Mesin Bubut dan Parameter pemotongan

MESIN BUBUT(Lathe Machine)

 Mesin Bubut

Mesin bubut adalah salah satu jenis mesin perkakas yang digunakan untuk proses pemotongan benda kerja yang dilakukan dengan membuat sayatan pada benda kerja dimana pahat digerakkan secara translasi dan sejajar dengan sumbu dari benda kerja yang berputar.

Mesin bubut merupakan mesin perkakas yang memiliki populasi terbesar di dunia ini dibandingkan mesin perkakas lain seperti mesin freis, drill, sekrap dan mesin perkakas lainnya. 

Bagian-bagian Mesin Bubut

Pada dasarnya mesin bubut memiliki bagian sebagai berikut:

1. Meja mesin
2. Headstock
3. Tailstock
4. Compound slide
5. Across slide
6. Toolpost
7. Leadscrew
8. dan lain-lain.

Fungsi masing-masing bagian mesin bubut ialah sebagai berikut: 

1. Tailstock untuk memegang atau menyangga benda kerja pada bagian ujung yang berseberangan dengan chuck (pencekam) pada proses pemesinan di mesin bubut.  
2. Lead crew adalah poros panjang berulir yang terletak agak dibawah dan sejajar dengan bangku, memanjang dari kepala tetap sampai ekor tetap. Dihubungkan dengan roda gigi pada kepala tetap dan putarannya bisa dibalik. Dipasang ke pembawa (carriage) dan digunakan sebagai ulir pengarah untuk membuat ulir saja dan bisa dilepas kalau tidak dipakai. 
3. Feedrod terletak dibawah ulir pengarah yang berfungsi untuk menyalurkan daya dari kotak pengubah cepat (quick change box) untuk menggerakkan mekanisme apron dalam arah melintang atau memanjang. 
4. Carriage terdiri dari tempat eretan, dudukan pahat dan apron. Konstruksinya kuat karena harus menyangga dan mengarahkan pahat pemotong. Dilengkapi dengan dua cross slide untuk mengarahkan pahat dalam arah melintang. Spindle yang atas mengendalikan gerakan dudukan pahat dan spindle atas untuk menggerakkan pembawa sepanjang landasan. 
5. Toolpost digunakan sebagai tempat dudukan pahat bubut, dengan menggunakan pemegang pahat. 
6. Headstock adalah tempat terletaknya transmisi gerak pada mesin bubut yang mengatur putaran yang dibutuhkan pada proses pembubutan.

Dimensi dan jenis Mesin Bubut

Dimensi atau ukuran mesin bubut biasanya dinyatakan dalam diameter benda kerja yang dapat dikerjakan pada mesin tersebut. misalnya sebuah mesin bubut ukuran 400 mm mempunyai arti mesin bisa mengerjakan benda kerja sampai diameter 400 mm. Ukuran kedua yang diperlukan dari sebuah mesin bubut adalah panjang benda kerja. Beberapa pabrik menyatakan dalam panjang maksimum benda kerja diantara kedua pusat mesin bubut, sedangkan sebagian pabrik lain menyatakan dalam panjang bangku. Ada beberapa variasi dalam jenis mesin bubut dan variasi dalam desainnya tersebut tergantung cara pengoparasiannya dan jenis produksi atau jenis benda kerja. 

Dilihat cara pengoperasian mesin bubut dibagi menjadi dua jenis yaitu mesin bubut manual/mesin bubut konvensional dan mesin bubut otomatis/ mesin bubut cnc. Mesin bubut manual adalah mesin bubut yang proses pengoperasiannya secara manual dilakukan oleh manusia secara langsung, sedangkan mesin bubut atomatis adalah mesin bubut yang perkakasnya secara otomatis memotong benda kerja dan mundur setelah proses diselesaikan, dimana semua pegerakan sudah diatur atau diprogram secara otomatis dengan mengunakan komputer. Mesin bubut yang otomatis sepenuhnya dilengkapi dengan tool magazine sehingga sejumlah alat potong dapat diletakan dimesin secara berurutan dengan hanya sedikit pengawasan dari operator. Mesin bubut otomatis ini lebih dikenal dengan sebutan CNC (Computer Numerical Control) Lathe Machine ( mesin bubut dengan sistem komputer kontrol numerik), seperti pada gambar berikut: 

Parameter pemotongan pada mesin bubut

Keterangan  : n     = putaran spindle (rpm)

                      Fn   = pemakanan (mm)

                      Ap  = kedalaman pemotonan (mm)

proses pengerjaan pada mesin bubut bila memulai perhitungan, kenali dahulu proses apa yang terjadi apakah facing, atau proses pemakanan pembuatan groove. Berikut merupakan parameter pemotongan pada mesin bubut.

a)      Cutting Speed kecepatan potong (mm/min)                  

Cutting Speed ialah panjang ukuran lilitan pahat terhadap benda kerja atau panjang ukuran tatal yang terpotong dalam satuan meter yang diperkirakan benda kerja berputar selama satu menit. Untuk memperoleh Cutting Speed maka harus menggunakan Tabel. Untuk mengetahui putaran (n) yang dibutuhkan maka rumus diperoleh (Gerling, 1974 : 35)

         n = 1000 x V/3.14 x d   ..................................................................................... (1)

Ketarangan :

d          : diameter benda (mm)                                        

V         : Cutting Speed kecepatan potong (mm/min)

b)      Feeding Speed (mm/min)

Feeding Speed ialah kecepatan yang dibutuhkan pahat untuk bergeser menyayat  benda kerja. (Widarto, 2008 : 155)

          ν f =  f .  n...................................................................................... (2)

Keterangan :

f      : gerak makan (mm)

n     : putaran poros utama (benda kerja)

c)       Jumlah pemotongan (i)

Jumlah pemotongan ialah jumlah berapa kali tiap pemotongan.

i =  (D1 - D2)/2.a ..................................................................................... (3)

 Keterangan :

i           : Jumlah pemotongan (kali)

a          : kedalaman potong (mm)

D1       : Diameter awal (mm)

D2       : Diameter setelah dibubut (mm)              

Tabel 4. Depth of cut  untuk pahat HSS (Gerling, 1974 : 35)

Pemakaian yang disarankan untuk pahat HSS
MATERIAL	Pekerjaan kasar	Pekerjaan Penyelesaian
	mm	mm
Baja karbon rendah (50 kg/mm2)	10	1
Baja karbon sedang (50 – 70 kg/mm2)	10	1
Baja karbon tinggi (70 – 85 kg/mm2)	10	1

d)     Waktu Potong (Tc)

Waktu Potong ialah waktu yang dibutuhkan  proses pengerjaan suatu produk (Sentot Wijanarka, 2012 : 28)

          Tc = (Lt/Vf) i.................................................................................................................... (4)

Keterangan :

  Tc   : waktu yang dibutuhkan (menit)

  Lt    : Panjang benda kerja yang dibubut (mm)

  Vf   : Kecepatan pemakanan (mm/min)

  i      : Jumlah pemotongan (kali)

e)      Waktu non produktif ( ) menit/produksi

  Ta =  Tlw + Tat + Trt + Tuw + (ts/nt).................................................. (5)

Keterangan :

     Ta       : waktu non produktif

     Tlw    : waktu pemasangan benda kerja

     Tat      :waktu penyiapan, yaitu waktu yang diperlukan untuk membawa/menggerakkan pahat dari posisi mula sampai pada posisi siap untuk memotong

     Trt      :waktu pengakhiran (waktu yang diperlukan untuk membawa/menggerakkan pahat ke posisi semula)   

     Tuw    : waktu pengambilan produk

     ts/nt    : waktu penyiapan dan penyetingan mesin

             

f)       Waktu total pembuatan produk (tm) menit/produksi

  Tm = Ta + Tc + Td ....................................................................... (6)

Keterangan :

Tm     : waktu total pembuatan

Ta       : waktu non produktif

Tc     

jenis Pahat Mesin Bubut

Beragam bentuk benda kerja yang ingin kita buat di mesin bubut menuntut kita untuk mempersiapkan bentuk-bentuk pahat bubut yang umum dipakai. Gambar berikut menjelaskan bentuk pahat bubut dan bentuk benda kerja yang di hasilkan. Bagian pahat yang bertanda bintang adalah pahat kanan,artinya melakukan pemakanan dari kanan ke kiri.

Berdasarkan bentuknya, pahat bubut diatas dari kiri ke kanan adalah:

1. Pahat sisi kanan
2. Pahat pinggul/champer kanan
3. Pahat sisi/permukaan kanan
4. Pahat sisi/permukaan kanan(lebih besar)
5. Pahat ulir segitiga kanan
6. Pahat alur
7. Pahat alur segitiga(kanan kiri)
8. Pahat ulir segitiga kiri
9. Pahat sisi kiri
10. Pahat pinggul kiri
11. Pahat alur lebar