Pertemuan ke-4

MESIN BUBUT (LATHE ENGINE)

Karena salah satu jenis mesin-mesin perkakas yang paling sering digunakan karena kegunaan nya yang begitu luas adalah mesin bubut, maka dibawah ini masalah mesin bubut masih akan lebih disoroti lagi, agar lebih dipahami.

Mesin bubut, termasuk mesin perkakas dengan gerak utama berputar. Hal ini disebut gerak utama berputar, karena pada saat beroperasi, benda kerja nya yang berputar.

3.1. FUNGSI DAN UKURAN MESIN BUBUT

Fungsi mesin bubut adalah untuk memotong/menghilangkan sebahagian dari benda kerja dengan gerak berputar, sehingga pada akhirnya menjadi benda/produk yang dapat dimanfaatkan sesuai dengan fungsi nya.

Adapun jenis-jenis kegiatan yang dapat dikerjakan pada mesin bubut adalah:

- membubut lurus

- membubut tirus atau konis

- membubut alur

- membor

- membuat ulir

- meng-kartel

- me-reamer

- mengetap

- menyenai

- menggrinda

-dll.

Ukuran utama sebuah mesin bubut dapat dilihat pada gambar ilustrasi dibawah ini:

Keterangan: A = panjang mesin bubut total (seluruh nya)

B = Jarak antara center pada headstock (kepala tetap) sampai dengan center pada

tailstock (ekor tetap)

C = Diameter maksimum benda yang dapat dikerjakan (bila alas dibuka)

D = Diameter mesin maksimum sampai ke alas.

3.2. JENIS-JENIS MESIN BUBUT

Menurut jenis dan fungsinya, maka mesin bubut dapat dikelompokkan menjadi:

a. Instrumen Lathe Engine (Mesin bubut Instrumen)

Mesin bubut jenis ini biasanya digunakan untuk membuat suatu produk (benda kerja) yang kecil ukuran nya, tetapi dengan tingkat ke presisian yang tinggi dan jumlah banyak (mass product).

b. Bench Engine Lathe (Mesin Bubut Meja)

Mesin bubut ini biasanya digunakan untuk membuat produk-produk yang lebih besar dibanding kan dengan produk instrument lathe engine. Mesin bubut jenis ini dapat ditempatkan di atas bangku/meja kerja atau pun mesin yang mempunyai kaki terbuat dari baja profil dan pelat baja.

c. Standard Engine Lathe (Mesin Bubut Standar)

Mesin bubut jenis ini, selain dapat memproduksi benda kerja yang lebi besar, juga lebih panjang.

d. Gap Lathe Head Engine (Mesin Bubut Celah)

Mesin bubut ini selain dapat mengerjakan benda-benda kerja yang besar, juga dengan diameter yang relatif besa, sebab bagian alas dari mesin ini, yakni yang berdekatan dengan kepala tetap, dapat dilepas-lepas dan akan menghasil kan celah, untuk kemudian akan di tempati oleh benda kerja berdiameter besar tersebut

e. Turret Lathe Engine (Mesin Bubut Turret)

Mesin bubut jenis ini mempunyai ekor putar tetap, dimana dapat di pasangkan 6 (enam) alat potong, sesuai dengan yang dibutuh kan. Benda kerja dijepit pada chuck (cekam ber rahang tiga), alat potongnya dapat di setel sedemikian rupa sesuai dengan yang di inginkan, misalnya:

- facing : mem bubut muka

- turning : mem bubut rata

- cutting : me motong

- grooving : membuat alur

- drilling : mengebor (melubangi)

- reaming : menghaluskan lubang

- dll.

f. Computer Numerically Control Lathe Engine - CNC Machine (Pengendalian Secara Numerik)

Sebelum mesin di operasikan, lazim nya dibuatkan suatu program (software) komputer yang sesuai bentuk benda kerja yang akan dibuat. Program ini terdiri dari sederetan instruksi-instruksi yang di kodefikasi dalam bentuk algoritma matematis, sehingga disebut: kendali numerik

Dengan mem-program kan kedudukan pahat terhadap benda kerja, tebal nya penyayatan,panjang yang akan dibubut, diameter yang di inginkan, dll, maka mesin jenis ini akan bekerja secara otomatis.

3.3. PERBEDAAN ANTARA BUBUT TURET DENGAN BUBUT MESIN

Perbedaan utama antara ke dua mesin ini adalah bahwa bubut turet disesuaikan untuk pekerjaan memproduksi dalam jumlah yang banyak (mass product), sedangkan mesin bubut, terutama digunakan untuk berbagai penugasan, ruang perkakas atau pekerjaan operasi terbatas. Ciri utama dari mesin bubut turet adalah:

a. Pahat dapat dikunci secara permanen dalam turet pada urutan yang sesuai dari penggunaan nya.

b. Setiap pos dilengkapi dengan penghenti hantaran atau pelompat hantaran, sehingga masing-masing pemotongan oleh pahat berikut nya akan selalu sama dengan pemotongan sebelumnya.

c. Pemotongan majemuk dapat diambil dari pos yang sama, misal nya pembubutan dan/atau pemotongan lubang sebanyak dua buah atau lebih.

d. Pemotongan kombinasi dapat dibuat, yaitu dengan menggunakan pahat peluncur dan pada saat yang bersamaan pahat turet yang memotong.

e. Kekakuan yang berlebihan dalam memegang benda kerja dan pahat nya da adaptasikan kepada mesin nya, sehingga memungkinkan untuk pemotongan jamak dan kombinasi

f. Dimungkinkan untuk menambahkan peralatan bantu, misalnya untuk keperluan bubut tirus, pemotongan ulir, membuat duplikat, dll.

3.4. BAGIAN-BAGIAN UTAMA MESIN BUBUT

Secara umum komponen utama dari mesin bubut adalah (lihat gambar):

Keterangan Gambar:

A = Kepala tetap (Headstock)

B = Ekor tetap/Kepala lepas (Tailstock)

C = Apron

D = Bed (Alas)

Selain itu masih ada lagi yang disebut dengan perlengkapan mekanik dan elektik nya, agar lebih jelas, maka dapat dilihat pada gambar diatas.

Penjelasan Singkat:

a. Headstock (Kepala Tetap)

Kepala tetap berada di bagian atas dari mesin bubut, selain itu kepala tetap dihubungkan dengan poros spindel dan disekitar nya terdapat gear box (rumah roda gigi), handel-handel pengatur kecepatan, pembalik hantaran. Juga disekitar nya akan terdapat daftar hantaran, tabel ulir, baik yang metrik maupun dalam satuan inci.

b. Tailstock (Ekor atau Kepala Lepas)

Tailstock ditempatkan pada bed engine (alas), dimana fungsinya sebagai alat bantu untuk melakukan pembubutan yang panjang, melakukan pem boran dan membuat tirus atau pun konis.

c. Lathe Engine Bed (Alas Mesin Bubut)

Biasanya alas sebuah mesin bubut terbuat dari bahan besi cor kelabu, dimana ke-2 (dua) sisi bagian luarnya berbentuk “V” yang berfungsi selain tempat berjalan nya eretan, juga sebagai tempat kedudukan tailstock. Bagian atas dari alas dibuat se halus/licin mungkin, agar mempermudah gerakan dari eretan. Permukaan luar yang berbentuk V tersebut, biasanya di hardening (diperkeras), dengan tujuan agar kuat menahan gesekan dari eretan dan tailstock yang selalu berada diatas nya.

e. Carriage (Eretan)

Secara umum sebuah mesin bubut dilengkapi oleh 2 (dua) buah eretan, yakni satu eretan atas dan satu eretan bawah (lihat gambar berikut ini).

Eretan atas ini bergerak melintang, yakni dari depan ke belakang, sedangkan eretan bawah akan bergerak secara horizontal, yakni pada bidang mendatar.

3.4. TABEL KECEPATAN POTONG KHUSUS

Berikut ini akan diberikan sebuah tabel Kecepatan Potong yang diperoleh dari hasil empiris untuk material benda kerja yang sering digunakan dan material pahat tertentu. Bila dikatakan kasar, maka ini berarti: kegiatan pembubutan awal dari benda kerja, sedangkan bila dikatakan selesai, maka ini berarti: kegiatan akhir dari pembubutan benda kerja.

No	Material Benda Kerja	Pahat HSS		Pahat Karbida
		Kasar	Selesai	Kasar	Selesai
1 2 3 4 5 6 7 8 9	Baja Karbon 1010,1025 Baja medium Baja Pemotong bebas Baja Nikel 2330 Chrom Nikel 3120,5140 Besi Cor Kelabu Kuningan Aluminium Plastik	25 ¸ 40 20 ¸ 40 25 ¸ 45 20 ¸ 35 15 ¸ 25 25 ¸ 30 40 ¸ 70 30 ¸ 35 30 ¸ 60	70 ¸ 90 60 ¸ 85 75 ¸ 110 60 ¸ 85 45 ¸ 60 40 ¸ 45 85 ¸ 110 70 ¸ 110 90 ¸ 150	90 ¸ 120 75 ¸ 110 110 ¸ 140 70 ¸ 100 55 ¸ 80 60 ¸ 75 120 ¸ 150 60 ¸ 90 45 ¸ 75	170 ¸ 215 140 ¸ 185 185 ¸ 230 130 ¸ 170 100 ¸ 130 110 ¸ 140 185 ¸ 215 140 ¸ 215 120 ¸ 200

Catatan:

Untuk ke-2 jenis pahat tersebut dengan material benda kerja yang disebutkan pada tabel diatas, maka untuk pemotongan:

· Kasar : Dalamnya pemotongan : (4,75 ¸ 9,53) mm

Hantaran (Feed) : (0,75 ¸ 1,27)

· Selesai : Dalamnya pemotongan : (0,38 ¸ 2,39) mm

Hantaran (Feed) : (0,13 ¸ 0,38)

Contoh Soal:

Material benda kerja adalah Baja karbon berdiameter, D = 30 mm akan di bubut. Hitunglah putaran kasar (roughing) dan selesai (finishing), bila material pahat nya:

a). HSS (High Speed Steel) ?

b). Karbida atau DS (Diamond Steel) ?

Jawab:

a). Pahat HSS

Putaran Kasar, = 265 rpm

Putaran Selesai, = 743 rpm

b). Pahat Karbida

Putaran Kasar, = 955 rpm

Putaran Selesai, = 1805 rpm.

3.5. MACAM-MACAM OPERASI PEMBUBUTAN.

Seperti telah disinggung diatas, bahwa operasi pembubutan adalah beraneka ragam, mencakup membubut, pemboran, pengerjaan tepi, penguliran dan pembubutan tirus. Berikut ini akan diuraikan secara ringkas beberapa jenis operasi yang dapat dilakukan mesin bubut.

a). Pembubutan Silindris.

Cara yang paling umum untuk menyangga /menopang benda kerja, khususnya benda kerja yang berputar adalah dengan menempatkan penopang (support) di antara ke-2 center nya. Keuntungan nya adalah dapat dan mampu menahan pemotongan berat serta sangat sesuai untuk benda kerja yang panjang. Karena di support di antara ke-2 ujungnya, maka selalu akan berputar seragam dengan spindelnya, kecuali dikehendaki lain, maka diperlukan penyetelan yang lain.

Center kepala tetap (head stock) berputar ber sama-sama dengan benda kerja, sehingga tidak ada gesekan, tidak timbul panas, tidak diperlukan pelumasan/pendinginan.

b). Pengerjaan Tepi (facing)

Bila sebuah permukaan akan di potong menggunakan mesin bubut, maka operasi nya disebut pengerjaan tepi.Benda kerja, biasa nya dipegang pada plat muka atau di dalam pencekam, tetapi dalam beberapa kasus, pengerjaan tepi juga dilakukan dengan benda kerja berada di antara kedua pusat mesin nya. Pemotongan dilakukan secara tegak lurus terhadap sumbu putaran, maka kereta luncur nya harus di kunci dengan benar pada bangku pembubut untuk mencegah timbulnya gerakan arah aksial.

c). Pembubutan Tirus

Ada banyak suku cadang (part & component) mempunyai permukaan yang tirus, ketirusan nya pun bervariasi, misalnya tirus curam (roda payung), tirus landai yang terdapat pada mandril pembubut.

Conto-contoh dari pengerjaan tirus adalah: tangkai dari gurdi ulir, ujung frais, pembesar lubang (reamer), arbor dan perkakas-perkakas lain nya.

Dalam praktek komersial, ada beberapa standard ketirusan yang umum digunakan, misalnya:

· Tirus Morse

Banyak digunakan untuk tangkai gurdi, collet (leher) pembubut dan center pembubut, ketirusan nya adalah 0,0502 mm/mm (» 5,02 %).

· Tirus Brown dan Sharpe

Tirus ini terutama digunakan untuk mem-frais spindel mesin, dimana ketirusan nya mencapai sekitar 0,0417 mm/mm (» 4,17 %).

· Tirus Jarno dan Reed

Biasanya digunakan oleh beberapa fabrik pembubut dan perlengkapan penggurdi kecil, dimana ketirusan nya mencapai 0,05 mm/mm (» 5 %).

· Pena Tirus

Sering digunakan sebagai pengunci, dimana ketirusan nya 0,0208 mm/mm (» 2,08 %).

d. Membubut Ulir

Meskipun dimungkinkan untuk membubut atau memotong ulir dalam segala bentuk, namun mesin bubut biasnya dipilih kalau hanya sedikit ulir yang akan dibuat atau apabila di ingin kan bentuk ulir khusus.

Biasanya hampir pada setiap mesin bubut telah tersedia mekanisme pembubutan ulir dan instruksi tersebut sudah juga disertakan pada panel mesin bubut nya. Sehingga hanya dengan memilih dan menarik tuas yang di inginkan, maka mesin akan bekeja untuk membuat ulir sesuai dengan yang di harapkan. Metode lain untuk mendapatkan bentuk ulir adalah dengan menggrinda pahat menjadi bentuk yang sesuai dengan bentuk ulir yangdiharapkan.

Misalnya akan membuat ulir dengan bentuk “V”, maka biasanya dapat dilakukan dengan 2 (dua) metode hantaran pahat. Yang pertama, pahat dapat dihantarkan lurus ke dalam benda kerja dan ulir dibentuk dengan melakukan sederetan pemotongan ringan. Aksi pemotongan nya terjadi pada kedua sisi pahat yang digunakan. Yang kedua, yaitu dengan menghantarkan pahat masuk dengan sudut tertentu. Umumnya pahat nya diberi hantaran positif sepanjang benda kerja, dimana

kecepatan putaran mesin disesuaikan untuk memotong sejumlah ulir yang di inginkan. Hal ini dapat dicapai dengan sederetan roda gigi yang terdapat/terletak dibagian ujung mesin bubut, menggerakkan ulir pengarah yang dihubungkan dengan spindel headstock pada kecepatan yang di inginkan.

Setelah mesin bubut disetel, sebuah ulir hantaran menyilang disetel pada suatu tanda di micrometer dial dan diambil suatu pemotongan yang ringan untuk memeriksa jarak bagi dari ulir. Pada akhir dari setiap pemotongan yang ber urutan, pahat dikeluarkan dari ulir dengan cara memutar ke belakang ulir hantaran menyilang nya. Hal ini diperlukan karena setiap pemutaran balik dalam ulir pengarah, akan dapat mencegah pengembalian pahat dalam pemotongan sebelum nya. Pahat kemudian dikembalikan ke kedudukan selanjutnya untuk mebuat ulir berikut, demikian seterus nya.

Oleh : Ir. Ganda Samosir, M.Sc.