Bubut

 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.