PENDINGINA UDARA UNTUK PAHAT

2. PENDINGINA UDARA UNTUK PAHAT

Penggunaan udara sebagai media pendingin

sangat potensial karena molekul udara lebih kecil

dibanding molekul cairan sehingga penetrasi udara

ke area kontak antara pahat dan benda kerja serta Udara masuk pahat dan geram sangat tinggi. Tantangannya adalah

apakah temperatur pemotongan yang terjadi dengan

metode ini mendekati atau sama dengan pendinginan

dengan cairan pendingin konvensional.

Studi ini adalah studi awal untuk melihat Udara dingin efektivitas proses pendinginan dengan menggunakan

Udara panas

udara bertekanan sebagai media pendingin pada

proses bubut untuk melihat ketermesinan baja ST 40 yang banyak digunakan di bengkel-bengkel Gambar 1. Vortex Tube dan Cara Kerjanya

permesinan. Ada dua sistem pendinginan yang dikaji

pada studi ini, yaitu (1) metode pendinginan dengan

udara bertekanan tinggi (Air Jet Cooling – AJC) dan

(2) metode pendinginan dengan udara bertekanan

yang telah didinginkan terlebih dahulu (Cooled-Air

Jet Cooling – CAJC). Kedua sistem ini hampir sama,

hanya saja pada CAJC, udara didinginkan terlebih

dahulu dengan menggunakan vortex tube (lihat

gambar 1.

Udara dari kompresor yang memiliki tekanan

Gambar 2. Arah Penyemprotan Udara [1]

hingga lebih dari 6 bar diatur keluarnya dengan menggunakan suatu control valve dan pressure gage

3. METODE PENELITIAN

untuk mengatur tekanan udara yang keluar, kemudian udara tersebut melewati suatu air dry filter untuk

Baja ST 40 berbentuk silinder dengan diameter mengurangi kadar air yang terkandung di dalamnya.

34 mm dengan nilai kekerasan 55,7 HRA digunakan

Seminar Nasional Mesin Dan Teknologi Kejuruan (SNMTK), 5 Juni 2013 69

MAN-05 sebagai benda kerja. Proses bubut digunakan dalam

studi ini. Pahat bubut yang digunakan berbentuk insert tip tool terbuat dari tungsten carbide jenis TNMG 160404 FG CT 3000 buatan Taegutec Korea. Parameter proses permesinan dibuat konstan yaitu, putaran spindel 1400 rpm, feed rate 0,11 mm/rev dan kedalaman potong sebesar 0,5 mm. Kondisi permesinan yang digunakan adalah permesinan kering (dry machining), permesinan basah (wet machining), permesinan dengan Air Jet Cooling (AJC) dan permesinan dengan Cooled Air Jet Cooling (CAJC). Tekanan udara yang disemprotkan

Gambar 4. Kekasaran Permukaan Yang Dihasilkan

divariasikan mulai dari 0,5 bar hingga 6 bar dengan

Pada Berbagai Kondisi Permesinan

posisi penyemprotan overhead dan interface.

Efektivitas masing-masing kondisi permesinan Jika dibandingkan dengan kondisi permesinan diukur melalui kualitas permukaan produk yang

basah dan kering, ternyata kondisi permesinan secara dihasilkan (kekasaran permukaan), konsumsi daya

rata-rata CAJC memiliki kualitas permukaan yang permesinan yang dibutuhkan dan laju keausan pahat

paling baik. Hal ini menunjukkan bahwa proses yang terjadi.

penurunan panas yang terjadi pada proses permesinan dengan metode CAJC cukup efektif dimana kemungkinan penetrasi molekul udara dapat

4. ANALISA DAN INTERPRETASI DATA

mencapai ke seluruh area pemotongan yang mana hal ini tidak bisa dicapai dengan menggunakan cairan

Sejumlah proses permesinan dengan berbagai

pendingin (lihat gambar 5).

kondisi permesinan dilakukan untuk mendapatkan

kualitas permukaan yang baik dengan daya permesinan yang kecil serta keausan pahat yang rendah. Prosesn permesinan dengan CAJC ternyata menghasilkan kualitas permukaan yang lebih baik bila dibandingkan dengan AJC pada seluruh tekanan udara yang disemprotkan (lihat gambar 3). Dari gambar 3 juga terlihat bahwa kualitas permukaan yang terbaik didapatkan pada proses permesinan dengan metode CAJC pada tekanan udara yang disemprotkan sekitar 4,5 – 5 bar. Posisi

penyemprotan interface relatif lebih baik dibanding

dengan overhead. Gambar 5. Penetrasi Cairan Pendingin ke Area Pemotongan [7]

Gambar 3. Kekasaran Permukaan Yang Dihasilkan Gambar 6. Daya Permesinan Yang Dibutuhkan Dengan Dengan Metode ACJ dan CAJC

Metode ACJ dan CAJC

Seminar Nasional Mesin Dan Teknologi Kejuruan (SNMTK), 5 Juni 2013 70