Parameter Pemotongan Mesin Frais

Kecepatan Potong (Cutting Speed Cs)

Adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman sehingga menghasilkan tatal dalam satuan panjang/waktu (meter/menit atau feet/menit).

Pada gerak putar seperti mesin bubut, kecepatan potongnya (Cs) adalah keliling lingkaran benda kerja dikalikan dengan putaran spindle utama dibagi dengan 1000,

Kecepatan potong untuk berbagai macam bahan teknik yang umum dikerjakan pada proses pemesinan dan sudah diteliti oleh para ahli dan sudah dipatenkan bisa dilihat pada table dibawah ini:

Baja Lunak (Mild Steel)

Besi Tuang (Cast Iron)

Parameter-Parameter Mesin Frais

Download nowDownload to read offline

Parameter Perhitungan Mesin Frais

KOMPAS.com - Pembubutan adalah proses pemesinan untuk menghasilkan bagian-bagian mesin berbentuk silindris yang dikerjakan dengan menggunakan mesin bubut.

Proses pembubutan identik dengan proses pemotongan logam industri, di mana pemotongan tersebut harus didasarkan pada parameter-parameter yang telah ditetapkan.

Parameter pemotongan pada pada mesin bubut adalah informasi berupa dasar-dasar perhitungan, rumus dan tabel-tabel yang mendasari teknologi proses pemotongan atau penyayatan pada mesin bubut.

Baca juga: Proses Ketukan (Knocking) pada Mesin Karena Bahan Bakar

Adapun yang termasuk parameter pemotongan pada proses pembubutan, sebagai berikut:

Cutting speed (Cs) atau kecepatan potong adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman menghasilkan tatal dalam satuan panjang/waktu (meter/menit atau feet/ menit).

Kecepatan potong dapat dipengaruhi oleh jenis alat dan bahan potong yang digunakan, umumnya bahan alat potong dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu HSS (High Speed Steel) dan karbida (carbide).

Pada gerak putar seperti mesin bubut, rumus menghitung kecepatan potongnya (Cs) adalah:

Kecepatan putaran mesin

Revolution Per-Menit (Rpm) atau kecepatan putaran mesin bubut adalah kemampuan kecepatan putar mesin bubut untuk melakukan pemotongan atau penyayatan dalam satuan putaran per-menit.

Maka dari itu, untuk mencari besarnya putaran mesin sangat dipengaruhi oleh seberapa besar kecepatan potong dan keliling benda kerjanya.

Dengan demikian, rumus untuk menghitung kecepatan putaran mesin bubut adalah:

Baca juga: Pengoperasian Mesin OHP (Overhead Projector)

Ingsutan atau kecepatan pemakanan ditentukan dengan mempertimbangkan beberapa faktor, di antaranya: kekerasan bahan, kedalaman penyayatan, sudut-sudut sayat alat potong, bahan alat potong, ketajaman alat potong dan kesiapan mesin yang akan digunakan.

Besarnya kecepatan pemakanan pada mesin bubut ditentukan oleh seberapa besar bergesernya pahat bubut (f) dalam satuan mm/putaran dikalikan seberapa besar putaran mesinnya (n) dalam satuan putaran.

Maka rumus untuk mencari kecepatan pemakanan adalah:

Baca juga: Pengertian Mesin 4 Tak dan Cara Kerjanya

Kecepatan putaran mesin

Revolution Per-Menit (Rpm) atau kecepatan putaran mesin bubut adalah kemampuan kecepatan putar mesin bubut untuk melakukan pemotongan atau penyayatan dalam satuan putaran per-menit.

Maka dari itu, untuk mencari besarnya putaran mesin sangat dipengaruhi oleh seberapa besar kecepatan potong dan keliling benda kerjanya.

Dengan demikian, rumus untuk menghitung kecepatan putaran mesin bubut adalah:

Baca juga: Pengoperasian Mesin OHP (Overhead Projector)

Besarnya kecepatan pemakanan pada mesin bubut ditentukan oleh seberapa besar bergesernya pahat bubut (f) dalam satuan mm/putaran dikalikan seberapa besar putaran mesinnya (n) dalam satuan putaran.

Maka rumus untuk mencari kecepatan pemakanan adalah:

Baca juga: Pengertian Mesin 4 Tak dan Cara Kerjanya

Waktu proses pemesinannya

Dalam membuat suatu produk atau komponen pada mesin bubut, lamanya waktu proses pemesinannya perlu diketaui/dihitung.

Hal ini penting karena dengan mengetahui kebutuhan waktu yang diperlukan, perencanaan dan kegiatan produksi dapat berjalan lancar.

Apabila diameter benda kerja, kecepatan potong dan kecepatan penyayatan atau penggeseran pahatnya diketahui, maka waktu pembubutan dapat dihitung.

Adapun rumus untuk menghitung waktu proses pemesinannya antara lain:

Baca juga: Prosedur Pemeliharaan Mesin Kantor

Dokumen tersebut membahas tentang parameter pemotongan pada mesin bubut yang meliputi kecepatan potong, kecepatan putaran mesin, kecepatan pemakanan, dan waktu pemesinan. Parameter-parameter tersebut perlu ditentukan dengan tepat untuk mendapatkan hasil pemotongan yang baik.

Parameter pemotongan pada mesin bubut adalah, informasi berupa dasar-dasar perhitungan, rumus dan tabel-tabel yang medasari teknologi proses pemotongan/ penyayatan pada mesin bubut diantaranya. Parameter pemotongan pada mesin bubut meliputi: kecepatan potong (Cutting speed-Cs), kecepatan putaran mesin (Revolotion Permenit - Rpm), kecepatan pemakanan (Feed – F) dan waktu proses pemesinannya.

1. Kecepatan potong (Cutting speed – Cs )

Kecepatan potong (Cs) adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman menghasilkan tatal dalam satuan panjang/ waktu (meter/ menit atau feet/ menit). Pada gerak putar seperti mesin bubut, kecepatan potongnya (Cs) adalah: Keliling lingkaran benda kerja (π.d) dikalikan dengan putaran (n). atau:

Cs = π.d.n Meter/menit.

d : diameter benda kerja (mm)

n : putaran mesin/benda kerja (putaran/menit - Rpm)

π : nilai konstanta = 3,14

Kecepatan potong untuk berbagai macam bahan teknik yang umum dikerjakan pada proses pemesinan, sudah teliti/diselidiki para ahli dan sudah patenkan pada ditabelkan kecepatan potong. Sehingga dalam penggunaannya tinggal menyesuaikan antara jenis bahan yang akan dibubut dan jenis alat potong yang digunakan. Sedangkan untuk bahan-bahan khusus/spesial, tabel Cs-nya dikeluarkan oleh pabrik pembuat bahan tersebut.

Pada tabel kecepatan potong (Cs) juga disertakan jenis bahan alat potongnya. Pada umumnya, bahan alat potong dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu HSS (High Speed Steel) dan karbida (carbide). Pada tabel tersebut menunjukkan bahwa dengan alat potong yang bahannya karbida, kecepatan potongnya lebih cepat jika dibandingkan dengan alat potong HSS.

Tabel 1. Kecepatan Potong Bahan

2. Kecepatan Putaran Mesin Bubut (Revolusi Per Menit – Rpm)

Kecepatan putaran mesin bubut adalah, kemampuan kecepatan putar mesin bubut untuk melakukan pemotongan atau penyayatan dalam satuan putaran/menit. Maka dari itu untuk mencari besarnya putaran mesin sangat dipengaruhi oleh seberapa besar kecepatan potong dan keliling benda kerjanya.

Nilai kecepatan potong untuk setiap jenis bahan sudah ditetapkan secara baku, maka komponen yang bisa diatur dalam proses penyayatan adalah putaran mesin/benda kerjanya. Dengan demikian rumus dasar untuk menghitung putaran mesin bubut adalah:

Cs= π.d.n Meter/menit

Karena satuan kecepatan potong (Cs) dalam meter/menit sedangkan satuan diameter benda kerja dalam milimeter, maka satuannya harus disamakan terlebih dahulu yaitu dengan mengalikan nilai kecepatan potongnya dengan angka 1000 mm.

Maka rumus untuk putaran mesin menjadi:

n= (1000.Cs)/(π .d) Rpm

d: diameter benda kerja (mm)

Cs: kecepatan potong (meter/menit)

π : nilai konstanta = 3,14.

1. Sebuah baja lunak berdiameter (Ø) 30 mm, akan dibubut dengan kecepatan potong (Cs) 80 meter/menit. Berapakah besar putaran mesinnya ?

Besar putaran mesinya adalah:

· n = (1000 x Cs)/(π x d)

n = (1000 x 70)/(3,14 x 50)

Jadi putaran kecepatan mesinnya adalah 445,86 Rpm

2. Sebuah baja lunak berdiameter (Ø) 3 inchi, akan dibubut dengan kecepatan potong (Cs) 20 meter/menit. Pertanyaannya adalah: Berapa besar putaran mesinnya ?.

Satuan inchi bila dijadikan satuan mm harus dikalikan 25,4 mm. Dengan demikian diamter (Ø) 3 inchi = 3 x 25,4 = 76,2 mm. Maka putaran mesinnya adalah:

n = (1000 x Cs)/(π x d)

n = (1000 x 50)/(3,14 x 76,2)

Jadi putaran kecepatan mesinnya adalah 209 Rpm

Hasil perhitungan di atas pada dasarnya sebagai acuan dalam menyetel putaran mesin agar sesuai dengan putaran mesin yang tertulis pada tabel yang ditempel di mesin tersebut. Artinya, putaran mesin aktualnya dipilih dalam tabel pada mesin yang nilainya paling dekat dengan hasil perhitungan di atas. Untuk menentukan besaran putaran mesin bubut juga dapat menggunakan tabel yang sudah ditentukan berdasarkan perhitungan.

Tabel 2. Daftar kecepatanputaran mesin bubut (Rpm)

3. Kecepatan Pemakanan (Feed – F) – mm/menit

Kecepatan pemakanan atau penyayatan ditentukan dengan mempertim- bangkan beberapa factor, diantaranya: kekerasan bahan, kedalaman penyayatan, sudut-sudut sayat alat potong, bahan alat potong, ketajaman alat potong dan kesiapan mesin yang akan digunakan. Kesiapan mesin ini dapat diartikan, seberapa besar kemampuan mesin dalam mendukung tercapainya kecepatan pemakanan yang optimal.

Disamping beberapa pertimbangan tersebut, kecepatan pemakanan pada umumnya untuk proses pengasaran ditentukan pada kecepatan pemakanan tinggikarena tidak memerlukan hasil pemukaan yang halus (waktu pembubutan lebih cepat), dan pada proses penyelesaiannya/ finising digunakan kecepatan pemakanan rendah dengan tujuan mendapatkan kualitas permukaan hasil penyayatan yang lebih baik sehingga hasilnya halus (waktu pembubutan lebih cepat).

Besarnya kecepatan pemakanan (F) pada mesin bubut ditentukan oleh seberapa besar bergesernya pahat bubut (f) dalam satuan mm/putaran dikalikan seberapa besar putaran mesinnya (n) dalam satuan putaran. Maka rumus untuk mencari kecepatan pemakanan (F) adalah: F = f x n (mm/menit).

f= besar pemakanan atau bergesernya pahat (mm/putaran)

n= putaran mesin (putaran/menit)

Sebuah benda kerja akan dibubut dengan putaran mesinnya (n) 600 putaran/menit dan besar pemakanan (f) 0,2 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa besar kecepatan pemakanannya ?.

F = 0,2 x 500 = 120 mm/menit.

Pengertiannya adalah, pahat bergeser sejauh 120 mm, selama satu menit.

Sebuah benda kerja berdiameter 40 mm, akan dibubut dengan kecepatan potong (Cs) 25 meter/menit dan besar pemakanan (f) 0,2 mm/putaran.

Berapa besar kecepatan pemakanannya ?

n = (1000 x Cs)/(π x d)

n = (1000 x 25)/(π x d)

n = 199,044 ≈ 199 Rpm

F = 0,2 x 199 = 39,8 mm/menit.

Pengertiannya adalah, pahat bergeser sejauh 39,8 mm, selama satu menit

4. Waktu Pemesinan Bubut

Dalam membuat suatu produk atau komponen pada mesin bubut, lamanya waktu proses pemesinannya perlu diketaui/ dihitung. Hal ini penting karena dengan mengetahui kebutuhan waktu yang diperlukan, perencanaan dan kegiatan produksi dapat berjalan lancar. Apabila diameter benda kerja, kecepatan potong dan kecepatan penyayatan/ penggeseran pahatnya diketahui, waktu pembubutan dapat dihitung.

a. Waktu Pemesinan Bubut Rata

Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pemesinan bubut adalah, seberapa besar panjang atau jarak tempuh pembubutan (L) dalam satuan mm dan kecepatan pemakanan (F) dalam satuan mm/menit. Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa, panjang total pembubutan (L) adalah panjang pembubutan rata ditambah star awal pahat (ℓa), atau: L total= ℓa+ ℓ (mm).

Untuk nilai kecepatan pemakanan (F), dengan berpedoman pada uraian sebelumnya F= f.n (mm/putaran).

Gambar 4. Panjang pembubutan rata

Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan diatas, maka perhitungan

waktu pemesinan bubut rata (tm) dapat dihitung dengan rumus:.

Waktu pemesinan bubut rata (tm)

f = pemakanan dalam satau putaran (mm/put)

n = putaran benda kerja (Rpm)

ℓ = panjang pembubutan rata (mm)

la = jarak star pahat (mm)

L = panjang total pembubutan rata (mm)

F = kecepatan pemakanan mm/menit

Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D)= 40 mm akan dibubut rata menjadi (d)= 30 mm sepanjang (ℓ)= 65, dengan jarak awal pahat (la)= 4 mm. Data-data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Putaran mesin (n)= 400 putaran/menit, dan pemakanan mesin dalam satu putaran (f)= 0,05 mm/putaran. Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan rata sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses?.

L = ℓa+ ℓ = 65+4 = 69 mm

F = f.n = 0,05 x 400 = 20 mm/menit

tm = 69/20 menit = 3,45 menit

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai data diatas adalah selama 3,45 menit.

Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D)= 30mm akan dibubut rata menjadi (d)= 30mm sepanjang (ℓ)= 70, dengan jarak awal pahat (ℓa)= 4 mm. Data-data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong (Cs)= 25 meter/menit, dan pemakanan mesin dalam satu putaran (f)= 0,04 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan rata sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses?.

n = (1000 x Cs)/(π x d)

L = ℓa+ ℓ = 70+4 = 74 mm

F = f.n = 0,04 x 265 = 10,6 mm/menit

tm = 74/10,6 menit = 6,981 menit

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai data diatas

adalah selama 6,981 menit.

b. Waktu Pemesinan Bubut Muka (Facing)

Perhitungan waktu pemesinan bubut muka pada prinsipnya sama dengan menghitung waktu pemesinan bubut rata, perbedaannya hanya terletak pada arah pemakanan yaitu melintang. Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa, panjang total pembubutan (L) adalah panjang pembubutan muka ditambah posisi awal pahat (ℓa), sehingga:

Untuk nilai kecepatan pemakanan (F), dengan mengacu pada uraian sebelumnya F= f.n (mm/putaran).

Gambar 5. Panjang Langkah pembubutan muka

Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan diatas, maka perhitungan waktu pemesinan bubut muka (tm) dapat dihitung dengan rumus:

L = r + ℓa = d/2+ℓa mm

d= diameter benda kerja

f= pemakanan dalam satu putaran (mm/putaran)

n= putaran benda kerja (Rpm)

ℓ= panjang pembubutan muka (mm)

ℓa= jarak star pahat (mm)

L= panjang total pembubutan muka (mm)

F= kecepatan pemakanan setiap (mm/menit)

Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D)= 50 mm akan dibubut muka dengan jarak star pahat (ℓa)= 3 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Putaran mesin (n)= 500 putaran/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f)= 0,06 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan muka sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ?.

F = f.n = 0,06 x 500= 30 mm/menit

tm = 28/30 menit = 0,94 menit

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan muka sesuai data diatas adalah selama 0,94 menit.

Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D)= 60 mm akan dibubut muka dengan jarak star pahat (ℓa)= 3 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong (Cs)= 35 meter/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f)= 0,08 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan muka sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ?.

n = (1000 x Cs)/(π x d)

n = (1000 x 35)/(π x 60)

n = 185,774=186 Rpm = 185,774 ≈ 186 Rpm

F = f.n = 0,08 x 186= 14,88 mm/menit

tm = 38/14,88 menit = 2,553 menit

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan muka sesuai data diatas

adalah selama 2,553 menit.

b. Waktu Pengeboran Pada Mesin Bubut

Perhitungan waktu pengeboran pada mesin bubut, pada prinsipnya sama dengan menghitung waktu pemesinan bubut rata dan bubut muka. Perbedaannya hanya terletak pada jarak posisi ujung mata bornya. Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa, panjang total pengeboran (L) adalah panjang pengeboran (ℓ) ditambah star awal mata bor (ℓa= 0,3 d), sehingga: L= ℓ + 0,3d (mm). Untuk nilai kecepatan pemakanan (F) mengacu pada uraian sebelumnya F= f.n (mm/putaran).

Gambar 5. Panjang langkah pengeboran

Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan diatas, maka perhitungan waktu pengeboran (tm) dapat dihitung dengan rumus:

ℓ= panjang pengeboran

L= panjang total pengeboran

n= putaran mata bor (Rpm)

f= pemakanan (mm/putaran)

Sebuah benda kerja akan dilakukan pengeboran sepanjang 28 mm dengan mata bor berdiameter 10 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Putaran mesin (n)= 700 putaran/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f)= 0,04 mm/putaran. Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengeboran pada mesin bubut sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ?.

L = ℓ + 0,3 d = 28 + (0, 3.10) = 31 mm

F = f.n = 0,04 x 700= 28 mm/menit

tm = 31/28 menit = 1,107 menit

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran sesuai data diatas adalah selama 1,107 menit.

Sebuah benda kerja akan dilakukan pengeboran sepanjang 40 mm dengan mata bor berdiameter 10mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong (Cs)= 25 meter/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f)= 0,04 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengeboran pada mesin bubut sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ?.

n= (1000 x Cs)/(π x d)

n= (1000 x 25)/(π x 10) = 796,178 ≈ 796 Rpm

L= ℓ + 0,3 d = 28 + (0, 3.10) = 31 mm

F= f.n = 0,04 x 796= 31,84 mm/menit

tm = 31/31,84 menit = 0,973 menit

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran sesuai data diatas adalah selama 0,973 menit