MESIN SHAPING 1.1 SEJARAH MESIN SEKRAP

MESIN SHAPING
1.1 SEJARAH MESIN SEKRAP
( SHAPING)
Mesin perkakas moderen dimulai pada
tahun 1775, ketika penemu dari negara
Inggris bernama John Wilkinson membuat
mesin bor horisontal untuk mengerjakan
permukaan silinder dalam.
Sekitar tahun 1794, Henry Maudslay
membuat mesin bubut yang pertama.
Sesudah itu, Joseph Withworth
mempercepat penggunaan mesin perkakas
Wilkinson dan Maudslay tersebut dengan
membuat alat ukur yang memiliki
kecermatan sepersejuta inchi pada tahun
1830.
Penemuan tersebut amat sangat
berharga, karena pada saat itu metode
pengukuran yang cermat dibutuhkan untuk
1

produksi massal komponen-komponen
mesin yang mampu tukar (interchangeable
parts).

Tujuan untuk membuat komponen
yang mampu tukar pada saat awalnya
muncul di Eropa dan USA pada waktu yang
bersamaan.
Sistem produksi massal sebenarnya
baru diterapkan pada tahun 1798 yang
dirancang oleh Whitney. Pada waktu itu ia
menerima kontrak kerja dengan
pemerintah Amerika Serikat untuk
memproduksi senapan perang sebanyak
10.000 buah, dengan semua komponennya
mampu tukar.
Selama abad ke 19, mesin perkakas
standar seperti mesin bubut, sekrap,
planer, gerinda, gergaji, frais, bor, gurdi
2

telah memiliki ketelitian yang cukup tinggi,
dan digunakan pada saat industrialisasi di
Amerika Serikat dan Eropa dimulai.
Selama abad ke 20, mesin perkakas
berkembang dan menjadi makin akurat
kemampuan produksinya. Sesudah tahun
1920 mesin perkakas makin khusus
penggunaannya.
Dari tahun 1930 sampai dengan tahun
1950 mesin perkakas yang lebih besar
tenaganya dan rigid dibuat untuk
mengefektifkan penggunaanya bersamaan
dengan tersedianya material alat potong.
Selama tiga dasawarsa terakhir , para
ahli teknik telah membuat mesin perkakas
yang memiliki kemampuan dan kepresisian
sangat tinggi dengan digunakannya
kontrol komputer, dengan demikian

3

memungkinkan proses produksi menjadi
sangat ekonomis.
1.2 PENGERTIAN MESIN SEKRAP
Mesin sekrap (shap machine) disebut
pula mesin ketam atau serut, mesin ini
digunakan untuk mengerjakan bidangbidang yang rata,cembung, cekung,
beralur, dll dalam kedudukan mendatar,
tegak ataupun miring.
Mesin sekrap adalah suatu mesin
perkakas dengangerakan utama lurus
bolak-balik secara vertikal maupun
horisontal.
1.3 PRINSIP PENGERJAAN MESIN
SEKRAP
Prinsip pengerjaan pada mesin sekrap
adalah benda yang disayatatau dipotong
dalam keadaan diam (dijepit padaragum)
kemudianpahat bergerak lurus bolak balik

4

atau maju mundur melakukanpenyayatan
(gerak translasi).
Berdasarkan gerakan pahat dan benda
kerja, proses sekrap dapatdilakukan secara
horisontal dan vertikal.
1. Proses sekrap horisontal
a. langkah maju
b. langkah mundur
c. gerak pemakanan mendatar
d. kedalaman pemakanan

2. Proses sekrap vertikal
a. langkah maju
b. langkah mundur
c. gerak pemakanan vertikal
5

d. lebar pemakanan

1.4 JENIS GERAKAN MESIN SEKRAP
1. Gerakan utama
merupakan gerakan pahat maju dan
mundur. Gerak maju disebut
langkah kerja, gerak mundur disebut
langkah tidak kerja.
2. Gerakan feeding (langkah pemakanan)
gerakan ini menghasilkan ketebalan tatal
yang terpotong.
3. Pengaturan dalamnya pemotongan
6

pengaturan ini menghasilkan kedalaman
pemotongan yangeratkaitannya dengan
perencanaan waktu pemesinan.
Jenis-jenis penyayatan yang bisa dilakukan
untuk proses sekrap (Gambar ) yaitu
penyayatan permukaan (facing), alur
(slotting)dan tangga (steps).

1.5 KOMPONEN MESIN SEKRAP DAN
FUNGSI

7

Badan mesin merupakan keseluruhan
mesin tempat mekanikpenggerak dan tuas
pengatur.
 meja mesin
fungsinya merupakan tempat kedudukan
benda kerjaatau penjepit benda kerja.
Meja mesin didukung dandigerakkan oleh
eretan lintang dan eretan tegak, eretan
lintang dapat diatur otomatis.
 Lengan
fungsinya untuk menggerakan pahat maju
mundur Lengan diikat engan engkol
menggunakan pengikatlengan Kedudukan
8

lengan diatas badan dan dijepitpelindung
lengan agar gerakannya lurus.
 Eretan Pahat
fungsinya untuk mengatur ketebalan
pemakanan pahat. Dengan memutar roda
pemutar maka pahat akan turun atau naik
ketebalan pamakanan dapat dibaca pada
dial eretan dapatdimiringkan untuk
penyekrapan bidang bersudut atau
miring.Kemiringan eretan dapat dibaca
pada pengukur sudut eretan.
 Pengatur kecepatan
fungsinya untuk mengatur atau memilih
jumlah langkah lengan mesin per menit,
untuk pemakanan tipis dapat
dipercepat,pengaturan arus pada saat
mesin berhenti.
 Tuas panjang langkah
Berfungsi mengatur panjang pendeknya

langkah pahat ataulengan sesuai panjang
9

benda yang disekrap. Pengaturan
denganmemutar tap ke arah kanan atau
kiri tuas posisi pahat.
 Tuas ini terletak pada lengan mesin
berfungsiuntuk mengatur kedudukan pahat
terhadap bendakerja. Pengaturan dapat
dilakukan setelahmengendorkan pengikat
lengan.
Tuas pengatur gerakan otomatis meja
melintang untuk menyekrap secara
otomatis diperlukanpengaturan-pengaturan
panjang engkol yangmengubah gerakan
putar mesin pada roda gigimenjadi gerakan
lurus meja. Dengan demikian
mejamelakukan gerak ingsutan (Feeding).
1.6 JENIS – JENIS MESIN SEKRAP
Mesin sekrap yang sering digunakan

adalah mesin sekraphorisontal. Selain itu

10

ada mesin sekrap vertikal yang
biasanyadinamakan mesin Slotting /
slotter. Proses sekrap ada dua macamyaitu
proses sekrap (shaper) dan Planer. proses
sekrap dilakukan
untuk benda kerja yang relatif kecil,
sedang proses planer untukbenda kerja
yang besar.

a. MESIN SEKRAP HORIZONTAL
(SHAPER)
Mesin jenis ini umum dipakai untuk
produksi dan pekerjaan serbagunaterdiri
atas rangka dasar dan rangka yang
mendukung lengan horizontal. Bendakerja
didukung pada rel silang sehingga

memungkinkan benda kerja
untukdigerakkan ke arah menyilang atau
vertikal dengan tangan atau penggerak
daya.

11

Pada mesin ini pahat melakukan
gerakan bolak-balik, sedangkan benda
kerjamelakukan gerakan ingsutan. Panjang
langkah maksimum sampai 1.000
mm,cocok untuk benda pendek dan tidak
terlalu berat.
(Sumber:http:\\mesinperkakas.com/
mesin-sekrap)

Mesin Sekrap Horizontal

b.MESIN SEKRAP VERTIKAL (SLOTTER)
Mesin Sekrap jenis ini digunakan untuk

pemotongan dalam,menyerut dan bersudut
serta untuk pengerjaan permukaanpermukaanyang sukar dijangkau. Gerakan
12

pahat dari mesin ininaik turun secara
vertikal,sedangkan benda kerja bisa
bergeserke arah memanjang dan
melintang. Mesin jenis ini juga
dilengkapidengan meja putar, sehingga
dengan mesin ini bisa dilakukanpengerjaan
pembagian bidang yang sama besar.
Mesin Sekrap Vertikal (Slotter)
Sumber: http:
\\mesinperkakas.com/mesin-sekrap)

c.MESIN SEKRAP ERETANV(PLANNER)

13

Mesin Planner digunakan untuk
mengerjakan benda kerja yangpanjang dan
besar (berat). Benda kerja dipasang pada
eretanyang melakukan gerak bolak-balik,
sedangkan pahat membuatgerakan
ingsutan dan gerak penyetelan. Lebar
benda ditentukanoleh jarak antar tiang –
tiang mesin.
Mesin Sekrap Eretan (Planner).
(http://google/indoteknik.com, 2011)
Gambar Mesin sekrap eretan
(planner)

14

2.1 MEKANISME KERJA MESIN SEKRAP
Mekanisme yang mengendalikan mesin
sekrap ada dua macam yaitumekanik dan
hidrolik. Pada mekanisme mekanik
digunakan crank mechanism.Pada
mekanisme ini roda gigi utama (bull gear)
digerakkan oleh sebuah
pinionyangdisambung pada poros motor
listrik melalui gear box dengan
empat,delapan, atau lebih variasi
kecepatan. RPM dari roda gigi utama
tersebut menjadilangkah per menit
(strokes per minute, SPM). Gambar
skematik mekanismedengan sistem
hidrolik.
Mesin dengan mekanisme sistem
hidrolik kecepatansayatnya dapat diukur

15

tanpa bertingkat, tetap sama sepanjang
langkahnya. Padatiap saat dari langkah
kerja, langkahnya dapat dibalikkan
sehingga jika mesinmacet lengannya dapat
ditarik kembali. Kerugiannya yaitu
penyetelen panjang
langkah tidak teliti.

2.2CARA PENGGUNAANMESIN SEKRAP
Cara penggunaan mesin sekrpa meliputi
beberapa tahap, mulai dari menjalankan
mesinhingga, melakukan penyekrapan
dengan jenis pahat yang digunakan.
Berikutlangkah proses sekrap.

16

1.Menjalankan mesinBerikut ini langkahlangkah menjalankan mesin:
a)

Lengan digerakkan dengan cara

memutar roda pemeriksa untuk
melihatkemungkinan tertabraknya
lengan.
b)

Menentukan banyak langkah per

menit.
c)Motor mesin dihidupkan. Dengan cara
memasukkan tuas kopling mesinmulai
bekerja.
d)

Mencoba langkah pemakanan

(feeding) dari meja, mulaidari langkah
halus sampai langkah kasar. Perhatikan
seluruh gerak mesin.
e)

Menghentikan kerja mesin

dilakukan dengan cara melepas tuas
kopling
f) kemudian matikan motor.

17

2.3 MACAM – MACAM PROSES
PENYEKRAPAN
Proses penyekrapan dapat dilakukan
dengan berbagai
cara,berikutpenjelasannya:
a.Penyekrapan datar
Penyekrapan bidang rata adalah
penyekrapan benda kerja
agarmenghasilkan permukaan yang rata.
Penyekrapan bidang rata dapat
dilakukandengan cara mendatar
(horizontal) dan cara tegak (vertikal).
Pada penyekrapan arah mendatar yang
bergerak adalah benda kerja atau meja ke
arah kiri kanan.
Pahat melakukan langkah penyayatan dan
ketebalan diatur dengan menggeser
eretan pahat.
b. Penyekrapan tegak

18

Pengaturan ketebalan dilakukan
dengan menggeser meja. Pahat
harusdiatur sedemikian rupa (menyudut)
sehingga hanya bagian ujung saja
yangmenyayat dan bagian sisi dalam
keadaan bebas. Tebal pemakanan diatur
tipis± 50 mm. Langkah kerja penyekrapan
tegak sesuai dengan penyekrapan
yangdatar.
c. Penyekrapan menyudut
Penyekrapan bidang menyudut adalah
penyekrapan benda kerja
agarmenghasilkan permukaan yang miring/
sudut. Pada penyekrapan ini yangbergerak
adalah eretan pahat maju mundur.
Pengaturan ketebalan dilakukandengan
memutar ereten pahat sesuai dengan
kebutuhan sudut pemakanan.

19

d. Penyekrapan alur
Menurut alur penyekrapan, mesin
sekrap dapat digunakan untuk membuat
alur:
1.Alur terus luar
2..Alut terus buntu.
3. Alur terus dalam
. 4. Alut terus tembus.

2.4 MENGATURPANJANG LANGKAH
DAN KEDUDUKAN LANGKAH
Untuk mengatur panjang langkah dan
kedudukan langkah kita harus
memperhatikan sebagai berikut:
Hitung langkah yang diperlukan sesuai
dengan panjang benda kerja yaitu
20

panjang benda kerja ditambah dengan
kebebasan langkah kemuka dan
kebelakang.
PL = L + x + ½ x
L = panjang benda kerja
x = kebebasan langkah kebelakang (1 –
12m)
½ x =kebebsan langkah kemuka (+ 6 mm)

(http://google/indoteknik.com, 2011)
Gambar 4.7 Menghitung langkah

21

Jalankan mesin kemudian matikan mesin
pada kedudukan pahat palingbelakang.
Kendorkan mur pengikat tuas B kemudian
aturlah panjang langkah(memperpanjang/
memperprndek).
Dengan jalan memutar tuas B dengan
engkolpemutar b kekanan/kekiri. Bacalah
pada skala langkah. Kendorkan tuas
pengikatA. Aturlah kedudukan benda kerja
dengan jalan mendorong lengan
penumbukkemuka atau kebelakang.
Setelah mendapatkan langkah yang
dikehendakikencangkan kembali tuas
pengikat A. Jalankan mesin dan periksalah
apakahpanjang dan kedudukan langkah
sudah sesuai.
2.5 KECEPATAN LANGKAH
Langkah pemakanan yaitu langkah
maju pada mesin sekrap adalah

22

lebihlambat dari pada langkah mundur. Ini
disebabkan karena jarak yang
ditempuhpena engkol pada waktu maju
lebih jauh daripada jarak yang ditempuh
pada
waktu mundur.
Perbandingan waktu = Langkah maju = 3
Langkah mundur = 2
Jumlah perbandingan = 3 + 2 = 5

(http://google/indoteknik.com, 2011)
Gambar 4.8 Kecepatan Langkah

Waktu yang digunakan untuk langkah maju
dalam satu menit adalah 3/5menit.

23

Besar kecepatan langkah mesin yang
digunakan pada waktu
menyekrapditentukan oleh:
1. Kekerasan pahat
2. Kekerasan bahan yang disekrap
3. Panjang langkah mesin (panjang bahan
yang disekrap)

Sistematik Satuan Metrik
Jika panjang langkah = L mm dan
banyak langkah dalam 1 menit jarakyang
ditempuh oleh langkah maju dalam 1 menit
adalah n x Lx m 1000Kecepatan
pemotongan atau cutting speed (Cs) =
jarak tempuh dibagi waktu.

24

n = jumlah langkah tiap menit
L = panjang langkah (dalam mm)
Cs = kecepatan potong (cutting speed)
dalam m/menit.
Sistem Satuan Inchi
Jika panjang langkah L inchi dan
banyak langkah dalam 1 menit = n,
maka jarak yang ditempuh dalam 1 menit
= n x L/12 kaki.
Kecepatan potong :

25

Dimana:
n = banyak langkah tiap menit
Cs = kecepatan potong/cutting speed
(dalam kaki/menit)
L = panjang langkah dalam inchi
Daftar Cutting Speed (Cs)
Untuk Pahat HSS

Contoh perhitungan :
Berapakah jumlah langkah yang
diambil untuk menyekrap mild steel
dengan
pahat HSS jika panjang langkah = 200 mm
dan kecepatan potong Cs = 30
m/menit.

26

catatan :
Selain memperhatikan perhitungan diatas,
dalam menentukan kecepatan langkah
juga ditentukan oleh:
a. Kehalusan yang diinginkan (fnishing).
b. Kondisi mesin (kemampuan mesin dan
getaran mesin).
c. Dalam pemakanan.

2.6 PAHAT SEKRAP
Pahat Sekrap mempunyai bermacammacam sudut kegunaan. Sudut-sudut
27

pahat dapat dilihat pada gambar dibawah
ini:

(http://google/indoteknik.com, 2011)
Gambar Sudut-sudut Pada Pahat

1. Sudut potong (cutting angel)
2. Sudut bibir potong (lip angel)
3. Sudut bebas ujung/muka (end relif)
4. Sudut tatal belakang (back rack angel)
5. Sudut sisi sayat (side rack angel)
6. Sudut sisi bebas (side clearance)
2.7 CARA MEMASANG PAHAT
28

Pahat-pahat sekrap yang besar dapat
dipasang langsung pada penjepit
(toolpost), sedangkan pahat-pahat yang
kecil dipasang pada tool post
denganperantaraan pemegang pahat (tool
holder). Dilihat dari bentuk dan fungsinya
ada3 macam tool holder, yaitu :
1. Tool holder lurus
2. Tool holder bengkok (tool hoder kiri atau
kanan)
3. Universal tool holder, yaitu tool holder
yang dapat menjepit pahat pada
5kedudukan pahat (gambar 9). Dengan
demikian universal tool holder lurus
atau sebagai tool holder kiri/kanan.

29

(http://google/indoteknik.com, 2011)
Gambar Pahat Universal

Prinsip Dasar PemotonganPahat bergerak
maju undur, benda kerja bergerak ke arah
melintang. Pemotongan hanya terjadi pada
gerak langkah maju, pada saat langkah

30

mundur benda kerja bergeser

2.8 MACAM – MACAM BENTUK PAHAT
SEKRAP
a. Pahat sekrap kasar lurus
b. Pahat sekrap kasar lengkung

31

c. pahat sekrap datar
d. pahat sekrap runcing

e. pahat sekrap sisi
f. pahat sekrap sisi kasar
g. pahat sekrap sisi datar

32

h. Pahat sekrap profl

Geometri pahat sekrap
α = sudut bebas
β = sudut mata potong (baji)

33

γ = sudut buang
δ = sudut potong (α + β)

Elemen Dasar Proses Sekrap

34

Pada proses sekrap gerak makan (f) adalah
gerakan pahat perlangkah penyayatan,
kecepatan potong adalah kecepatan
potong rata-rata untuk gerak maju dan
gerak kembali dengan perbandingan
kecepatan (Rs) = Vm/Vr.
Harga Rs