Toturial Menggambar Pipa Elbow Pada AutoCAD 3D

Untuk lebih jelas mengenai langkah-langkah menggambar 3D pipa elbow pada autocad dapat dilihat pada video dibawah ini:

Semoga bermanfaat dan jangan lupa subscribe vidonya.

Suzuki Indonesia Challenge 2015

Makalah Pemesinan Kering Dry Machining

Pemesinan Kering  Dry Machining

Oleh:
I Gede Mahayatra


PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pada proses pemesinan gesekan antara pahat potong dan benda kerja menimbulkan panas yang dapat mempengaruhi keakuratan ukuran, penyelesaian permukaan, aliran geram (chips) yang bermuara pada kualitas produk. Cairan pendingin (metal cutting fluids) digunakan pada proses pemesinan untuk memberikan pelumasan dan pendinginan. Cairan pendingin telah menjadi kebutuhan penting bagi proses pemesinan dalam puluhan tahun terakhir.

Akhir-akhir ini, cairan pemotongan bekas (cairan pemotongan yang telah habis masa pakainya) sebagai buangan dari industri pemotongan logam mendapat perhatian serius karena mengancam kelestarian lingkungan. Jutaan gallon cairan pemotongan bekas dihasilkan dari industri pemotongan logam setiap tahunnya. Cairan pemotongan bekas ini biasanya hanya dimasukkan ke dalam kontainer dan ditimbun di bawah tanah.

Sebagai industri yang menggunakan banyak cairan pemotongan saat proses fabrikasi komponen mesti mempertimbangkan masalah pencemaran lingkungan tersebut. Untuk mengatasi hal ini, maka para pakar pemesinan merekomendasikan suatu strategi yang cukup ekstrim yaitu dengan pemesinan kering (pemesinan tanpa menggunakan

cairan pemotongan) atau dari sudut pandang lingkungan, strategi ini disebut dengan pemesinan hijau (green machining)

B.     Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah senbagai berikut:

1.      Mempelajari proses pemesinan kering.

2.      Mempelajari kelebihan dan kekurangan proses pemesinan kering.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pemesinan Kering  (Dry Machining)

Pemesinan kering  (Dry Machining) adalah proses pemesinan yang tidak mengunakan fluida pendingin dalam proses pemotonganya. Fenomena kegagalan pahat dan penggunaan cairan pemotongan merupakan salah satu masalah yang telah banyak dikaji dan mendapat perhatian dalam kaitannya yang sangat berpengaruh terhadap kekasaran permukaan hasil pengerjaan, ketelitian geometri produk dan mekanisme keausan pahat serta umur pahat. melaporkan bahwa umumnya cairan pemotongan bekas disimpan dalam kontainer dan kemudian ditimbun di tanah. Selain itu, masih banyak praktek yang membuang cairan pemotongan bekas langsung ke alam bebas. Hal ini jelas akan merusak lingkungan.

Pilihan alternatif dari pemesinan basah adalah pemesinan kering, karena selain tidak ada cairan pemotongan bekas dalam junlah besar yang akan mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikel cairan pemotongan yang akan membahayakan operator dan juga serpihan pemotongan tidak terkontaminasi oleh residu cairan pemotongan. Pemesinan kering mempunyai beberapa masalah yang antara lain, gesekan antara permukaan benda kerja dan pahat potong, kecepatan keluar serpihan, serta temperatur potong yang tinggi dan hal tersebut semuanya terkait dengan parameter pemesinan.

Secara umum industri pemesinan pemotongan logam melakukan pemesinan kering adalah untuk menghindari pengaruh buruk akibat cairan pemotongan yang dihasilkan oleh pemesinan basah. Argumen ini secara khusus didukung oleh penelitian yang telah dilakukan Mukun et. al., (1995) secara kuantitatif menyangkut pengaruh buruk pemesinan basah dengan anggapan pada pemesinan kering tidak akan dihasilkan pencemaran lingkungan kerja dan ini berarti tidak menghasilkan kabut partikel cairan pemotongan. Oleh sebab itu perlu diketahui pentingnya pemesinan kering dilakukan dalam proses. pertimbangan hal diatas pakar pemesinan mencoba mencari solusi dengan suatu metode pemotongan alternatif dan mereka merumuskan bahwa pemesinan kering (dry cutting) yang dari sudut pandang ekologi disebut dengan pemesinan hijau (green machining) merupakan jalan keluar dari masalah tersebut. Melalui pemesinan kering diharapkan disamping aman bagi lingkungan, juga bisa mereduksi ongkos produksi.

Pemesinan kering direkomendasikan penggunaanya untuk mengatasi masalah pencemaran lingkungan akibat limbah cairan pendingin, maka para pakar pemesinan merekomendasikan dengan pemesinan kering. Selain karena alasan masalah pencemaran lingkungan hal lain yang menjadi alasan dipakainya metode pemesinan kering adalah untuk meng hemat biaya produksi.

Gambar 1. Ongkos Produksi secara umum (Sumbes: Balzers  Inc)

Pemesinan kering di akui mampu mengatasimasalah pada dampak yang telah di uraikan diatas. Pilihan alternatif dari pemesinan basah adalah pemesinan kering, karena selain tidak ada cairan pemotongan bekasdalam jumlah besar yang akan mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikelcairan pemotongan yang akan membahayakan operator dan juga serpihan pemotongan tidak terkontaminasi oleh residu cairan pemotongan. Pemesinan kering mempunyai beberapa masalah yang antara lain, gesekan antara permukaan bendakerja dan pahat potong, kecepatan keluar geram, serta temperatur potong yang tinggidan hal tersebut semuanya terkait dengan parameter pemesinan

Konsep pemesinan kering ini sebenarnya biasa dilakukan oleh industri manufaktur. Dari aspek proses pemesinan, pemesinan kering berarti  pemotongan logam dilakukan pada suhu dan gesekan yang relative tinggi. Sejak akhir tahun 1970 penggunaan proses pembubutan keras (hard turning) dijadikan inovasi berikutnya untuk mengatasi permasalahan yang ada, hal ini terbukti melalui proses pembubutan keras dapat mereduksi waktu  pemesinan hingga 60 % (Thonsoff, et.al, 1995).

Sebagai ganti fungsi cairan pendingin, proses pemesinan kering dilakukan dengan metode-metode berikut ini:

1.      Metode Pemotongan yang Baru

Metode ini dapat dilakukan dengan mengubah sudut pahat potong, mengubah bahan pahat dan menyepuh pahat (tool coating). Sudut pahat potong didesign agar menghasilkan gram yang lebih tipis dan terputus-putus (discontinue), sehingga mengurangi gaya pemotongan dan mengurangi panas yang timbul. Pengurangan gaya potong dan panas yang timbul akan memperpanjang umur pahat.

 Sebagai contoh pengubahan bahan pahat, penggunaan diamond-like carbon (DLC) pada pemesinan aluminium yang memberikan hasil kekasarn permukaan yang sama untuk proses pemesinan dengan cairan pendingin dan proses pemesinan kering.

2.      Metode Pendinginan yang Baru

Pendinginan udara pada pemesinan kering telah diuji sebagai solusi untuk mencapai pemesinan dengan umur pahat yang lebih panjang, berkurangnya kerusakan pahat dan meminimalisir timbulnya panas pada mata pahat.

B.     Kelebihan  Proses Pemesinan

Keuntungan dari penggunaan pemesinan kering adalah sebagai berikut:

1.      Ramah lingkungan, karena tidak menggunakan cairan pendingin.

2.      Penanganan produk dan gram lebih mudah karena tidak tercampur dengan cairan pendingin.

3.      Ongkos produksi yang lebih murah karena tidak memerlukan pembelian, penyimpanan, dan penanganan limbah cairan pendingin.

4.      Tidak diperlukan pompa untuk memompa cairan pendingin sehingga dapat menghemat listrik.

5.      Dapat digunakan secara luas pada hampir seluruh pemesinan seperti pembubutan, pengefreisan sampai penggrindaan.

6.      Dapat digunakan dalam pemotongan berbagai material, dari yang lunak sampai yang keras, dengan berbagai jenis pahat,

C.    Kekurangan Pemesinan Kering

Salah satu tantangan terbesar pada pemesinan kering adalah pembuangan geram. Menurut Manager Produk Carboloy Inc, Dennis Mc Namara, permasalahan utama pada pemesinan kering adalah temperatur pahat potong yang tinggi dan proses pembuangan geram yang kurang baik sehingga beresiko dapat menimbulkan cacat pada benda kerja. Selain itu proses pembuangan geram dapat membahayakan operator sehingga dibutuhkan pelindung, penyekat dan kolektor debu.

Pada proses pemesinan material yang sangat keras, harus digunakan pahat yang jauh lebih keras daripada pahat yang umum digunakan untuk memotong material yang sama pada metode pemesinan basah. Selain itu pada proses pemesinan kering kedalaman potong (depth of cut) harus dikurangi agar gesekan yang timbul tidak terlalu besar, hal ini bertujuan untuk mengurangi panas yang timbul akibat gesekan antara pahat dan benda kerja. Masalah lain yang muncul pada pemesinan kering biasanya pada material tertentu kekasaran permukaan produk dengan metode pemesinan kering tidak sehalus produk dengan metode pemotongan dengan menggunakan cairan pendingin.

BAB V

 SIMPULAN

Dari hasil  pembahasan pemesinan kering terbukti mampu memberikan solusi yang baik demi terwujudnya clean production, diantaranya:

1.      Tidak terdapat permasalahan-permasalahan yang diakibatkan oleh penggunaan cairan pendingin seperti kebocoran, kontaminasi gram, dan pencemaran lingkungan.

2.      Hasil pemesinan yang memiliki kualitas yang sama dengan proses pemesinan dengan cairan pendingin.

3.      Ongkos pemesinan yang lebih murah dibandingkan ongkos pemesinan dengan cairan pendingin.

Analisis Rekomendasi Cutting Conditition Untuk Milling Cutter (CNC BMC 80)

Untuk proses pemesinan Fork Fiting, pada proses pengkasaran dengan side milling pada pemotongan aluminium dilakukan dengan cutter slot drill diameter 32 mm dengan jenis material cutter adalah carbide. Jenis cutter ini dipilih karena diameternya yang paling besar untuk rekomendasi pengerjaan side milling pada mesin CNC Thosiba BMC 80.5 dan dengan kemampuan maksimal bekerja pada putaran 3500 rpm dan federate 1.255 mm/menit, sehingga pemotongan dapat dilakukan dengan cepat.

                                                                                    

Untuk proses pembuatan lubang dan center drill digunakan cutter dengan jenis material cutter adalah HSS. Jenis ini dipilih karena mampu mengerjakan proses tersebut dengan baik tanpa harus menggunakan cutter berbahan carbide. Pada proses lubang dan center drill tidak menimbulkan defleksi dan getaran yang terlalu besar sehinga mampu dikerjakan dengan Cutter dengan jenis HSS. Sedangkan untuk proses finishing digunakan cutter berbahan carbide dengan dimeter yang lebih kecil dari proses  pengkasaran. Hal ini bertujuan agar diperoleh kualitas permukaan yang baik. Berdasarkan rekomendasi bagian tool services divisi  Production Engineering  PT. Dirgantara Indonesia, proses pemesinan pada mesin CNC Toshiba BMC 80.5 memiliki standarisasi untuk cutting condition berdasarkan jenis cutter yang digunakan. Untuk proses machining  fork  fitting part nomor L57950729201, diberikan rekomendasi cutting condition sebagai berikut:

No	Cutter list	SL (mm)	Putaran Spindle (rpm)	Feed (mm/mnt)	Kecepatan potong (m/mnt)	Depth of Cut
1 2 3 4 5 6 7 8	Solt Dril 32R4 Center Drill 2,5mm Twist Drill 6,7mm Twist Drill 8mm Slot Drill 16R4 Ball Nose 10mm Solt Dril 12R3 Solt Dril 12R0	244 232 260 270 243 257 263 235	3500 3325 3325 3325 3500 3500 3500 3500	1255 332 665 831 880 560 770 770	351,68 26,1 69,95 83,52 175,84 109,9 131,88 131,88	6 mm - - - - 6 mm 6 mm 6 mm

    Tabel 4.3  Rekomendasi cutting condition pada mesin CNC Toshiba BMC 80.5 

Data di atas berlaku untuk pemotongan material aluminium. Untuk jenis cutter Slot Drill-Short carbide diameter 10 – 32 mm diberikan putaran spindle 3500 rpm untuk  kedalaman potong yang sama yaitu 6 mm. Untuk nilai feedrate pada cutter ini berbeda, besarnya feedrate dipengaruhi oleh diametr cutter. Dari table di atas semakin besar diameter cutter maka nilai feedrate yang diberikan semakin besar.

Pada cutter jenis Center Drill dan Twist Drill, digunakan untuk proses boring dberikan putaran 3325 rpm, besarnya feedrate disesuaikan dengan diameter cutter  seperti pada cutter jenis Slot Drill. Pada cutter ini tidak direkomendasikan besarnya kedalaman potong, karena fungsi cutter ini hanya untuk menentukan pusat lubang dan melakukan boring, sehingga operator dapat menyesuaikan dengan kemampuan mesin.  Dari analisis diatas aktual kondisi pemotongan yang dilakukan masing masing cutter yang dipakai masih dibawah kondisi pemotongan rekomendasi standar kemamampuan maksimal cutter untuk mesin CNC Toshiba BMC.80.5 

Cuter Center Drill

Cuter Slot Dril

Cuter tipe ball nose

Cuter Twist Drill

Proses Pemesinan (CNC machining)

Proses Pemesinan (CNC machining)

Oleh:
I Gede Mahayatra

2.1   Pengertian Dasar Proses Pemesinan

Proses pemesinan adalah proses pemotongan material menjadi bentuk benda kerja dengan menggunakan perkakas potong yang dipasangkan pada mesin perkakas. Sedangkan mesin perkakas adalah suatu mesin dimana energi yang dihasilkan mesin digunakan untuk mendeformasikan dan selanjutnya memotong material kedalam bentuk dan ukuran dengan kekasaran sesuai dengan yang diinginkan.

Kecepatan pemotongan harus ditentukan agar waktu pemotongan sesuai dengan yang diinginkan , permasalahan ini  akan timbul dalam setiap perencanaan proses pemesinan. Dalam proses pemesinan terdapat lima elemen dasar yang harus diperhatikan dalam perencanan proses pemesinan agar diperoleh waktu pemotongan yang efisien dan produktifitas tinggi.

Sangat perlu diperhatikan dalam proses pemesinan adalah pemilihan kecepatan pemakanan dan kecepatan pemotongan, karena kecepatan pemakanan dan kecepatan pemotongan akan menentukan kualitas permukaan komponen yang dihasilkan dari proses pemesinan, termasuk gaya pemotongan yang dihasilkan akibat hal tersebut.

Kecepatan makan dan kecepatan pemotongan yang semakin besar akan menghasilkan permukaan yang kasar dan gaya potong yang berlebihan akan mempercepat keausan cutter atau terjadi patah pada cutter  saat proses pemesinan berlangsung. Ada dua jenis material yang sering digunakan untuk cutter yaitu high-speed steel (HSS) dan karbida. Cutter dengan jenis material karbida lebih kuat untuk menahan gaya yang terjadi pada proses pemesinan dibandingkan cutter yang terbuat dari jenis material HSS. Oleh karena itu cutter karbida mampu bekerja pada kondisi pemakanan dan kecepatan potong yang tinggi.

Menurut jenis gerak relative pahat/cutter terhadap benda kerja proses pemesinan dapat diklasifikasikan yaitu:1.      Proses Pembubutan (Turning)

Bentuk yang dihasilkan biasanya silindrik, dan gerak potong dilakukan oleh benda kerja dan gerak makan pada pahat.

2. Menggurdi (Drilling)

     Bentuk yang dihasilkan adalah silindrik dalam.

3. Milling ( Mengefreis)

Bentuk yang dihasilkan adalah permukaan rata, silindrik, dan kontur. Gerakpotong terdapat pad pahat dan gerak makan pada benda kerja.

4. Menggerinda Rata (Surface Grinding)

Bentuk permukaan rata, gerak potong dilakukan oleh pahat dan gerak makan pada benda kerja.

5. Sekrap

Bentuk permukaan rata atau kontur dengan gerak potong terdapat pada benda kerja sedangkan gerak makan pada pahat

6. Memarut dan Menggergaji ( Broaching dan Sawing )

Gerak potong dilakukan pahat, dan pemakananya dilakukan dengan memarut.

2.2.Proses Milling

Milling  ( freis) adalah operasi pemesinan dimana benda kerja dipotong oleh pahat yang berputar dengan mata potong jamak. Sumbu putar dari pahat yang berputar adalah tegak lurus dari arah pemakanan . Pahat dari operasi milling  dinamakan milling cutter dan ujung potong dari pahat dinamakan  teeth (gigi).  Besarnya kecepatan makan pada proses miling dipengaruhi oleh jumlah gigi (z) dari pahat miling yang digunakan karena untuk kecepatan makan yang sama , gerak makan per gigi akan berbeda bila jumlah gigi pada pahat berbeda.

Ditinjau dari posisi benda kerja terhadap pisau milling, proses milling  dapat dibedakan sebagai berikut:

a.       Aksial. Digunakan ketika pisau menghasiljkan permukaan sejajar dengan sumbu putar dari pisau frais

b.       Radial. Terjadi bila proses pemotongan dimana pisau memproduksi permukaan tegaklurus terhadap poros putaran pisau frais

c.        Menyudut. Ketika pisau frais menghasilkan permukaan menyudut terhadap poros utama pisau frais

d.       Pembentukan (Form) ketika pisau frais mengfhasiljkan bentuk-bentuk tertentu sesuai dengan bentuk pisau miling.

2.2.1.  Teknik Pemotongan.

Pemotongan adalah gesekan antara dua material yang memiliki kekerasan yang berbeda dan menimbulkan deformasi pada material yang memiliki kekerasan lebih kecil. Untuk pemotongan logam dikenal dua macam metoda yaitu Up Milling dan Down Milling. Up milling. Pada metode up milling arah putaran cutter searah dengan arah pemakanannya, pemotongan yang datangnya benda kerja

berlawanan dengan putaran sisi potong cutter. Pada pemotongan ini hasilnya dapat maksimal karena meja (benda kerja) tidak tertarik oleh cutter.

Gambar 2. metoda pemotongan  Up Milling

 Sedangkan untuk down milling arah putaran cutter berlawanan arah dengan arah pemakanannya. pemotongan yang datangnya benda kerja seiring dengan putaran sisi potong cutter. Pada pemotongan ini hasilnya kurang baik karena meja (benda kerja) cenderung tertarik oleh cutter.

Gambar 3. metoda pemotongan  Down Milling.

Untuk tipe gerakan pemotongan dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu:

1.      Sloting, ujung dan kedua sisi cutter memotong secara bersamaan membentuk alur pemotongan.

2.      Side milling, permukaan cutter yang melakukan pemotongan adalah ujung cutter dan salah satu sisi cuter.

3.      Drilling, permukaan cutter yang melakukan pemotongan adalah ujung cutter saja.

       Sloting                      Side milling                               Drilling

Gambar 4.  Gerakan pemotongan sloting ,side milling , dan drilling

Parameter pemotongan diperlukan agar proses produksi dapat berlangsung sesuai dengan prosedur perencanaan. Parameter-parameter pemotongan yang ditetapkan dalam proses milling akan meliputi kecepatan potong, putaran spindel, dalam pemakanan, gerak makan per gigi, kecepatan penghasilan geram dan waktu pemesinan.

2.2.2. Kecepatan potong/cutting speed

Dalam menentukan kecepatan potong beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan antara lain:

1.      material benda kerja yang akan dipotong

2.      material pisau frais

3.       diameter  pisau

4.      kehalusan permukaan yang diharapkan

5.      dalam pemotongan yang ditentukan

6.      Rigiditas penyiapan benda kerja dan mesin

Untuk benda kerja yang berbeda kekerasannya, strukturnya dan kemampuan pemesinaanya diperlukan penentuan cutting speed yang berbeda. Nilai kecepatan potong dipengaruhi oleh diameter cutter dan kecepatan putaran spindle.  Cutting speed dapat dirumuskan dalam bentuk persamaan :

Vc =      m/menit              ..................................................        (1)

Dengan:

 Vc  = cutting speed, ( m/menit)

D     = diameter pisau frais ( mm)

n      = putaran spindle utama (rpm)

Table 1 Kecepatan potong bahan teknik

NO	Bahan Benda kerja	Vc (m/menit)
1	Kuningan, Perunggu keras	30 – 45
2	Besi tuang	14 – 21
3	Baja >70	10 – 14
4	Baja 50-70	14 – 21
5	Baja 34-50	20 -30
6	Tembaga, Perunggu lunak	40 -70
7	Allumunium murni	300 – 500
8	plastik	40     - 60

Untuk melakukan proses  milling dengan kedalaman potong yang besar direkomendasikan menggunakan kecepatan potong yang rendah, agar tidak terjadi defleksi dan getaran pada material yang dipotong sehingga permukaan potong yang dihasilkan lebih halus.

2.2.3. Penentuan Putaran Spindle

Putaran spindle sangat berpengaruh terhadap kecepatan potong dan waktu pemotongan. Terdapat tiga faktor yang harus dipertimbangkan dalam menentukan putaran pisau frais antara lain:

a.       Material yang akan di frais

b.      Bahan pisau frais

c.       Diameter pisau frais

Kombinasi ketiga faktor tersebut akan menentukan putaran spindle yang tepat untuk proses pemesinan.

2.2.4. Feeding.

Feeding untuk proses milling dibedakan menjadi tiga type, yaitu

1.       Feed per minute: Pergerakan meja dalam mm pada waktu 1 menit

Satuannya mm/menit.

2.       Feed per cutter revolution: Pergerakan meja dalam mm pada 1 kali putaran milling cutter. Satuannya mm / revolution.

3.       Feed per tooth: Pergerakan meja dalam mm selama waktu cutter yang berputar pada benda kerja dari satu mata potong ke mata potong berikutnya. Satuannya mm/tooth.

Besarnya gerak makan tiap gigi pada cutter dapat dirumuskan sebagai berikut:

F  =   mm/menit    .............................................................              (2)

Dimana:

            Vf        = feed rate                                          mm/menit

            f            = gerak makan,                                   mm/putaran

            n          = putaran spindle                               rpm       

Feed dapat dinyatakan sebagai rasio gerak benda kerja terhadap gerak putar pisau frais. Dalam menentukan feed,  kita harus memperhatikan faktor yang mempengaruhi nilai feed yaiu , jenis cutter , dalam  pemotongan ( depth of cut), kualitas permukaan yang dihasilkan, dan performa mesin.

Kedalaman pemotongan sangat menentukan kehalusan permukaan material yang dipotong. Untuk memperoleh permukaan potong yang halus direkomendasikan menggunakan pemakanan yang kecil sehingga kedalaman potong harus diturunkan. Feeding juga harus memperhatikan jenis cutter yang digunakan, bagaimana dimensi cutter , dan material cutter harus disesuaikan dengan material yang akan dipotong. Besarnya nilai feeding juga harus memperhitungkan performa mesin. Mesin-mesin yang usianya sudah tua tentunya kemampuan dalam pengerjaan dengan feeding yang tinggi sulit dilakukan.

2.2.5. Dalam pemotongan

Pemakanan dalam proses frais meliputi pemakanan kasar dan pemakanan halus (finishing). Pada pemakanan kasar dalam pemotongan dapat ditentukan pada kedalaman maksimal (lebih dalam). Pada pemotongan yang berat dapat digunakan pisau dengan gigi helik dan jumlah gigi yang lebih sedidkit. Pemotongan dengan

jumlah gigi potong lebih sedikit akan menghasilkan pemotongan yang lebih kuat dan lebih mempunyai kelonggaran yang lebih besar daripada banyak gigi. Pemotongan halus (finishing) dilakukan secara ringan (light) daripada pemotongan kasar. Dalam pemotongan pada pemakanan kasar biasanya tidak lebih dari 1/64 inchi (0,39 mm). Dalam pemakanan halus, feed harus dikurangi daripada pemotongan kasar, sedangkan putaran pisau dipercepat.

2.2.6. Gerak makan per gigi, Fz

Besarnya gerak makan tiap gigi pada cutter dapat dirumuskan sebagai berikut:

f = fz . z      mm/gigi     .......................................................             (3)

Dimana:

            z           =  jumlah gigi,                                    buah

            f            = gerak makan,                                   mm/putaran

            Fz        = Gerak makan per gigi,                     mm/ gigi

           

2.2.7. Waktu pemotongan

Lama waktu pemotongan dapat dirumuskan sebagai berikut:

                                                                                   

Tc =   menit           ………………………………………            (4)

keterangan:

lt = lv + lw + ln mm

lv = 1 , untuk mengefrais datar

lv  0 untuk mengefrais tegak

lv  0 untuk mengefrais datar

ln ≈ d/2 untuk mengefrais tegak

                                                  

2.3. Cutting Condition Pada Proses Milling

Dalam proes milling selain feedrate dan cutting speed yang perlu diperhatikan adalah material yang dipotong yang menentukan jenis cutter yang akan dipergunakan. Kecepatan potong ditentukan oleh diameter luar milling cutter dan putaran spindle. Untuk melakukan milling dengan kedalaman potong yang besar direkomendasikan menggunakan kecepatan potong yang rendah, untuk mengurangi defleksi dan getaran yang tinggi pada material yang dipotong.

Pemakanan merupakan faktor utama penentu produktifitas proses pemesinan. Rekomendasi dari pemakanan dipengaruhi oleh material yang akan dipotong, material cutter , dan kedalaman potong dimana umur pahat sangat diperhitungkan. Pemakanan pada milling biasanya dinamakan pemakanan per gigi cutter atau chip load. Yang menyatakan ukuran geram yang terpotong pada setiap mata potong cuuter. Pemakanan tiap gigi menentukan feedrate dan dipengaruhi puteran spindle dan jumlah gigi (mata potong) pad cutter. Hubungan antara feedrate , pemakanan per gigi dan jumlah mata potong dapat dirumuskan :

Feedrate = T x Z x N

Dimana:

            T = Feed per tooth ( mm/gigi)

            N = Kecepatan putaran spindle ( rpm )

            Z = Jumlah mata potong

Feed per tooth akan berubah bila kedalaman potong berubah juga. Pada operasi  milling untuk pengerjaan membentuk alur atau slot  umumnya  kedalaman potong yang digunakan yaitu   diameter cutter.

Gambar 5. Proses Slotting

Jika kedalaman potong dinaikan sampai sama dengan ukuran diameter cutter maka pemakanan harus diturunkan  50 %. Untuk produktifitas yang tinggi penggunaan cutter dengan mata potong yang banyak diharapkan menggunakan kedalaman potong yang rendah.Hal ini dikarenakan terbatasnya kemampuan mata potong cutter dan untuk menghindari kerusakan pada cutter.

Tipe operasi Side milling adalah proses milling untuk pembentukan rata suatu permukaan.1,5 D x 0,1 D (axial dan radial) untuk pemakananya. Bila arah radial diubah menjadi 0,3 D maka kecepatan makan dikurangi 50 % dan bila dibawah 0,05 D ( untuk finishing ) ditingkatkan 20 % - 30 %

Gambar 6. Proses Side milling

Rekomendasi tipe operasi yang lain adalah Side and facemilling merupakan proses milling untuk pembentukan dua permukaan.Umumnya kedalaman potong yang dipakai untuk arah axial 1,5 D dan untuk arah radial 0,5 D.

Gambar7.  Proses Side milling and face mill

Proses Hemstiching adalah proses milling yang dilakukan dengan memotong permukaan berulang-ulang dengan kedalaman potong tertentu. Pembentukan radius pada permukaan digunakan Ball Nose cutter . Semakin besar radius cutter akan semakin baik efisiensi pemotonganya.

Gambar 8. Proses pembentukan radius

Jadi bila inggin memperoleh kualitas permukaan yang baik harus dilakukan dengan pemakanan yang kecil.

2.4.Milling Cutter.

Dalam menentukan alat potong atau cutter yang akan kita gunakan dalam proses pemesinan, beberapa hal yang perlu kita perhatikan yaitu:

2.4.1.      Jenis Milling Cutter.

Pada proses pemesinan keberhasilannya sangat ditentukan oleh ketepatan pemilihan pahat yang sesuai. Dua jenis utama pahat miling adalah pahat miling selubung (Slot Miling Cutter) dan pahat miling muka ( Face Miling Cutter).

 Faktor lain adalah posisi benda kerja terhadap pisau milling. Pada dasarnya pisau milling dibagi menjadi dua kategori yaitu pisau frais solid dan insert (pisu sisip). Pisau solid adalah pisau frais yang gigi-giginya menyatu dengan bodi pisau. Bentuk giginya dapat berupa gigi lurus atau gigi miring terhadap poros pisau. Pisau frais solid biasanya terbuat dari stainless steel. Pisau inserted (sisip) adalah pisau dengan mata pisau yang disisipkan atau dipasangkan pada tubuh pisau. Mata pisau sisip ini biasanya terbuat dari High Speed Steel (HSS) atau Cemented Carbide. Beberapa macam pisau yang umum dipergunakan pada proses machining  antara lain

1.      End Mill Cutter

End Mill Cutter merupakan pisau solid dengan sisi dan gagang yang menjadi satu. End mill dapat digunakan untuk proses milling muka, horizontal, vertikal, menyudut atau melingkar. Operasional umumnya termasuk pembuatan alur.

pockets (kantong), shoulders (tingkat), permukaan datar dan pengefraisan

bentuk. End Mill sebagian besar digunakan pada mesin frais vertical meskipun tidak menutup kemungkinan dipakai pada mesin frais horizontal. Terdapat berbagai macam bentuk end mill dan biasanya terbuat dari HSS, cemented carbide, atu gigi comented carbide yang disisipkan.

Macam-macam end mill tersebut antara lain:

Ø  End mill dua mata (two flute). Pisau ini hanya mempunyai dua mata

potong pada selubungnya. Ujung sisi didesain untuk dapat memotong

hinggga ke center. Pisau ini dapat digunakan sebagaimana bor dan

dapat pula digunakan untuk membuat alur.

Ø  End mill dengan mata potong jamak. Pisau ini mempunyai tiga, empat,

enam atau delapan sisi potong

Ø  Ball end mill. Pisau ini digunakan untuk pengefraisan fillet atau alur

dengan radius pada permukaannya, untuk alur bulat, lubang, bentuk

bola dan untuk semua pengerjaan bentuk bulat

2. Pisau Muka (Face Mill Cutter)

Adalah pisau bentuk khusus dari pisau end mill besar. Pisau ini dibuat

dengan ukuran 6 “ atau lebih. Face milli cutter biasanya mempunyai mata

potong sisip (inserted).

Gambar 9.  Pisau Muka

Pisau ini  dipasangkan langsung pada holder dan digunakan untuk menghasilkan permukaan datar.

3. T-Slot Milling Cutter.

Merupakan pisau tipe end mill khusus yang didesain untuk pemotongan alur T, seperti pada meja mesin frais.

2.4.2. Material pahat/milling cutter.

Pisau miling atau gigi pisau miling pada umunya terbuat dari bahanbahan high speed steel, cemented carbide atau cast alloy. Pisau frais dapat dibedakan mejadi pisau frais solid dan pisau frais inserted. Tipe solid dibuat dibuat dari material solid seperti HSS atau dibuat dari carbon steel, alloy steel, atau HSS dengan gigi cemented carbide yang dibrasing pada bodi pisau. Pada pisau frais sisip gigi-giginya dibuat dari HSS, cast alloy, atau cemented carbide. Body/tubuh pisau biasanya dibuat dari alloy steel untuk menghemat ongkos. Pisau inserted dapat dilepas apabila telah mengalami kerusakan/tumpul untuk diganti dengan yang baru.

Bahan cutter sangat berpengaruh terhadap kemampuan cutter dalam menyayat benda kerja. Milling cutter dibuat dari berbagai jenis bahan antara lain :

1) Unalloyed tool steel

Adalah baja perkakas bukan paduan dengan kadar karbon 0,5 – 1,5% kekerasannya akan hilang jika suhu kerja mencapai 2500 C, oleh karena itu

material ini tidak cocok untuk kecepatan potong tinggi.

2) Alloy tool steel

Adalah baja perkakas paduan yang mengandung karbon kromium, vanadium dan

molybdenum. Baja ini terdiri dari baja paduan tinggi dan paduan rendah. HSS (High Speed Steel) adalah baja paduan tinggi yang tahan terhadap keausan sampai suhu 6000C.

3) Cemented Carbide

Susunan bahan ini terdiri dari tungsten atau molybdenum, cobalt serta carbon. Cemented Carbide biasanya dibuat dalam bentuk tip yang pemasangannya dibaut pada holdernya (pemegang cutter). Pada suhu 9000C bahan ini masih mampu

memotong dengan baik, cemented carbide sangat cocok untuk proses pengefraisan dengan kecepatan tinggi. Dengan demikian waktu pemotongan dapat

dipersingkat dan putaran yang tinggi dapat menghasilkan kualitas permukaan yang halus.

2.4.3        Jenis Material Benda Kerja.

Dengan mengetahui bahan yang akan disayat maka kita akan dapat menentukan jenis cutter yang sesuai dipergunakan untuk memotong material serta kecepatan potong yang sesuai. Kecepatan potong dari suatu bahan tidak dapat dihitung

secara matematis melainkan hanya dapat diketahui dengan melihat pada tabel dari buku referensi bahan tersebut. Berikut ini adalah table kecepatan potong

beberapa material.

2.5. CNC Mlling Machine  .

 Di bidang industri, komputer telah dipergunakan untuk mengontrol mesin-mesin produksi dengan ketepatan tinggi (misalnya CNC, sebuah mesin serba guna dalam industri metal) sehingga dapat kita jumpai berbagai produk industri logam yang bervariasi dan kita bayangkan sulit apabila dikerjakan secara manual.

Dalam pembuatan part untuk pesawat sebagian besar prosesnya menggunakan

mesin Computerizes Numerical Control atau CNC.  CNC merupakan suatu type

kendali yang menggunakan informasi-informasi numeric yang terdiri dari gerakan mesin, kondisi pemesinan pemilihan pahat dan penggunaan pendingin disimpan sebagai memori dalam sutu bentuk program pada sistem CNC informasi numeric tersebut diubah menjadi suatu deretan pulsa dan melalui konventor  yang dapat memerintahkan motor steping untuk berputar sesuai jumlah pulsa yang diterima.

2.5.1.      Komponen Sistem Mesin CNC

Dalam pemesinan dengan system CNC, terdapat tiga komponen pokok yaitu :

1.      Program perintah

Program perintah merupakan sekumpulan langkah-langkah terperinci yang berisikan perintah-perintah yang akan dikerjakan mesin perkakas. Program perintah ini berupa kode-kode simbolik atau numeric yang direkam menggunakan media input seperti pita magnetis, disket ataupun disc.

2.      Machine control unit (MCU)

MCU  merupakan pusat kendali dari mesin CNC yang terdiri dari Data Procesing Unit (DPU) dan Control Loop Unit (CLU). DPU akan menterjemahkan kode numerik yang diterima dari sarana msukan selanjutnya disampaikan kepada CLU. Data-data dari DPU berupa data posisi untuk tiap sumbu  arah kecepatan dan fungsi-fungsi tambah . Perintah dari DPU ini akan dikerjakan satu persatu. Jika sudah selesai , maka CLU akan mengirim sinyal  kembali ke DPU  dan DPU akan membaca perintah selanjutnya.

3.      Mesin perkakas

Mesin perkakas terdiri dari  motor penggerak, spindle, dan beberapa fungsi lainya. Gerkan dari mesin perkakas sesuai perintah program . Pada mesin CNC pergantian cutter dilakukan secara otomatis.

2.5.2.      Prinsip Kerja Mesin CNC

Data teknis dan geometri pada mesin CNC diinformasikan dengan tipe memori informasi yang meliputi pergantian pahat (Tool Change), kecepatan pemakanan ( federate), kecepatan pemotongan (cutting speed), kecepatan spindle ( spindle speed), dan pndingin (lubrification). Informasi dalam bahasa khusus berupa alpha numeric codes yang disebut G-Codes (NC cata) Dari tape punched melalui tape reader , informasinya dapat ditrensfer menuju memori CNC.

Seperti pada mesin konvensional, maka untuk mesin CNC juga perlu proses chart. Proses chart member informasi  berupa nomor part, nomor tape punched, jenis catter dan operator instruction. Terdapat fungsi-fungsi dan istilah pada mesin CNC yaitu :

1.      Feedrate override, merubah penyesuaian kecepatan gerak makan dengan persentase dari  federate yang terprogram.

2.      Jog federate override, merubah kecepatan rapid deplacmentdengan persentase dari kemampuan yang ada.

3.      Spindle override, merubah penyesuaian kecepatan putaran spindle dengan persentase dari  kecepatan putaran spindle yang terprogram.

4.      Optimal stoop, bila switch pada posisi ON maka program dengan fungsi M 01 akan aktif dan mesin berhenti.

5.      Dry run, switch pada posisi ON maka mesin akan bekerja dengan kecepatan maksimal (rapid deplacment) federate yang terprogram tidak dilakukan. Digunakan untuk mempercepat gerakan axis.

6.      Machine lock, bila switch pada posisi ON maka semua axis akan terkunci. Namun program tetap berjalan ini dilakukan dengan tujuan untuk memeriksa program.

2.5.3.      CNC  Horizontal Machining Center BMC 80.5

Salah satu mesin CNC yang ada di PT. Dirgantara Indonesia yaitu mesin CNC

Horizontal Machining Center Type BMC 80.5 (5 Axis). Mesin ini dikatakan

mesin 5 axis ( sumbu gerak) karena memiliki 5 gerak axis yaitu pada sumbu

 X,Y,Z,B, dan A.

Pada pemesinan 5-axis, sumbu alat potong bisa menyesuaikan mengikuti arah normal dari permukaan benda kerja berkontur. Mesin milling 5-axis mempunyai tiga sumbu utama yang bergerak secara translasi sepanjang sumbu X, Y, dan Z ditambah dua rotary axis.Gaya potong pada proses pemesinan permukaan berkontur sulit untuk ditentukan dikarenakan selalu berubahnya geometri bidang potong, Dengan memberikan variasi kecepatan potong dengan tetap memperhatikan gaya potong sampai batas aman akan menghemat waktu  pemotongan.

Spesifikasi mesin Toshiba BMC80.5 adalah:

Nama mesin                :  CNC  Horizontal Machining Center

Type                            : BMC 80.5

Pabrik pembuat           : Toshiba Machine Co. Ltd Jepang

Langkah gerakan         :

·          Langkah gerakan sumbu X    : 1500 mm

·         Langkah gerakan sumbu Y     : 1120 mm

·         Langkah gerakan sumbu Z      : 1000 mm

·         Langkah gerakan sumbu A     : - 90°+30°

·         Langkah gerakan sumbu B     : 360°

Meja kerja / Pallet       : 800 X 800 mm

Spindle                        :

·         Jumlah spindle                        = 1

·         Kecepatan putaran                  = 20 – 4500 rpm

·         Spindle power                         = 11/15 HP

·         Spendle override                     = 50% - 120%

·         Feedrate  override                   = 0% - 200%

Mesin CNC Horizontal Machining Center Type BMC 80.5 (5 Axis) bekerja secara otomatis dengan menjalankan program yang telah disimpan di memory mesinn, memiliki satu buah spindle dengan kecepatan putaran 20-4500 rpm. Mesin ini juga menggunakan teknologi ATC ( Automatic Tool Changer), sehingga pergantian cutter dapat dilakukan secara otomatis.