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-short-
production 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. Pengerjaan kayu
2. Pemusingan logam
3. Pemolesan
B. Pembubut Mesin
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.
| 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 :
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
A CB
DKeterangan :Alur sudutAlur lebarAlur sempitAlur akhir ulir
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 :
Gambar. 1.6. Bentuk-Bentuk Gram
(Amstead, 1979)
1.3.6 Jenis Mata Pahat Bubut
Gambar 1.7 Jenis Mata Pahat dan Bubut
| 10
A. Tidak kontinu, B. Kontinu, C. Kontinu dngan tepi yang terbangun.
A B C
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.
min/1000
..m
ndv
π= .........................................................................................(1.1)
dimana:
n = putaran spindel (rpm)
d = diameter rata-rata (mm)
2mo dd
d+
= (mm) .................................................................................... (1.2)
Gambar 1.8. Proses Pembubutan
2. Kecepatan makan
min/;mmnfv ×= .....................................................................................(1.3)
dimana:
f = gerak makan (mm/ langkah)
| 11
dm do
3. Waktu pemotongan (cutting time)
putaranfeed
otonganPanjangPem
×= timeCutting
(min)vf
lT c
c = ..........................................................................................(1.4)
4. Kedalaman potong (depth of cut)
2mo dd
a−
= ( mm) ...................................................................................(1.5)
5. Kecepatan penghasilan gram
min)/(;.. 3cmvafZ = ...............................................................................(1.6.)
6. Rasio pemotongan (cutting qf ratiokhip compression ratio)
c
o
t
tr = ...................................................................................................(1.7.)
dimana:
ot = ketebalan gram sebelum terpotong (kedalaman potong) (mm)
ct = 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
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 :
Gambar 1.10 Bentuk Produk Akhir Pembubutan
Material benda kerja = Baja ST - 37
Putaran spindel (n) = 625 rpm
Pendingin = air
Panjang Pembubutan = 150 mm.
| 13
150 mm
50mm
φ 1
1.87
m
m φ
40 mm
φ 1
4 m
m
40 mm
187 mm
φ 2
2 m
m
φ 1
7 m
m
φ 2
0
mm
20 mm30mm
Tabel 1.1
Hasil Pengamatan
Langkah do(mm) dm(mm) n f (mm/r) t0 tc Jenis Gram1 22 21 625 0,05 0,5 0,55 Continue2 21 20 625 0,05 0,5 0,55 Continue3 20 18,5 625 0,05 0,75 0,8 Continue4 18,5 17 625 0,05 0,75 0,8 Continue5 17 15,5 625 0,05 0,75 0,8 Continue6 15,5 14 625 0,05 0,75 0,8 Continue7 14 12 625 0,05 0,75 0,8 Continue8 12 11,87 625 0,05 0,065 0,07 Continue
1.5.2. Analisa Data
Perhitungan elemen-elemen dasar
a. Kecepatan Potong
1000
.. ndv
π= (m / min)
mmdd
d mo 5,212
2122
2=+=+=
1000
6255,2114,3 ××=v
m i n1 9,4 2 mv =Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8
b. Kecepatan makan (feeding)
min/; mmnfv f ×=
= 0,05x 625
= 31,25 mm/min
Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8
c. Waktu pemotongan
( )
min8,425,31
150
min
==
=vf
ltTc
Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8
| 14
d. Kedalaman potong (depth of cut)
mm
dda mo
5,02
21222
=−=
−=
Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8
e. Kecepatan penghasilan gram
( )( )
min/mm 059,1
/mincm19,42.5,0.05,0
/mincm
3
3
3
==
⋅⋅= vafZ
Dengan cara yang sama, digunakan untuk perhitungan tahap ke 2 sampai ke 8
f. Rasio pemotongan (cutting ratio/chip compression ratio)
9,055,0
5,0 ===c
o
t
tr
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 Data
Langkah
do(mm)
dm(mm)
n f (mm/r)
d(mm)
a (mm)
Vf (mm/min)
V (m/min)
Z (cm3/min)
r
1 22 21 625 0,05 21, 5 0,5 31,25 42,19 1,059 0,9
2 21 20 625 0,05 20,5 0,5 31,25 40,23 1,005 0,9
3 20 18,5 625 0,05 19,25 0,75 31,25 37,77 1,416 0,93
4 18,5 17 625 0,05 17,75 0,75 31,25 34,83 1,306 0,93
5 17 15,5 625 0,05 16,25 0,75 31,25 31,89 1,196 0,93
6 15,5 14 625 0,05 14,75 0,75 31,25 28,94 1,086 0,93
7 14 12 625 0,05 13 0,75 31,25 25,51 1,276 0,93
8 12 11,87 625 0,05 11,935 0,065 31,25 23,42 0,076 0,92
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 (ν f ) dipengaruhi oleh diameter rata-rata
benda kerja (d) dan putaran poros spindle (n), dimana kecepatan potong (ν f )
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. Mengetahui jenis-jenis mesin frais yang banyak digunakan dalam industri
dan penggunaannya.
2. Mengetahui bagian utama dari mesin frais horizontal secara umum.
3. Mengetahui maksud dan kegunaan dari bagian-bagian operasional dari
mesin frais.
4. Mengetahui maksud dan kegunaan dari berbagai macam alat tambah yang
digunakan dalam mesin frais.
5. Mengetahui teknik dasar pengoperasian mesin frais.
6. 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 MemfraisAda 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. Jangan menjalankan mesin frais sebelum menerima intruksi selengkapnya.
2. Jangan meletakan tangan di atas meja kerja yang sedang bergerak.
3. Jauhkan tangan dari semua pisau frais ynag sedang berputar, jangan sampai
tergoda untuk menyentuh permukaan benda kerja.
| 26
4. Jangan sekali-kali mencoba mengulurkan sesuatu di atas pisau frais.
5. Periksalah pakaian yang longgar, gulung lengan baju, pakailah selalu
kacamata keamanan.
6. Adalah sangat berbahaya untuk mempergunakan gombal-gombalan, kain
hapus atau sikat di dekat pisau frais yang sedang berputar.
7. Hentikan mesin frais sebelum mengatur pekerjaan, menyetel atau melakukan
pengukuran pada benda kerja.
8. Bila pekerjaan telah usai dan mesin frais telah dihentikan, lepaskan pisau
frais dan peganglah dengan kain.
9. Jangan sekali-kali membiarkan orang lain start atau menghentikan mesin
frais.
10. 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 potong
min/;1000
..m
ndv
π= .......................................................................(3.1)
Dimana :
n = putaran spindel ( rpm )
d = diameter luar pahat ( mm )
2. Gerak makan per gigi
( ) gigimmnz
vf f
z /;.
= ....................................................................(3.2)
Dimana :
vf = kecepatan makan ( mm / min )
z = jumlah gigi
3. Waktu pemotongan
min;f
tc v
lT = .................................................................................(3.3)
Dimana :
nwvt llll ++= ( mm )
lw = panjang pemotongan
lw = ( )αα −d ; untuk mengefrais datar/horizontal ( mm )
| 30
lv ≥ 0 ; untuk mengfrais tegak/vertikal ( mm )
ln ≥ 0 ; untuk mengefrais datar ( mm )
ln = d/2 ; untuk mengfrais tegak ( mm )
a = kedalaman potong (mm)
4. Indexing
dipotongakanyangpembagiJumlahindexofNumber
36= ..........(3.4)
5. Kecepatan penghasilan gram
min/;1000
..3cm
wavZ f= ..................................................................(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. Mencekam benda kerja pada pencekam mesin frais.
2. Menentukan besarnya putaran kepala pembagi mesin frais sesuai dengan
jumlah sisi yang akan dibuat (dalam praktikum, ini 6 sisi).
3. Mengefrais benda kerja dengan kedalaman yang telah ditentukan.
4. Melepaskan benda kerja dari pencekam mesin frais.
5. Mengikir permukaan hasil frais yang kasar dan membuang gerigi yang
tajam.
| 31
2.5. HASIL DAN PEMBAHASAN
2.5.1. Hasil Proses Frais
Gambar 2.5. Bentuk Produk akhir Proses Frais
Data hasil pengamatan Proses Frais :
Bahan Benda Kerja : Baja ST-37
Putaran (n) : 240 rpm
Putaran Finishing (n finish) : 352 rpm
Panjang (lw) : 30 mm
Gerak makan (fz) : 0,5 min
Lebar (w) : 17 mm
Tabel 2.1.
Hasil Pengamatan
Langkah Lw
(mm)
Ln
(mm)
w
(mm)
a
(mm)
d
(mm)
fz
(mm/gigi)
z
1 30 20 17 0,475 40 0,5 8
2 30 20 17 1,275 40 0,5 8
3 30 20 17 0,375 40 0,5 8
| 32
T. Samping T. Atas
T. Depan
Potongan A-A
Φ 20
Φ 10,25
M. 12
17mm
30mm
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) = 0 mm
5. langkah pengaturan (ln) = 20 mm
Perhitungan elemen dasar
Pengerjaan langkah I
a. Kecepatan potong
minm;
1000
π.d.nv =
minm
1000
03.14.40.24v 16,30==
b. Kecepatan makan
νƒ = fz . z . n ( mm/min)
= 0.5 . 8 .240
= 960 mm/min
c. Waktu pemotongan
vf
ltTc = (min)
ln = d/2 = 40/2 = 20 mm
lt = lv + lw + ln
= 0 + 30 + 20 = 50 mm
min052,0960
50 ==Tc
d. Indexing
Number of index (I) = 66
36 =
| 33
e. Kecepatan penghasilan gram
Z = 1000
.. wavf ( cm3 / mm) min752,7
1000
17.475,0.960 3cm==
dengan cara yang sama didapat hasil pengujian 2 sampai 4
Tabel 2.2.
Hasil Analisa Data
W
(mm)
a
(mm)
d
(mm)
z Fz
(mm/
gigi)
ν
m/min
νf
(mm/mi
n)
Tc
( min )
I Z
( Cm3/min)
17 0,475 40 8 0,5 30,16 960 0,052 6 7,752
17 1,275 40 8 0,5 30,16 960 0,052 6 20,8
17 0,375 40 8 0,5 30,16 960 0,052 6 6,12
17 0,375 40 8 0,5 44,21 1408 0,036 6 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. Pemotongan tarik – horizontal.
c. 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 rata–rata 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
rata–rata 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. Bagian–Bagian 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 :
Gambar 3.3. Kerja Pahat
3.3.4. Tindakan Sebelum Mempergunakan Mesin Sekrrap
Tindakan-tindakan yang harus dilakukan sebelum mempergunakan mesin
sekrap adalah : (Alois, 1985).
1. 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
Benda kerja
Pahat Arah penyayat
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 ; mm
ln++= lwlvlt ; mm
w = lebar pemotongan benda kerja ; mm
Mesin sekrap : f = gerak makan ; langkahmm
a = kedalaman potong ;mm
np = jumlah langkah per menit
Rs = perbandingan kecepatan
==vr
vmRs kecepatan maju/kecepatan mundur 1
1. Kecepatan potong rata-rata: ( ){ }
( )1000.2
1.. Rsltnv p +
= ; minm ...........(4.1)
2. Kecepatan makan : pnfvf .= ; minmm ......................(4.2)
3. Kecepatan pemotongan : vfwTc = ; min ............................(4.3)
4. Keceptan penghasilangram : vafZ ..= ; min3cm ................(4.4)
3.3.6. Proses Sekrap
Proses sekrap ditunjukkan pada gambar 3.4.
| 41
20,5 mm
18,8
mm
18,8 mm
Gambar 3.4. Proses Sekrap
3.4. PELAKSANAAN / CARA PRAKTIKUM
Langkah-langkah pengerjan pada mesin sekrap:
1. Memasukkan benda kerja pada pencekam.
2. Mensekrap benda kerja sepanjang 18,8 mm, dengan 3 kali pengerjaan.
3. Untuk mendapatkan hasil penyekrapan yang maksimal, dilakukan pengikiran
setiap selesai penyekrapan.
Benda keja sebelum disekrap ditunjukan pada gambar 3.5 dibawah ini :
Gambar 3.5 Benda Kerja Sebelum disekrap3.5. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.5.1. Hasil Proses Sekrap
| 42
Daerah yang di Skrap
PAHAT
20,5 mm20,5 mm
18,2
mm
18,8 mm
Hasil produk proses sekrap ditunjukkan pada gambar 3.6.dibawah ini :
Gambar 3.6 Hasil Produk Proses Sekrap
Tabel 3.1
Hasil Pengamatan.
Langkah
lw (mm)
w (mm)
f (mm/langkah)
a (mm)
Posisi gigi
waktu maju (s)
waktu mundur (s)
np
(mm/min
1 18,8 20,5 0,2 0,2 3 126 123 17,642 18,8 20,5 0,2 0,3 3 130 124 17,243 18,8 20,5 0,2 0,1 4 63 60 23,88
3.5.2. Analisa Data
Diketahui :
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 ( ν ) :
Percobaan I :
lt = lv + ln + lw (mm)
lt = 15 + 5 + 18,8
lt = 38,8 mm
Rs=Vm/Vr
| 43
Rs=0,308/0,315
=0,97
dengan cara yang sama didapat hasil pengujian percobaan 2 dan 3
min674,0
)2000(
)}97,01.(8,38.64,17{
)1000.2(
)}1.(.{
mv
v
Rsltnv
p
=
+=
+=
dengan cara yang sama didapat hasil pengujian percobaan 2 dan 3
Mencari nilai vf (kecepatan makan)
min53,3
64,17.2,0
min)/(.
mmvf
vf
mmnfvf p
=
=
=
dengan cara yang sama didapat hasil pengujian percobaan 2 dan 3
Mencari nilai Tc (waktu pemotongan)
min8,5
53,3
5,20
=
=
=
Tc
Tc
vf
wTc
Mencari nilai Z (kecepatan penghasil gram)
min027,0
674,0.2,0.2,0
..
3cmZ
Z
vafZ
=
==
dengan cara yang sama didapat hasil pengujian precobaan ke 2 dan 3
Tabel 3.2
Hasil Analisa Data
Lang
kah
lw
(mm)
w
(mm)
a
(mm)
f
(mm/
step)
Rs np
(step/
mm)
v
(m/mi
n)
vf
(mm/
min)
tc
(min)
Z
(cm3/
min)
Vm (mm/s)
Vr (mm/s)
I 18,8 20,5 0,2 0,2 0,97 17,64 0,674 3,53 5,8 0,027 0,308 0,315II 18,8 20,5 0,3 0,2 0,96 17,24 0,66 3,45 5,94 0,039 0,298 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. Dapat melakukan penyetelan peralatan las oxy-asetelin dengan mengatur
besar tekanan oksigen dan tekanan pada asetelin sesuai kebutuhan.
2. Dapat menyalakan brander / Torch dan mengatur penyalaan yang disesuaikan
dengan kebutuhan dan tingkat keamanan yang memadai.
3. 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 lembaran-
lembaran 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. BranderBagian-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 : Untuk memancarkan campuran gas asetelin dan
oksigen ke mulut brander.
3. Katup gas : Alat untuk membuka, menutup aliran dan mengatur
jumlah aliran gas oksigen atau gas asetelin yang akan
digunakan dalam pengelasan.
4. Nipel : berfungsi untuk mengatur kabel-kabel las atau sedang
las baik las sedang gas oksigen maupun gas asetelin.
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
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 :
Gambar 4.4 Tipe Nyala Karburasi
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 :
Gambar 4.5 Tipe Nyala netral / normal
3. Tipe Nyala oksigen lebih
| 52
Kerucut antara Kerucut luarKerucut dalam
Kerucut luar
Kerucut dalam
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. Memotong benda kerja sebanyak 8 potongan ( 4 pasang ).
2. Menggrinda ujung dari ketiga pasang plat dengan tipe yang berbeda
( bentuk V, X, I,T).
3. Melakukan pengelasan terhadap ketiga benda kerja tersebut
4. 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
Kampuh
Plat
| 53
Kerucut luar
Kerucut dalam
Gambar 4.7 Sambungan kampuh V
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)
Tekanan dalam Tabung Oksigen (kg/cm3)
Tekanan Oksigen yang digunakan (kg/cm3)
Tekanan dalam Tabung Acitelin (kg/cm3)
Tekanan Acitelin yang digunakan (kg/cm3)
Waktu (s)
V 0,16 90 2,85 18 8,7 39T 0,16 90 2,85 18 8,7 196X 0,16 90 2,85 18 8,7 103I 0,16 90 2,85 18 8,7 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 KESIMPULANPada 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 30.000°C (54.000°F), 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. TUJUAN PRAKTIKUM
Tujuan praktikum adalah :
1. Dapat mengatur mesin las listrik, mempersiapkan elektrode, benda kerja
dan eralatan pembantu yang akan digunakan dalam pengelasan.
2. Dapat menentukan jenis elektrode, dan kecepatan pengelasan sesuai
dengan kebutuhan.
3. Dapat menentukan ayunan dan kecepatan electrode sesuai dengan
kebutuhan yang mempengaruhinya didalam proses pengelasan.
4. Dapat mengerti dan memahami pemilihan jenis kampuh las.
5. Dapat membuat beberapa model produk
5.3. LANDASAN TEORI
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 30.000°C (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. Elektroda polos
2. 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 menggunakan kawat elektroda logam yang
dibungkus dengan fluks. Busur listrik terbentuk diantara logam induk dan
ujung elektroda. Karena panas dari busur ini maka logam induk dan ujung
elektroda tersebut akan mencair dan kemudian akan mencair bersama.
Mesin las listrik dengan elektroda terbungkus (Shielded metal arc
welding (SMAW) merupakan metode yang tertua, paling sederhana dan paling
gampang berubah dari proses penyanbungan logam yang ada,
Las tipe ini memiliki beberapa keuntungan yaitu relatif mudah dan dapat
diubah-ubah, membutuhkan relatif sedikit variasi dalam diameter elektroda.
Peralatan mesin listrik ini terdiri dari sebuah fower supply, kabel listrik dan
| 61
pemegang elektroda. Hal yang perlu diperhatikan adalah pemakaian peralatan
keamanan terutama kaca, untuk melindungi mata dari terangnya sinar yang
dihasilkan.
2. Las busur dengan pelindung gas
Las busur gas adalah cara pengelasan dimana gas dihembuskan kedaerah
las untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfir. Gas
yang digunakan sebagai pelindung adalah gas helium (He), gas Argon (Ar),
gas karbon dioksida (CO2) atau campuran dari gas-gas tersebut.
3. Las busur dengan pelindung bukan gas
Operasi pengelasan ini sama dengan operasi pada las busur gas. Dalam
hal semi otomatik, kawat las digerakan secara otomatik sedang alat pembakar
digerakkan dengan tangan, sedangkan dalam hal otomatik penuh kedua-
duanya digerakan secara otomatik. Sesuai dengan namanya pengelasan ini
tidak menggunakan selubung gas apapun juga. Karena itu peroses pengelasan
menjadi lebih sederhana.Berikut ini adalah beberapa hal penting dalam las
busur tanpa gas :
1. Tidak menggunakan gas pelindung sehingga pengelasan dapat
dilakukan dilapangan yang berangin.
2. Effisiensi pengelasan lebih tinggi dari pada pengelasan dengan
busur terlindung.
3. Dapat menggunakan sumber listrik AC.
4. Dihasilkan gas yang banyak sekali.
5. Kwalitas pengelasan lebih rendah daripada pengelasan yang lain.
Dalam pengelasan ini menggunakan kawat las berisi fluks yang bersifat:
dapat menghasilkan gas yang banyak dan dapat membentuk terak, mempunyai
sifat deoksidator dan denitrator dan dapat memantapkan busur.
4. Las busur rendam
Las busur rendam adalah suatu cara mengelas dimana logam cair
dihitung dengan fluks yang diatur melalui suatu penampung fluks dan logam
pengisi yang berupa kawat pejal diumpankan secara terus-menerus.
Dalampengelasan ini busur listriknya terendam dalam fluks. Hal-hal penting
dalam pengelaan ini adalah :
1. Karena seluruh cairan tertutup oleh fluks maka kwalitas daerah las
sangat baik.
| 62
2. Karena dapat digunakan kawat las yang besar, maka arus
pengelasan juga besar sehingga penetrasi cukup dalam dan effisiensi
pengelasan tinggi.
3. Karena kampuh las dapat dibuat kecil maka bahan las dapat dibuat
hemat.
4. Karena prosesnya secara otomatik, maka tidak diperlukan
keterampilan juru las yang tinggi dan perubahan-perubahan teknik
pengelasan yang dilakukan oleh juru las tidak banyak pengaruhnya
terhadap kwalitas las.
5. Posisi pengelasan terbatas hanya pada posisi horisontal.
6. Karena prosesnya otomatik, maka penggunaannya lebih terbatas
bila dibandingkan dengan las dengan tangan atau semi otomatik.
5.4. PELAKSANAAN / CARA PRAKTIKUM
Langkah-langkah Pengerjaan
1. Menyiapkan alat yang akan digunakan seperti (alat potong, kikir, meteran,
elektrode, dll.)
2. Memotong bahan benda kerja sesuai ketentuan.
3. Menyambung bagian-bagian dengan las busur listrik.
5.5 HASIL DAN PEMBAHASAN
5.5.1. Hasil Proses Pengelasan.
Hasil proses pengelasan ditunjukkan pada gambar 5.3. berikut ini :
| 63
Tampak Depan Tampak Atas
Gambar 5.3. Hasil Proses Pengelasan
Tabel 5.1
Hasil Pengamatan
5.5.2. Pembahasan
Dalam pengelasan ini digunakan elektroda yang dibungkus dengan fluks.
Proses pemindahan logam elektroda terjadi pada saat elektroda mencair dan
membentuk butir-butir yang terbawa oleh arus busur listrik yang terjadi, bila
digunakan arus yang besar maka akan terjadi butiran logam yang halus. Elektroda
berada pada kutub positif sehingga nyala lasan bersifat besar dan dangkal.
Pada praktikum kali ini kita menggunakan arus DC dengan tegangan keluaran
400 volt dan kuat arus 90 ampere. Pada arus DC busur yang lebih mantap
daripada menggunakan arus AC, sehingga sesuai untuk pengelasan pelat-pelat
yang amat tipis.
Besarnya arus yang mengalir pada proses pengelasan akan mempengaruhi
kecepatan proses pengelasan. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin
cepat proses pengelasan tersebut.
Adapun bahan-bahan fluks yang digunakan terdiri dari bahan-bahan tertentu.
Bahan yang digunakan dapat digolongkan dalam bahan pemantapan busur,
| 64
No Bentuk Ukuran (cm)
Jumlah Diameter Elektroda (mm)
Arus Listrik (A)
Tegangan (V)
1 50 9 2,6 90 400
2 100 1 2,6 90 400
3 85 1 2,6 90 400
4 70 6 2,6 90 400
5 50 3 2,6 90 400
6 35 1 2,6 90 400
pembuat terak, penghasil gas, deoksidator, unsur paduan dan bahan pengikat yaitu
oksida-oksida logam, karbon silikat, zat organik, baja paduan, dan serbuk besi.
Dalam elektroda terbungkus, fluks bertindak sebagai: sumber-sumber unsur
paduan, pengatur penggunaan, sumber terak atau gas yang dapat melindungi
logam cair terhadap udara sekitarnya, dan pemantapan busur dan penyebab
kelancaran pemindahan butir-butir cairan logam.
5.6 KESIMPULAN
Dari hasil pengelasan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Besar arus tergantung pada jenis elektroda yang dipakai, posisi pengelasan, serta
tebal bahan dasar.
2. Besar arus pada pengelasan mempengaruhi proses pengelasan, semakin besar arus
yang dipakai maka proses pengelasan akan semakin cepat.
3. Untuk memperoleh nyala busur las yang baik diperlukan pengaturan arus (ampere)
yang tepat sesuai dengan type dan ukuran elektroda dan ketebalan benda kerja.
4. Permukaan yang bersih akan menghasilkan sambungan las yang jauh lebih kuat.
5. Arus dipengaruhi oleh besarnya hambatan pada kondisi tegangan konstan,
semakin besar hambatan maka arusnya semakin kecil, maka untuk mendapatkan
arus yang besar maka hambatan harus diperkecil atau sebaliknya.
6. Hasil pengelasan dipengaruhi oleh kecepatan pengelasan, posisi pengelasan dan
ketebalan benda kerja serta diemeter dan jenis elektroda.
5.6 SARAN
Sebelum melakukan praktikum proses pengelasan pada las busur listrik
hendaknya segala sesuatu yang berkaitan dengan las busur listrik naik itu cara
pengoperasian atau factor-faktor keamanan harus diperhatikan sebaik mungkin
sehingga tidak terjadi hal-hal yang diinginkan saat praktikum.
| 65
DAFTAR PUSTAKA
Alois Schonmetz.. Peter Sinnl., Johann Rathpoller.,1985. Pengerjaan Logam dengan
Mesin. Angkasa. Bandung.
Amstead B. H. Ostwald Philip F, Begema M. L.,1979. Teknologi Mekanik. Erlangga.
Jakarta.
Anonim, 2004. Petunjuk Praktikum Proses Produksi. Fakultas Teknik Jurusan Teknik
Mesin Universitas Mataram, Mataram.
Daryanto,Drs., 1987 Alat Perkakas Bengkel. PT. Bina Aksara. Jakarta.
Boentarto, 1997. Bengkel Teknik Las ListrikCV. Anelca Solo.
| 66
Daryanto,Drs., 1987. Alatperkakas bengkel. PT. Bina Aksara. Jakarta.
Gatot Bintoto, 1999. Dasar-Dasar Pekerjaan Las. Kanisius, Yogyakarta.
Triadi A, 2001. Petunjuk Proses Pengelasan, Mataram
John Stefford, Guy Mc Murdo dan Abdul Rahman, 1986,Teknologi Kerja Bangku,
Erlangga, Jakarta
| 67