commit to user
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka 1. Pengertian Mesin CNC
4. Endmill cutter
Pisau jari (endmill) merupakan salah satu jenis cutter mesin CNC milling yang banyak digunakan. Ukuran cutter jenis ini sangat bervariasi, mulai ukuran kecil sampai ukuran besar. Biasanya cutter ini terbuat dari baja kecepatan tinggi (HSS) atau karbida, dan memiliki satu atau lebih alur (flute). Cutter ini dipakai untuk membuat alur pada bidang datar atau pasak dan umumnya dipasang pada posisi tegak (vertikal), namun pada kondisi tertentu dapat juga dipasang pada posisi horisontal.
Gambar 3. Desain Endmill cutter Keterangan :
A : ukuran diameter pemotongan B : diameter batang cutter
C : panjang sisi potong atau panjang flute D : panjang keseluruhan
Gambar 4. Desain Sisi Potong Endmill cutter Keterangan :
a. Flute, ruang antara gigi pemotong chip dan regrinding capabilities. Flute mempunyai alur heliks sepanjang cutter, sedangkan bagian tajam sepanjang tepi cutter dikenal sebagai gigi. Hampir selalu ada satu gigi per flute, tetapi beberapa pemotong memiliki dua gigi per flute.
b. Angle Clearance, sudut yang dibuat untuk pembersihan permukaan dari geram dan garis singgung ke tepi pemotongan.
c. Primary Angle (5° s/d 9°), sudut pada gigi/ujung potong.
d. Secondary Angle (14° s/d 17°), sudut dekat dengan gigi/ujung potong. e. Hook, bagian ujung pemotong yang dibentuk untuk membantu
pembersihan dan berdekatan dengan sudut secondary
Gambar 5. Geometri Sisi Potong Endmill cutter
f. Dish Angle, sudut yang dibentuk oleh tepi pemotongan dan tegak lurus dengan sumbu pemotong. Dish angle digunakan untuk menghasilkan permukaan datar.
g. Gash Angle, sudut yang digunakan untuk menghilangkan fitur bekas sayatan pada benda kerja.
h. Helix Angle, sudut yang dibentuk oleh garis singgung heliks dan sisi potong primary. Alur pisau pemotong CNC milling hampir selalu heliks. Jika alurnya lurus, maka akan berdampak pada pemakanan material sekaligus atau serentak yang menyebabkan getaran dan mengurangi akurasi kualitas permukaan.
i. Rake Angle, sudut pemotong antara muka gigi atau bersinggungan dengan muka gigi dengan suatu titik referensi.
j. Core Diameter, diameter inti dari endmill cutter. k. Tooth Width, lebar gigi/ujung potong endmill cutter. l. Tooth Height, tinggi gigi/ujung potong endmill cutter. 5. Kekasaran
Istilah kekasaran permukaan digunakan secara luas di industri dan biasanya digunakan untuk mengukur kehalusan / kekasaran dari suatu permukaan benda. Standard Amerika B46.1-1947, mendefinisikan mengenai kekasaran permukaan.
Permukaan yang digambarkan dari konsep permukaan metrologi dan terminologi yang telah ada pada standard sebelumnya. Beberapa dibahas dan dikaji mengikuti (Brosheer,1948; Hoinmel,1988; Olivo,1987; ASME,1988).
Tekstur permukaan adalah pola dari permukaan yang menyimpang dari suatu permukaan nominal. Penyimpangan mungkin acak atau berulang yang diakibatkan oleh kekasaran, waviness, lay, dan flaws.
Kekasaran terdiri dari ketidakteraturan dari tekstur permukaan, yang pada umumnya mencakup ketidakteraturan yang diakibatkan oleh perlakuan selama proses produksi. Contoh bentuk tekstur permukaan benda kerja dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Tekstur Permukaan Benda Kerja (Sumber: Lou, S.M., Chen, C.J. & Li, M.C. 1999)
Jarak kekasaran (roughness width) adalah jarak yang paralel kepada permukaan yang nominal antara punggung bukit / bubungan atau puncak berurutan terhadap pola ajuan utama dari kekasaran permukaan.
Penggalan jarak kekasaran (roughness width cut off) adalah pengukuran rata-rata tingginya kekasaran yang menandakan pengaturan jarak yang terbesar dari ketidakteraturan permukaan berulang. Nilai penggalan jarak kekasaran dinilai dalam perseribu dari suatu inchi. Tabel standar untuk nilai-nilai penggalan jarak kekasaran 0.003, 0.10, 0.030, 0.100, 0.300 dan 1.000 inchi. Jika tidak ada nilai ditetapkan suatu asumsi penilaian / beban maksimum 0.030 inchi.
Waviness yaitu meliputi semua ketidakteraturan yang terjadi pada permukaan. Waviness height adalah jarak puncak tertinggi terhadap lembah. Waviness width adalah pengaturan jarak dari gelombang/lambaian berurutan mencapai puncak atau lembah gelombang/lambaian berurutan lain.
Lay adalah arah dari pola acuan permukaan utama, secara normal ditentukan oleh metode produksi.
Flaws adalah kesalahan tak disengaja tak diduga, dan gangguan tak dikehendaki di dalam topografi yang khas dari suatu permukaan benda.
Kekasaran akhir permukaan benda bisa ditetapkan dihitung dari banyak parameter berbeda. Parameter yang biasa dipakai dalam proses produksi untuk mengukur kekasaran permukaan adalah kekasaran rata-rata (Ra).
Parameter ini adalah juga dikenal sebagai perhitungan nilai kekasaran AA (arithmetic average) atau CLA (center line average). Ra yang bersifat universal dan sebagai parameter internasional kekasaran yang paling sering digunakan. Adapun persamaan matematiknya sebagai berikut:
Dimana:
Ra = Rerata perhitungan dari rata-rata garis L = Panjangnya sampling
y = Ordinat kurva profil
Gambar 5 berikut ini adalah contoh hasil pengukuran tekstur kekasaran permukaan.
Gambar 7. Hasil Pengukuran Tekstur Kekasaran Permukaan (Sumber: Lou, S.M, et al., 1999)
Pengukuran adalah suatu proses mengukur atau menilai sesuatau yang belum diketahui dengan cara membandingkan dengan acuan standar. Pengukuran pada dasarnya ada 2 metode pokok yaitu pengukuran tidak langsung dan langsung. Pengukuran tidak langsung adalah pengukuran yang menggunakan sistem kalibrasi dimana tidak digunakan standar ukuran secara langsung.
Pengukuran langsung adalah pengukuran yang dilakukan secara langsung dengan membandingkan sesuatu dengan standar.
a. Pengukuran Kekasaran Permukaan Tidak Langsung 1) Cara Meraba (Touch Inspection)
Pemeriksaaan kekasaran permukaan dapat dilakukan dengan meraba menggunakan ujungjari. Berdasarkan kepekaan dalam meraba dapat dirasakan halus kasarnya permukaan. Untuk mengetahui tingkat kehalusannya dapat dilakukan dengan membandingkan permukaan yang diperiksa dengan permukaan benda ukur (surface finish comparator). Alat pembanding kehalusan permukaan ini biasanya disusun dalam satu set yang terdiri dari beberapa lempengan terbuat dari baja dengan angka kekasaran yang berbeda - beda. Alat pembanding kekasaran permukaan ini sudah dikelompokkan menurut jenis mesin yaitu mesin bubut, frais, sekrap, dan gerinda.
Untuk membandingkan benda ukur dengan pembandingnya harus diperhatikan jenis mesin yang digunakan untuk membuat komponen tersebut. Benda ukur yang diproses dengan mesin bubut maka pembandingnya juga jenis mesin bubut. Permukaan diperiksa dengan ujung jari, kemudian dengan ujung jari yang sama meraba lempengan pembanding. Bila dirasakan ada salah satu lempengan yang tingkat kekasarannya relatif sama dengan kekasaran permukaan benda ukur maka disimpulkan bahwa kehalusan permukaan benda ukur sama dengan kekasaran permukaan pembanding.
Dengan cara yang sama, pemeriksaan kekasaran dapat juga dilakukan dengan melihat dan monggaruk permukaan benda ukur, kemudian dilanjutkan dengan melihat dan menggaruk permukaan pembanding. Dari
beberapa lempengan pembanding dipilih satu yang dirasakan sama kehalusannya dengan benda ukur.
Dari pemeriksaan kekasaran permukaan dengan meraba melihat dan menggaruk jelas terlihat beberapa kelemahan yaitu dari penentuan besarnya tingkat kehalusan secara tepat yang hanya didasarkan atas kepekaan individu.