92049-6-689790148772 (1)

modul 06 Genap 2008/2009

Program Studi Teknik Industri,

Fakultas Teknologi Industri,

Universitas Mercu Buana

PROGRAM KULIAH KARYAWAN

MODUL KULIAH KE – 06

Mata Kuliah : Proses Produksi

Dosen : Mahfudz Al Huda

PROSES BUBUT (TURNING PROCESSES)

I. Cutting Condition in Turning

Kecepatan Potong (Cutting Speed), v :

dimana, v: cutting speed (m/min), N: rotational speed of spindle (rpm:

rev/min), dan D0: original diameter of the work (mm)

Kedalaman potong (Depth of cut), d :

dimana, Df: final diameter of the work (mm) dan d: depth of cut (mm)

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Dr. Mahfud Al-Huda

PROSES PRODUKSI 1


Waktu riil pemesinan/pemotongan (time of actual machining (min), Tm:

dimana, f: feed rate in mm/rev, fr: feed rate in mm/min

Tm: time of actual machining (min) dan L: length of the work (mm)

Kecepatan pemindahan material (material removal rate), MRR:

dimana, MRR: material removal rate (mm3/min)

II. Definisi Proses Bubut dan Jenis-jenis Prosesnya.

Proses Bubut (Turning Process): proses pemesinan dimana sebuah pahat

bermata tunggal menghilangkan (memotong) bagian bahan pada permukaan

benda kerja yang berbentuk silindris. Paha diumpankan dengan lurus searah

paralel terhadap sumbu putar benda kerja. Mesin yang digunakan untuk

proses ini disebut mesin bubut (lathe).

Beberapa jenis proses pemesinan yang dapat dilakukan oleh proses

bubut:

a. Straight turning. Pahat diumpankan pada arah paralel dengan

sumbu putar benda kerja (sumbu X).

b. Taper turning. Pahat diumpankan pada satu sudut, sehingga

membentuk silinder tirus atau kerucut.

c. Profiling/Contour turning. Pahat mengikuti suatu contour/profil,

shg dihasilkan bentuk profil.

d. Facing. Pahat diumpankan tegak lurus terhadap sumbu putar

benda kerja pada salah satu sisinya sehingga membentuk sisi

yang datar.

e. Form turning/Forming. Pahat memiliki suatu bentuk yang akan

dicetak pada benda kerja dengan ditekankan tegak lurus terhadap

sumbu putar benda kerja.

f. Boring. Pahat diumpankan lurus paralel dengan sumbu putar

benda kerja, pada permukaan diameter dalam suatu lobang yang

telah terdapat pada benda kerja.


PROSES PRODUKSI 2


g. Drilling. Pahat drill diumpankan pada benda kerja yang berputar

sepanjang sumbunya. Reaming dapat dilakukan dengan cara

yang sama dengan drilling.

h. Cutting off/Parting. Pahat diumpankan tegak lurus terhadap

sumbu putar benda kerja pada satu tempat untuk memotong

benda kerja.

i. Threading. Proses pembuatan ulir memakai pahat berujung

lancip dengan sudut tertentu diumpankan searah paralel dengan

sumbu putar benda kerja dengan kecepatan umpan yang relatif

besar sehingga membentuk ulir pada benda kerja silinder.

j. Chamfering. Sisi potong pahat digunakan untuk menghilangkan

sisi tajam silinder (“chamfer”).

k. Knurling. Proses membentuk pola silang pada permukaan

silinder untuk lebih mudah dipegang tangan. Lebih merupakan

proses metal forming daripada machining.


PROSES PRODUKSI 3


III. Various Types of Turning


PROSES PRODUKSI 4


IV. Mesin Bubut (The Engine Lathe)


PROSES PRODUKSI 5


V. The Components of a Lathe

Bed, menopang seluruh komponen mesin bubut.

Carriage or carriage assembly, bergerak sepanjang rel (ways), terdiri dari

cross slide, tool post (dudukan pahat), dan apron. Pahat diletakkan pada

tool post, biasanya dilengkapi dengan compound rest yang dapat diputar

untuk mengatur penempatan ujung

Headstock, bagian kepala mesin yang dilengkapi dengan motors, pulleys,

and V-belts untuk menggerakkan spindle pada kecepatan rotasi yang

bervariasi. Headstock memiliki sebuah spindle yang dirangkaikan dengan

chuck atau collets untuk memegang benda kerja.

Tailstock, bagian ekor mesin yang dapat digerakkan sepanjang rel (ways),

digunakan untuk menopang ujung lain dari benda kerja.

Feed rod, tangkai pengumpan yang digerakkan melalui rangkaian roda gigi

dari headstock dan diputar untuk menggerakkan carriage dan cross slide.

Lead screw, digunakan untuk proses pembuatan ulir (threading). Split nut

adalah tuas pengarah untuk menggerakkan lead screw.

Spesifikasi mesin bubut ditentukan oleh (a) swings, yaitu diameter

maksimum benda kerja yang dapat diproses; (b) jarak maksimum antara

headstock dan tailstock; serta (c) panjang bed.

Mesin Tracer (Tracer (or duplicating, or contouring) lathes), mampu

membentuk komponen dengan berbagai contour, pahat mengikuti alur yang

merupakan duplikat dari bentuk template yang digerakkan dengan sistem

hydraulic atau elektrik.

Mesin Turret (Turret lathes), dilengkapi dengan turret, dudukan pahat yang

dipasang banyak pahat sekaligus, sehingga mampu melakukan banyak

proses sekaligus seperti turning, boring, drilling, thread cutting, and facing.

Beberapa pahat ditempatkan sekaligus pada main turret segi enam.


PROSES PRODUKSI 6


VI. Tool Geometry


PROSES PRODUKSI 7


VII. Computer Numerical Control (CNC) Lathes

Gerak dan kendali mesin serta komponennya dijalankan oleh computer

numerical controls (CNCs). Mesin bubut ini biasanya dilengkapi dengan satu

atau lebih turrets; tiap turrets dilengkapi dengan serangkai pahat dan dapat

melakukan berbagai proses sekaligus pada permukaan benda kerja yang

berbeda.


PROSES PRODUKSI 8


VIII. High Speed Machining (HSM)

Teknologi high speed machining (HSM) mulai dikembangkan sejak 1950-

an karena adanya tuntutan peningkatan produktivitas tinggi dan penurunan

biaya produksi. Jika kecepatan potong ditingkatkan maka MRR akan

meningkat.

Istilah high speed adalah relative, tergantung pada bahan benda kerja.

Berikut ini contoh pembagian proses machining berdasar kecepatan potong:

o High speed: 600 – 1,800 m/min

o Very high speed: 1,800 – 18,000 m/min

o Ultra high speed: greater than 18,000 m/min

Faktor-faktor penting untuk melakukan HSM adalah:

o Pemilihan bahan pahat yang tepat.

o Daya (power), kekakuan (stiffness) dan kapasitas damping mesin

perkakas.

o Kekakuan (stiffness) dudukan pahat dan benda kerja.

o Desain spindle khusus untuk daya besar dan kecepatan rotasi tinggi.

o Kelembaman (inertia) komponen mesin perkakas.

o Penggerak kecepatan umpan tinggi.

o Tingkat automasi.

IX. Ultra-Precision Machining

Sejak awal tahun 1960-an permintaan manufaktur komponen presisi makin

meningkat, untuk komponen computer, elektronik, energi nukler, dll. Contoh:

optical mirrors, memory disks, drums for photocopying machines, dg

penyelesaian permukaan (surface finish) pada tingkat puluhan nanometers.

Ini disebut ultra-precision machining (diamond turning).

Pahat yang digunakan adalah single-crystal diamond, yang ujungnya

dipertajam dengan proses polishing dan memiliki radius beberapa puluh

nanometer. Keausan pahat diamond menjadi masalah besar; sehingga

dikembangkan proses pada suhu rendah: cryogenic diamond turning, pahat

didinginkan dengan nitrogen cair pada suhu sekitar –120°C.

Bahan benda kerja meliputi paduan tembaga, paduan aluminium, perak,

emas, acrylics, dll.


PROSES PRODUKSI 9


Kedalaman potong (depth of cut) berkisar beberapa nanometer. Pada level

ini, bahan keras dan getas menghasilkan geram kontinu; semakin besar

kedalaman potong menghasilkan geram tidak kontinu.

Mesin perkakas dibuat dengan kepresisian sangat tinggi dan kekakuan

mesin, spindle dan pemegang benda kerja yang sangat tinggi. Beberapa

komponen mesin dibuat dari bahan dengan thermal expansion rendah dan

stabilitas dimensional tinggi. Mesin ditempatkan pada lokasi bebas debu

(clean room) dimana suhu dikontrol dengan toleransi satu derajat. Getaran

dari eksternal dan intenal diredam semaksimal mungkin. Kontrol

pengumpanan dan pemosisian dibuat dengan laser metrology, dan mesin

dilengkapi sistem kendali komputer yang paling maju dan dilengkapi dengan

kompensasi kesalahan panas mauapun geometri error-compensating).

Referensi.

1. Fundamentals of Modern Manufacturing, Materials, Processes, and

Systems; Second Edition, Mikell P. Groover; John Wiley & Sons, Inc.

2. Teknologi Mekanik, Sriati Djaprie, Penerbit Erlangga. Terjemahan dari:

Manufacturing Process, B.H. Amstead, Philip F. Ostwald, Myron L. Begeman

John Wiley & Sons

3. Manufacturing Process I, Kenji Asakura, Fumio Hasimoto, Kyouritsu Syuppan,

2002.

4. Teknologi Mekanik Jilid 2, Bambang Priambodo, Penerbit Erlangga.

Terjemahan dari: Manufacturing Process, B.H. Amstead, Philip F. Ostwald,

Myron L. Begeman John Wiley & Sons

5. Manufacturing Process II, Kenji Asakura, Fumio Hasimoto, Kyouritsu Syuppan,

2002

6. Manufacturing Processes for Engineering Materials, Fourth Edition, Serope

Kalpakjian and Steven R. Schmid, Prentice Hall, New Jersey, 2003.


PROSES PRODUKSI 10

92049-6-689790148772 (1)

Documents

dari benda kerja

mesin yang digunakan

dilengkapi dengan turret

mahfud alhuda p

tool post dudukan pahat

mahfudz al huda

dan d0

digunakan untuk menopang