Rabu, 29 Maret 2017

Teknik Pemesinan Gerinda



      A.    Pengertian Mesin Gerinda Datar
            Mesin gerinda datar adalah salahsatu jenis mesin perkakas yang berfungsi untuk menghaluskan/memfinising permukaan benda kerja pada bidang datar/rata, dengan tingkat hasil kehalusan permukaan dapat mencapai sampai dengan N5. Bidang datar/rata dimaksud meliputi, datar sejajar, datar bertingkat, datar miring, datar alur dan datar profil. Pengikatan benda kerja dilakukan dengan mencekam pada meja magnetik atau menggunakan alat pencekam lainnya, yang bergerak mengikuti gerakkan meja mendatar arah bolak-balik atau berputar. 

     B.     Macam-macam Mesin Gerinda Datar (Surface Grinding Machine)
            Untuk dapat menghasilkan produk penggerindaaan sesuai tuntutan perkerjaan, mesin gerinda datar diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu, pertama: berdasarkan posisi sumbu spindel utama dan gerakan meja; dan kedua: berdasarkan pelayanan pengoperasiannya.

Mesin Gerinda Datar Berdasarkan Posisi Sumbu Spindel Utama dan Gerakan Meja:
            Mesin gerinda datar jika dilihat dari posisi sumbu spindel utama dan gerakan mejanya, dapat  dibagi menjadi empat yaitu: 
·         Mesin gerinda datar spindel horizontal dengan gerak meja bolak-balik
·         Mesin gerinda datar spindel horizontal dengan gerak meja berputar,
·         Mesin gerinda datar spindel vertical dengan gerak meja bolak-balik dan
·         Mesin merinda datar spindel vertical dengan gerak meja berputar.


 Gambar Mesin Gerinda Datar
1)      Mesin Gerinda Datar Spindel Horizontal Dengan Gerak Meja Bolak-Balik.
      Prinsip kerja  mesin gerinda datar spindel horizontal dengan gerak meja bolak-balik adalah, akan terjadi proses pemotongan apabila roda gerinda berputar pada posisi horizontal (searah jarum jam) dan bersentuhan/ bersinggunggan dengan benda kerja yang bergerak mendatar bolak-balik .
      Jenis mesin gerinda datar spindel horizontal dengan gerak meja bolakbalik terdapat dua jenis yaitu, mesin gerinda datar posisi spindel horizontal dengan gerak meja bolak-balik (kolom mesin satu buah) - dan mesin gerinda datar posisi spindel horizontal dengan gerak meja bolak-balik (kolom mesin dua buah). Jenis mesin gerinda datar yang pertama, spindel mesin hanya dapat bergerak satu arah yaitu naik/turun arah vertikal karena hanya memilki satu kolom mesin sebagai pengarahnya. Untuk jenis mesin gerinda datar yang kedua, spindel mesin dapat bergerak dua arah yaitu naik/turun arah vertikal dan bergerak kesamping kanan/kiri arah horisontal, karena memiliki dua kolom mesin sebagai pengarahnya. Mesin gerinda datar jenis ini, digunakan untuk menggerinda benda kerja berbentuk persegi panjang dengan bidang permukaan rata, betingkat atau menyudut.  



2)      Mesin Gerinda Datar Spindel Horizontal Dengan Gerak Meja Berputar.
      Prinsip kerja mesin gerinda datar spindel horizontal dengan gerak meja berputar adalah, akan terjadi proses pemotongan apabila roda gerinda berputar pada posisi horizontal (searah jarum jam) dan bersentuhan/bersinggunggan dengan benda kerja yang bergerak mendatar mengikuti gerakan meja yang berputar.
Mesin gerinda datar spindel horizontal dengan gerak meja berputar , digunakan untuk menggerinda benda kerja berbentuk bulat dengan bidang permukaan rata.



3)      Mesin Gerinda Datar Spindel Vertical Dengan Gerak Meja Bolak-Balik.
      Prinsip kerja mesin gerinda datar spindel vertikal dengan gerak meja bolak-balik adalah, akan terjadi proses pemotongan apabila roda gerinda berputar pada posisi vertical (searah jarum jam) dan bersentuhan/bersinggunggan dengan benda kerja yang bergerak mendatar bolak-balik mengikuti gerakan meja.
      Mesin gerinda datar spindel vertical dengan gerak meja bolak-balik, digunakan untuk menggerinda benda-benda berpermukaan rata, lebar dan menyudut.


4)      Mesin Gerinda Datar Spindel Vertical Dengan Gerak Meja Berputar.
      Prinsip kerja mesin gerinda datar spindel vertical dengan gerak meja berputar adalah, akan terjadi proses pemotongan apabila roda gerinda berputar pada posisi vertical (searah jarum jam) dan bersentuhan/ bersinggunggan dengan benda kerja yang bergerak mendatar mengikuti gerakan meja yang berputar.  
      Mesin gerinda datar spindel vertical dengan gerak meja berputar digunakan untuk menggerinda permukaan rata pada sebuah poros dengan jumlah banyak. Jenis mesin gerinda datar jenis ini terdapat beberapa type diantaranya, pertama: mesin gerinda datar posisi spindel vertical (kolom mesin satu buah) kedua: mesin gerinda datar posisi spindel vertical (kolom mesin dua buah), dan ketiga: mesin gerinda datar posisi spindel vertical (spidel mesin dua buah).


Mesin Gerinda Datar Berdasarkan Pelayanan Pengoperasiannya:
            Mesin gerinda datar jika dilihat dari pelayanan pengopersiaannya, dapat dibagi menjadi empat yaitu: 
      1)      Mesin Gerinda Datar Manual 
            Mesin gerinda datar manual, adalah salah satu jenis mesin gerinda datar yang pelayanan pengoperasiaannya dilakukan secara manual. Pengertiaannya adalah dalam menggerakkan/mengatur meja untuk setting dan pemakanan arah memanjang maupun melintang termasuk mengatur posisi spindel roda gerinda harus dilakukan secara manual, karena mesin gerinda datar jenis ini hanya difasilitasi pengopersiannya melalui system mekanik.

      2)      Mesin Gerinda Datar Semi Otomatis
            Mesin gerinda datar semi otomatis, adalah salah satu jenis mesin gerinda datar yang pelayanan pengoperasiaannya dilakukan secara semi otomatis. Pengertiaannya adalah dalam menggerakkan/mengatur meja arah memanjang dapat dilakukan secara otomatis (tidak termasuk gerakan melintang dan spindel mesin), karena mesin gerinda datar jenis ini sudah difasilitasi pengopersiannya melalui gabungan system mekanik dan hidroulik. Namun demikian apabila menginginkan menggerakkan/mengatur meja arah memanjang secara manual, mesin gerinda datar jenis ini masih tetap dapat digunakan dengan pengoperasian secara manual. 

      3)      Mesin Gerinda Datar Otomatis
            Mesin gerinda datar otomatis, adalah adalah salah satu jenis mesin gerinda datar yang pelayanan pengoperasiaannya dapat dilakukan secara otomatis. Pengertiaannya adalah dalam menggerakkan/ mengatur meja arah memanjang maupun melintang termasuk mengatur posisi spindel roda gerinda dapat dilakukan secara otomatis, karena mesin gerinda datar jenis ini sudah difasilitasi pengopersiannya melalui system mekanik dan hidroulik secara lengkap. Namun demikian apabila menginginkan penggunaan secara manual, mesin gerinda datar jenis ini masih tetap dapat digunakan dengan pengoperasian secara manual.

      4)      Mesin Gerinda Datar Computer Numerical Control (CNC) 
            Mesin gerinda datar computer numerical control, adalah salah satu jenis mesin gerinda datar yang pelayanan pengoperasiaannya dapat dilakukan melalui komando atau perintah  berupa kode-kode dan angka yang sudah distandarkan. Pengertiaannya adalah dalam menggerakkan/ mengatur meja arah memanjang maupun melintang termasuk mengatur posisi spindel roda gerinda dan besar pemakanan dapat dilakukan secara otomatis melalui pemograman dari komputer, karena mesin gerinda datar jenis ini sudah difasilitasi pengopersiaannya melalui system computerisasi. 

      C.    Bagian-bagian Mesin Gerinda Datar (Surface Grinding Machine)
            Bagian-bagian mesin gerinda datar yang akan diuraikan dibawah ini adalah hanya yang umum digunakan dilingkungan industri kecil dan menengah serta dilingkungan pendidikan yaitu, mesin gerinda datar spindel horizontal dan mesin gerinda datar spindel vertical dengan pelayanan otomatis . Mesin gerinda datar spindel horizontal
Fungsi dari masing-masing bagian mesin gerinda datar spindel horizontal adalah sebagi berikut: 
·         Body mesin, berfungsi sebagai dudukan bagian-bagian mesin lainnya
·         Kolom mesin, berfungsi sebagai dudukan spindel dan motor penggerak
·         Spindel mesin, berfungsi sebagai dudukan roda gerinda
·         Roda gerinda, berfungsi sebagai alat potong pada saat melakukan penggerindaan
·       Dudukan meja magnetik, berfungsi sebagai dudukan meja magnetik dan bak pelindung air
·   Meja magnetik, berfungsi untuk mengikat benda kerja yang akan dilakukan penggerindaan
·         Pelindung air pendidngin, berfungsi agar air pendingin tidak menyebar kemana-mana
·  Handel penggerak meja memanjang, berfungsi untuk menggerakan  meja arah memanjang secara manual
·      Handel penggerak meja melintang, berfungsi untuk menggerakan  meja arah melintang secara manual
·         Tuas penggerak otomatis, berfungsi untuk penggerak meja secara otomatis
·       Handel pengatur pemakanan roda gerinda, berfungsi untuk mengatur pemakanan roda gerinda jika diperlukan besar pemakanan yang teliti
·    System hodruolik terdiri dari bak oli, oli dan pompa oli, berfungsi sebagai sumber penggerak meja secara otomatis
·    System pendingin dan penyedot debu terdiri dari, Pertama: bak air pendingin, air pendingin, pompa air pendingin, berfingsi sebagai sumber tekanan dan sirkulasi air pendingin. Kedua: magnet penyaring air pendingin (coolant magnetic separator), berfungsi sebagai penyaring air pedingin. Ketiga: penyedot debu (exhause fane), berfungsi sebagai penyedot debu.
·      Panel kelistrikan, berfungsi sebagai tempat tombol-tombol pengendali motor spindel, pompa oli, pompa air dan tombol darurat (emergensi)
·    Panel ON-OFF meja magnetic, berfungsi sebagai pengatur aktif tidaknya meja magnetik dan beasarnya kekuatan pengikatan benda kerja.
·     Panel indikator posisi pemakanan, berfungsi sebagai alat penunjuk posisi penggerindaan berupa angka-angka

Teknik Pemesinan Bubut



                A.    Materi Pmbelajaran Teknik Pemesinan Bubut
Mesin bubut digunakan untuk mengerjakan benda–benda berbentuk silindris dengan cara memberi penyayatan atau disebut juga penyerpihan. Gerak potong merupakan gerak rotasi dari benda kerja. Jenis pembubutan diantaranya pembubutan memanjang, membidang, miring, cekung, cembung,  alur, mengartel, membubut eksentris, facing, pembubutan tirus, pembubutan ulir, pengeboran, dan reaming.
Pada proses pembubutan perlu diperhatikan hal-hal pemotongan di antaranya: kecepatan potong, kecepatan pemakanan, pemotongan/tusukan, waktu kerja, dan keselamatan kerja.

Gambar Mesin Bubut
 
1.      Bagian-bagian Utama Mesin Bubut




Gambar Bagian-Bagian Mesin Bubut
a.       Meja Mesin (Bed)
            Meja Mesin (Bed) merupakan kerangka Mesin Bubut yang sebagai tempat untuk memproses benda kerja menjadi produk yang diinginkan. Pada Meja Mesin terdapat kepala tetap, kepala lepas, dan eretan. Meja mesin memiliki alur bed berbentuk V yang datar dan sebagai jalur bagi kepala lepas dan eretan.
b.      Kepala Tetap (Headstock)
            Kepala tetap (Headstock) merupakan bagian dari kerangka Mesin Bubut berfungsi sebagi tempat benda dicekam. Pencekaman terdapat 2 jenis, yaitu : cekam rahang empat dan cekam rahang tiga. Cekam rahang empat digunakan untuk membubut poros eksentrik, sedangkan cekam rahang tiga untuk memebubut poros silindris lurus dan tirus. Tetapi, pada pembuatan poros tabung pemanas menggunakan cekam rahang tiga karena proses yang dilakukan hanya membubut poros silindris lurus. 
c.       Kepala Lepas (Tailstock)
            Kepala lepas (Tailstock) berfungsi sebagai tempat bor senter dan senter. Kepala lepas membantu untuk melubangi permukaan ujung benda kerja dan hasil lubang sebagai tempat senter untuk mencekam benda kerja yang akan dibuat produk. Kepala lepas berada di alur bed yang digunakan untuk lintasan gerak dan memiliki handle panjang, pendek dan lingkaran. Handle panjang berfungsi untuk mengunci kepala lepas saat bor senter sedang melubangi benda kerja dan senter saat mencekam benda kerja. Handle pendek berfungsi mengunci bor senter saat akan melubangi benda kerja dan senter saat akan mencekam benda kerja. Handle lingkaran yang berada di ujung kepala lepasberfungsi untuk menggerakkan poros dalam atau rumah kelapa lepas.    
d.      Eretan (Carriage)
            Eretan (Carriage) berfungsi untuk menggerakkan pahat pada saat penyayatan benda kerja. Eretan terdiri dari eretan lurus dan eretan melintang. Eretan lurus berfungsi menggerakkan pahat ke arah vertikal dan horizontal. Eretan lurus digerakkan oleh handle lingkaran. Sedangkan eretan melintang menggerakkan pahat ke arah vertikal, horizontal dan gerakan menyudut atau samping. Pada eretan melintang digerakkan oleh handle poros. 

2.      Alat Kelengkapan Mesin Bubut

a.       Chuck (Cekam)
            Cekam adalah sebuah alat yang digunakan untuk menjepit benda kerja. Jenisnya ada yang berahang tiga sepusat (Self centering Chuck), dan ada juga yang berahang tiga dan empat tidak sepusat (Independenc Chuck). Cekam rahang tiga sepusat, digunakan untuk benda benda silindris, dimana gerakan rahang bersama-sama pada saat dikencangkan atau dibuka. Sedangkan gerakan untuk rahang tiga dan empat tidak sepusat, setiap rahang dapat bergerak sendiri tanpa diikuti oleh rahang yang lain.
            Perlu diketahui bahwa cekam rahang tiga maupun rahang empat dapat digunakan untuk menjepit bagian dalam atau bagian luar benda kerja. Posisi rahang dapat dibalik apabila dipergunakan untuk menjepit benda silindris atau untuk benda yang bukan silindris, misalnya flens, benda segi empat dll.
Gambar cekam rahang 3



Gambar Cekam Rahang 4

3.      Alat Potong Mesin Bubut
      Yang dimaksud dengan alat potong adalah alat/pisau yang digunakan untuk menyayat produk/benda kerja. Dalam pekerjaan pembubutan salah satu alat potong yang sering digunakan adalah pahat bubut. Jenis bahan pahat bubut yang banyak digunakan di industri-industri dan bengkel-bengkel antara lain baja karbon, HSS, karbida, diamond dan ceramik.
a.       Pahat Bubut
      Pahat bubut merupakan pisau penyayat yang digunakan untuk menyayat benda kerja yang akan dibubut. Benda kerja yang akan dibubut mempunyai gerak berputar dan pahat yang menyayat bergerak mendatar, tegak lurus, atau miring terhadap benda kerja dengan gerak lambat. Bahan dan kualitas pahat bubut bermacam akan dibubut. Macam pahat bubut ditinjau dari segi bahannya adalah HSS, baja bubut yaitu: pahat bubut rata, pahat bubut muka, pahat bubut potong, pahat bubut ulir, pahat bubut bentuk, dan pahat bubut dalam.
Macam-macam pahat bubut, yaitu sebagai berikut:
1)      Pahat Bubut Rata
Pahat rata digunakan untuk membuat bagian luar benda kerja hingga bulat dan rata, bagian puncaknya membentuk sudut 80o
2)      Pahat Bubut Muka
Pahat muka digunakan untuk membubut permukaan ujung benda kerja hingga rata, baik pekerjaan itu didukung oleh senter kepala lepas maupun tidak.
3)      Pahat Potong
Pahat potong bentuknya tipis dan dipasang pada pemegang khusus. Gunanya untuk memotong benda kerja atau membuat alur pasak pada mesin bubut.
4)      Pahat Bentuk
Pahat bentuk merupakan pahat yang ujung pemotongnya berbentuk sedemikian rupa sehingga hasil pembubutannya akan berbentuk cekung, cembung, dan lain-lain.
5)      Pahat Bubut Dalam
Pahat ini digunakan untuk membubut bagian dalam atau lubang benda kerja. Pahat ini bertangkai panjang dan dipasang di ujung tangkai serta diikat dengan sebuah baut atau disatukan dengan jalan dilas.
6)      Pahat Ulir
Pahat ulir ini digunakan untuk membubut ulir pada benda kerja. Bentuknya ada yang segitiga, segi empat, dan trapesium.
b.      Bor Senter
            Bor Senter berfungsi untuk melubangi atau menandai benda kerja. Pada proses pengerjaan dengan Mesin Bubut, benda kerja yang dijadikan blank roda gigi payung, dilubangi pada bagian ujung muka dan posisi lubang berada di tengah tengah permukaan benda kerja. Ujung atau mata Bor Senter bekerja melubangi blank roda gigi payung yang dibantu oleh handle lingkaran pada kepala lepas untuk mendorong atau mengebor bagian tengah permukaan benda kerja. Saat proses pengeboran kecepatan putaran benda kerja diperlambat karena untuk mengantisipasi terjadinya patahan pada mata bor.
c.       Mata bor
            Mata bor adalah suatu alat pembuat lubang atau alur. Mata bor diklasifikasikan menurut ukuran, satuan ukuran, simbol-simbol ukuran, bahan dan penggunaannya. Menurut satuan ukuran, bor dinyatakan dalam mm dan inchi dengan kenaikan bertambah 0,5 mm, misalnya Ø5; Ø5,5; Ø6; Ø6,5; Ø7 atau dalam inchi dengan pecahan, misalnya Ø1/16”; Ø3/32”; Ø1/8”; Ø5/32”; Ø3/16” dan seterusnya, atau bertanda dengan huruf A ÷ Z.



4.      Parameter-Parameter Mesin Bubut
      Berdasarkan proses pengerjaan roda gigi payung dihasilkan parameter-parameter perhitungan kerja mesin bubut. Menurut Taufiq Rochim (2007:13) parameter dalam proses mesin bubut sebagai berikut :
a.       Kecepatan Potong (v)
Cutting speed atau kecepatan potong adalah panjang diameter
tatal yang terpotong dalam 1 menit. Kecepatan potong sama dengan kecepatan benda kerja, sehingga bila benda berputar satu kali maka panjang yang dilalui ujung pahat sama dengan keliling benda kerja. Sedangkan feeding adalah gerakan pemakanan oleh pahat dalam pembubutan. Besarnya kecepatan potong dirumuskan sebagai berikut:
V = (π .d .n) / 1000
Keterangan :
v = kecepatan potong atau cutting speed (m/min)
d = diameter rata-rata atau diameter mula (do) karena do relatif besar dari diameter akhir dm (mm)
n = putaran spindle (rpm)
π = 3,14
b.      Kedalaman Potong (a)
            Kedalaman potong a (mm) dapat kita lakukan dengan penyetelan. Kedalaman potong berarti pengurangan garis tengah benda kerja pada pembubutan memanjang, pada pembubutan membidang berarti pengurangan panjang benda kerja. Besarnya kedalaman tusukan dapat dirumuskan sebagai berikut:
A = (d− d) bagi 2
Keterangan :
a   = kedalaman potong atau depth of cut (mm)
do = diameter awal (mm) dm = diameter akhir (mm)
c.       Kecepatan Makan (vf)
            Kecepatan pemakanan pada mesin bubut adalah gerakan pemakanan oleh pahat dalam proses pembubutan. Besarnya kecepatan pemakanan tergantung pada kehalusan permukaan potong pada benda kerja yang  dikehendaki.
V = f .n
Keterangan :
vf = kecepatan makan atau feed cutting (mm/min)
f   = makan atau feed (mm)
n  = putaran spindle (rpm)
d.      Waktu Pemotongan (t)
            Waktu yang digunakan untuk pembubutan benda kerja dipengaruhi oleh kecepatan pemakanan dan dalamnya pemakanan.
T = ℓ/v
Keterangan :
tc  = waktu pemotongan (min)
l = panjang pemesinan (mm)
vf = kecepatan makan atau feed cutting (mm/min)
e.       Kecepatan Penghasilkan Geram (Z)
Z = A . v
Di mana, penampang geram sebelum terpotong :
A = f . a Jadi, Z = f . a . v
Keterangan :
Z  = kecepatan menghasilkan geram (cm3/min)
A = penampang geram (mm2)
f   = makan atau feed (mm) v  = kecepatan (mm)