MESIN BUBUT

 

MESIN BUBUT

 

1 Prinsip Kerja Mesin Bubut

Prinsip mekanisme gerakan pada mesin bubut adalah merubah energi listrik menjadi gerakan putar pada motor listrik kemudian ditransmisikan ke mekanisme gerak mesin bubut. Pada dasarnya ada dua prinsip kerja mesin bubut, yaitu :

1. Main Drive

Gerakan utama pada mesin bubut putaran motor listrik berupa putaran motor listrik yang ditransmisikan melalui belt menuju gear box. Di dalam gear box terdapat roda gigi yang berfungsi untuk mengatur transmisi putaran spindle, sehingga menghasilkan putaran pada chuck.

2. Feed Drive

Yaitu gerakan pemakanan pahat pada benda kerja

 

2 Bagian-bagian Mesin Bubut

Gambar 1.1 Mesin bubut

Sumber : phan7vold (2010)

 

1.    Bed Way

Penopang sebagai tempat relay bertumpu.

2.    Headstock

Merupakan tempat dimana gear box dan quick change gear box dipasang.

3.    Quick Change Gear box / Feed Box

Berfungsi untuk mentransmisikan daya dan putaran dari gear box serta mengatur kecepatannya sebelum diteruskan ke mekanisme pemakanan/apron. Terletak pada head stock.

4.    Carriage Box

Merupakan meja penggerak pahat dan terletak diatas apron.

5.    Electrical Box

Merupakan tempat rangkaian sistem elektronik mesin bubut.

6.    Chuck Protecting Cover

Merupakan penutup chuck yang berfungsi sebagai pelindung pengguna dari serpihan geram.

7.    Splash Guard

Merupakan pelindung dan pembatas geram agar tidak terlempar kemana-mana.

8.    Lower Carriage

Merupakan penopang dari top carriage.

9.    Top Carriage

Merupakan penopang dari tool holder.

10.    Cooling

Berfungsi sebagai cairan pendingin.

11.    Working Light

Lampu yang berfungsi sebagai penerang saat bekerja.

12.    Tail Stock

Terletak di posisi yang berhadapan dengan spindle. Berfungsi untuk menahan ujung benda kerja saat pembuatan dan juga dapat digunakan untuk memegang tool pada saat pengerjaan drilling, reaming, dan tapping lead screw.

13.    Lead Screw

Poros berulir yang berfungsi untuk menggerakkan carriage box saat melakukan pengukiran.

14.    Feed Rod

Poros yang berfungsi untuk menggerakkan carriage saat melakukan pembubutan.

15.    Switch Rod

Bagian mesin yang berfungsi untuk merubah putaran dari feed rod.

16.    Tool Holder

Merupakan bagian mesin bubut yang berfungsi untuk menahan / memegangi pahat.

17.    Quadrant

Susunan pulley yang mentransmisikan putaran antara gearbox dan quick change gear box.

18.    Oil Tray

Merupakan tempat geram dan pengalir coolant menuju reservoir.

19.    Steady Rest

Alat bantu untuk menopang benda kerja yang kedudukannya tetap.

20.    Foot Stand

Merupakan penopang dari seluruh rangkaian mesin bubut.

21.    Thread Indicator

Indikator putaran flywheel

22.    Foot Brake

Adalah pedal injak yang berfungsi untuk menghentikan mesin dengan memutus arus listrik

 

3  Macam-macam Mesin Bubut

1. Mesin bubut universal

 

Gambar 1.2  Mesin bubut universal

Sumber: Anonymous 1, 2014

Fungsinya hampir sama dengan mesin bubut konvensional hanya saja benda kerja yang dapat di bentuk lebih bervariasi.

2. Mesin bubut khusus

Mesin bubut khusus adalah mesin bubut yang digunakan untuk membuat atau memperbaiki alat-alat teknik yang tidak dapat dikerjakan pada mesin bubut standar. Ada beberapa jenis mesin bubut khusus, antara lain :

a)    Mesin bubut beralas panjang

Mesin bubut beralas panjang biasa digunakan untuk mengerjakan poros-poros atau benda kerja yang berukuran panjang. Misalnya: poros-poros kapal laut, poros-poros untuk peralatan alat-alat pada pekerjaan tambang, dan semacamnya.

 

Gambar 1.3 Mesin bubut beralas panjang

Sumber: Cornelius Lefrand (2007:4)

 

b)   Mesin bubut carrousel

Mesin bubut carrousel adalah mesin bubut yang sumbu utamanya vertikal dan cekam berbentuk meja putar. Benda kerja diletakkan diatas meja putar dan pahat dapat digerakan kearah vertikal maupun kearah melintang. Mesin bubut carrousel dgunakan untuk membubut benda-benda kerja yang mempunyai diameter besar dengan ukuran antara 1 m sampai dengan 2 m.

 

Gambar 1.4  Mesin bubut carrousel

Sumber: Cornelius Lefrand (2007:4)

Sedangkan untuk mesin bubut carrousel yang berukuran kecil dapat membubut benda kerja yang mempunyai ukuran antara 300 mm sampai dengan 400 mm. Mesin bubut carrousel mempunyai keungulan dibandingkan dengan mesin bubut horisontal biasa. Beberapa kelebihan mesin bubut carrousel dibandingkan degan mesin bubut horisontal biasa, antara lain:

1.    Mesin bubut carrousel tidak memerlukan tempat yang luas dibandingkan dengan mesin bubut biasa karena arahnya vertikal (keatas).

2.    Mesin bubut carrousel dapat menahan beban lebih besar.

3.    Pengencangan pada mesin bubut carrousel jauh lebih ringan dibandingkan dengan mesin bubut horisontal. Hal ini dikarenakan benda kerja ditempatkan diatas meja putar.

4.    Benda kerja pada mesin bubut carrousel dilayani dengan menggunakan cran. Benda-benda kerja yang dapat dikerjakan pada mesin carrousel antara lain: rumah-rumah blower, rumah turbin dan semacamnya.

c)    Mesin bubut revolver

Mesin bubut revolver disebut juga mesin bubut turret. Pada mesin bubut revolver terdapat pemegang pahat yang banyak, dengan kedudukan dan macam pahat yang berbeda dan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.

 

Gambar 1.5 Mesin bubut revolver

Sumber: Cornelius Lefrand (2007:5)

 

d)   Mesin poros engkol

Mesin bubut poros engkol adalah mesin bubut yang digunakan untuk memperbaiki atau membuat benda kerja yang eksentrik, misalnya: poros eksentrik atau poros engkol.

 

Gambar 1.6 Mesin bubut poros engkol

Sumber: Cornelius Lefrand (2007:6)

 

e)    Mesin bubut copy

Mesin bubut copy adalah mesin bubut yang membentuk benda kerja dengan menggunakan contoh (maket). Pengoperasiannya dilakukan dengan cara mengkopy dari maket yang telah dibuat sebelumnya. (Cornelius Lefrand, 2007:2)

 

Gambar 1.7 Mesin bubut copy

Sumber: Cornelius Lefrand( 2007:6)

 

 

3. Mesin bubut konvensional

 

Gambar 1.8 Mesin bubut konvensional

Sumber: Anonymous 2, 2014

 

Fungsi utama mesin bubut konvensional adalah untuk membuat/memproduksi benda-benda berpenampang silindris, misalnya poros lurus, poros bertingkat, poros tirus, poros beralur,poros berulir dan berbagai bentuk bidang permukaan silindris lainnya misalnya anak buah catur.

 

4. Mesin bubut CNC

 

Gambar 1.9  Mesin bubut CNC

Sumber: Leonardo(2014)

 

CNC/NC (Numerical Control berarti "kontrol numerik") merupakan sistem otomatisasi mesin perkakas yang dioperasikan oleh perintah yang diprogram secara abstark dan disimpan dimedia penyimpanan, hal ini berlawanan dengan kebiasaan sebelumnya dimana mesin perkakas biasanya dikontrol dengan putaran tangan atau otomatisasi sederhana menggunakan cam . Kata NC sendiri adalah singkatan dalam Bahasa inggris dari kata Numerical Control yang artinya Kontrol Numerik.

 

4  Fungsi Mesin Bubut

Mesin bubut dapat digunakan untuk berbagai proses.Antara lain :

1.    Membubut lurus

 

Gambar 1.10 Pembubutan lurus

Sumber : Daryanto (1987 :23)

 

Pada pembuatan  memanjang gerak jalan pahat sejajar dengan poros benda kerja sedang untuk pembubutan yang datar pahat ini pada benda kerja. Dalam pembubutan yang  otomatis pahat dapat digeserkan maju dan mundur learah melintang. Cara pembubutan lurus ini adalah cara kerja yang paling sederhana dalam pekerjaan membubut.

2.    Membubut tirus

 

Gambar 1.11 Pembubutan tirus

Sumber : Daryanto (1987 :23)

 

Cara membubut tirus (diameter ujung yang satu dengan yang lain tidak sama) dapat dilakukan dengan tiga cara :

a.         Dengan menggeser posisi kepala lepas kearah melintang.

b.         Dengan menggeser sekian derajat eretan atas ( penjepit pahat)

c.         Dengan memasang perkakas pembentuk.

Gambar 1.12 Pembubutan tirus dengan segitiga EFG

Sumber : Daryanto (1987 :24)

 

3.    Membubut alur

Untuk pekerjaan membuat alur dipergunakan pahat bubut pengalur dan jenisnya ada yang lurus, bengkok, berjenjang kekanan atau kekiri dan bentuk-bentuknya sebagai berikut:

 

Gambar 1.13 Pembubutan alur

Sumber : Daryanto (1987 :26)

 

Keterangan Gambar:

a.    Alur sudut

b.    Alur lebar

c.    Alur sempit

d.    Alur akhir ulir

e.    Penusukan

 

 

 

4.    Memotong benda kerja

Gambar 1.14 Pembubutan benda kerja

Sumber : Daryanto (1987 :26)

 

Pemotongan sebuah benda kerja berbentuk batang pada mesin bubut digunakan sebuah pahat pengalur dengan penyayat yang sangat ramping, sebuah benda kerja yang dijepit diantara senter-senter tidak boleh diputus karena dapat melentur dan menghimpit pahat.

 

Gambar 1.15 Pembubutan benda kerja

Sumber : Daryanto (1987 :27)

 

Keterangan gambar :

a.    Tusukan pemotongan dengan penyayat lurus

b.    Tusukan pemotongan dengan penyayat yang membola

c.    Tusukan pemotongan dengan penyayat miring

d.    Tusukan pemotongan dengan dua penyayat yang berhadapan

e.    Kedudukan penyayat terlampau rendah

 

Gambar 1.16 Pembubutan benda kerja

Sumber : Daryanto (1987 :27)

 

Untuk memotong benda kerja yang pendek, sebaiknya benda kerja itu tidak ditahan oleh senter.

5.    Mengebor pada mesin bubut

Pembuatan lubang senter pada mesin bubut ada 2 cara yakni benda yang berputar dan bor senter yang berputar.

 

Gambar 1.17 Mengebor pada mesin bubut

Sumber : Daryanto (1987 :27)

 

Gambar 1.18 Pengeboran pada mesin bubut

Sumber : Daryanto (1987 :28)

 

6.    Membubut dalam

Untuk membesarkan lubang yang sudah ada kita dapat gunakan pahat dalam, caranya tidak jauh berbeda dengan membubut lurus. Pahatnya juga mempunyai bentuk tersendiri.

 

Gambar 1.19 Pembubutan dalam

Sumber : Daryanto (1987:28)

 

7.    Membubut profil

Pada umumnya membubut dengan pahat profil tidak terdapat kesukaran, untuk membubut pembulatan pahatnya diasah menurut bentuk profilnya, pahat profil terutama cocok untuk membubut profil pada produk-produk yang pendek ,pada umumnya pahat bubut itu tidak begitu tebal sehingga umur pemakaianya pendek. Bila kita harus membubut bola secara teratur biasanya kita menggunakan alat pembubut bola, juga untuk pembubutan cekung kita gunakan alat-alat bantu yang dijepit pada eretan pahat.

Gambar 1.20 Pembubutan profil

Sumber : Daryanto (1987 :29)

 

8.    Mengkartel

Mengkartel adalah membuat rigi-rigi pada benda kerja dengan gigi kartel yang tersedia, kartel dipasang pada rumah pahat dan kedudukanya harus setinggi senter, kerjanya kartel ini adalah menekan benda kerja buka menyayat seperti pahat bubut.

 

Gambar 1.21 Mengkartel

Sumber : Daryanto (1987 :30)

 

9.    Membubut ulir sekrup

Untuk membuat ulir sekerup dengan mesin bubut digunakan pahat khusus yang berbagai bentuk seperti : pahat ulir segitiga, segiempat, trapesium, bulat dan jenis khusus lainya.

Gambar 1.22 Pembubutan Ulir sekrap

Sumber : Daryanto (1987 :30)

 

Gambar 1.23 Pembubutan alur sekrup

Sumber : Daryanto (1987 :31)

 

Gambar 1.24 Pembuatan ulir dalam dan ulir luar

Sumber : Daryanto (1987 :31)

 

 

5  Pahat Bubut

 

Gambar 1.25 Macam-macam pahat bubut

Sumber: Belajar Mesin Bubut. Tika (2011)

 

Berdasarkan bentuknya, pahat bubut diatas mulai dari kiri ke kanan adalah :

1.        Pahat sisi kanan

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk rata memanjang yang pemakannya dimulai dari sisi kiri ke kanan mendekati posisi cekam.

2.        Pahat pinggul / champer kanan

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk membuat permukaan benda kerja yang berbentuk semakin membesar ke arah kirinya.

3.        Pahat sisi / permukaan kanan

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk pembubutan membentuk sisi pada permukaan sebelah kiri.

4.        Pahat sisi / permukaan kanan (lebih besar)

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk pembubutan yang menghasilkan sisi kanan benda kerja menjadi lebih besar.

5.        Pahat ulir segitiga kanan

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk pembubutan yang menghasilkan ulir ke arah kanan.

6.        Pahat alur

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk membuat alur pada benda kerja.

7.        Pahat alur (kanan kiri)

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk membuat alur pada sisi kanan dan kiri.

8.        Pahat ulir segitiga kiri

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk membuat ulir ke arah kiri.

9.        Pahat sisi kiri

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk pembubutan rata memanjang yang pemakanannya dimulai dari kanan ke kiri.

10.    Pahat pinggul / chamfer kiri

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk membuat permukaan benda kerja semakin membesar ke arah kanannya.

11.    Pahat alur lebar

Pahat ini pada umumnya digunakan untuk membuat alur yang lebih lebar.

12.    Pahat potong

Pada umumnya pahat ini digunakan untuk pembubutan rata pada benda kerja.

 

6  Chuck

Chuck berfungsi untuk mencengkram benda kerja saat proses pembubutan. Berikut adalah macam-macam jenis chuck :

a)    Two jaw chuck

Two jaw chuck dapat digunakan dengan soft jaw (biasanya paduan aluminium) yang dapat dimesin untuk menyesuaikan diri dengan benda kerja tertentu.

 

Gambar 1.26 Two jaw chuck

Sumber : Anonymous 3, 2014

 

b)   Three jaw chuck

Three jaw chuck ini digunakan untuk mencekam benda kerja yang silindris atau bidang persegi kelipatan tiga yang simetri.

 

 

Gambar 1.27 Three jaw chuck

Sumber: Anonymous 4, 2014

 

c)    Four jaw chuck

Four jaw chuck digunakan untuk mencekam benda kerja yang silindris atau bidang bersegi kelipatan empat yang simetri.

 

Gambar 1.28 Four jaw chuck

Sumber : Anonymous 5, 2014

 

d)   Six jaw chuck

Six jaw chuck digunakan untuk tujuan khusus,dan juga untuk menyangga material yang  rapuh.

 

Gambar 1.29 Six jaw chuck

Sumber : Anonymous 6, 2014

 

e)    Universal chuck

Dimana rahang-rahang dari chuck dapat bergerak maju/mundur secara bersamaan.

Gambar 1.30 Universal chuck

Sumber : Anonymous 7, 2014

f)    Independet chuck

Dimana rahang-rahang dari chuck bergerak maju / mundur secara sendiri-sendiri. Keuntungannya yaitu bisa mencekam benda kerja yang mempunyai bentuk tidak teratur, eksentrik dan lebih kuat.

Gambar 1.31 Independent chuck

Sumber : Anonymous 8, 2014

 

g)   Magnetic chuck

Digunakan atau dirancang terutama untuk benda kerja berbahan logam-ferro. Tersusun dari magnet permanen yang berpusat dan akurat.

Gambar 1.32 Magnetic chuck

Sumber: Anonymous 9, 2014

7.  Alat Bantu Mesin Bubut

7.1   Steady Rest dan Follow Rest

Penyangga ada dua macam yaitu penyangga tetap (steady rest), dan penyangga jalan (follower rest) . Penyangga ini digunakan untuk membubut benda-benda yang panjang, karena benda kerja yang panjang apabila tidak dibantu penyangga maka hasil pembubutan akan menjadi berpenampang elip/oval, tidak silindris dan tidak rata.

Apalagi bila membubut bagian dalam maka penyangga ini mutlak diperlukan. Penyangga tetap diikat dengan alas mesin sehingga dalam keadaan tetap pada kedudukannya sedang penyangga jalan diikatkan pada meja eretan, sehingga pada saat eretan memanjang bergerak maka penyangga jalan mengikuti tempat kedudukan eretan tersebut.

 

7.2 Dead Center dan Life Center

Senter merupakan peralatan mesin bubut yang digunakan untuk menopang benda kerja yang sedang dibubut, baik pada saat dibubut rata maupun dibubut tirus. Untuk menempatkan senter ini, ujung benda harus dibuat lubang dengan menggunakan bor senter. Lubang ini dimaksudkansebagai tempat atau dudukan kepala senter. Penggunaan senter inidimaksudkan untuk menjada atau menahan benda kerja agar kelurusannya terhadap sumbu tetap terjaga. Pada bagian kepalanya, senter ini berbentuk runcing dengan sudut ketirusannya 60 derajat. Sementara pada sisi yang lainnya, berbentuk tirus. Ada dua jenis senter, yaitu senter yang ikut berputar mengikuti putaran benda kerja (senter jalan/live center) dan senter yang tidak ikut berputar dengan putaran benda kerja (senter mati/tail stock center). Berikut ini adalah gambar dari senter jalan dan senter mati.

 

Gambar 1.33 Senter

Sumber: Anonymous 10, 2014

 

1.7.3        Center Drill

Center drill merupakan alat pelubang awal, fungsinya secara khusus adalah membuat lubang center untuk pengerjaan chuck center, between center atau yang lainnya. Ciri khasnya adalah ada 2 step diameter antara diameter kecil dan diameter besar dihubungkan dengan konus 60°. Lubang konus tersebut yang akan dipakai sebagai tumpuan live center atau pun dead center.

Kedalaman pengeboran hanya sampai pada akhir konusnya karena pada diameter besarnya tidak terdapat body clearence sehingga ada kemungkinan dijepit oleh  benda kerja. Ada beberapa jenis lain selain tambahan radius yaitu tambahan cnter pada ujung d2 atau ada drill untuk diameter minor ulir didepan d1. ukuran untuk d1 dan d2 sudah distandarisasikan dalam bentuk d1xd2. contoh : 1,5 x 5 ; 2.5 x 8 ; dst. Untuk material pembentukannya mayoritas dari HSS, ada yang dilapisi titanium dan juga yang terbuat dari hard metal.

 

Gambar 1.34 Center drill

Sumber: Davidreedsmith (2012)

 

4  Las Gesek

Metode las gesek (friction welding) adalah metode penyambungan dua buah material logam. Pada tahun 1950, AL Chudikov, seorang ahli mesin dari Uni Sovyet, mengemukakan hasil pengamatannya tentang teori tenaga mekanik dapat diubah menjadi energi panas. Gesekan yang terjadi pada bagian-bagian mesin yang bergerak menimbulkan banyak kerugian karena sebagian tenaga mekanik yang dihasilkan berubah menjadi panas. Chudikov berpendapat, proses demikian mestinya bisa dipakai pada proses pengelasan. Setelah melalui percobaan dan penelitian dia berhasil mengelas dengan memanfaatkan panas yang terjadi akibat gesekan.

Dalam metode ini panas dihasilkan dari perubahan energi mekanik kedalam energi panas pada bidang interface benda kerja karena adanya gesekan selama gerak putar dibawah tekanan (gesekan). Beberapa keuntungan dari friction welding ini adalah penghematan material dan waktu untuk penyambungan dua material yang sama maupun berbeda. Sedangkan parameter proses yang penting adalah waktu gesekan, tekanan gesekan, waktu tempa, tekanan tempa dan kecepatan putar. Proses ini melibatkan baik penggunaan deformasi atau difusi dan deformasi terbatas untuk menghasilkan sambungan yang berkualitas tinggi antara bahan serupa maupun berbeda. Klasifikasi las gesek berdasarkan metode penggesekan dibedakan atas:

1.    Linier Friction Welding

Las gesek dengan sumber panas berasal dari gesekan kedua permukaan benda kerja itu sendiri. Metode las gesek yang memanfaatkan gesekan langsung antara dua permukaan benda kerja yang akan dilas. Mekanisme pengerjaannya ditunjukkan pada Gambar 1.35

a)        Terdapat dua bagian benda kerja, salah satu benda kerja berputar relatif dengan kecepatan tertentu terhadap benda kerja yang lainnya dimana benda kerja yang satunya memberikan tekanan.

b)        Gesekan antara kedua permukaan akan menghasilkan panas yang akan melelehkan ujung permukaan benda kerja.

c)        Tekanan terus diberikan hingga lelehan kedua permukaan menyatu dan membentuk sambungan.

d)        Jika kedua permukaan telah menyatu, putaran dihentikan dan pada sisi tekan diberikan tekanan tambahan untuk mengasilkan sambungan yang sempurna.

 

 

Gambar Linier friction welding

Sumber: Swanson (2006)