Proses Pembubutan Analisa Gaya dan Suhu Pemotongan Terhadap Geometri Geram Pada Proses Pemesinan Laju Tinggi, Keras dan Kering (Bahan AISI 4140 – Pahat CBN)

2.2 Proses Pembubutan

Proses pemotongan dengan logam merupakan suatu proses yang digunakan untuk mengubah bentuk suatu produk dari logam komponen mesin dengan cara memotong. Prinsip pemotongan logam dapat didefenisikan sebagai sebuah aksi dari alat potong yang dikontakkan dengan sebuah benda kerja untuk membuang permukaan benda kerja tersebut dalam bentuk geram Yuliarman, 2008. Proses bubut merupakan satu diantara 7 tujuh jenis proses pemesinan yang digunakan pada pemotongan logam. Dalam prosesnya digunakan mesin bubut yang memiliki chuck atau pencekam dan berputar pada sebuah sumbu, alat potong bergerak arah aksial terhadap benda kerja sehingga terjadi pemotongan dan menghasilkan permukaan yang konsentris dengan sumbu putar benda kerja. Proses pembubutan biasanya digunakan untuk memproses benda kerja dengan hasil atau bentuk penampang lingkaran atau benda kerja berbentuk silinder Kurniawan, 2008. Gambar 2.2 adalah skematis dari sebuah proses bubut dengan N adalah putaran poros utama, f adalah pemakanan, dan a adalah kedalaman potong. Gambar 2.2 Proses Bubut Sumber : Gutowski, 2009 . Bagian-bagian serta penamaan nomenclature dari alat potong yang digunakan pada proses bubut dijelaskan pada gambar 2.3. Radius pahat potong menghubungkan sisi dengan ujung pootong cutting edge dan berpengaruh terhadap umur pahat, gaya radial, dan permukaan akhir Universitas Sumatera Utara a b Gambar 2.3 Penamaan nomenclature pahat kanan Ada tiga parameter utama yang mempengaruhi gaya potong, peningkatan panas, keausan, dan integritas permukaan benda yang dihasilkan. Ketiga parameter itu adalah kecepatan potong v , pemakanan f , dan kedalaman potong a .Kecepatan potong adalah kecepatan keliling benda kerja dengan satuan mmin.Pemakanan adalah perpindahan atau jarak tempuh pahat tiap satu putaran benda kerja mmrev. Kedalaman potong merupakan tebal material terbuang pada arah radial mm. Menurut Rochim 1993, kecepatan pembuangan geram dapat dipilih agar waktu pemotongan sesuai dengan yang dikehendaki. Hal ini dimaksudkan agar produktivitas pemesinan dapat optimal. Untuk itu perlu dipahami lima elemen dasar proses pemesinan, yaitu: 1 kecepatan potong cutting speed : Vc mmin 2 kecepatan makan feeding speed : v f mmmin 3 kedalaman potong depth of cut : a mm 4 waktu pemotongan cutting time : t c min, dan 5 kecepatan penghasilan geram : z cm 3 min rate of metal removal Kelima elemen proses pemesinan di atas dihitung berdasarkan dimensi benda kerja danatau pahat serta besaran dari mesin yang digunakan. Dikarenakan besaran mesin pemotongan logam yang dapat diatur ada bermacam-macam dan Universitas Sumatera Utara bergantung pada jenis mesin pemotong, maka rumus yang digunakan untuk menghitung setiap elemen proses pemesinan dapat berlainan. Untuk proses bubut elemen dasarnya dapat diketahui dengan memperhatikan gambar di bawah ini Gambar 2.4 Proses Bubut Sumber :Rochim, 1993 Geometri benda kerja ; d o = diameter mula mm d m = diameter akhir mm l t = panjang pemesinan mm Pahat : K r = sudut potong utama  o = sudut geram Mesin bubut : a = kedalaman potong a = mm f = pemakanan mmputaran n = putaran poros utama rpm Universitas Sumatera Utara Berdasarkan besaran-besaran di atas, maka kondisi pemotongan dapat ditentukan sebagai berikut:  laju pemotongan velocity of cut 2.1 dengan, Vc = laju pemotongan mmin n = putaran spindle benda kerja rpm d = diameter rata-rata mm yaitu 2.2 dimana: d o = diameter mula benda kerja mm d m = diameter akhir benda kerja mm  laju pemakanan feeding velocity 2.3 Dimana : V f = laju pemakanan mmmin f = pemakanan mmrev n = putaran spindle benda kerja rpm  waktu pemotongan cutting time 2.4 Dimana : t c = waktu pemotongan min l t = panjang pemesinan mm V f = laju pemakanan mmmin  laju pembuangan geram metal removal rate Z = A.v 2.5 dengan, Z = laju pembuangan geram cm 3 min v = laju pemotongan mmin A = Penampang geram sebelum terpotong mm 2 A = f.a 2.6 maka Z = f.a.v 2.7 Universitas Sumatera Utara Sudut potong utama principal cutting edge angle K r adalah sudut antara mata potong utama dengan laju pemakanan V f , besarnya sudut tersebut ditentukan oleh geometri pahat dan cara pemasangan pada mesin bubut. Untuk nilai pemakanan f dan kedalaman potong a yang tetap maka sudut ini akan mempengaruhi lebar pemotongan b dan tebal geram sebelum terpotong h sebagai berikut :  lebar pemotongan b = mm 2.8  tebal geram sebelum terpotong h h = mm 2.9 Dengan demikian penampang geram sebelum terpotong adalah : A = f.a = b.h mm 2.10

2.3 AISI 4140