Geometri Pahat Bubut
Geometri/bentuk
pahat bubut terutama tergantung pada material benda kerja dan material
pahat. Terminologi standar ditunjukkan pada Gambar .6. Untuk pahat
bubut bermata potong tunggal, sudut pahat yang paling pokok adalah
sudut beram (rake angle), sudut bebas (clearance angle), dan sudut sisi
potong (cutting edge angle). Sudut-sudut pahat HSS dibentuk dengan
cara diasah menggunakan mesin gerinda pahat (Tool Grinder Machine).
Sedangkan bila pahat tersebut adalah pahat sisipan (insert) yang
dipasang pada tempat pahatnya, geometri pahat dapat dilihat pada Gambar
.7. Selain geometri pahat tersebut pahat bubut bisa juga
diidentifikasikan berdasarkan letak sisi potong (cutting edge) yaitu
pahat tangan kanan (Right-hand tools) dan pahat tangan kiri (Left-hand
tools).
Proses pemesinan yang dapat dilakukan pada mesin bubut
(a) pembubutan pinggul (chamfering),
(b) pembubutan alur (parting-off),
(c) pembubutan ulir (threading),
(d) pembubutan lubang (boring),
(e) pembuatan lubang (drilling), dan
(f) pembuatan kartel (knurling)
Gambar .6 Geometri pahat bubut HSS (pahat diasah dengan mesin gerinda pahat)
Gambar .7 Geometri pahat bubut sisipan (insert)
Pahat
bubut di atas apabila digunakan untuk proses membubut biasanya
dipasang pada pemegang pahat (tool holder). Pemegang pahat tersebut
digunakan untuk memegang pahat dari HSS dengan ujung pahat diusahakan
sependek mungkin agar tidak terjadi getaran pada waktu digunakan untuk
membubut (lihat Gambar .9). Untuk pahat yang berbentuk sisipan
(inserts), pahat tersebut dipasang pada tempat pahat yang sesuai, (lihat
Gambar 10).
Gambar.9 Pemegang pahat HSS: (a) pahat alur, (b) pahat dalam, (c) pahat rata kanan, (d) pahat rata kiri),
dan (e) pahat ulir
Gambar .8 Pahat tangan kanan dan pahat tangan kiri
Gambar .11 Gambar skematis proses bubut
Bentuk
dan pengkodean pahat sisipan serta pemegang pahatnya sudah
distandarkan oleh ISO. Standar ISO untuk pahat sisipan dapat dilihat
pada Lampiran, dan pengkodean pemegang pahat dapat dilihat juga pada
Lampiran.
C. Perencanaan dan Perhitungan Proses Bubut
Elemen dasar proses bubut dapat dihitung/dianalisis menggunakan rumus-rumus dan Gambar .11 berikut.
Gambar .10 Pahat bubut sisipan (inserts), dan pahat sisipan yang dipasang pada pemegang pahat (tool holders)
Keterangan:
Benda Kerja:
d0 = diameter mula (mm)
dm = diameter akhir (mm)
lt = panjang pemotongan (mm)
Pahat:
Xr = sudut potong utama/sudut masuk
mesin bubut:
a = kedalaman potong (mm)
f = gerak makan (mm/putaran)
n = putaran poros utama (putaran/menit)
1) Kecepatan potong :
v = p.d.n/1.000 ; m/menit
d = diameter rata-rata benda kerja ((d0 + dm)/2)(mm)
n = putaran poros utama (put/menit)
p?= 3,14
2) Kecepatan makan
vf = f n; m/menit
3) Waktu pemotongan
4) Kecepatan penghasilan beram
Z = A v; cm3/menit
tc = t
f
I
v ; menit
di mana: A = a • f mm2
Perencanaan
proses bubut tidak hanya menghitung elemen dasar proses bubut, tetapi
juga meliputi penentuan/pemilihan material pahat berdasarkan material
benda kerja, pemilihan mesin, penentuan cara pencekaman, penentuan
langkah kerja/langkah penyayatan dari awal benda kerja sampai terbentuk
benda kerja jadi, penentuan cara pengukuran dan alat ukur yang
digunakan.
Gambar .12 (a) Kekerasan dari beberapa macam material pahat sebagai fungsi dari temperatur, (b) jangkauan sifat material pahat
1. Material Pahat
Pahat
yang baik harus memiliki sifat-sifat tertentu, sehingga nantinya dapat
menghasilkan produk yang berkualitas baik (ukuran tepat) dan ekonomis
(waktu yang diperlukan pendek). Kekerasan dan kekuatan pahat harus
tetap bertahan meskipun pada temperatur tinggi, sifat ini dinamakan hot
hardness. Ketangguhan (toughness) dari pahat diperlukan, sehingga
pahat tidak akan pecah atau retak terutama pada saat melakukan
pemotongan dengan beban kejut. Ketahanan aus sangat dibutuhkan yaitu
ketahanan pahat melakukan pemotongan tanpa terjadi keausan yang cepat.
Penentuan
material pahat didasarkan pada jenis material benda kerja dan kondisi
pemotongan (pengasaran, adanya beban kejut, penghalusan). Material
pahat yang ada ialah baja karbon sampai dengan keramik dan intan. Sifat
hot hardness dari beberapa material pahat ditunjukkan pada Gambar .12.
Material pahat dari baja karbon (baja dengan kandungan karbon 1,05%)
pada saat ini sudah jarang digunakan untuk proses pemesinan, karena
bahan ini tidak tahan panas (melunak pada suhu 300-500° F). Baja karbon
ini sekarang hanya digunakan untuk kikir, bilah gergaji, dan pahat
tangan. Material pahat dari HSS (high speed steel) dapat dipilih jenis M
atau T. Jenis M berarti pahat HSS yang mengandung unsur molibdenum,
dan jenis T berarti pahat HSS yang mengandung unsur tungsten. Beberapa
jenis HSS dapat dilihat pada Tabel 6.1.
Tabel .1 Jenis Pahat HSS
Jenis HSS Standart AISI
HSS Konvensional
• Molibdenum HSS M1, M2, M7, M10
• Tungsten HSS T1, T2
HSS Spesial
• Cobald added HSS M33, M36, T4, T5, T6
• High Vanadium HSS M3-1, M3-2, M4, T15
• High Hardness Co HSS M41, M42, M43, M44, M45, M46
• Cast HSS
• Powdered HSS
• Coated HSS
Pahat
dari HSS biasanya dipilih jika pada proses pemesinan sering terjadi
beban kejut, atau proses pemesinan yang sering dilakukan interupsi
(terputus-putus). Hal tersebut misalnya membubut benda segi empat
menjadi silinder, membubut bahan benda kerja hasil proses penuangan,
dan membubut eksentris (proses pengasarannya).
Pahat dari karbida
dibagi dalam dua kelompok tergantung penggunaannya. Bila digunakan
untuk benda kerja besi tuang yang tidak liat dinamakan cast iron
cutting grade . Pahat jenis ini diberi kode huruf K (atau C1 sampai C4)
dan kode warna merah. Apabila digunakan untuk menyayat baja yang liat
dinamakan steel cutting grade. Pahat jenis ini diberi kode huruf P
(atau C5 sampai C8) dan kode warna biru. Selain kedua jenis tersebut
ada pahat karbida yang diberi kode huruf M, dan kode warna kuning.
Pahat karbida ini digunakan untuk menyayat berbagai jenis baja, besi
tuang, dan nonferro yang mempunyai sifat mampu mesin yang baik. Contoh
pahat karbida untuk menyayat berbagai bahan dapat dilihat pada Tabel
.2.