari aluminium atau stainless steel. Parameter
pemesinan untuk aluminium diberikan dalam Tabel 23.7 (lihat bagian
(sebuah) pada kolom pertama tabel). Parameter-parameter ini dapat
dibandingkan dengan data yang diberikan dalam Tabel 23.4. yang hanya
memiliki jangkauan yang luas dan perkiraan sebagai Pedoman. Menyisipkan
adalah K10 (C3) karbida dilapisi dengan berlian polikristalin dipadatkan (lihat
gmbr.22.10). Mesin OD dalam tabel yang ditampilkan mengacu pada dua,
ujung silinder lurus bagian. Mesin waktu total untuk sebuah poros aluminium
adalah 24 menit. untuk baja stainless, itu adalah 55 menit, karena kecepatan
potong untuk stainless steel adalah lebih rendah daripada yang untuk
aluminium.
31
23.12 GAMBAR Contoh bentuk yang lebih kompleks yang dapat diproduksi
pada mesin bubut CNC.
2. Crankshaft (GBR. 23.12c). Bagian ini terbuat dari ulet (nodular) cast iron, dan
parameter pemesinan diperlihatkan pada bagian (b) Tabel 23,7. Memasukkan
karbida K1O. Waktu permesinan adalah 25 menit, perhatikan bahwa saat ini
berada di urutan yang sama besarnya dengan yang untuk bagian yang
dijelaskan di atas.
3. Tubular bagian dengan threads internal (gambar.23.12b). Bagian, terbuat dari
stainless steel 304, Mesin kondisi bawah yang diberikan untuk bagian (c)
dalam tabel 23,7. Memulai blank bagian tubular lurus mirip dengan sebuah
busing. Alat potong yang dilapisi dan keramik logam karbida. Bar boring itu
terbuat dari tungsten carbide kekakuan meningkat dan, karenanya, keakuratan
dimensi dan peningkatan permukaan akhir. Untuk bagian ulir, akurasi dimensi
itu = 0,05 mm, dengan hasil akhir permukaan Ra = 2,5 mm.
ATAS waktu permesinan untuk bagian adalah 1,5 menit, yang jauh lebih
pendek daripada yang untuk sebelumnya dua bagian. Alasannya adalah bahwa
(a) bagian ini lebih pendek, (b) bahan kurang dihapus, (c) tidak memiliki fitur
eksentrisitas dari dua bagian pertama (sehingga pergerakan radial alat kerjanya
bukan merupakan fungsi dari sudut posisi bagian), dan (d) kecepatan potong
yang lebih tinggi.
32
SOURCCE: Berdasarkan literatur teknis diberikan oleh Okuma Corp
23.3.5 KAPABILITAS PROSES MENGUBAH
Relatif dalam mengubah tingkat produksi (serta dalam operasi mesin lain
yang dijelaskan dalam sisa bab ini dan Bab 24) disajikan pada Tabel 23,8. Angka
ini memiliki bantalan penting pada produktivitas dalam operasi permesinan
33
Perhatikan bahwa ada perbedaan besar dalam tingkat produksi antara
proses-proses ini. Perbedaan ini disebabkan tidak hanya dengan karakteristik yang
melekat pada proses dan peralatan mesin tetapi juga berbagai faktor lainnya,
seperti pengaturan waktu dan jenis dan ukuran dari benda kerja yang dikerjakan
dengan mesin.
Peringkat yang diberikan dalam tabel 23,8 bersifat relatif, dan ada variasi
yang signifikan dalam aplikasi khusus. Sebagai contoh, karbon tinggi dipanaskan,
baja cor-gulungan (untuk pabrik rolling) dapat mesin pada mesin bubut khusus
dengan menggunakan alat keramik logam dengan harga bahan-removal setinggi
6.000 cm3/mm. Juga disebut-tingkat tinggi removal permesinan, persyaratan
penting adalah (a) sangat tinggi sampai 450 kW.
Permukaan (Gambar 23,13) dan akurasi dimensi (gambar .23.14)
diperoleh dalam mengubah dan operasi terkait tergantung pada beberapa faktor,
seperti karakteristik dan kondisi alat mesin, kekakuan, getaran dan obrolan,
parameter proses, alat dan geometri pakai, penggunaan cairan pemotongan,
mesin-kemampuan material benda kerja, dan keahlian operator. Sebagai hasil (dan
tidak mengherankan), berbagai macam permukaan dapat diperoleh, seperti yang
ditunjukkan pada gambar.23,13. (Lihat juga gambar 27,4)
34
23.3.6. Design considerations and guidelines For turning
operations
Beberapa pertimbangan penting dalam merancang bagian untuk mesin
yang ekonomis dengan memutar operasi. Karena mesin secara umum (a)
memerlukan waktu yang cukup lama, sehingga meningkatkan biaya produksi, (b)
limbah bahan, dan (c) adalah tidak ekonomis sebagai pembentukan atau
membentuk bagian, harus dihindari sebisa mungkin. Ketika operasi bubut yang
diperlukan, desain pedoman umum berikut harus diikuti:
1. Bagian harus dirancang sehingga mereka dapat fixtured dan dijepit dengan
mudah dalam perangkat workholding. Tipis, benda kerja langsing sulit untuk
mendukung benar agar mereka dapat menahan penjepitan dan memotong
pasukan. (Lihat juga fleksibel fixture Bagian 37,8,)
2. Keakuratan dimensi dan permukaan akhir harus ditetapkan selebar
diperbolehkan untuk bagian yang masih berfungsi dengan baik.
3. Sharp sudut, kemiringan, dan variasi dimensi utama dalam bagian yang harus
dihindari.
4. Blank yang dikerjakan dengan mesin harus sedekat mungkin dimensi akhir
(seperti dengan near-net-shape forming), sehingga mengurangi waktu siklus
produksi.
5. Bagian harus dirancang sehingga alat pemotong dapat melakukan perjalanan
di seluruh benda kerja tanpa halangan
6. Desain harus fitur seperti yang tersedia secara komersial alat pemotong
standar, sisipan, dan toolholders dapat digunakan.
7. Bahan benda yang dikerjakan harus dipilih untuk machinability mereka
(Bagian 21,7) sebanyak mungkin.
35
Gambar 23.13
Pedoman untuk operasi balik. Sebuah panduan umum untuk kemungkinan
penyebab masalah dalam operasi balik diberikan dalam Tabel 23,9. Ingat bahwa
Bab 21 dan 22 dijelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi parameter terdaftar.
Selain berbagai rekomendasi tentang peralatan dan parameter proses yang
diuraikan sejauh ini, faktor penting adalah adanya getaran dan obrolan (Bagian
25.4.). Getaran potong cincin du dapat menyebabkan permukaan menyelesaikan
miskin, akurasi dimensi miskin, memakai alat yang berlebihan, dan kegagalan alat
prematur. Berikut
36
GAMBAR 23.14 Rentang toleransi dimensi yang diperoleh dalam proses
berbagai permesinan sebagai fungsi dari ukuran benda kerja. Catatan bahwa
ini adalah perintah perbedaan besar antara benda kerja kecil dan besar.
37
Daftar menjabarkan beberapa pedoman yang berlaku umum untuk operasi
balik. Karena kompleksitas masalah, namun, beberapa pedoman harus
dilaksanakan atas dasar trial-and-error basis
1. Minimalkan alat overhang
2. Dukungan benda kerja kaku
3. Gunakan mesin alat-alat dengan kekakuan tinggi dan kapasitas redam tinggi.
4. Ketika alat mulai bergetar dan obrolan, memodifikasi satu atau lebih dari
parameter proses, seperti geometri alat, kecepatan potong, kecepatan umpan,
kedalaman-of-potong, atau penggunaan memotong cairan. (Lihat juga kontrol
adaptif, Bagian 37.4.)
23.3.7Chip sistem koleks
Chip yang dihasilkan selama mesin harus dikumpulkan dan dibuang
dengan benar. Volume chip yang dihasilkan bisa sangat tinggi, terutama dalam
kecepatan ultra-tinggi-mesin dan operasi yang tinggi-removal-tingkat mesin.
Misalnya, dalam operasi pengeboran pada baja selama hanya 15 cm "logam
dihapus, volume massal lepas dari chip dapat berkisar antara 600 sampai 12.000
cm" tergantung pada jenis chip. Demikian pula, penggilingan 15 cm "baja
menghasilkan 450-750 cm" keripik, dan besi cor menghasilkan 105-225 cm dari
chips.
Juga disebut chip manajemen, operasi melibatkan pengumpulan chips dari
sumber mereka di alat mesin secara efisien dan mengeluarkan mereka dari area
38
kerja. Panjang dan chip string lebih sulit untuk mengumpulkan dari chip pendek,
yang dihasilkan dengan menggunakan alat-alat dengan fitur chipbreaker (lihat ara
21,7 dan 22,2) demikian, jenis chip yang diproduksi (kontrol chip) merupakan
aspek integral dari sistem chip-pengumpulan.
Chip dapat dikumpulkan oleh salah satu metode berikut:
Mengizinkan graivitasi untuk drop mereka ke ban berjalan baja.
Menyeret chip dari bak pengendapan.
Menggunakan augers dengan sekrup pakan (sama dengan yang di penggiling
daging).
Menggunakan konveyor magnetik (chip besi).
Mempekerjakan vakum metode penyisihan chip.
Peralatan mesin yang modern dirancang dengan fitur chip-penanganan
otomatis. Perlu dicatat bahwa mungkin ada sejumlah besar cairan dicampur
dengan memotong dan berpegang pada chip yang dihasilkan, maka
penyaringan atau pengeringan yang tepat adalah penting. Cairan pemotongan
dan lumpur dapat dipisahkan menggunakan chip pemeras (sentrifugal). Chip-
pengolahan-sistem biasanya membutuhkan ruang lantai yang cukup dan dapat
biaya dari $ 60.000 untuk toko-toko kecil untuk lebih dari $ juta untuk
tanaman besar.
Chip dikumpulkan dapat didaur ulang jika ekonomis untuk melakukannya.
Sebelum penghapusan mereka dari pabrik, volume besar chip dapat dikurangi
sebagai sedikit seperlima volume longgar oleh pemadatan (menghancurkan)
ke dalam briket atau merobek-robek. chip kering lebih berharga untuk didaur
ulang karena pencemaran lingkungan berkurang. Metode yang dipilih untuk
pelepasan chip tergantung pada ekonomi serta kepatuhan terhadap lokal,
negara, dan peraturan federal. Tren ini untuk mendaur ulang semua chip serta
cairan pemotongan digunakan dan sludge
39
.
23.3.8 Cutting screw threads
Threade Screw adalah fitur yang sangat biasa. Sebuah Ulir sekrup dapat
didefinisikan sebagai punggung seragam-penampang yang mengikuti alur heliks
atau spiral di luar atau di dalam suatu thread (silinder lurus) atau permukaan
tapered thread (runcing). Mesin Sekrup, baut, dan nuts memiliki straight thread.
Seperti halnya batang berulir untuk aplikasi seperti sekrup utama dalam mesin
bubut dan berbagai komponen mesin (gambar.23.2). mungkin thread tangan
kanan atau kidal. thread Tapered umumnya digunakan untuk pipa air atau pipa
gas dan perlengkapan pipa, yang memerlukan kedap air atau sambungan kedap
udara.
Mesin Threads tradisional. Mesin ini semakin, mereka terbentuk by thread
rolling (diuraikan dalam Bagian 13.5). thread Rolled sekarang merupakan jumlah
terbesar bagian ulir yang dihasilkan. Hal ini juga dapat dilakukan untuk
membuang bagian ulir, tetapi ada keterbatasan akurasi dimensi, permukaan yang
telah selesai, dan dimensi minimum. Harga Produksi tidak setinggi yang diperoleh
dalam proses lainnya.
Threads dapat mesin eksternal atau internal dengan alat pemotong dengan
proses yang disebut thread cutting or threading. Thread internal juga dapat
diproduksi dengan alat thread khusus, disebunya Taps, dan proses ini disebut
tapping (Bagian 23,7). thread eksternal juga dapat dipotong dengan mati atau
penggilingan. Meskipun cukup untuk menambah biaya, benang kemudian bisa
ditumbuk untuk akurasi dimensi tinggi dan permukaan akhir untuk aplikasi seperti
drive sekrup dalam mesin
Screw-benang pemotongan pada mesin bubut. Operasi thread-
pemotongan khas pada mesin bubut ditampilkan pada gambar 23.15a. Alat
pemotong, bentuk yang tergantung pada jenis.
40
GAMBAR 23,15. (A) Pemotongan Ulir sekrup pada mesin bubut dengan alat
pemotong satu titik. (B) Memotong Ulir sekrup dengan alat tunggal melewati
beberapa titik, biasanya digunakan untuk benang besar. Panah kecil di angka
menunjukkan arah pakan, dan garis-garis patah menunjukkan posisi alat
kerjanya sebagai waktu berjalan, Catatan bahwa dalam pemotongan radial,
alat ini makan langsung ke benda kerja. Dalam memotong sisi, alat ini
dimasukkan ke bagian wajah kanan sepanjang benang. Dalam pemotongan
tambahan, alat ini pertama makan langsung ke bagian di tengah benang,
kemudian sebagai sisi-sisinya, dan akhirnya ke akar. (C) memasukkan dilapisi-
karbida khas dalam proses pemotongan Ulir sekrup pada sebuah poros bulat.
(D) Memotong Ulir sekrup internal dengan sisipan karbida. Sumber: (c):
Courtesy of Inc Logam iscar.
Thread akan dipotong, sudah terpasang pada dudukan dan bergerak
sepanjang benda kerja dengan sekrup memimpin pada mesin bubut. Gerakan ini
dicapai dengan keterlibatan gila split (juga disebut kacang setengah) di Apron
dengan mesin bubut (Lihat gambar 23,2).
41
Gerakan aksial alat dalam kaitannya dengan rotasi benda kerja
menentukan jejak benang sekrup (yaitu, jarak aksial bergerak dalam satu revolusi
lengkap dari sekrup). Untuk kecepatan spindel tetap, semakin lambat gerakan alat,
benang halus akan. Dalam memotong benang, alat kerjanya bisa diberi makan
radial ke benda kerja, sehingga memotong kedua sisi benang pada saat yang sama,
seperti dalam bentuk pemotongan dijelaskan sebelumnya. Namun, metode ini
biasanya menghasilkan untuk menyelesaikan permukaan.
Sejumlah lewat di urutan ditunjukkan pada gambar. 23.15b umumnya
diperlukan untuk memproduksi thread dengan akurasi dimensi baik dan kehalusan
permukaan. Gambar 23.15c menunjukkan memasukkan karbit untuk memotong
sekrup-thread (threading insert) proses pemesinan thread pada poros bundar, dan
gambar. 23.15d menunjukkan proses pemotongan sekrup-thread internal.
Memotong thread pada mesin bubut merupakan metode lama dan serbaguna,
tetapi membutuhkan keterampilan operator besar dan proses yang lambat.
Akibatnya, kecuali untuk produksi kecil berjalan, proses sebagian besar telah
digantikan dengan metode lain, seperti rolling thread, mesin sekrup otomatis, dan
penggunaan mesin bubut CNC.
Tingkat produksi pada pemotongan Ulir sekrup dapat ditingkatkan dengan
alat yang disebut mati-kepala pemburu (gbr. 23.16a dan b). Peralatan ini biasanya
memiliki empat cutter dengan beberapa gigi dan dapat disesuaikan radial. Setelah
thread dipotong, nama alternatifnya terbuka secara otomatis (demikian nama
kepala mati alternatif pembukaan diri (dengan memutar sekitar kapak mereka
untuk memungkinkan bagian yang akan dihapus Solid-. Threading mati (gambar,
23 16c) juga tersedia untuk Ulir sekrup pemotongan lurus atau runcing. ini
kebanyakan mati digunakan untuk thjread ujung pipa dan tubing dan tidak cocok
untuk pekerjaan produksi.
42
Design considerations. Design considerations yang harus dipertimbangkan untuk
menghasilkan thread sekrup yang berkualitas tinggi dan ekonomis adalah sebagai
berikut:
Desain harus memungkinkan bagi pemutusan thread mencapai bahu. thread
Internal dalam lubang harus memiliki panjang unthreaded di bagian bawah.
Lubang blind merujuk pada sebuah lubang yang tidak melewati ketebalan
benda kerja. (Sebagai contoh, lihat gambar. 23.1i).
Upaya-upaya harus dilakukan untuk menghilangkan dangkal, blind tapped
holes.
Chamfers harus ditentukan pada bagian ujung benang ulir untuk
meminimalkan sirip seperti dengan Gerinda.
Thread bagian tidak boleh terganggu dengan slot, lubang, atau diskontinuitas
ke yang lainnya.
Standar threading perkakas dan menyisipkan harus digunakan sebanyak
mungkin.
Tipis berdinding harus memiliki ketebalan yang cukup dan kekuatan untuk
melawan penjepitan dan memotong pasukan. Aturan umum praktis adalah
bahwa keterlibatan panjang minimal sebuah pengikat harus 1,5 kali diameter.
Bagian harus dirancang sehingga semua operasi pemotongan dapat
diselesaikan dalam satu setup
43
Gambar 23.16
23.4 Boring and boring machines
Boring dilakukan untuk memperbesar lubang yang dibuat sebelumnya oleh
beberapa proses lain atau untuk menghasilkan profil internal melingkar di benda
kerja berongga (gbr. 23.1h). Alat potong yang sama dengan yang digunakan
dalam mengubah dan sudah terpasang pada bar boring (gbr. 23.17a) untuk
mencapai panjang penuh membosankan. boring bar harus cukup kaku untuk
meminimalkan defleksi alat, dengan demikian menjaga akurasi dimensi dan
menghindari getaran dan obrolan. Bahan dengan modulus elastis yang tinggi
(seperti tungsten carbide) akan diinginkan. Boring bar telah dirancang dan
dibangun dengan kemampuan untuk getaran redaman (gbr. 23.17b).
Boring pada pengoperasinya pada benda kerja yang relatif kecil dapat
dilakukan pada mesin bubut; benda kerja besar mesin pada pabrik membosankan.
Alat-alat mesin yang baik horisontal atau vertikal dan mampu melakukan berbagai
operasi, seperti memutar, menghadapi, grooving, dan chamfering. Dalam mesin
bor horizontal, benda kerja yang sudah terpasang di atas meja yang dapat bergerak
horisontal baik dalam arah aksial dan radial. Alat kerjanya adalah terpasang pada
poros yang berputar di headstock, yang mampu baik vertikal dan gerakan
longitudinal. Latihan, reamers, PDAM, dan memotong penggilingan juga dapat
dipasang pada poros mesin. A vertical boring mill (gbr. 23,18) mirip dengan
mesin bubut, memiliki sumbu rotasi vertikal terhadap benda kerja, dan dapat
menampung benda kerja dengan diameter sebesar 2,5 m.
Alat pemotong biasanya satu titik, terbuat dari M2 dan M3-baja kecepatan
tinggi atau P10 (C7) dan P10 (C8) karbida. Hal ini terpasang pada alat kepala,
yang mampu gerakan vertikal (untuk boring dan turning) dan gerakan radial
(untuk facing) dipandu oleh rel-lintas pusat dapat berputar untuk menghasilkan
44
lubang kerucut (lancip). Kecepatan potong untuk boring adalah sama dengan yang
untuk berputar. (Untuk kemampuan operasi boring, lihat Tabel 23,8.).
Boring mesin tersedia dengan berbagai fitur. Mesin kapasitas jangkauan
hingga 150 KW dan tersedia dengan komputer kontrol numerik, Memungkinkan
semua gerakan mesin yang akan diprogram. Keterlibatan operator sangat kecil
hanya memerlukan konsistensi dan produktivitas yang ditingkatkan.
GAMBAR 23.17 (ilustrasi) skematis dari baja bar membosankan dengan
sisipan karbida. Perhatikan jalan di bar untuk memotong aplikasi fluida. (B)
ilustrasi skematis dari bar membosankan dengan tungsten alloy "disk inersia"
disegel di bar untuk melawan getaran dan obrolan selama membosankan.
Sistem ini berlaku efektif untuk rasio panjang membosankan bar-ke-diameter
sampai 6
.
45
GAMBAR 23,18 Skema ilustrasi vertical boring mill. Mesin tersebut dapat
mengakomodasi ukuran benda kerjadengan besar diameter dalam 2,5 m
Jig borers adalah mesin bor vertikal dengan bantalan presisi tinggi.
Meskipun mereka tersedia dalam berbagai ukuran dan digunakan di kamar alat
untuk membuat jig dan fixture, mesin ini kini digantikan oleh mesin yang lebih
serbaguna yaitu mesin kontrol numeric.
Design considerations for boring. Pedoman untuk pengoperasian boring yang
efisien dan ekonomis adalah sama dengan pembubutan. Selain itu, faktor-faktor
berikut harus dipertimbangkan:
Bila mungkin, through holes rather than blind holes harus ditetapkan. Ingat
bahwa lubang blind merujuk pada sebuah lubang yang tidak melihat dari
ketebalan benda kerja.
Semakin besar rasio panjang untuk diameter boring, semakin sulit untuk terus
dimensi karena defleksi dari bar membosankan karena pemotongan kekuatan,
serta kecenderungan yang lebih tinggi untuk getaran dan obrolan.
Interrupted internal permukaan-seperti kurva internal atau lubang radial yang
masuk melalui ketebalan-bagian harus dihindari.
23.5 Drilling, Drills, and Drilling Machines
Ketika memeriksa produk dari yang besar atau kecil, perhatikan bahwa
sebagian besar memiliki beberapa lubang di dalamnya. Catatan, misalnya, (a)
46
jumlah paku keling pada sayap pesawat terbang dan pesawat, (b) baut di blok
mesin dan kepala mesin, dan (c) banyak konsumen dan produk industri. Lubang
biasanya digunakan untuk perakitan dengan pengencang (seperti baut, sekrup, dan
paku keling, masing-masing yang membutuhkan lubang) atau untuk keperluan
desain (seperti pengurangan berat, akses ke dalam bagian-bagian, atau untuk
appearance).
Membuat Lubang adalah salah satu operasi yang paling penting dalam
manufaktur, dan pengeboran adalah suatu proses pembuatan lubang besar dan
yang secara umum untuk memproduksi Lubang puching(seperti yang dijelaskan
dalam Bagian 16.2) dan berbagai proses pemesinan lanjut (Bab 27). Biaya
pembuatan lubang antara biaya tertinggi dalam produksi mesin mesin otomotif.
23.5.1 Drills
Drills biasanya memiliki rasio panjang untuk diameter besar (gbr. 23,19).
maka mereka mampu menghasilkan lubang yang relatif dalam. Namun, drill yang
agak fleksibel dan harus digunakan dengan hati-hati untuk lubang bor secara
akurat dan untuk mencegah kerusakan. Selain itu, chip yang dihasilkan dalam
lubang bergerak ke arah berlawanan dengan gerak maju dari bor. Jadi
pembuangan chip dan efektivitas cairan pemotongan dapat hadir kesulitan yang
signifikan dalam pengeboran.
Sitating operatoins deburring (Bagian 26,8). Karena gerakan berputar nya,
pengeboran menghasilkan lubang dengan dinding yang memiliki tanda melingkar.
Sebaliknya, lubang menekan memiliki tanda longitudinal (lihat gambar. 16.5a).
Perbedaan ini signifikan dalam hal sifat kelelahan lubang itu, seperti yang kita
gambarkan dalam Bagian 33,2
.
47
GAMBAR 23,9 Dua jenis umum pada drill: (a) pahat bor-titik. Fungsi
pasangan margin adalah untuk menyediakan permukaan bantalan untuk
pengeboran terhadap dinding lubang seperti masuk ke dalam benda kerja. drill
dengan empat margin (double-margin) yang tersedia untuk panduan bor
diperbaiki dan akurasi. Drill dengan fitur chip-breaker juga tersedia. (B) bor
crankshaft. Drill ini memiliki kemampuan yang baik keterpusatan, dan karena
chip cenderung putus dengan mudah, ini drill yang cocok untuk menghasilkan
lubang yang dalam.
Diameter lubang pengeboran yang diproduksi oleh sedikit lebih besar dari
diameter bor (kebesaran) sebagai salah satu dapat diketahui dengan mengamati
bahwa latihan dapat dihapus dengan mudah dari lubang itu baru saja diproduksi..
Jumlah kebesaran tergantung pada kualitas bor dan peralatan yang digunakan,
serta pada praktek mesin yang bekerja. Selanjutnya, tergantung pada sifat termal
mereka, beberapa logam dan bahan bukan logam secara signifikan karena panas
yang dihasilkan oleh pengeboran memperluas, sehingga diameter lubang akhir
bisa lebih kecil dari diameter bor. Untuk menyelesaikan permukaan yang lebih
baik dan akurasi dimensi, lubang bor dapat dikenakan pada operasi berikutnya,
seperti reaming dan mengasah. Kemampuan operasi pengeboran dan
membosankan diperlihatkan pada Tabel 23,10.
Twist drill. Mata bor yang paling umum adalah standard-point twist drill
(gbr. 23.19a). Geometri titik bor adalah seperti bahwa sudut rake normal dan
kecepatan terdepan bervariasi dengan jarak dari pusat bor. Fitur utama dari drill
ini adalah (dengan rentang khas dari sudut yang diberikan dalam tanda kurung):
(a) titik sudut (118° sampai 135°), (b) sudut bibir-relief (7° ampai 15°), (c) pahat -
tepi sudut (125° sampai 135°), (d) sudut helix (15° sampai 30°).
48
Alur spiral Dua (seruling) menjalankan panjang bor, dan chip yang
dihasilkan akan dipandu ke atas melalui alur ini. Alur juga sebagai saluran untuk
memungkinkan cairan pemotongan untuk mencapai tepi tajam. Beberapa drill
memiliki lubang longitudinal internal (lihat, sebagai contoh bor ditampilkan pada
gambar.23.22a) melalui cairan pemotongan yang dipaksa, sehingga meningkatkan
pelumasan dan pendinginan serta membasuh chip. drill yang tersedia dengan fitur
dasar chip-pemutus sepanjang tepi tajam. Fitur ini adalah penting dalam
pengeboran dengan mesin otomatis di mana penghapusan terus menerus keripik
lama tanpa bantuan operator adalah penting.
Berbagai sudut bor telah dikembangkan melalui pengalaman dan
dirancang untuk menghasilkan lubang akurat, meminimalkan kekuatan
pengeboran dan torsi, dan mengoptimalkan kehidupan bor. Perubahan kecil dalam
geometri bor dapat memiliki dampak yang signifikan terhadap kinerja drill,
terutama di wilayah-tepi pahat, yang menyumbang sekitar 50% dari angkatan
dorongan dalam pengeboran. Sebagai contoh, terlalu kecil sudut bibir lega (gbr.
23.19a) di lipatan gaya dorong, misalnya menghasilkan mendengar, dan
meningkatkan pemakaian. Sebaliknya, terlalu besar sudut dapat menyebabkan
chipping atau terputusnya terdepan. Selain drill titik konvensional, beberapa
lainnya drill-titik geometri telah dikembangkan untuk meningkatkan kinerja
pengeboran dan meningkatkan tingkat penetrasi. teknik gerinda Khusus dan
peralatan yang digunakan untuk memproduksi geometri.
Other types of drills. Beberapa jenis drill yang ditampilkan dalam
gambar.23,20. Sebuah langkah untuk menghasilkan lubang bor dengan dua cara
atau lebih unuk garis tengah yang berbeda. Sebuah bor inti digunakan untuk
membuat lubang yang ada lebih besar. Counterboring dan drill countersinking
menghasilkan depresi di permukaan untuk mengakomodasi kepala sekrup dan
baut di bawah Permukaan benda kerja. Sebuah pusat drill yang pendek dan
digunakan untuk menghasilkan lubang di akhir sepotong saham, sehingga dapat
dipasang antara pusat headstock dan tailstock sebuah mesin bubut (gbr. 23,2).
49
Sebuah bor spot digunakan untuk tempat (untuk memulai) lubang di lokasi yang
diinginkan pada permukaan.
GAMBAR 23,20 Berbagai jenis drill dan pengeboran dan operasi reaming.
Spade drill (gbr. 23.21a). ada tips dilepas atau bit dan digunakan untuk
menghasilkan lubang berdiameter besar dan dalam. drill ini memiliki beberapa
keuntungan kekakuan yang lebih tinggi (karena tidak adanya seruling dalam tubuh
bor), kemudahan grinding tepi tajam, dan menurunkan biaya. Sebuah bor serupa
adalah the straight-flute drill (gbr. 23.21b).
Solid carbide carbide-tip dan latihan (gbr. 23.21c dan d) tersedia untuk
pemboran bahan keras (seperti besi cor), suhu tinggi logam, bahan abrasif (seperti
beton dan bata-bata latihan), dan material komposit dengan serat kasar bala
bantuan (seperti kaca dan grafit).
50
Gun Drilling. Dikembangkan awalnya untuk pengeboran barel senapan, Gun
Drilling yang digunakan untuk pengeboran lubang dalam dan membutuhkan
latihan khusus (gbr. 23,22). Kedalaman diameter Rasio lubang yang dihasilkan
adalah 300:1 atau lebih tinggi. Gaya dorong (gaya radial yang cenderung
mendorong bor samping) diimbangi oleh bantalan bantalan pada bor yang geser
sepanjang permukaan dalam lubang. Akibatnya, Gun Drilling berpusat diri ---
fitur yang penting ketika pengeboran lurus, lubang yang dalam. Sebuah variasi
dari proses ini adalah senjata trepanning (lihat sub berikutnya), yang
menggunakan alat pemotong serupa denganbagiannya latihan senjata kecuali
bahwa alat ini memiliki lubang pusat.
GAMBAR 2.21 Berbagai jenis drill
.
51
GAMBAR 23,22. (A) Gun Drillin gdilihat dari berbagai fitur. (B) ilustrasi
Skema operasi pengeboran senapan.
Kecepatan Pemotongan dalam gun drilling biasanya tinggi, dan
penyayatannya yang rendah. Toleransi biasanya sekitar 0,025 mm. Fluida
pemotong harus di bawah tekanan tinggi melalui lubang tekanan longitudinal
melalui lubang longitudinal (bagian) dalam tubuh bor (gbr. 23.22a) selain
fungsinya untuk melumasi dan mendinginkan benda kerja, cairan juga flushes
keluar chip yang lain akan terjebak dalam lubang yang dalam yang dibor,
sehingga mengganggu operasi pengeboran. Alat ini tidak harus ditarik kembali
untuk membersihkan chip, karena biasanya dilakukan dengan latihan twist.
Trepanning. Dalam trepanning. Alat kerjanya (gbr. 23.23a) menghasilkan sebuah
lubang dengan membuang sepotong berbentuk cakram (inti), biasanya dari pelat
datar. Sebuah lubang sehingga dihasilkan tanpa mengurangi semua material yang
dibuang untuk chip, seperti yang terjadi dalam pengeboran. Proses ini didasarkan
pada trypanon karya Yunani, yang berarti lubang "yang di drill," proses
trepanning dapat digunakan untuk membuat disk hingga 250 mm dari lembaran
datar, piringan, atau bentuk struktural seperti I-balok, juga dapat digunakan untuk
membuat alur melingkar di mana O-cincin harus ditempatkan (mirip dengan
gambar 23.1f).. trepanning dapat dilakukan pada mesin bubut, bor menekan, atau
peralatan mesin lain menggunakan satu titik atau alat multipoint, seperti yang
ditunjukkan pada gamabar. 23.23b.
52
GAMBAR 23.23 (a) Alat Trepanning. (B) Trepanning dengan drill-mount
pemotongan tunggal.
23.5.2. Material-removal rate in drilling
The material-removal rate (MRR) dalam pengeboran adalah volume
material removal oleh per satuan waktu. Untuk bor dengan D adalah diameter, the
cross-sectional penampang lubang bor adalah πD2/4. Kecepatan dari bor tegak
lurus terhadap benda kerja adalah pemakanan(penyayatan), f (jarak bor menembus
per unit revolusi), dan N adalah kecepatan rotasi, dimana N =V/πD. Dengan
demikian,
MRR = (πD2
)fN4
(23.3)
Keakuratan dimensi persamaan ini dapat diperiksa, seperti yang dilakukan
untuk Persamaan. (23.1) dengan mencatat MRR = (mm2)(Mm/rev)(rev/min) =
mm2/min, yang merupakan unit yang benar untuk volume satuan waktu.
23.5.3 Thrust force and torque
Gaya dorong dalam pengeboran bertindak tegak lurus dengan sumbu
lubang, jika gaya ini berlebihan, maka dapat menyebabkan mata bor bengkok atau
patah. Gaya dorong yang berlebihan juga dapat merusak benda kerja, terutama
53
jika tidak memiliki kekakuan yang cukup (misalnya, struktur lembaran tipis-
logam), atau dapat menyebabkan benda kerja menyelinap ke benda kerja fixture.
Gaya dorong tergantung pada faktor-faktor seperti (a) kekuatan bahan
benda kerja, (b) pakan, (c) kecepatan rotasi, (d) diameter bor, (e) geometri bor,
dan (f) liquid pemotongan. Perhitungan yang akurat dari gaya dorong pada bor
tersebut susah. Thrust forces biasanya berkisar dari beberapa newton untuk drill
kecil setinggi 100 KN untuk pengeboran material tinggi kekuatan dengan drill
yang besar, data percobaan yang tersedia sebagai bantuan dalam merancang dan
menggunakan drill dan peralatan pengeboran.
Torsi. Sebuah pengetahuan tentang besarnya torsi dari pengeboran sangat
penting untuk memperkirakan kebutuhan daya, namun karena banyak faktor yang
terlibat, sulit untuk dihitung. Torsi dapat dihitung dari data yang diberikan dalam
Tabel 21.2 dengan mencatat bahwa power dissipated selama pengeboran adalah
produk dari torsi dan kecepatan putar dan yang pertama kita harus menghitung
tarif bahan-removal. Torsi dalam pengeboran dapat setinggi 4.000 N.m.
CONTOH 23.4 Material removal rate dan torsi dalam pengeboran
Sebuah lubang sedang dibor di blok pada paduan magnesium dengan 10
mm drill bit, pada pemakanan 0,2 mm/rev, dan dengan spindle running N = 800
rpm. Hitung material removal rate dan torsi pada bor.
Solusi: penghapusan materi tingkat pertama dihitung dari Persamaan (23,1)
MRR = (π 102
)(0,2)(800) = 12,570 mm2/min = 210mm3/s4
Mengacu pada tabel 21,2 mari kita unit rata-rata kekuatan 0,5 W. s/mm3 untuk
paduan magnesium. Daya yang diperlukan kemudian.
54
Power = (210)(0,5) = 105 W
Power adalah produk dari torsi pada pengeboran dan kecepatan rotasi, yang dalam
hal ini (800) (2π) / 60 = 83,8 radian per detik. Memperhatikan bahwa W = J/s dan
J = N.m, kita menemukan bahwa.
T = (105
)= 1,25 N.m83.8
23.5.4. Drill material and size
Bor biasanya terbuat dari baja kecepatan tinggi (M1, M7, dan M10) dan
karbida padat atau dengan tips karbida (biasanya terbuat dari K20 (C2) cabide),
seperti yang ditunjukkan pada gambar. 23.21c dan d. drill sekarang meningkat
ketahanan aus (Bagian 22,5). drill polikristalin-berlian-dilapisi digunakan untuk
memproduksi lubang pengikat dalam plastik yang diperkuat serat. Karena
ketahanan aus yang tinggi, beberapa ribu lubang dapat dibor dengan sedikit
kerusakan materi.
Meskipun ada perkembangan lanjutan, standar ukuran twist-bor pada
dasarnya terdiri dari seri berikut:
Numerik: No.97 (0,0059 in) ke No 1 (0,228 in)
Letter: A (0,234 in) sampai Z (0,413 in).
Pecahan: Straight shank dari 1/64 untuk1 ¼ in dalam (dalam 1/6 4in
peningkatan), ke 1 ½ in (in drill yang lebih besar 1/32in masuk bertahap), dan
secara bertahap lebih besar. Lancip pisau dari1/8 in untuk 1 ¾ in (in 1/64 in
kenaikan) menjadi 3.5 in (in 1/16 in, increment).
Milimeter: Dari 0.05 mm dengan penambahan sebesar 0,01 mm.
Catatan: 1 in = 25,4 mm
55
23.5.5 DRILLING PRACTICE
Drill dan alat-alat serupa holemaking biasanya diadakan di chuck bor,
yang mungkin diperketat dengan atau tanpa kunci. chuck Khusus dan collets
dengan fitur-fitur cepat berbagai perubahan yang tidak memerlukan berhenti poros
tersedia untuk digunakan pada mesin produksi.
Karena tidak memiliki tindakan centering, bor cenderung "berjalan" pada
permukaan benda kerja pada awal operasi. Masalah ini sangat berat dengan drill
panjang berdiameter kecil dan dapat mengakibatkan kegagalan. Untuk memulai
sebuah lubang dengan benar, drill harus dibimbing, menggunakan perlengkapan
(seperti bushing) agar tidak membelokkan lateral. Sebuah lubang mulai kecil
dapat dilakukan dengan drill pusat (biasanya dengan titik sudut 60°), atau titik bor
dapat tanah ke bentuk S (heliks atau titik spiral). Bentuk ini memiliki karakteristik
yang berpusat diri sehingga menghilangkan kebutuhan untuk pusat pengeboran
dan menghasilkan lubang yang akurat dan dengan kehidupan bor ditingkatkan.
Faktor-faktor ini penting terutama dalam produksi otomatis dengan mesin CNC di
mana praktek yang biasa adalah dengan menggunakan bor spot. Untuk menjaga
agar drill lebih terpusat, titik sudut dari titik bor dan bor dicocokkan. alternatif
lain untuk meminimalkan berjalan dari mata bor harus menggunakan pukulan
berpusat untuk menghasilkan kesan awal yang dimulai pengeboran atau yang lain
untuk menggabungkan lesung atau fitur lainnya menjadi pemain atau ditempa
kosong.
DRILLING REKOMENDASI. Disarankan untuk rentang kecepatan
pengeboran dan pemakanan yang dilihat pada Tabel 23.11 kecepatan permukaan
kecepatan bor pada periferal. Jadi 12,7 mm berputar pada 300 rpm memiliki
kecepatan permukaan (1,27/2mm) (300 rev/min) (2π rad/rev) (1/1000 m mm) =
12 m/mm. Ketika pengeboran lubang lebih kecil dari 1 mm, kecepatan rotasi
dapat berkisar hingga 30.000 rpm, tergantung pada material benda kerja.
Pakan dalam pengeboran adalah bor jarak perjalanan ke benda kerja per revolusi.
56
Sebagai contoh, Tabel 23,11 merekomendasikan bahwa bahan benda kerja
kebanyakan, bor berdiameter 1,5 mm harus memiliki pemakanan dari putaran
0,025 mm/rev. Jika kolom kecepatan dalam tabel menunjukkan bahwa bor harus
kecepatan linier (2000 rev/min) = 50 mm/min.
Chip removal selama pengeboran bisa sulit, terutama untuk lubang yang
dalam dan pada benda kerja yang lunak dan ulet. Bor harus ditarik kembali secara
periodik (kekuasaan) untuk menghapus chip yang mungkin telah terakumulasi
sepanjang seruling. Jika tidak, itu bisa pecah karena torsi yang berlebihan, atau
bisa "walk" dari lokasi dan menghasilkan lubang misshaped. Sebuah panduan
umum untuk kemungkinan penyebab masalah dalam operasi pengeboran diliat
pada Tabel 23.12.
57
Drill rekondisi. drill yang direkondisi oleh penggilingan secara manual atau
menggunakan peralatan khusus. Rekondisi yang tepat dari latihan adalah penting,
terutama dengan manufaktur otomatis pada komputer mesin kontrol numerik.
Tangan grinding sulit dan membutuhkan keterampilan yang cukup untuk
menghasilkan simetris tepi tajam. Grinding pada perlengkapan yang akurat dan
dilakukan pada komputer khusus penggiling dikontrol. Dilapisi drill dapat
recoated.
Measuring Drill Life. Umur mesin Drill, serta tap, biasanya diukur dengan
jumlah lubang bor sebelum mereka menjadi boring. Prosedur uji terdiri dari
penjepitan blok bahan pada dinamometer cocok atau kekuatan transduser dan
pengeboran beberapa lubang ketika sedang merekam torsi atau daya dorong dalam
setiap operasi berturut-turut. Setelah jumlah lubang yang telah dibor, torsi dan
gaya mulai meningkat karena alat ini menjadi boring. Umur Bor didefinisikan
sebagai jumlah lubang bor sampai transisi ini dimulai. Teknik lain, seperti
pemantauan getaran dan emisi akustik (Bagian 21.5.4), mungkin juga untuk
menentukan umur bor.
23.5.6 MESIN DRILLING
Mesin Bor digunakan untuk lubang pengeboran, penyadapan, reaming,
dan operasi kecil-diameter boring. Mesin yang paling umum adalah bor press,
komponen utama yang ditampilkan dalam gambar. 23.24a. Benda kerja ini
58
diletakkan di meja diatur, baik oleh clamping langsung ke dalam slot dan lubang
di atas meja atau menggunakan visa, yang pada gilirannya dijepit ke meja. Drill
tersebut diturunkan secara manual dengan roda tangan atau oleh kekuatan
pemakanan dengan harga yang ditetapkan. Pemakanan secara Manual
memerlukan beberapa keterampilan dalam menilai tingkat pemakanan yang tepat.
Bor press biasanya ditunjuk oleh diameter benda kerja terbesar yang dapat
ditampung di atas meja dan biasanya kisaran 150-1250 mm. Untuk
mempertahankan kecepatan pemotongan yang tepat di tepi tajam drill, kecepatan
spindle pada mesin pemboran harus disesuaikan untuk mengakomodasi ukuran
bor yang berbeda. Penyesuaian dilakukan dengan menggunakan katrol, kotak roda
gigi, atau motor dengan kecepatan bervariasi.
Jenis mesin bor pengeboran berkisar dari bangku-tipe sederhana yang
digunakan untuk mengebor lubang kecil bor radial diameter besar (gbr. 23.24b),
yang dapat menampung benda kerja yang besar. Jarak antara kolom dan pusat
poros dapat sebanyak 3 m. kepala mesin bor pengeboran universal dapat berputar
untuk mengebor lubang pada sudut. Perkembangan mesin bor meliputi mesin
dikontrol secara numerik tiga-sumbu, di mana operasi dilakukan secara otomatis
dan dalam urutan yang diinginkan dengan menggunakan turret (gbr. 23.25).
Perhatikan bahwa tank memiliki beberapa alat pengeboran yang berbeda.
59
GAMBAR 23.24 (ilustrasi) skematis dari komponen pers bor vertikal. (B) mesin
bor radial. Sumber: (b) Courtesy of Willis Mesin dan Peralatan.
GAMBAR 23.25 Sebuah komputer tiga-sumbu mesin kontrol numerik-
pengeboran. menara ini memiliki sebanyak delapan alat yang berbeda, seperti
latihan, PDAM, dan reamers
Bor mesin dengan beberapa spindle (pengeboran gang) digunakan untuk
operasi produksi tinggi-tingkat. Mesin ini mampu pengeboran, dalam satu siklus,
sebanyak 50 lubang dengan berbagai ukuran, kedalaman, dan lokasi. Mereka juga
digunakan untuk reaming dan counterboring operasi. Namun, dengan kemajuan
60
dalam peralatan mesin, geng-pengeboran mesin sekarang sedang diganti dengan
mesin pengeboran numerik-menara kontrol. mesin pengeboran khusus, seperti
yang digunakan untuk menghasilkan lubang di engsel kontinyu (engsel piano),
latihan twist penggunaan 1 mm. Mesin ini biasanya horizontal dan menghasilkan
lubang-lubang di sampai dengan panjang 3-m pada satu siklus.
Perangkat workholding untuk pengeboran sangat penting untuk
memastikan bahwa benda itu berada dengan benar. Mereka juga menjaga benda
kerja dari tergelincir atau berputar selama pemboran. Perangkat Workholding
yang tersedia dalam berbagai desain, fitur-fitur penting adalah (a) tiga titik lokasi
untuk akurasi dan (b) workholding tiga-dimensi untuk fixture aman. (Lihat juga
Bagian 37,8.)
23.5.7 DESIGN CONSIDERATIONS FOR DRILLING
Pedoman desain dasar untuk pengeboran adalah sebagai berikut:
Desain harus memungkinkan lubang yang akan dibor pada permukaan yang
datar dan tegak lurus terhadap gerakan bor. Jika tidak, bor cenderung bias, dan
lubang tidak akan berlokasi akurat. Keluar permukaan untuk drill kali ini juga
harus datar.
Interrupted permukaan lubang harus dihindari atau diminimalkan untuk
meningkatkan akurasi dimensi, umur bor, dan untuk menghindari getaran-
getaran.
Lubang pantat harus sesuai, jika mungkin, standar drill-titik sudut, dasar datar
atau bentuk-bentuk aneh harus dihindari.
Melalui lubang yang lebih disukai daripada lubang buta. Jika lubang dengan
diameter besar diperlukan, benda kerja harus memiliki lubang yang sudah ada,
sebaiknya dilakukan selama fabrikasi dari bagian (seperti dengan cara casting,
61
serbuk metalurgi, atau membentuk). Lesung harus disediakan ketika lubang
tidak praktis, untuk mengurangi kecenderungan berjalan bor.
Bagian harus dirancang sehingga semua pengeboran dapat dilakukan dengan
minimum fixture dan tanpa harus memposisikan benda kerja.
Buta lubang harus dibor lebih dalam dari reaming berikutnya atau menekan
operasi yang mungkin dilakukan
.
23.6 REAMING AND REAMERS
Reaming adalah operasi yang digunakan untuk (a) membuat lubang
dimensi yang ada lebih akurat daripada yang bisa diperoleh dengan pengeboran
sendiri, dan (b) meningkatkan menyelesaikan permukaannya. Yang paling akurat
lubang dalam benda kerja pada umumnya dihasilkan oleh urutan operasi berikut:
1. Centering
2. Drilling
3. Boring
4. Reaming
Untuk akurasi dan penyelesaian permukaan yang lebih baik, mungkin lubang
mengilap atau internal tanah dan mengasah (Bagian 26,6 dan 26,10).
Sebuah alat untuk membesarkan lubang (gbr. 23.26a) adalah alat multi-
pemotongan-tepi dengan tepi helically bergalur lurus atau menghapus materi yang
sangat sedikit. Untuk logam lunak, alat untuk membesarkan lubang yang biasanya
Menghapus minimal 0,2 mm pada diameter lubang bor dan untuk logam keras
sekitar 0,13 mm. Upaya untuk menghilangkan lapisan yang lebih kecil dapat
merusak, sebagai alat untuk membesarkan lubang mungkin rusak atau permukaan
lubang dapat menjadi mengilap (lihat juga gambar 21.22 sebagai analogi). Dalam
hal ini, mengasah akan lebih disukai. Secara umum, kecepatan alat untuk
membesarkan lubang adalah satu-setengah dari orang yang sama-latihan tiga kali
ukuran dan tingkat pemakanan.
62
Reamers tangan yang lurus atau memiliki ujung runcing di tangan ketiga
panjang mereka. Berbagai mesin reamers (juga disebut reamers melemparkan,
karena mereka sudah terpasang dalam cekaman dan dioperasikan oleh mesin)
tersedia dalam dua jenis: (1) Rose reamers telah memotong ujungnya dengan
margin lebar dan lega (gbr. 23.26a). Mereka menghapus materi yang cukup dan
benar sebuah lubang untuk reaming flute. (2) Reamers bergalur memiliki margin
kecil dan lega dengan sudut rake sekitar 5°. Mereka biasanya digunakan untuk
pemotongan ringan dari sekitar 0.1 mm pada diameter lubang.
Reamers Shell (yang berlubang dan sudah terpasang pada sebuah punjung)
umumnya digunakan untuk lubang yang lebih besar dari 20 mm. reamers
Ekspansi yang dapat disesuaikan untuk variasi kecil dalam ukuran lubang dan
juga untuk mengkompensasi keausan tepi memotong alat untuk membesarkan
lubang itu. Adjustable reamers (gbr. 23.26b (dapat diset untuk diameter lubang
tertentu dan oleh karena itu serbaguna.
Mungkin Reamers kaku (seperti dalam sebuah chuck ), atau mereka dapat
mengapung pada fixture mereka memegang untuk memastikan keselarasan atau
dicoba di Bushings Pedoman ditempatkan di atas dan di bawah benda kerja.
Sebuah perkembangan lebih lanjut dalam reaming terdiri dari pemimpi alat yang
menggabungkan pengeboran dan reaming. Ujung alat ini menghasilkan sebuah
lubang dengan pengeboran dan sisa alat yang sama melakukan operasi reaming.
Sebuah perkembangan yang sama melibatkan pengeboran dan menekan dalam
satu stroke menggunakan alat tunggal.
Reamers biasanya terbuat dari baja kecepatan tinggi (M1, M2, dan M7) atau
karbida padat (K20; C2), atau memiliki tepi-tepi karbida-potong. pemeliharaan
alat untuk membesarkan lubang dan rekondisi penting untuk akurasi lubang dan
kehalusan permukaan.
63
GAMBAR 23.26 (a) Terminologi untuk membesarkan lubang heliks. (B) alat
untuk membesarkan lubang adjustable Disisipkan-pisau.
23.7 TAPPING AND TAPS
Internal treding pada benda kerja dapat dihasilkan dengan cara di Tap. Tap
adalah alat yang memproduksi chip threading dengan beberapa potong gigi (gbr.
23.27a). Keran umum yang tersedia dengan dua, tiga atau empat flues. Keran
produksi yang paling umum adalah keran spiral-titik dua-suling. Kekuatan tekan
dua-suling chip ke dalam lubang sehingga tekan harus ditarik kembali hanya pada
akhir memotong. Tiga-bergalur lebih kuat karena lebih banyak bahan tersedia di
suling. Tekan ukuran jangkauan hingga 100 mm.
Tapered tap dirancang untuk mengurangi torsi yang diperlukan untuk
penyadapan melalui lubang. Bottoming adalah untuk menekan lubang buta untuk
kedalaman penuh mereka. keran dpt digunakan di dalam lubang berdiameter
besar; setelah menekan telah selesai, tekan disembunyikan secara mekanis dan
akan dihapus dari lubang tanpa rotasi.
64
Chip remvoal bisa menjadi masalah yang signifikan selama penyadapan
karena kelonggaran kecil yang terlibat. Jika chip tidak dihapus dengan benar, torsi
yang berlebihan yang dapat merusak hasil keran. Penggunaan cairan pemotongan
dan pembalikan berkala dan penghapusan dari lubang keran adalah cara yang
efektif untuk penghapusan chip dan meningkatkan kualitas dari lubang disadap.
Untuk menekan produktivitas yang lebih tinggi, pengeboran dan penyadapan
dapat dikombinasikan dalam alat tunggal (drapping). Alat ini memiliki bagian
pengeboran di ujungnya, diikuti oleh bagian penyadapan.
Tapping dapat dilakukan dengan tangan atau dengan mesin seperti (a)
mesin bor, (b) mesin bubut, (c) sekrup mesin otomatis, dan (d) vertikal CNC
mesin penggilingan menggabungkan rotasi relatif benar dan longitudinal feed.
mesin sadap Khusus tersedia dengan fitur untuk beberapa operasi penyadapan.
Beberapa kepala menekan-spindle yang digunakan secara ekstensif, khususnya di
industri otomotif di mana 30 sampai 40% dari operasi machining melibatkan
penyadapan lubang. Salah satu sistem untuk menekan kacang otomatis
ditampilkan pada gambar 23.27b.
Dengan pelumas yang tepat, tekan kehidupan mungkin setinggi 10.000
lubang. Tekan kehidupan dapat ditentukan dengan teknik yang sama digunakan
untuk mengukur bor hidup. PDAM biasanya terbuat dari baja kecepatan tinggi
(M1, M2, M7, dan M10). Produktivitas dalam operasi penyadapan dapat
ditingkatkan secara signifikan dan sekarang sedang digunakan dengan peralatan
mesin modern yang dikontrol komputer. kecepatan operasi dapat setinggi 5.000
rpm, walaupun kecepatan pemotongan aktual dalam kebanyakan aplikasi yang
cukup rendah. Siklus kali biasanya berada di urutan 1 sampai 2 detik.
Beberapa sistem sadap sekarang memiliki kemampuan untuk mengarahkan
flush cutting untuk zona memotong melalui poros dan lubang di keran, yang juga
membantu flush chip yang keluar dari lubang yang sedang disadap. Chipless
penyadapan adalah proses internal thread rolling menggunakan keran membentuk
(Bagian 13.5).
65
GAMBAR 23.27 (a) Terminologi untuk tap (b) Tapping kacang baja dalam
produksi.
CASE STUDY 23.1 Bone Screw Retainer
A cervical spine implan ditampilkan di gambar.23.28a. Dalam hal ini
memerlukan patient requires cervical bone fusion pada satu atau lebih tingkat
vertebra, implan ini dapat bertindak sebagai penstabil internal dengan mengurangi
jumlah gerakan di wilayah ini untuk membantu mempromosikan fusi sukses. plat
afiks pada aspek anterior spine with bone screws yang dilakukan melalui plat dan
into the bone. Permukaan bawah plat memiliki permukaan yang sangat kasar yang
membantu memegang plat di tempat sementara sekrup tulang sedang dimasukkan.
Satu keprihatinan dengan jenis implan adalah kemungkinan melonggarkan
sekrup tulang dengan waktu karena normal, beban berulang-ulang dari pasien.
Dalam kasus ekstrim, ini dapat menghasilkan sekrup mundur, dengan kepala
sekrup di flush lagi dengan piring suatu kondisi yang jelas tidak diinginkan.
implan ini menggunakan pengikut untuk mencegah sekrup tulang dari mundur
dari piring. Bagian gambar untuk pengikut ditampilkan di setengah kiri gambar.
23.28b.
66
GAMBAR 23.28 Sebuah cervical spine implant. Semua dimensi dalam
mm.
Pengikut ini memiliki sejumlah fitur desain yang penting untuk itu agar
berfungsi dengan benar dan tanpa menyulitkan prosedur operasi. Untuk
kemudahan penggunaannya dalam operasi, piring disediakan dengan para
pengikut sudah di tempat, dengan takik melingkar sejajar dengan lubang sekrup
tulang. Hal ini memungkinkan ahli bedah untuk memasukkan sekrup tulang tanpa
campur tangan dari pengikut. Setelah sekrup dimasukkan, ahli bedah ternyata
pengikut beberapa derajat sehingga setiap sekrup kepala kemudian ditangkap.
Untuk memastikan orientasi yang tepat di pengikut di piring, benang dari pegang
yang harus mulai di lokasi aksial yang sama sebagai titik S di ara. 23.28b.
Langkah-langkah manufaktur untuk menghasilkan bagian ini ditunjukkan
dalam ara. 23.28b. pertama, batang Ti-6AI-4V 12-mm diameter ditempatkan pada
mesin bubut CNC dan dihadapi, maka luas ulir benang dengan diameter yang
diperlukan untuk mesin benang. thread ini menyalakan pegang tetapi lebih
panjang lagi kemudian akhirnya dibutuhkan karena kesulitan dalam memperoleh
67
benang berkualitas tinggi pada awal mesin. tutup kemudian diaktifkan dengan
diameter.
Yang dibutuhkan dan jari-jari 2.5 mm adalah mesin di bawah kepala.
bagian ini dihapus, diperiksa, dan ditempatkan di lain mesin bubut CNC, di mana
dituntut untuk panjang. Jari-jari bola di tutup adalah mesin, pusat lubang dibor,
dan hex kepala adalah menyinggung. Topi dihapus dan diperiksa. Jika panjang
yang diinginkan belum tercapai, itu adalah tersusun (Bagian 26,7) ke dimensi
akhirPada titik ini, pengikut ditempatkan dalam mesin penggilingan CNC
menggunakan fixture yang dirancang khusus yang pada dasarnya terdiri dari
sebuah lubang, ulir runcing. Dengan hati-hati menerapkan torsi pra-ditentukan di
muka pada saat penempatan ke dalam fixture, lokasi awal dari benang dapat
dikontrol secara akurat. Setelah tutup terletak di fixture, tiga takik yang
melingkar, mesin per gambar. pengikut kemudian adalah deburred dan jatuh untuk
menghapus semua sudut tajam, dan bagian bawah adalah berat-grit blasted untuk
menyesuaikan bahwa dari bawah piring. Akhirnya, bagian-bagian yang anodized
(Bagian 34,10) dan pasif untuk mendapatkan biocompatability diinginkan.
68