Pertemuan kedua Proses Manufaktur 2 tentang Proses permesinan dan mesin perkakas

1. PROSES PERMESINAN DAN MESIN
PERKAKAS
Mahros Darsin
Universitas Jember

2. Proses Pembuangan Material (Beram)
Keluarga operasi pembangkitan bentuk, dengan fitur umum
adalah pembuangan beram dari benda kerja asal, sehingga
yang tersisa adalah benda kerja yang diinginkan
 Machining/Permesinan – pembuangan material dengan
pahat tajam, mis. Pembubutan, pemfrisan dan penggurdian
 Abrasive processes/ Proses Pengikisan –
pembuangan material dengan partikel abrasiv yang keras,
mis. Gerinda
 Nontraditional processes/ Proses non tradisonal –
berbagai bentuk energi, selain pahat tajam, dimanfaatkan
untuk membuang material

3. Permesinan
Aksi pemotongan melibatkan deformasi geser terhdap
benda kerja untuk membentuk tatal
 jika tatal telah terbuang, permukaan baru terjadi
(a) Pandangan melintang proses permesinan, (b) pahat dengan sudut
rake/sudut tatal negatif, bandingakn dengan sudut tatal poisit pada (a)

4. Mengapa Permesinan Penting?

Bahan benda kerja yang dapat dimesin bervariasi


Berbagai bentuk dan fitur dengan geometri khusus dapat
dibuat, seperti:




Paling sering digunakan untuk memeotong logam
Ulir sekrup
Bola bundar akurat
Ujung dan muka yang sangat lurus
Akurasi dimensi dan permukaan akhir yang sangat bagus

5. Kelemahan Permesinan

Sampah


Tatal yang terjadi dari permesinan adalah sampah, paling tidak
bagi unit operasi yang bersangkutan
Boros Waktu

Operasi permesinan umumnya memerlukan waktu yang
lebih lama dari pada proses pembentukan lainnya, misal
pengecoran, metalurgi serbuk atau pembentukan.

6. Permesinan dalam Rangkaian
Manufakturing

Biasanya dilakukan setelah proses manufakturing lainnya,
seperti pengecoran, penempaan, dan penarikan batang.


Proses yang lain menyiapkan bentuk umum dari benda kerja
awal
Permesinan menyediakan bentuk, dimensi, dan geometri
akhir yang tidak dapat dibuat oleh proses lain.

7. Speed and Feed
(Pemotongan dan pemakanan)


Speed adalah gerakan relatif antara pahat dan BK yang
menghasilkan pemotongan
Feed adalah gerakan relatif antara pahat dan BK yang
menyebarkan pemotongan (meyebabkan pemotongan
akan terus berlangsung)

8. Operasi Permesinan

Operasi permsinan yang paling penting:




Turning/pembubutan
Drilling/penggurdian
Milling/pemfrisan
Oprasi permesinan yang lain:



Shaping and planing/ Penyekrapan dan pengetaman
Broaching
Sawing/penggergajian

9. Operasi Permesinan dan Mesin Perkakas
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Bubut dan operasi yang berhubungan
Pemboran dan operasi yang terkait
Fris (Milling)
Machining Centers and Turning Centers
Operasi Permesinan lainnya
Permesinan kecepatan tinggi

10. Permesinan
Proses pembuangan bahan dengan pahat yang tajam dengan
cara memotong bahan secara mekanis sehingga tercapai
geometri yang diinginkan.
 Aplikasi yang umum: untuk membuat bahan logam
 Merupakan proses manufakturing yang paling banyak
digunakan karena kemampuannya membuat geometri
komponen yang beragam dengan akurasi tinggi.
 Pengecoran juga dapat membuat produk dengan variasi
bentuk yang sangat beragam, namun kurang presisi dan
kurang akurat dibanding permesinan.

11. Kalsifikasi Komponen yang Dimesin


Rotational – bentuk silinder atau pringan
Nonrotational (juga disebut prismatic) seperti balok atau pelat
Machined parts are classified as: (a) rotational, or (b) nonrotational,
shown here by block and flat parts.

12. Operasi Permesinan dan Geometri
Komponen
Setiap operasi permesinan menghasilkan komponen
dengan karakteristik geometri tertentu karena dua
faktor :
1. Gerak relatif antara pahat dan benda kerja
•
2.
Generating/pembangkitan – geoemetri komponen
ditentukan oleh pemakanan trayektori pahat
Bentuk perkakas
•
Forming/pembentukan – geometri komponen dibuat
oleh bentuk perkakas.

13. Pembangkitan Bentuk
Pembangkitan bentuk: (a) pembubutan lurus, (b) pembubutan tirus, (c)
pembubutan kontur, (d) pemfrisan rata, (e) pemfrisan profil.

14. Pembentukan untuk Membuat Bentuk
Pembentukan untuk membuat bentuk: (a) pembubutan bentuk,
(b) pemboran, dan (c) broaching.

15. Pembentukan dan Pembangkitan
Kombinasi pembentukan pembangkitan untuk membuat bentuk:
(a) Pemotongan ulir pada mesin bubut, dan (b) pemfrisan alur.

16. Pembubutan
Perkakas mata tunggal membuang bahan dari
sebuah benda kerja yang berputar menjadi
bentuk silinder
 Dilakukan pada mesin perkakas bernama bubut
(lathe)
 Variasi permesinan yang bisa dibuat:




Facing/membubut muka
Contour turning/pembubutan kontur
Chamfering/membubut plengsengan
Threading/membubut ulir

17. Pembubutan
(Turning)
Turning operation.

18. Operasi Pembubutan
Pandangan dekat
pembubutan pada baja
menggunakan pahat
carbide dilapisi a
titanium nitride

19. Facing/ membubut muka
Pahat dimakankan secara
Radial ke arah dalam

20. Contour Turning
(Pembubutan kontur)

Selain pahat dimakankan paralel
sumbu rotasi, pahat juga
mengikuti bentuk yang tidak
lurus, sehingga membuat bentuk
kontur.

21. Chamfering (Penirusan)

Ujung pahat memotong sudut pada ujung silinder,
membentuk tirus

22. Cutoff (Pemotongan)
Pahat dimakankan secara radial terhadap benda kerja berputar
pada lokasi tertentu memotong ujung benda kerja

23. Threading (Pembubutan Ulir)

Pahat berbentuk terfokus
dimakankan secara linier
sepanjang permukaan benda
kerja berputar paralel
terhadap sumbu rotasi pada
laju pemakanan besar,
sehingga membentuk ulir.

24. Engine Lathe (Mesin Bubut)
Gambar
mesin bubut,
menunjukkan
komponen
utama

25. Metode Memegang Benda Kerja pada Mesin
Bubut




Mencengkeram benda kerja di antara dua centers
Chuck
Collet
Face plate

26. Mencengkeram benda kerja di antara dua
centers
(a) Mengunggah benda kerja di antara center menggunakan
sebuah "dog”

27. Chuck
(b) three-jaw chuck

28. Collet

29. Face Plate
(d) face plate untuk benda kerja non silinder

30. Turret Lathe (Bubut Turet)
Tailstock diganti dengan “turret”
yang mampu memegang sampai
dengan enam pahat
 Pahat diarahkan secara cepat
dengan pengideksian turret
 Tool post diganti dengan turet 4sisi untuk mengindeks 4 pahat
 Aplikasi: benda laju produksi tinggi
yang memerlukan serangkaian
pemotongan

31. Boring (Peluasan Lubang)

Perbedaan antara peluasan lubang dan
pembubutan:




Boring dilakukan pada sisi dalam diameter
lubang yang telah ada
Turning dilakukan pada diameter luar dari
silinder
Jadi, peluasan lubang adalah operasi
pembubutan internal
Boring machines

Horizontal or vertical – merujuk ke orientasi
sumbu putar spindel mesin.

32. Vertical Boring Mill
A vertical boring mill – untuk benda kerja besar dan berat

33. Drilling (Penggurdian)




Membuat lubang bundar
pada sebuah benda kerja
Kalau boring hanya
meluaskan lubang dari
lubang sudah ada
Pahat pemotongnya
disebut drill atau drill bit
Mesin perkakas: drill press

34. Through Holes vs. Blind Holes
(Lubang Tembus vs. Lubang tak tembus)
Through-holes – mata pahat mencapai sisi bawah benda kerja
Blind-holes – tidak tembus sisi sebaliknya benda kerja
Dua tipe lubang: (a) through-hole, and (b) blind hole.

35. Reaming

Digunakan untuk
memperluas lubang sedikit,
menghasilkan toleransi
diameter yang lebih baik,
dan menghaluskan
permukaan.

36. Tapping


Diapakai untuk
menghasilkan ulir dalam
pada lubang yang sudah
ada
Pahat disebut tap

37. Counterboring

Menghasilkan lubang
bertingkat, dengan
lubang besar mengikuti
lubang kecil

38. Drill Press

Upright drill press
berdiri di atas
lantai

Bench drill mirip
namun lebih kecil
dan diletakkan di
atas meja atau
bangku

39. Radial Drill
Mesin dril besar
dirancang untuk
benda kerja besar

40. Milling
Operasi permesinan dengan cara benda
kerja diumpankan ke pahat mata
jamak yang berputar
• Sumbu putar tegak lurus terhadap
pemakanan
• Menghasilkan sebuah permukaan
rata.
– Geometri yang lain mungkin
dibuat dengan jejak pahat atau
bentuk

Faktor lain dan terminologi:
 operasi pemotongan terputus
 Pahat potong disebut milling cutter, ujung pemotong disebut “gigi"
 Mesin perkakasnya disebut mesin fris atau milling machine

41. Dua Bentuk Fris
Dua tipe fris: (a) peripheral milling (fris selubung), and (b) face
milling (fris muka).

42. Peripheral Milling vs. Face Milling

Peripheral milling



Sumbu pahat paralel terhadap permukaan yang dimesin
Gerigi pemotong pada selubung luar pahat
Face milling


Sumbu pahat tegak lurus terhadap permukaan yang dimesin
Gerigi pemotong pada ujung dan selubung luar pahat

43. Slab Milling

Bentuk dasar fris selubung dengan panjang
pahat melebihi ukuran benda kerja yang
dimesin

44. Slotting

Lebar pahat kurang dari lebar benda kerja,
membuat slot pada benda kerja

45. Conventional Face Milling
Pahat melebihi ukuran
benda kerja pada kedua
sisi

46. Fris muka
kecepatan tinggi
menggunakan
pahat sisip
mampu indeks

47. End Milling

Diameter pahat kurang
dari lebar benda kerja,
sehingga sebuah slot
terpotong dari benda
kerja

48. Profile Milling (Fris Profil)
Bentuk dari end milling
dengan selubung luar benda
kerja bentuk rata dipotong

49. Pocket Milling (Fris Kantong)

Bentuk lain dari
end milling yang
dipakai untuk
melahap lubang
menjadi bentuk
rata

50. Surface Contouring

Pahat bentuk ujung
bola dimakankan maju
mundur melintas jejak
lengkung dengan
interval kecil untuk
membuat bentuk
permukaan tiga
dimensi

51. Horizontal Milling Machine
(Mesin Fris Horizontal)
horizontal knee-and-column milling machine.

52. Vertical Milling Machine
(Mesin Fris Vertikal)
vertical knee-and-column milling machine

53. Machining Centers
Mesin perkakas otomatis yang dapat melakukan berbagai
operasi permesinan dengan kendali CNC sekali setup
dan kehadiran operator minimal



Operasi yang umum fris dan gurdi
Sumbu tiga, empat atau lima
Fitur lainnya:


Penggantian pahat otomatis
Pemosisian benda kerja otomatis

54. Universal machining center; highly automated, capable of multiple
machining operations under computer control in one setup with
minimal human attention

55. CNC 4-axis turning center; mampu membubut danoperasi
yang terkait, pembubutan kontur, dan pengindeksian pahat
otomatis, semua dengan kendali komputer

56. Mill-Turn Centers
Mesin perkakas otomasi tinggi yang dapat melakukan
pembubutan, pemfrisan, dan penggurdian
 Konfigurasi umum dari turning center
 Dapat memosisikan benda kerja silindris pada sudut
tertentu sehingga pahat yang berputar (mis. Pahat fris) dan
memesin fitur sehingga ke permukaan luar benda kerja

Conventional turning center tidak dapat menghentikan
benda kerja pada posisi sudut yang diinginkan dan tidak
punya spindel pahat putar

57. Contoh Operasi Mill-Turn Center
Sebuah operasi pada mill-turn center:
(a) contoh benda kerja dengan dengan dibubut, difris dan digurdi; dan
(b)
tahap operasi pada mill-turn center: (1) membubut diameter kedua,
(2) memfris rata benda kerja pada posisi anguler terprogram, (3)
menggurdi lubang dengan posisi terprogram yang masih sama , dan
(4) pemotongan.

58. Shaping and Planing
(Penyekrapan dan Pengetaman)


Operasi permesinan yang serupa
Keduanya menggunakan pahat potong tunggal
digerakkan lurus relatif terhadap benda kerja
(a) Shaping, and (b) planing.

59. Shaping and Planing


Permukaan yang lurus dan rata dihasilkan dari operasi
keduanya
Pemotongan terganggu



Diakibatkan benturan pahat ke benda kerja
Laju pemotongan rendah karena gerakan mulai dan henti
(start-and-stop motion)
Pahat yang umum: HSS mata tunggal

60. Shaper (Mesin Sekrap)
Komponen mesin sekrap

61. Planer (Mesin Ketam)
Mesin ketam sisi terbuka

62. Broaching

Menggerakkan pahat gigi jamak linier relatih terhdap
benda kerja pada arah sumbu pahat

63. Broaching
Keunggulan:
 Permukaan akhir yang bagus
 Toleransi kecil
 Memungkinkan berbagai bentuk yang bervariasi
Pahat potongnya disebut a broach
 Karena bentuk geometrinya rumit (walau kadang
sederhana), perkakasnya sangat mahal

64. Internal Broaching


Dibuat pada permukaan dalam sebuah lubang
Lubang awal harus ada untuk menyisipkan pahat broach
pada awal langkah memesin
Bentuk benda kerja yang dapat dipotong dengan internal
broaching; cross-hatching indicates the surfaces broached.