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