bagi tugas
TRANSCRIPT
SOAL
Jelaskan yang kalian ketahui ada berapa proses produksi
pada bidang teknik mesin !
Pengertian Proses produksi merupakan suatu proses
mengubah bahan mentah menjadibahan setengah jadi atau
bahan jadi sehingga meningkatkan nilai guna dari
bahantersebut. Proses produksi dapat diklasifikasikan
menjadi beberapa macam, yaitu :
1. Proses Pemesinan (machining)
Proses pemesinanadalah suatu proses produksi dengan
menggunakanmesin perkakas, dimana memanfaatkan gerak
relatif antara pahat dengan bendakerja sehingga
menghasilkan material sisa berupa geram. Proses pemesinan
bisa juga didefenisikan sebagai suatu proses pemotongan
benda kerja yangmenyebabkan sebagian dari material benda
kerja terbuang dalam bentuk geramsehingga terjadi
deformasi plastis yang menghasilkan produk yang sesuai
denganspesifikasi geometris yang diinginkan.Proses
pemesinan diklasifikasikan menjadi empat, antara lain :
A. Berdasarkan Gerak Relatif
Pahat Gerak relatif merupakan gerak terhadap
titik acuan, gerak relatif pahatterhadap benda kerja
akan menghasilkan geram dan permukaan baru pada
1
bendakerja secara bertahap akan terbentuk menjadi
komponen yang dikehendaki. Berdasarkan gerak relatif
pahat terhadap benda kerja dapat dikelompokanmenjadi
dua yaitu :
Gerak potong (cutting movement)
Gerak potong merupakan gerak relatif antara pahat
dan benda kerjasehingga menghasilkan permukaan baru
pada benda kerja.
Gerak makan (feeding movement)
.Gerak makan merupakan gerak relatif antara pahat
dan benda kerjasehingga menyelesaikan permukaan
baru sampai ujung material.
B. Berdasarkan Jumlah Mata Pahat yang digunakan.
Pada proses pemesinan setiap mesin pekakas yang
kita gunakan memiliki jumlah mata pahat yang
berbeda-beda. Jenis pahat yang digunakan
sesuaikandengan bentuk permukaan akhir dari produk.
Adapun klasifikasi jumlah matapahat dapat
dikelompokan menjadi dua jenis mata pahat yaitu :
pahat bermata potong tunggal(single point cutting
tools )merupakanpahat yang memiliki satu mata
potong. Contohnya : pahat mesin bubut.
2
pahat bermata potong jamak (multiple point cuttings
tools)merupakanpahat yang memiliki mata potong lebih
dari satu. Contohnya : pahat mesingurdi
Tabel Klasifikasi Proses Permesinan Menurut Jenis
Mesin, Jumlah Mata Pahat,Gerak Potong dan Gerak Makan
yang digunakan
.
C. Berdasarkan Orientasi Permukaan
3
Dilihat dari segi orientasi permukaan, proses
pemesinan dapatdiklasifikasikan menjadi dua proses
yaitu:
Permukaan berbentuk silindrik atau konis dan
Permukaan berbentuk rata / lurus dengan atau tanpa
putaran benda kerja.
D. Berdasarkan Mesin yang Digunakan
Dalam proses pemesinan jika kita ingin melakukan
suatu pekerjaan, makaperlu kita ketahui terlebih
dahulu dengan mesin apa kita gunakan sehingga
produk yang kita buat sesuai dengan yang
diinginkan.Dalam satu jenis mesin perkakas kita dapat
melakukan beberapa prosespemesinan, Misalnya; pada
mesin bubut selain membubut dapat pula digunakan untuk
menggurdi, memotong, dan melebarkan lubang (boring)
dengan caramengganti pahat dengan yang sesuai.
Pembagian proses pemesinan berdasarkanmesin perkakas
yang digunakan :
4
Tabel Klasifikasi Proses Pemesinan Berdasarkan Mesin
Perkakas Yang Digunakan
2. Proses Pembentukan (forming)
Proses pembentukan adalah suatu proses produksi
dengan pemberian gayabeban terhadap material hingga
terjadi deformasi plastis dengan atau
tidak menggunakan cetakan. Geometri tersebut
dihasilkan melalui pemberian gayabeban pada benda
kerja. Contohnya pengerolan (rolling) seperti
penempaan,ekstruksi dan lain-lain. Perbedaan antara
proses pemesinan dengan prosespembentukan dapat
dilihat pada tabel berikut.
5
Tabel Perbedaan Proses Pemesinan dengan Proses
Pembentukan
3. Proses Pengecoran (casting)
Proses pengecoranadalah proses produksi
peleburan logam danpenuangan logam cair kedalam
cetakan, pembersihan coran, dan proses daurulang
pasir cetakan. Proses pengecoran merupakan proses
yang paling tuadigunakan manusia dalam pembuatan
benda logam. Contoh produk dapat dibuatdengan proses
ini adalah pahat, paku, dan lain-lain.
4.Proses Penyambungan(Joining)
Proses penyambunganadalah proses produksi
penggabungan dua buahatau lebih material dengan atau
tidak menggunakan material penyambungsehingga
6
terbentuk satu material yang diinginkan.
Penyambungan dapat dilakukanmelalui pengelasan,
mematri, penyolderan, pengelingan, perekatan dengan
lem,penyambungan dengan baut dan lain-lain. Pada
proses pengelasan, bagian logamdisatukan dengan cara
mencairkannya dengan menggunakan panas atau
tanpatekanan. Soldering dan mematri mempunyai proses
yang sejenis yaitu denganmenambahkan logam lain
dalam keadaan cair diantara kedua potongan
logam.Prosescenteringmengikat partikel logam dengan
cara pemanasan. Pada prosesperekatan, perekat yang
digunakan bentuknya dapat berupa serbuk, cairan,
bahanpadat dan pita, yang banyak digunakan untuk
menyambung logam, kayu, kain,plastik, dan lain-lain.
Proses penyambungan dapat dikelompokkan menjadi 2,
yaitu :
a. Penyambungan permanenPenyambungan permanen
adalah penyambungan yang tidak dapatdipisahkan
lagi, apabila dipisahkan akan dapat merusak
komponennya.Contohnya penyambungan pada
pengelasan, patri, solder, paku keling danlain-
lain.
b. Penyambungan sementaraPenyambungan sementara
adalah penyambungan yang dapat
7
dipisahkankembali, contohnya penyambungan
dengan menggunakan baut.
5. Metalurgi Serbuk (powder metallurgy)
Metalurgi serbuk adalah suatu proses produksi
dengan cara pemberianbeban pada serbuk-serbuk logam
sesuai dengan bentuk cetakan yang akan dibuatlalu
dilakukan proses pemanasan (centering) agar partikel
serbuk menyatu(bonding) menjadi massa yang kaku
(rigid ), sesuai dengan geometri yangdiinginkan.
Biasanya metalurgi serbuk untuk membuat suatu
komponen yangsangat kecil. Contoh produk yang dibuat
dengan cara metalurgi serbuk ini adalahroda gigi
pada jam tangan.
6. Perubahan Sifat Mekanik
Perubahan sifat mekanik tebagi atas dua macam,
yaitu :
1. Heat Treatment
Merupakan suatu proses perlakuan thermal terhadap
logam bertujuanuntuk mendapatkan sifat mekanik
yang diinginkan, sehingga mencapaitemperatur
austenit, kemudian didinginkan sampai suhu
merata.
2. Surface Treatment
8
Merupakan suatu proses perlakuan panas pada
permukaan benda kerja,tanpa mengubah sifat
mekaniknya.
7. Mekanisme Penghasilan Geram
Ciri utama pada proses pemesinan adalah adanya geram
atau sisapemotongan. Mekanisme penghasilan geram ini
terbagi atas dua teori yaitu teorilama dan teori
baru.
7.1 Teori Lama
Pada mulanya geram terbentuk karena terjadinya
retak mikro (microcrack) yang timbul pada benda
kerja tepat di ujung pahat pada saat
pemotongandimulai.Dengan bertambahnya tekanan pahat,
retak tersebut menjalar ke depansehingga terjadilah
geram.
Gambar Teori Lama Menerangkan Terjadinya Geram
.
9
7.2 Teori Baru
Seiring perkembangan teori lama di atas telah
ditinggalkan berdasarkanhasil berbagai penelitian
mengenai mekanisme pembentukan geram.Logam
padaumumnya bersifat ulet (ductile) apabila mendapat
tekanan akan timbul tegangan (stress) di daerah
sekitar konsentrasi gaya penekanan mata potong
pahat.Tegangan pada logam (benda kerja) tersebut
mempunyai orientasi yang kompleksdan pada salah satu
arah akan terjadi tegangan geser (shearing stress)
yangmaksimum. Apabila tegangan geser ini melebihi
kekuatan logam yangbersangkutan maka akan terjadi
deformasi plastis (perubahan bentuk) yangmenggeser
dan memutuskan benda kerja di ujung pahat pada suatu
bidang geser
Gambar Teori Baru Menerangkan Terjadinya Geram
10
Proses terbentuknya geram tersebut dapat diterangkan
melalui analogitumpukan kartu, bila setumpuk kartu
dijajarkan dan diatur sedikit miring (sesuaidengan
sudut geser,Φ) kemudian didorong dengan penggaris
yang membuat sudutterhadap garis vertikal (sesuai
11
dengan sudut geram,γo) maka kartu bergeser keatas
relatif terhadap kartu di belakangnya. Pergeseran
tersebut berlangsung secaraberurutan, dan kartu
terdorong melewati bidang batas papan, Analogi kartu
tersebut menerangkan keadaan sesungguhnya dari
kristallogam (struktur butir metalografis) yang
terdeformasi sehingga merupakan lapisantipis yang
tergeser pada bidang geser.Arah perpanjangan Kristal
(cristalelongation)membuat sudut sedikit lebih besar
dari pada sudut geser. Suatu analisis mekanisme
pembentukan geram yang dikemukakan
olehMerchant mendasarkan teorinya pada model
pemotongan sistem tegak (orthogonal system). Sistem
pemotongan tegak merupakan penyederhanaan darisistem
pemotongan miring(obligue system)dimana gaya
diuraikan menjadikomponennya pada suatu bidang.
Beberapa asumsi yang digunakan dalam analisis model
tersebut antara lain:
a. Mata potong pahat sangat tajam sehingga tidak
menggosok ataumenggaruk benda kerjab.
b. Deformasi terjadi hanya dalam dua dimensi
c. Distribusi tegangan yang merata pada bidang
geser
12
d. Gaya aksi dan reaksi pahat terhadap bidang
geram adalah sama besardan segaris (tidak
menimbulkan momen koppel)
Berdasarkan cara penguraiannya maka gaya pembentukan
geram padaproses pemesinan terdiri atas :
1. Gaya total (F), ditinjau dari proses deformasi
material, dapat diuraikanmenjadi dua komponen,
yaitu :
FS: gaya geser yang mendeformasikan material
pada bidang geser,sehingga melampaui batas
elastik.
Fsn: gaya normal pada bidang geser yang
menyebabkan pahat tetapmenempel pada benda
kerja.
2. Gaya total (F) dapat diketahui arah dan
besarnya dengan cara membuatdinamometer (alat
ukur gaya dimana pahat dipasang padanya dan
alattersebut dipasang pada mesin perkakas) yang
mengukur dua komponengaya yaitu :
Fv: gaya potong, searah dengan kecepatan potong
Ff : gaya makan, searah kecepatan makan.
3. Gaya total (F) yang bereaksi pada bidang geram
(Aγ,face bidang padapahat di mana geram
mengalir) diuraikan menjadi dua komponen
13
untuk menentukan “koefisien gesek geram
terhadap pahat”, yaitu :
Fγ: gaya gesek pada bidang geram
Fγn : gaya normal pada bidang geram
Karena berasal dari satu gaya yang sama mereka
dapat dilukiskan padasuatu lingkaran dengan
diameter yang sama dengan gaya total (F).
Lingkarantersebut digambarkan persis di ujung
pahat sedemikian rupa sehingga semuakomponen
menempati lokasi seperti yang dimaksud.
3. Elemen Dasar Proses Pemesinan
14
Berdasarkan gambar teknik, dimana dinyatakan
spesifikasi geometrik suatu produk komponen mesin,
salah satu atau beberapa jenis proses pemesinanharus
dipilih sebagai suatu proses atau urutan proses yang
digunakan untuk membuatnya. Bagi suatu tingkatan
proses, ukuran obyektif ditentukan, dan pahatharus
membuang sebagian material benda kerja sampai ukuran
obyektif tersebuttercapai. Hal ini dapat dilaksanakan
dengan cara menentukan penampang geram(sebelum
terpotong). Selain itu, setelah berbagai aspek
teknologi ditinjau,kecepatan pembuangan geram dapat
dipilih supaya waktu pemotongan sesuaidengan yang
dikehendaki.
Untuk itu perlu dipahami lima elemen dasar proses
pemesinan, yaitu :
1. Kecepatan potong (cutting speed) : Vc (m/min)
2. Kecepatan makan(feeding speed): Vf (mm/min)
3. Kedalaman potong(depth of cut): a (mm)
4. Waktu pemotongan(cutting time): tc (min), dan
5. Kecepatan penghasilan geram(rate of metal
removal): Z (cm3 /min)
Elemen proses pemesinan (Vc, Vf, a, tc dan Z)
dihitung berdasarkandimensi benda kerja dan pahat,
15
serta besaran dari mesin perkakas. Besaran
mesinperkakas diatur ada bermacam-macam tergantung
pada jenis mesin perkakas.Oleh sebab itu, rumus yang
dipakai untuk menghitung setiap elemen
prosespemesinan dapat berlainan.
Macam-macam proses pemesinan, berdasarkan jenis
mesin yang digunakan:
1. Proses Bubut (turning)
Mesin bubut dapat digunakan untuk memproduksi
material berbentuk konis atau silindrik. Jenis
mesin bubut yang paling umum digunakan adalah
mesinbubut (lathe)yang melepas bahan dengan
memutar benda kerja terhadappemotong mata tunggal.
Pada proses bubut gerak potong dilakukan oleh
benda kerja yangmelakukan gerak rotasi sedangkan
gerak makan dilakukan oleh pahat yangmelakukan
gerak translasi. Selain itu mesin bubut ini
menggunakan pahat bermatapotong tunggal, jenis
mata pahat yang digunakan adalah pahat HSS,
dengankecepatan potong (Vc) yang optimum adalah 20
m/min.
Pada proses bubut benda kerja dipegang oleh
pencekam yang dipasang diujung poros utama
16
spindel. Harga putaran poros utama umumnya
dibuatbertingkat dengan aturan yang telah
distandarkan, misalnya : 83, 155, 275, 550,1020
dan 1800 rpm. Pahat dipasangkan pada dudukan pahat
dan kedalamanpotong (a) diatur dengan menggeserkan
peluncur silang melalui roda pemutar(skala pada
pemutar menunjukkan selisih harga diameter) dengan
demikiankedalaman gerak translasi dan gerak
makannya diatur dengan lengan pengaturpada rumah
roda gigi. Gerak makan (f) yang tersedia pada
mesin bubut dibuatbertingkat dengan aturan yang
telah distandarkan, misalnya : 0.065; 0.113;
0.130;0.455 (mm/rev).
Berikut dapat dilihat gambar mesin bubut beserta
bagian bagiannya padagambar 2.5.
17
Keterangan gambar :
Spindel merupakan lubang tempat pemasangan
pencekam/chuck.
Kepala tetap merupakan tempat diletakkannya
spindel dangear box.
Tool Post adalah tempat untuk memasang pahat.
Tuas pengubah kecepatan merupakan pengatur
untuk gerak makan dankecepatan potong
Ulir pengarah gunanya untuk menggerakkan kereta
saat melakukanproses bubut untuk pembuatan ulir
18
Apronsebagai pembawa pahat yang melakukan
gerak translasi untuk melakukan gerak makan.
Rumah roda gigi adalah tempat lengan pengatur.
Kendalispindelmerupakan tempat mengaturspindel.
Kondisi pemotongan proses bubut ditentukan sebagai
berikut :
Benda kerja :
d0= Diameter mula-mula ; mm.
dm= Diameter akhir ; mm.
lt= Panjang proses pemesinan ; mm
Pahat :
k r= Sudut potong utama
γ o= Sudut geram
Mesin bubut:
a = Kedalaman potong ; mm
f = gerak makan ; r/mm.
19
E. Proses Freis (milling)
Proses freis digunakan untuk membuat produk dengan
bentuk prismatik,spiedan roda gigi. Mesin freis
merupakan mesin yang paling mampu melakukanbanyak
kerja dari semua mesin perkakas. Pahat freis
22
mempunyai jumlah matapotong banyak (jamak)sama
dengan jumlah gigi freis. Pada mesin freis
pahatbergerak rotasi dan benda kerja bergerak
translasi.
Pengelompokan Mesin Freis
Secara umum mesin freis dapat dikelompokkan,
pengelompokan iniberdasarkan posisi dari
spindel mesin tersebut, antara lain :
a. Freis tegak (face milling)
Pada freis tegak antara sumbu pahat dan
benda kerja tegak lurus.b.
b. Freis datar(slab milling)
Pada freis datar antara sumbu pahat dan
benda kerja sejajar
23
Freis datar dibedakan menjadi dua, yaitu :
1. Mengefreis turun(down milling)
Pada down milling gerak rotasi pahat searah
dengan gerak translasi bendakerja. Pahat bekerja
turun sehingga menyebabkan benda kerja lebih
tertekan kemeja dan meja terdorong oleh pahat,
gaya dorongnya akan melebihi gaya dorong ulir
atau roda gigi penggerak meja. Mengefreis turun
tidak dianjurkan untuk permukaan yang terlalu
keras.
2. Mengefreis naik (up milling/coventional milling)
24
Pada up milling gerak rotasi pahat berlawanan
arah dengan gerak translasibenda kerja.
Mengefreis naik dipilih karena alasan kelemahan
mengefreis turun.Mengefreis naik mempercepat
keausan pahat karena mata potong lebih
banyak menggesek benda kerja saat mulai
pemotongan, selain itu permukaan benda kerjalebih
kasar
25
Beberapa parameter yang dapat diatur pada
mesin freis adalah putaranspindel (n), kecepatan
makan (Vf), kedalaman potong (a). Elemen dasar
dariproses freis dapat dihitung dengan menggunakan
rumus yang dapat diturunkandari kondisi
pemotongan, sebagai berikut;
Benda kerja : w = lebar pemotongan
Lw= panjang pemotongan
a = kedalaman potong
31
Pahat freis :
d = diameter luar
z = jumlah gigi (mata potong)
kr = sudut potong utama
= 90 untuk pahat freis selubung.
Mesin freis : n = putaran poros utama
Vf = kecepatan makan
Elemen dasar pada mesin freis dapat dihitung dengan
rumus berikut :
1. Kecepatan potong
2. Gerak makan pergigi
3. Waktu pemotongan
32
4.Kecepatan menghasilkan geram
5. Proses Gurdi (drilling)
Proses gurdi merupakan proses pembuatan lubang
atau memperbesarlubang pada sebuah objek dengan
diameter tertentu .Pahat gurdi mempunyai duamata
potong dan melakukan gerak potong berupa rotasi dan
translasi, sedangkanbenda kerja dalam keadaan diam.
Gerak makan dapat dipilih bila mesin gurdimempunyai
sistem gerak makan dengan tenaga motor (power
feeding).Mesingurdi terdiri dari beberapa jenis
33
diantaranya mesin gurdi drill press dan mesingurdi
radial. Proses menggurdi dapat dilakukan pada mesin
bubut dimana bendakerja diputar oleh pencekam poros
utama dan gerak makan dilakukan oleh matapahat gurdi
yang dipasang padaarbor.
Pengelompokan Mesin Gurdi
Mesin gurdi dapat dikelompokkan berdasarkan
konstruksinya :
a. Mesin gurdi portabel / mampu bawa
b. Mesin penggurdi teliti, terbagi atas :
i. pasangan bangku
ii. pasangan lantai
34
c. Mesin penggurdi radial
d. Mesin penggurdi tegak, terbagi atas :
i. tugas ringan
ii. tugas berat
iii. mesin penggurdi kelompok
35
e. Mesin penggurdi spindel jamak, terbagi
atas :
i. unit tunggal
ii. jenis jalan
f. Mesin penggurdi turet
36
h. Mesin penggurdi di lubang dalam.
Beberapa proses yang dapat dilakukan pada mesin
gurdi yaitu :
1. Gurdi(drilling)
2. Perluasan ujung lubang(counter boring)
3. Penyerongan ujung lubang(counter sinking)
4. Perluasan atau penghalusan lubang(roaming)
5. Gurdi lubang dalam(gun drilling)
Ada tiga jenis pahat dari mesin gurdi, yaitu :
1. Penggurdi Puntir (twist drill)
Penggurdi puntir merupakan penggurdi dengan dua
galur dan dua tepipotong
38
2. Penggurdi Pistol (gun drill)
Ada dua jenis penggurdi pistol yaitu :
a. Bergalur lurus yang digunakan untuk penggurdian
lubang yangdalam, yaitu penggurdi trepan yang
tidak memiliki pusat matidan meninggalkan inti
pejal dari logam
b. Penggurdi pistol pemotong pusat yang fungsinya
hampir samadengan penggurdi trepan. Penggurdi
pistol ini mempunyaikecepatan potong yang lebih
tinggi dari penggurdi puntirkonvensional.
39
3. Penggurdi KhususPenggurdi khusus digunakan
untuk menggurdi lubang yang lebih besar yang tidak
dapat dilakukan oleh penggurdi puntir
40
Keterangan :
Drilling head sebagai kepaladrillingtempatgear
box
Spindlemerupakan lubang tempat memasang
pencekam
Armmerupakan lengan untuk mengaturcenter pahat
pada benda kerja Basemerupakan dasar mesinTablemerupakan meja
meletakkan benda kerja
42
4. Gerinda (Grinding)
Proses gerinda bertujuan untuk meratakan
atau menghaluskan permukaanbenda kerja. Gerinda
merupakan proses permesinan yang khusus dengan
cirisebagai berikut :
a. Kehalusan permukaan produk yang tinggi dapat
dicapai dengan cara yang relatif mudah.
44
b. Toleransi geometrik yang kecil dapat dicapai
dengan mudah
c. Kecepatan menghasilkan geram rendah, karena
hanya mungkin dilakukanada gerinda untuk
lapisan yang tipis permukaan benda kerja.
d. Dapat digunakan untuk menghaluskan dan
meratakan benda kerja yang telah dikeraskan
(heat treatment).Jenis-Jenis Mesin
Gerinda :Dari berbagai jenis mesin gerinda
yang ada dapat diklasifikasikan secaraumum
dua jenis utama mesin gerinda, yaitu :
1.Mesin Gerinda Silindrik.
2.Mesin Gerinda Rata.
3.Mesin Gerinda Khusus
Proses gerinda ini dapat dilakukan dengan
berbagai cara dan dapat diklasifikasikan
atas beberapa cara yaitu :
1. Proses Gerinda Silindrik Luar.
2. Proses Gerinda Silindrik Dalam.
3. Proses Gerinda Silindrik Luar Tanpa
Pemusatan (center ).
4. Proses Gerinda Silindrik Dalam Tanpa
Pemusatan.
5. Proses Gerinda Rata Selubung.
6. Proses Gerinda Rata Muka.
45
5. Proses Sekrap (shaping / planing)
Proses sekrap hampir sama dengan proses
membubut, tapi gerak potongnya tidak merupakan
gerak rotasi melainkan gerak translasi yang
dilakukanoleh pahat (pada mesin sekrap) atau
oleh benda kerja (pada mesin sekrap meja)dengan
arah gerak tegak lurus. Benda kerja dipasang
pada meja dan pahat (miripdengan pahat bubut)
dipasangkan pada pemegangnya.
47
Mesin sekrap pada umumnya digunakan untuk :
a. perataan permukaanb.
b. memotong alur pasak luar dan dalam
c. alur spiral
d. batang gigi
e. tanggem (catok)
f. celah T, dan lain-lain.
Pengelompokkan Mesin Sekrap
Mesin sekrap dapat dikelompokkan sebagai
berikut :
1.Pemotong dorong-horizontal
a) Biasa (pekerjaan produksi)
b) Universal (pekerjaan ruang perkakas)
c) Pemotong tarik-horizontal
2. Vertikal
1) Pembuat celah (slotter)
2) Pembuat dudukan pasak (key skater)
48