BAB II herdi

A. Mesin Perkakas

Mesin perkakas merupakan alat mekanis yang ditenagai, biasanya digunakan untuk mempabrikasi benda kerja menjadi bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan keseharian.

1. Parameter Utama dalam Mesin Perkakas

Konsep ketelitian dan ketepatan harus diterapkan dalam setiap proses pemesinan, hal ini ditujukan agar hasil dari proses pemesinan tersebut dapat mencapai titik maksimal yang diharapkan. Hal itu dapat dicapai jika dalam pengerjaan pemesinan mengacu pada teori dasar pemesinan seperti berikut1 _:

a. Cutting Speed (Vc)

Cutting speed/kecepatan potong alat potong adalah jarak yang dapat ditempuh oleh salah satu mata potong (m/menit). Cutting speed ditentukan berdasarkan tabel material atau tabel material alat potong. Hal yang dapat mempengaruhi cutting speed antara lain material benda kerja, material alat potong, pendinginan (cooling).

Cutting speed dapat digambarkan sebagai keliling benda kerja dikalikan dengan kecepatan putar atau :

Vc=(πxdxn) /1000 ...1)2

di sini :

1 Dalmasius Ganjar S.,Pemrograman CNC dan Aplikasi di Dunia Industri (Bandung: informatika,2012), h.23

2Ibid, loc cit., h 23

Vc = kecepatan potong (m/menit) d = diameter alat potong (mm)

n = putaran spindle utama/alat potong (rpm)

b. Feeding (f)

Dalam proses milling, feeding dapat dibedakan menjadi 3 tipe, yaitu :

1) Feed per minute: merupakan pergerakan meja dalam waktu 1 menit. (mm/menit)

f = z x n x sz (mm/menit) ...2)3

di sini :

z = jumlah mata potong

n = putaran spindel utama/alat potong (rpm) sz = feed per tooth (mm/tooth)

2) Feed per revolution : pergerakan meja dalam mm pada 1 kali putaran milling cutter. (mm/revolution)

f = z x sz (mm/revolution)...3)4

di sini :

z = jumlah mata potong

sz = feed per tooth, satuannya (mm/tooth)

3) Feed per tooth : merupakan pergerakan meja dalam mm selama waktu cutter yang berputar pada benda kerja dari satu mata potong ke mata potong berikutnya. (mm/tooth)

sz = f/(z x n)...4)5

di sini :

z = jumlah mata potong

n = putaran spindle utama/alat potong (rpm) f = feed per minute (mm/menit)

sedangkan untuk menghitung kecepatan laju pemotongan (F) : F = n x fn x z ...5)6

di sini :

F = kecepatan laju pemotongan (mm/menit) 3 Ibid., h.24.

4 Ibid, loc cit., h.24. 5Ibid, loc cit,. h.24. 6 Ibid., h.25.

n = putaran spindle (put/menit) fn = ketebalan tatal (mm/put)

z = jumlah mata potong 2. Jenis Mesin Perkakas

Pekerjaan pemesinan, benda yang akan digunakan dan dijadikan dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai tentu memerlukan proses pengerjaan menggunakan mesin perkakas. Mesin perkakas itu, seperti mesin bubut (lathe machine), mesin frais (milling machine), mesin sekrap.

a. Mesin Bubut (Lathe Machine)

Mesin bubut merupakan salah satu jenis mesin perkakas yang digunakan untuk mengerjakan benda kerja yang memiliki bentuk silinder atau diameter lingkaran benda kerja baik lurus maupun bertingkat, selain itu mesin bubut juga dapat mengerjakan lubang pada silinder7_.

Proses pemesinan yang dilakukan pada mesin bubut berbeda dengan proses yang dilakukan pada mesin frais. Pada proses bubut, benda kerja akan dipegang oleh pencekam (cuck) yang dipasang pada ujung poros utama (spindle) sehingga benda kerja akan ikut berputar dengan poros utama mesin, sedangkan pahat akan dipegang oleh dudukan pahat (tool post) dan pahat hanya bergerak ke arah sumbu X dan Z sesuai. Selain itu, pada mesin frais benda kerja dicekam pada meja mesin dan bergerak ke arah sumbu X dan Y,

sedangkan pahat dipasang pada poros utama (spindle) yang dapat bergerak ke arah sumbu Z.

Gambar 2.1. Proses Pemotongan pada Mesin Bubut8

Proses bubut menurut arah gerakan laju dapat dibedakan menjadi beberapa jenis9 _:

1) Pembubutan memanjang (gambar 2.2.a). Gerakan laju berlangsung sejajar dengan sumbu putaran. Oleh itu, bidang permukaan luar benda kerja (bidang garapan lengkung) yang digarap. Gerakan penyetelan menempatkan perkakas pada posisi penyayatan yang tepat pada benda kerja setelah setiap penyayatan. Kedalaman tusukan ditentukan oleh penyetelan tegak lurus terhadap sumbu perputaran.

2) Pembubutan membidang (gambar 2.2.b). Gerakan laju berlangsung tegak lurus terhadap sumbu perputaran. Proses ini

8Ibid,.h.8

9 Alois Sch nmetz et al., ӧ Pengerjaan Logam dengan Mesin, terj. Eddy D. Hardjapamekas,

dihasilkan bidang rata tegak lurus terhadap sumbu perputaran (bidang garapan datar). Oleh itu, benda kerja memperoleh panjang yang tepat. Arah laju dapat dari luar kepusat perputaran atau sebaliknya. Penyetelan (kedalaman tusukan) berlangsung sejajar dengan sumbu perputaran setelah setiap penyayatan. 3) Jika gerakan laju berlangsung menyudut miring terhadap

terhadap sumbu perputaran, dihasilkan kerja yang berbentuk kerucut (gambar 2.2.c).

4) Pembubutan alur berlangsung hanya dengan gerakan laju tegak lurus terhadap sumbu perputaran (gambar 2.2.d)

5) Arah gerakan laju sejajar dan tegak lurus terhadap sumbu perputaran pada saat yang sama dihasilkan benda bulat atau benda rotasi lainnya (gambar 2.2.e)

Gambar 2.2. Pembubutan Menurut Arah Gerakan Laju10

b. Mesin Frais (Milling Machine)

Prosesfrais berbeda dengan proses pemesinan lainnya karena dalam proses frais tidak menghasilkan geram yang tetap melainkan bentuk koma. Tebal geram itu dipengaruhi oleh gerak makan pergigi dan sudut posisi pahat yang selalu berubah akibat perubahan mata potong (gigi mata frais).

1) Klasifikasi Pahat pada Mesin Frais

Berdasarkan jenis pahat yang dipakai pada mesin frais dapat digolongkan menjadi tiga jenis11_:

Gambar 2.3. Tiga Klasifikasi Proses Frais : (a) Frais periperal

(slab milling), (b) frais muka (face milling), dan (c) frais jari (end milling)12_.

a) Frais Periperal (Slab Milling)

Proses ini disebut juga dengan slab milling, permukaan yang difrais dihasilkan oleh gigi pisau yang terletak pada permukaan luar badan alat potongnya. Sumbu dari putaran piau biasanya pada bidang yang sejajar dengan permukaan benda kerja yang disayat.

b) Frais Muka (Face Milling)

Pisau dipasang pada spindel yang memiliki sumbu putar tegak lurus terhadap permukaan benda kerja. Permukaan hasil proses frais dihasilkan dari hasil penyayatan oleh ujung dan selubung pisau.

c) Frais Jari (End Milling)

11 Widarto,Teknik Permesinan Jilid 1 untuk SMK (Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008), h.187.

Pisau pada frais jari biasanya berputar pada sumbu yang tegak lurus permukaan benda kerja. Pisau dapat digerakakan menyudut untuk menghasilakan permukaan menyudut. Gigi potong pada pisau terletak pada selubung pisau dan ujung badan pisau.

2) Nilai Kerja pada Mesin Frais

Pengoperasian mesin frais terdapat beberapa acuan yang harus diperhatikan, berikut adalah beberapa acuan pengoperasian mesin frais13 _:

a) Kecepatan Sayat

Pada mesin frais gerakan utama pada perautan adalah gerakan putaran peraut. Gerakan utama ialah kecepatan sayat dan ini bekerja pada keliling peraut yang bentuknya lingkaran, kecepatan sayat disebut juga kecepatan keliling. Kecepatan sayat dapat dihitung dengan rumus seperti berikut :

v=d . π . n

1000 (m/menit) ...6)14 maka n=1000.v

d . π (1/menit) ...7)15

Di sini :

v = kecepatan sayat (m/menit) d = garis tengah peraut (mm) n = angka putaran peraut (1/menit)

Kecepatan sayat akan sangat dipengaruhi oleh diameter benda kerja, jika garis tengah benda kerja semakin

13 Alois Sch nmetz et al., ӧ Pengerjaan Logam dengan Mesin, terj. Eddy D. Hardjapamekas,

(Bandung: Angkasa, 2013), h.163.

14Ibid., loc cit,. h.163 15 Ibid., h.163

tinggi dan angka putaran peraut semakin besar maka nilai kecepatan sayat akan mengikuti.

b) Laju

Gerakan laju pada peraut dilaksanakan oleh benda kerja yang mendapatkan gerakan ini dari gerakan meja. Nilai laju dinyatakan dalam mm per menit, jadi hal ini merupakan pernyataan kecepatan (lintasan di dalam satuan waktu). Penggerakan meja dilakukan oleh motor tersendiri dan bebas dari angka putaran spindle frais. Jika angka putaran spindle peraut diubah, memang akan berubah pula kecepatan sayat. Selain itu, tidak demikian halnya dengan kecepatan laju benda kerja (kecepatan meja).

Jumlah gigi pisau frais harus juga dipertimbangkan dengan mengingat beban yang akan ditampung oleh setiap gigi pisau frais. Semakin banyak jumlah gigi, akan semakin sedikit serpih yang diungkit oleh setiap gigi pada laju tertentu. Daya mesin dan pemakaian tenaganya mengalami pengaruh negatif akibat pembagian gigi yang kecil karena perlawanan sayat meningkat dengan bertambahnya gigi yang menyayat pada saat yang sama. Pembagian gigi yang terlalu kecil dapat menyebabkan patahnya peraut atau lengkapan alih gerak laju mesin.

c) Kedalaman Irisan

Meningkatnya kedalaman irisan , meningkat pula kebutuhan mesin frais akan daya. Hal ini, beberapa bagian gigi menyayat secara serentak, akan berlangsung putaran

yang stabil dan dihasilkan bidang permukaan garapan yang halus. Oleh itu, jika serpih yang akan dikelupas besar volumenya, akan lebih ekonomis apabila dapat dicapai volume serpih yang sama dengan pada irisan yang dangkal, tetapi laju yang besar dalam beberapa siklus penyayatan. Pada pemfraisan menyongsong yang kedalaman irisannya melebihi 6mm, gaya yang mengarah ke atas akan terlalu besar sehingga benda kerja akan terangkat. Pada volume serpih yang sama berlaku prinsip : serpih yang sempit dan tebal (irisan yang dangkal, laju yang tinggi) memerlukan gaya yang lebih kecil daripada serpih yang lebih besar dan tipis.

c. Mesin Sekrap

Gambar 2.4. Mesin Sekrap Horizontal16

16 Widarto, Teknik Pemesinan untuk SMK Jilid 2 (Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan,2008), h.237

Gambar 2.5. Mesin Sekrap Vertikal17

Mesin sekrap merupakan mesin yang bekerja dengan cara benda dijepitkan pada catok yang dipasangkan pada meja yang dapat digeser arah melintang terhadap sumbu mesin. Selain itu, pahat yang dipasangkan pada eretan bergerak sepanjang sumbu mesin secara bolak – balik. Langkah penyayatannya dapat diatur panjang atau pendek. Jalannya benda kerja bergerak secara melintang, dapat diatur secara otomatis. Gerakan meja juga dapat dinaik turunkan untuk penyetelan posisi benda kerja, sedangkan untuk memekankan pahat dilakukan dengan memutar eretan bawah18

Mesin ini digunakan untuk pengerjaan berbagai bidang yang rata, jika perlu untuk bidang yang lengkung pada umunya rendamen pada mesin ini tidak menguntungkan karena setiap gerak kerja, alat pahat membuat gerak kembali tanpa menyayat, meskipun rendah rendamennya.

Besar kecilnya mesin sekrap menentukan panjang bagian yang akan disekrap, jika bagian yang disekrap melebihi batas panjang langkahnya maka benda kerja itu tidak dapat dikerjakan,

17 Ibid,.loc cit,.h.237

oleh itu, ukuran mesin sekrap sebaiknya digunakan sesuai panjang langkah yang akan dipakai.

Gambar 2.6. Jenis Pahat Mesin Sekrap19

B. Sistem Operasi Mesin Frais

Prinsip kerja mesin frais ialah pisau penyayatnya mempunyai gerak berputar, sedangkan benda kerja terpasang pada meja dengan bergerak mendatar, ke atas dan ke bawah20_{. Menurut sistem operasi ada dua}

penggolongan mesin frais, mesin frais konvensional dan mesin frais CNC. 1. Mesin Frais Konvensional

Mesin frais konvensional berbeda dengan mesin frais CNC, pada mesin frais konvensional masih menggunakan penggerak manual. Selain itu tingkat produktifitas yang dihasilkan mesin frais konvensional juga lebih rendah. Berikut adalah beberapa jenis mesin frais konvensional21 _:

a. Mesin Frais Horizontal

Pada mesin frais horizontal, letak sumbu utama spindel sejajar dengan meja mesin. Meja mesin hanya dapat digerakan pada tiga arah, yaitu membujur, melintang, dan tegak.

19Ibid,.loc cit,.h.79

20 Daryanto., Teori Kejuruan Teknik Mesin Perkakas (Bandung: Satu Nusa, 2010), h. 95

Gambar 2.7. Mesin Frais Horizontal22

b. Mesin Frais Vertikal

Mesin frais vertikal, letak sumbu utama spindelnya tegak lurus terhadap meja mesin. Bagian kepala tegaknya dapat diputar sehingga kedudukan spindel sumbu utama dapat dibuat menyudut terhadap mesin. Mesin ini cocok digunakan untuk pekerjaan – pekerjaan yang mempergunakan pisau frais sisi atau jari.

Gambar 2.8. Mesin Frais Vertikal23

c. Mesin Frais Universal

Mesin frais universal pada prinsipnya sama dengan mesin frais horizontal, hanya meja mesin frais universal dapat diputar mendatar dengan membuat sudut 450 _{ke arah tiang mesin.}

22 Ibid,.h.97 23Ibid,.h.98

Gambar 2.9. Mesin Frais Universal24

2. Mesin Frais CNC

Mesin frais CNC memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan mesin konvensional, diantaranya mampu melakukan ketelitian tinggi (accurate), ketepatan tinggi (Precise), produktifitas tinggi (produktive), dan dapat mengerjakan bentuk yang kompleks.

Secara garis besar mesin frais CNC dapat digolongkan menjadi dua, yaitu25_:

a. Mesin Frais CNC Training Unit

Mesin ini dipergunakan untuk pelatihan dasar pemrograman dan pengoperasian CNC. Mesin frais CNC Training Unit hanya mampu dipergunakan untuk berbagai pekerjaan ringan dengan bahan yang relatif lunak.

b. Mesin Frais CNC Production Unit

Mesin ini dipergunakan untuk produksi masal, proses mesin ini dilengkapi dengan kelengkapan tambahan seperti sistem pembuka otomatis yang menerapkan prinsip kkerja hoidrolis, pembuangan tatal dan sebagainya.

Gerakan mesin frais CNC dikontrol oleh program komputer, sehingga semua gerakan yang berjalan sesuai dengan program yang diberikan, keuntungan dari sistem ini adalah mesin memungkinkan

24Ibid,.h.99

25 Widarto., Teknik Pemesinan Jilid 1 (Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008), h.363

untuk diperintah mengulang gerakan yang sama secara terus menerus dengan tingkat ketelitian yang sama pula.

C. Komponen Mesin Frais CNC

Mesin frais CNC 3 axis menggunakan sistem koordinat Cartesius. Prinsip kerjanya adalah meja bergerak melintang dan horizontal sedangkan pisau / pahat berputar. Bagi gerakan persumbuan mesin frais CNC 3 axis diberi lambang sumbu X untuk arah gerakan horizontal, sumbu Y untuk arah gerakan melintang dan sumbu Z untuk arah gerakan vertikal.

Pada mesin frais CNC terdiri dari beberapa komponen utama, komponen itu seperti26 _:

1. Eretan/Lead Screw

Leadscrew merupakan gerak persumbuan arah jalannya mesin. Pada mesin ini mempunyai dua fungsi gerakan kerja ,pada posisi gerakan kerja vertikal dan gerakan kerja horizontal.

2. Motor Stepper

Gambar 2.10 Motor Stepper27

Motor stepper berfungsi untuk menggerakan leadscrew, tiap arah gerakan sumbu memiliki motor stepper. Berbeda dengan motor DC biasa yang menghasilkan gerakan putaran kontinyu, motor stepper menghasilkan tingkat derajat tertentu. Besarnya sudut untuk tiap langkah bervariasi antara 0,9 sampai 900_.

3. Linear Guide

26Ibid.,364 27 Ibid., h.363

Linear guide adalah komponen pendukung CNC yang berfungsi sebagai bantalan untuk menstabilkan gerakan dan menahan beban table

mesin CNC agar bergerak dengan gesekan yang minimal, sehingga tenaga yang dihasilkan dari motor stepper dapat dimaksimalkan dalam proses pemakanan benda kerja.

4. Kopling

Kopling merupakan komponen mekanik yang dirancang mampu menghubungkan dan melepas/memutuskan perpindahan tenaga dari suatu benda yang berputar ke benda lainnya agar ikut berputar. Dalam mesin CNC, kopling akan menghubung/memutuskan putaran dari motor stepper menuju ke leadscrew sehinnga leadscrew akan ikut berputar ataupun sebaliknya. Pada mesin CNC kopling yang akan dipakai berjumlah 3 buah yang dipasang pada masing – masing sumbu leadscrew.

5. Driver

Motor driver berfungsi sebagai penerus perintah dari break out board yang di aplikasikan menjadi pergerakan step perderajat putaran motor stepper. Motor driver dipasang pada CPU yang langsung berhubungan dengan break out board dan motor stepper

6. Power Supply

Pada dasarnya power supply termasuk dari bagian power conversion. Power supply fungsi utamanya adalah mengubah listrik arus bolak – balik (AC) menjadi arus listrik searah (DC) yang dibutuhkan oleh komponen pada mesin CNC.

7. Break Out Board

Komponen ini berfungsi sebagai prosesor yang mendistribusikan perintah program yang telah kita buat.

Gambar 2.11 Motor Utama28

Router merupakan komponen pada mesin CNC yang berfungsi sebagai penggerak utama spindle atau end mill.

9. Block Support

Block support merupakan komponen pada mesin CNC yang berfungsi sebagai dudukan ballscrew yang berputar. Block support akan didukung dengan bearing didalamnya sehingga akan mempermudah

ballscrew berputar bebas saat beroperasi.

10. Tool Holder

Tool holder (penjepit alat potong) digunakan sebagai rumah atau dudukan collet. Sumber putaran tool holder dihasilkan dari motor utama.

Gambar 2.12 Tool Holder29

11. Collet

Collet pada berfungsi sebagai alat penjepit end mill. Bentuk

collet ini biasanya disesuaikan dengan ukuran dari end mill.

28 Ibid.loc cit,h.364 29Ibid., h.366

Gambar 2.13 Collet30

12. Ragum

Ragum digunakan untuk menjepit benda kerja pada saat proses penyayatan. Ragum pada mesin ini dilengkapi dengan

stopper. Ragum bisa diganti sesuai dengan kebutuhan.

Gambar 2.14 Ragum31

13. Saklar Utama/Main Switch

Saklar utama digunakan sebagai pintu masuk aliran arus ke kontrol pengendali. Cara kerja saklar ini pada saat diputar pada posisi 1 maka arus listrik akan mengalir masuk menuju kontrol CNC.

30Ibid., loc cit,. h.366 31 Ibid., h.366

(a) (b)

Gambar 2.15 Main Switch: a. Posisi mati, b. Posisi hidup32 14. Emergency Switch

Tombol ini digunakan untuk memutus arus listrik yang masuk ke kontrol mesin. Hal ini, dilakukan apabila akan terjadi hal – hal yang tidak diinginkan akibat kesalahan program yang telah dibuat.

Gambar 2.16 Emergency Switch33

D. Beban

Perancangan bagian mesin kemungkinan besar akan mengalami kegagalan. Kegagalan tersebut salah satunya disebabkan karena terjadinya deformasi plastik. Ketika poros menerima beban torsi atau momen puntir, maka poros tersebut cenderung akan terdeformasi akibat pengaruh puntiran karena perbedaan putaran satu titik terhadap titik lain. besarnya torsi yang diterima dapat dihitung dengan persamaan berikut :

T_w=μ . M . g P

2π10 −3

...8)34

Keterangan :

32Ibid., h.368 33Ibid, loc cit,. h.368

34Abdul Hafid, Jurnal Pemilihan Motor Servo Pada Proses Retrofit Mesin Frais (Jakarta: BATAN,2008). h.101.

Tw = torsi beban

M = massa meja ditambah massa benda kerja

g = percepatan grafitasi

P = jarak bagi poros

µ = koefisien gesek

Ketika poros menerima torsi atau momen puntir yang besarnya telah ditentukan dengan perhitungan diatas, maka akan terjadi momen inersia kerja pada poros tersebut. Besarnya momen inersia kerja dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Jw = M

(

P

2π

)

2

.10−6+JB ...9)35

di sini :

Jw = inersia kerja

JB = inersia poros

Sedangkan besarnya JB adalah :

JB = MB. D 2

8 .10

−6 _...10)36

di sini :

MB = massa poros

D = diameter poros E. Aluminium

35Ibid.,loc cit., h.101

Aluminium dan paduan aluminium termasuk logam ringan yang mempunyai kekuatan tinggi, tahan terhadap karat dan merupakan konduktor yang cukup baik. Logam ini dipakai secara luas dalam biang kimia, bangunan, transportasi dan peralatan penyimpanan. Paduan aluminium dapat diklasifikasikan dalam tiga cara, yaitu berdasarkan pembuatan, dengan klasifikasi paduan cor dan paduan tempa, berdasarkan perlakuan panas dapat dan tidaknya diperlaku panaskan dan cara ketiga yang berdasarkan unsur – unsur paduan. Berdasarkan klasifikasi ketiga ini aluminium dibagi menjadi tujuh jenis yaitu37 _{: Al murni, Jenis Cu, jenis jenis Mn, Si, jenis}

Al-Mg, jenis Al-Mg-Si dan jenis Al-Zn. Tabel 2.1 Klasifikasi Paduan Aluminium38

1. Jenis Al- Murni Teknik (seri 1000)

Jenis aluminium ini memliki kemurnian antara 99,0% dan 99,9 %. Aluminium ini mempunyai sifat than karat yang cukup baik, konduksi panas dan konduksi listrik dan sifat mampu las dan mampu potong yang baik.

2. Jenis Al-Cu (seri 2000)

Aluminium jenis ini mempunyai sifat yang hampir mirip dengan baja lunak, tetapi daya tahan korosinya rendah bila dibandingkan dengan jenis paduan lainnya. Sifat mampu lasnya juga kurang baik, karena itu 37 Harsono Woryosumarto dan Thoshie Okumura, Teknologi Pengelasan Logam (Jakarta : Pradnya Paramita,2008). h. 113

38 Shinroku saito, Pengetahuan Bahan Teknik, Cet.4, terj. Ir. Tata Surdia, M.S. Met. E, (Jakarta : Pradnya Paramita,1999), h. 135.

paduan jenis ini biasa digunakan pada konstruksi keling dan banyak digunakan dalam konstruksi pesawat terbang.

3. Jenis paduan Al-Mn (seri 3000)

Jenis ini tidak dapat diperlaku-panaskan sehingga penaikan kekuatannya hanya dapat diusahakan melalui pengerjaan dingin dalam proses pembuatannya. Aluminium ini mempunyai sifat tahan korosi, mampu potong dan sifat mampu lasnya cukup baik.

4. Jenis Al-Si (seri 4000)

Jenis ini tidak dapat diperlaku panaskan. Aluminium ini dalam keadaan cair mempunyai sifat mampu alir yang baik dan proses pembekuannya hampir tidak terjadi retak. Oleh itu, jenis ini banyak digunakan sebagai bahan atau logam las dalam pengelasan paduan aluminium baik cor maupun paduan tempa.

5. Jenis Al-Mg (seri 5000)

Jenis ini tidak mampu diperlaku panaskan., tetapi mempunyai sifat yang baik dalam daya tahan terhadap korosi, terutama korosi terhadap air laut, dan dalam sifat mampu lasnya. Oleh itu, jenis ini banyak digunakan tidak hanya dalam konstruksi umum tetapi juga untuk tangki-tangki penyimpanan gas alam cair dan oksigen cair.

6. Jenis Al-Mg-Si (seri 6000)

Aluminium jenis ini termasuk dalam jenis yang dapat diperlaku panaskan dan mempunyai sifat mampu potong, mampu las dan daya tahan terhadap korosi yang cukup baik. Sifat yang kurang baik dari jenis ini adalah terjadinya pelunakan pada daerah las sebagai akibat dari panas pengelasan yang timbul.

7. Jenis Al-Zn (seri 7000)

Jenis ini cukup baik dalam menahan panas. Kekuatan tarik yang dicapai lebih dari 50 kg/mm2_{, sehingga paduan ini dinamakan paduan}

ultra duralumin. Berlawanan dengan kekuatan tariknya, sifat mampu lasnya dan daya tahan terhadap korosi kurang baik.

Tabel 2.2 Sifat mekanik paduan Al-Mg-Si39

F. Ulir

Pada umumnya ulir digunakan untuk penyatuan dua komponen hampir terdapat dalam semua hasil teknologi, dari hasil teknologi perindustrian yang tingkat ketelitiannya rendah sampai pada hasil perindustrian yang tingkat ketelitiannya tinggi tidak bisa lepas dari yang namanya ulir. Selain sebagai penyatuan dua komponen ulir juga sering digunakan sebagai penerus daya, artinya ulir digunakan untuk memindahkan daya menjadi daya lain. Ulir juga dapat digunakan utnuk mencegah terjadinya kebocoran, terutama pada sistem ulir yang digunakan pada pipa

1. Istilah Penting Pada Ulir

Penggunaan istilah disini bukan untuk menunjukan arti – arti lain pada ulir, melainkan untuk menunjukan adanya dimensi – dimensi yang penting untuk diketahui setiap kali membicarakan masalah ulir.

Gambar 2.17. Dimensi Penting Dari Ulir40

a. Diameter Major (diameter luar) merupakan diameter terbesar ulir. 39 Ibid.,h.140

b. Diameter minor (diameter inti) merupakan diameter terkecil ulir. c. Diameter tusuk merupakan diameter semu yang letaknya diantara

diameter luar dan diameter inti. Pada radius dari diameter tusuk inilah letaknya titik – titik singgung antara pasangan dua buah ulir sehingga pada titik – titik tersebutlah yang akan menerima beban terberat sewaktu pasangan ulir dikencangkan.

d. Pitch (jarak puncak ulir) merupakan dimensi yang cukup besar pengaruhnya terhadap pasangan ulir. Apabila jarak puncak yang satu dengan puncak ulir yang lain tidak sama maka ulir ini tidak akan bisa dipasangkan.

e. Sudut ulir merupakan sudut dari kedua sisi permukaan ulir yang satuannya dalam derajat. Untuk American Standard dan ISO sudut ulirnya 600_.

f. Kedalaman ulir merupakan jarak antara diameter inti dengan diameter luar.

2. Jenis Ulir

Secara umum jenis ulir dapat dilihat dari gerakan ulir, jumlah ulir dalam tiap gang (pitch), dan bentuk permukaan ulir. Dapat juga jenis ulir dilihat dari standard yang digunakan, seperti ulir metrik dan sebagainya. a. Jenis Ulir Menurut Arah Gerakan Jalur Ulir

Menurut arah gerakan ulir dibedakan menjadi dua macam ulir yaitu ulir kiri dan ulir kanan. Untuk membedakannya dapat dilihat dari kemiringan sudut sisi ulir. Atau bisa juga dicek dengan memutar pasangan dari komponen – komponen yang berulir misalnya mur dan baut. Apabila sebuah mur dipasangkan pada baut yang kemudian diputar ke kanan (searah jarum jam) ternyata murnya bergerak maju maka ulir tersebut termasuk ulir kanan. Sebaliknya, bila mur diputar 40 Dahmir Dahlan, Elemen Mesin (Jakarta : Citra Harta Prima, 2012). h.69

arahnya ke kiri (berlawanan jarum jam) ternyata murnya bergerak maju maka ulir tersebut termasuk ulir kiri.

b. Jenis Ulir Menurut Jumlah Ulir Tiap Gang (Pitch)

Dilihat dari banyaknya ulir tiap pitch maka ulir dpat dibedakan menjadi ulir tunggal dan ulir ganda. Ulir ganda artinya dalam satu putaran (dari puncak ulir satu kepuncak ulir yang lain) terdapat lebih dari satu ulir.

Gambar 2.18. Ulir Tunggal dan Ulir Ganda41

c. Jenis Ulir Menurut Bentuk Sisi Ulir

Dilihat dari sisi ulir maka ulir dapat dibedakan menjadi ulir segitiga, segi empat, trapesium, parabol (knuckle).

(a) (b)

(b) (d)

(e) (f)

Gambar 2.19. (a).Ulir Metrik, (b).Ulir Unified, (c).British Standard Whitwort, (d). Knuckle, (e).Buttress 450_{, (f). Acme}42

G. BallScrew

Ballscrew disebut juga bantalan bola sekrup. Ballscrew terdiri dari spindel sekrup dan nut yang terintegrasi dengan bola dan mekanisme pengembalian bola. Ballscrew merupakan jenis sekrup yang paling umum digunakan dalam mesin industri dan mesin yang memerlukan kepresisian tinggi. Fungsi utama dari ballscrew untuk mengkonversi gerakan berputar menjadi gerakan linier atau torsi untuk mendorong dan sebaliknya.

1. Karakteristik Ballscrew

Banyak manfaat dalam menggunakan ballscrew seperti efisiensi yang tinggi, reversibilitas, akurasi yang tinggi. Dibandingkan dengan lead screw, ballscrew mempunyai manfaat yang lebih baik.

Gambar 2.20 Ballscrew dan Lead screw43

Ballscrew memiliki bola diantara mur dan spindel sehingga gaya gesek sekrup dilakukan oleh gerakan putaran bola. Ballscrew

terbuat dari baja yang melalui proses carburizing, induction hardening.

Karakteristik ballscrew adalah sebagai berikut44_: a. High Efficiency and reversibility

Ballscrew dapat mencapai efisiensi 90% karena bola bergulir antara spindel dan mur. Oleh karena itu torsi yang dibutuhkan sekitar sepertiga daripada lead screw. Akibat rendahnya torsi yang dibutuhkan oleh ballscrew pada saat beroperasi hal ini juga dapat mengakibatkan daya motor yang dipakai menjadi lebih rendah.

b. Backlash elimination and high stiffnes

Mesin CNC memerlukan ballscrew dengan backlash

sekecil mungkin (zero) dan deformasi elastis yang minim.

Ballscrew ini dirancang dengan bentuk lengkungan pada

balltrack (alur bolanya). Gerakan bolak – balik pada ballscrew

sangat dibutuhkan untuk mencapai tingkat kekakuan yang tinggi. Namun, gerakan bolak – balik yang berlebihan dapat meningkatkan torsi gesekan dalam pengoperasian. Oleh itu, torsi gesekan akan menghasilkan panas dan memperpendek usia

ballscrew.

43 HIWIN, Linear Motion Products dan Technology (Taiwan: HIWIN,2010),h.1

c. High lead accuracy

Pembuatan ballscrew terdapat pengukuran laser yang baik sehingga dihasilkan ballscrew dengan tingkat akurasi yang tinggi.

d. Predictable life expectancy

Berbeda dengan lead screw, yang diatur oleh gesekan permukaan secara langsung. Ballscrew ini dapat digunakan sampai tingkat kelelahan pada material logam ballscrew tersebut. e. Low starting torque and smooth running

Pada lead screw dihasilkan gesekan pada permukaan logam sehingga membutuhkan tenaga yang tinggi untuk mengurangi gesekan - gesekan yang terjadi. Sedangkan dalam

ballscrew dibutuhkan tenaga awal yang lebih kecil untuk mengurangi gesekan dikarenakan adanya bola yang terdapat pada permukaan ballscrew.

2. Aplikasi Ballscrew

Ballscrew sering digunakan dalam bidang – bidang berikut45_: a. CNC Machinery : CNC Machine center, CNC Lathe, CNC milling

machine, CNC grinder, Wire cutting machine, boring machine. b. Precision machine tools : Milling machine, grinder, gear

manufacturing machine, drilling machine.

c. Industrial machinery : Printing machine, paper – processing machine, automatic machine, textile machine, drawing machine, injection molding machine.

d. Electronic machinery : Robot measuring intrument, medical equipment, surface mounting device, semi conductor equipment, factory automation equipment.

e. Transport machinery : Material handling equipment, elevated actuator.

f. Aerospace industry : Aircraft flaps, airport loading equipment, fin actuator.

3. Standar Spindle dan Lead pada Ballscrew

Standar spindle dan lead pada ballscrew hiwin dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 2.3 Hiwin standard ballscrew spindle and lead46

4. Dimensi Ballscrew Tipe FSI

Ballscrew tipe FSI terdiri dari ukuran yang berbeda, berikut adalah tabel dimensi dari ballscrew tipe FSI :

Tabel 2.4 Dimensi ballscrew tipe FSI47

46 Ibid,.h.5 47 Ibid.,51

terdapat lebih dari satu ulir.

Gambar 2.18. Ulir Tunggal dan Ulir Ganda41

c. Jenis Ulir Menurut Bentuk Sisi Ulir

Dilihat dari sisi ulir maka ulir dapat dibedakan menjadi ulir segitiga, segi empat, trapesium, parabol (knuckle).

(a) (b)

(b) (d)

(e) (f)

Gambar 2.19. (a).Ulir Metrik, (b).Ulir Unified, (c).British Standard Whitwort, (d). Knuckle, (e).Buttress 450_{, (f). Acme}42

G. BallScrew

Ballscrew disebut juga bantalan bola sekrup. Ballscrew terdiri dari spindel sekrup dan nut yang terintegrasi dengan bola dan mekanisme pengembalian bola. Ballscrew merupakan jenis sekrup yang paling umum digunakan dalam mesin industri dan mesin yang memerlukan kepresisian tinggi. Fungsi utama dari ballscrew untuk mengkonversi gerakan berputar menjadi gerakan linier atau torsi untuk mendorong dan sebaliknya.

1. Karakteristik Ballscrew

Banyak manfaat dalam menggunakan ballscrew seperti efisiensi yang tinggi, reversibilitas, akurasi yang tinggi. Dibandingkan dengan lead screw, ballscrew mempunyai manfaat yang lebih baik.

terbuat dari baja yang melalui proses carburizing, induction hardening.

Karakteristik ballscrew adalah sebagai berikut44_:

a. High Efficiency and reversibility

Ballscrew dapat mencapai efisiensi 90% karena bola bergulir antara spindel dan mur. Oleh karena itu torsi yang dibutuhkan sekitar sepertiga daripada lead screw. Akibat rendahnya torsi yang dibutuhkan oleh ballscrew pada saat beroperasi hal ini juga dapat mengakibatkan daya motor yang dipakai menjadi lebih rendah.

b. Backlash elimination and high stiffnes

Mesin CNC memerlukan ballscrew dengan backlash sekecil mungkin (zero) dan deformasi elastis yang minim. Ballscrew ini dirancang dengan bentuk lengkungan pada balltrack (alur bolanya). Gerakan bolak – balik pada ballscrew sangat dibutuhkan untuk mencapai tingkat kekakuan yang tinggi. Namun, gerakan bolak – balik yang berlebihan dapat meningkatkan torsi gesekan dalam pengoperasian. Oleh itu, torsi gesekan akan menghasilkan panas dan memperpendek usia ballscrew.

43 HIWIN, Linear Motion Products dan Technology (Taiwan: HIWIN,2010),h.1 44 Ibid.,h.2

d. Predictable life expectancy

Berbeda dengan lead screw, yang diatur oleh gesekan permukaan secara langsung. Ballscrew ini dapat digunakan sampai tingkat kelelahan pada material logam ballscrew tersebut. e. Low starting torque and smooth running

Pada lead screw dihasilkan gesekan pada permukaan logam sehingga membutuhkan tenaga yang tinggi untuk mengurangi gesekan - gesekan yang terjadi. Sedangkan dalam ballscrew dibutuhkan tenaga awal yang lebih kecil untuk mengurangi gesekan dikarenakan adanya bola yang terdapat pada permukaan ballscrew.

2. Aplikasi Ballscrew

Ballscrew sering digunakan dalam bidang – bidang berikut45_:

a. CNC Machinery : CNC Machine center, CNC Lathe, CNC milling machine, CNC grinder, Wire cutting machine, boring machine. b. Precision machine tools : Milling machine, grinder, gear

manufacturing machine, drilling machine.

c. Industrial machinery : Printing machine, paper – processing machine, automatic machine, textile machine, drawing machine, injection molding machine.

d. Electronic machinery : Robot measuring intrument, medical equipment, surface mounting device, semi conductor equipment, factory automation equipment.

e. Transport machinery : Material handling equipment, elevated actuator.

4. Dimensi Ballscrew Tipe FSI

Ballscrew tipe FSI terdiri dari ukuran yang berbeda, berikut adalah tabel dimensi dari ballscrew tipe FSI :

Tabel 2.4 Dimensi ballscrew tipe FSI47

46 Ibid,.h.5