Direktorat Pembinaan SMK 2013
76
4.1 Kualitas Hasil Pemesinan
Pemesinan adalah proses manufaktur pempabrikan di mana ukuran, bentuk, atau sifat permukaan dari suatu komponen diubah dengan membuang
sebagian bahan. Oleh karena itu, pemesinan adalah suatu proses yang relatif mahal yang sebaiknya digunakan hanya apabila suatu akurasi yang tinggi dan
permukaan penyelesaian yang baik diperlukan. Ada lima tipe dasar mesin perkakas yang digunakan dalam pemesinan: mesin
bubut, mesin gurdi atau mesin bor, mesin frais, mesin sekrap atau planer, dan mesin gerinda. Empat yang pertama, dikelompokkan sebagai mesin
perkakas dasar, di mana penggunaan alat potong harus ditajamkan terlebih dahulu, bentuknya harus dipilih, sementara mata potong pada batu gerinda
tidak terkontrol. Operasi pemesinan adalah proses pembentukan beram yang dikerjakan
melalui gerakan relatif alat-potong terhadap benda kerja, sebagaimana dilakukan dengan mesin perkakas. Akan tetapi ada juga penyayatan bahan
dengan proses kimia, listrik, atau panas sebagaimana dengan proses tak- konvensional seperti ElectroChemical Machining ECM, Electrical Diascharge
Machining EDM, dan pemesinan laser beam. Biasanya, kondisi pemotongan dalam pemesinan dengan mesin NC
bergantung kepada beberapa variabel yang ditetapkan oleh programmer, dan yang mempengaruhi kecepatan penyayatan benda kerja. Variabel-variabel
tersebut ialah kecepatan potong dan ukuran yang akan dipotong, yang berkaitan dengan kecepatan dan kedalaman pemakanan.
Kecepatan potong Cutting Speed = Cs ditentukan sebagai kecepatan relatif antara alat potong dengan benda kerja, dan dinyatakan dalam satuan mmin,
atau feetmin. Pada beberapa mesin misalnya mesin bubut benda kerjanya yang berputar untuk memberikan kecepatan potong, sementara pada mesin
perkakas lainnya misalnya mesin gurdi dan mesin frais alat-potongnya yang berputar untuk memberikan kecepatan potong. Pada mesin NC, kecepatan
spindel, lebih sering diprogram dari pada kecepatan potong. Kecepatan spindel dihitung oleh programmer berdasarkan kecepatan potong yang
Direktorat Pembinaan SMK 2013
77
dikehendaki dan diameter benda kerja atau alat-potong, perhatikan tabel contoh di bawah:
Tabel 4.1 Harga kecepatan potong untuk mesin bubut:
Bahan Cs – Kecepatan potong
mmin
F – lebar penyayatan
mmput. Benda
kerja Alat potong Membubut Memotong Membubut
Memotong
Aluminium otomatis
Karbida 150 – 200 60 – 80
0.02 – 0.1 0.01 – 0,02
Tabel 4.2 Harga kecepatan potong untuk mesin frais:
Bahan Cs – Kecepatan potongmmin
Benda kerja Alat potong
Aluminium otomatis HSS
44 Baja lunak, Plastik lunak
HSS 35
Baja perka-kas, Plastik keras
HSS 25
Namun adakalanya informasi tentang kecepatan potong tidak begitu je-las, khususnya untuk kebutuhan praktek sejalan dengan jenis dan kualitas alat
potong yang digunakan. Untuk menghindari akan kemung-kinan timbulnya keragu-raguan, digunakanlah suatu ketentuan berdasarkan defenisi
kecepatan potong tersebut yakni bahwa kecepatan potong adalah hasil perbandingan terbalik antara keliling lingkaran benda kerja dengan
kecepatan spindel. Kedalaman pemotongan t ditetapkan sebagai jarak proyeksi alat-potong dari
permukaan awal benda kerja yang dinyatakan dalam per seribu inci atau per seratus milimeter. Kedalaman pemotongan menentukan dimensi linier
penampang melintang dari bidang ukur yang dipotong.
Direktorat Pembinaan SMK 2013
78
Lebar pemakananpenyayatan f merupakan dimensi linier kedua yang menentukan penampang melintang dari bidang ukur yang dipotong. Lebar
pemakanan ditetapkan sebagai gerak menyamping antara tool terhadap benda kerja ketika operasi pemesinan. Pada mesin bubut dan mesin gurdi,
lebar penyayatan dinyatakan dalam satuan panjang per putaran: inci put. atau mmput. Pada mesin frais, lebar penyayatan ini dinyatakan dalam satuan
panjang per gigi: incimata pisau atau mmmata pisau gigi. Dan pada mesin NC diprogram dalam satuan panjang per minit incimin atau mmmin yang
disebut dengan kecepatan pemakanan F. Kecepatan pemakanan adalah berkenaan dengan kemampuan alat potong dalam menyayat bahan yang
dihitung dalam jarak yang ditempuh alat potong ketika melakukan penyayatan bahan dalam setiap satu menit.
Dalam operasi pemfraisan, harga kecepatan pemakanan dipengaruhi oleh: 1. Bahan benda kerja,
2. Kondisi mesin, dan 3. Geometri dari mata pisau frais.
Di samping itu, suatu hal yang mendasar, yang perlu diingat dalam menetapkan harga kecepatan pemakanan adalah kedalaman pemotongan
t. Semakin besar t, maka semakin kecil harga F pemakanan, perhatikan diagram F - t di bawah.
Pada operasi pemfraisan, kecepatan pemakanan merupakan hasil dari lebar pemakanan kali jumlah gigi mata pisau kali putaran per minit. Pada mesin
bubut, kecepatan pemakanan adalah hasil kali antara lebar pemakanan dengan dengan putaran spindel.
Hasil dari kecepatan, lebar pemakanan kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemotongan yang tepat akan menentukan Volume Penyayatan
Bahan VPB, yang dinyatakan dalam satuan volume per minit. Produktivitas dari suatu mesin selama proses pemotongan adalah sepadan dengan VPB.
Kecepatan spindel adalah jumlah perputaran spindel dalam setiap satu menit. Dengan demikian satuan kecepatan spindel ini dinyatakan dalam
R.P.M. Revolution per Minute atau P.P.M. Putaran per Minit.
Direktorat Pembinaan SMK 2013
79
Kecepatan spindel ini dapat dihitung melalui penyederhanaan ketentuan definisi di atas, sebagai berikut:
C = D x S
1000
s
di mana: Cs = Kecepatan potong dalam mmin.
D = Diameter pisau frais dalam mm. S =
Kecepatan spindel dalam put.min.
Catatan: Cs alat potong Carbida adalah 2 s.d. 5 kali Cs alat potong HSS.
Perlu diingat bahwa kecepatan potong maksimal yang diizinkan adalah bergantung pada:
Bahan benda kerja,
Semakin tinggi kekuatan bahan, semakin rendah kecepatan potong. Bahan alat potong,
Semakin tinggi kekuatan tarik alat potong yang digunakan, semakin rendah kecepatan potongnya, seperti: Kecepatan potong HSS lebih
rendah dari kecepatan potong Carbida.
Lebar pemakanan, Semakin besar lebar pemakanan, semakin rendah kecepatan potong.
Tebal pemakanan kedalaman pemotongan. Semakin besar kedalaman pemotongan, semakin rendah kecepatan
potong.
Kecepatan pemakananpenyayatan dihitung dengan: a. Untuk mesin bubut:
b. Untuk mesin frais:
F = f S F = n f S
Direktorat Pembinaan SMK 2013
80
di mana: F = kecepatan pemakanan mmmin n = jumlah gigimata sayat pisau frais khusus untuk pisau frais.
f = lebar penyayatan mmput. S = kecepatan putaran spindel putaran per min.
Hubungan kedalaman pemotongan, diameter pisau frais dengan kecepatan potong.
Fe Al
.3
.1 .2
.5 .7
1 1.5
2 3
5 6
.3 .6
1 1.5
2 2.5
3 4
5 6
8 10
15 20
10 15 20
30 40 50
60 80
100 150 200 300 400
d8 d10
d12 d16
d20 d25
d32 d40
t mm
F mmmin
Diagram F - t
Hubungan kecepatan putaran spindel, diameter pisau frais dengan kecepatan potong.
400
100 300
500 600
1000 1500
2500
200 900
800 700
2000
2 3 5
4 6
40 7 8
50 910
30 20
d mm min
60 100
RPM Cs = 44 mmin
Catatan:
1. Cs untuk baja lunak 2. Cs untuk baja perkakas