MESIN PERKAKAS
Learning Outcomes
Outline Materi :
Mahasiswa dapat menerangkan elemen dasar mesin perkakas
.
• Klasifikasi Proses Pemesinan
• Persyaratan Struktur Mesin Perkakas
• Rangka Mesin
• Penggerak
• Metode Pemegangan Benda Kerja
• Metode Pengendalian
PERSYARATAN STRUKTUR MESIN PERKAKAS
Mesin perkakas pada umumnya dibuat dengan meng-gunakan dua komponen atau lebih. Struktur mesin per-kakas harus memenuhi persyaratan, seperti antara lain :
• Memiliki kekakuan yang cukup untuk ketepatan dan ketelitian produk yang dihasilkan;
• Mudah didekati operator dan bendakerja;
• Mudah untuk mengeluarkan serpihan dari celah-celah mesin;
• Menjamin keselamatan kerja;
• Memiliki redaman yang cukup untuk mencegah getaran yang berlebihan.
Struktur mesin pemotong (cutting machine), berdasarkan cara pergerakan perkakas dapat dibedakan atas :
• Bendakerja tidak bergerak dan perkakas bergerak, cara ini digunakan pada mesin ketam (shaper), kempa gurdi (drill presses), mesin freis (milling machine), mesin pengebor (boring machine), dan mesin gerinda (grinder);
• Bendakerja bergerak dan perkakas tidak bergerak, cara ini digunakan pada mesin serut (planer), bangku bubut (lathe), mesin freis pengebor (boring mill);
• Bendakerja bergerak dan perkakas bergerak, cara ini merupakan modivikasi cara-cara di atas, seperti misalnya pada pahat bubut (lathe tool) dan meja kerja mesin pengebor (boring machine worktable).
Lathe Workpiece rotates Tool and carriage Cylindrical surfaces, drilling, boring,
reaming and facing Drilling, boring, reaming and facing
Flat surfaces (planning) Flat surfaces (shaping) Flat surfaces, gears, cams, drilling, boring, reaming, and facing Flat surfaces
Boring machine Tool rotates Table Planner Table transverses Tool
Shaper Tool transverses Table
Horizontal milling
machine Tool rotates Table
Horizontal boring Tool rotates Tool transverses
Cylindrical surfaces (grinding)
Cylindrical
grinder Tool (grinding
wheel) rotates Table or tool
Drilling, boring, facing and threading
Drill press Tool rotates Tool
Cut off
Saw Tool Tool and/or work
piece
External and internal surfaces
Broaching Tool Tool
Machine Cutting Movement Feed Movement Type of Operation
Gerakan pemotong dan makan untuk mesin perkakas konvensional :
Klasifikasi berdasarkan cara pergerakan perkakas :
Gambar 15.1 Gerakan memotong dan gerakan makan mesin perkakas
1. Gerak memutar :
• bubut,
• gurdi
• freis,
• gerinda rata,
• gerinda silindris.
2. Gerak linear :
• sekrap,
• sekrap meja,
• parut,
• gergaji.
ELEMEN DASAR MESIN PERKAKAS : 1. Rangka mesin (machine frame);
2. Penggerak (drive);
3. Peralatan pemegang (work-holding devices);
4. Peralatan pelayanan bendakerja (work-handling devices);
5. Peralatan pengendalian (controling devices).
RANGKA MESIN
Rangka mesin dapat dibuat dengan besi cor kelabu atau baja, maupun dengan mengelas pelat baja.
Besi cor kelabu digunakan bila :
• bentuk rumit,
• berat rangka tidak dipentingkan,
• beban getaran sangat besar,
• ukuran mesin tidak terlalu besar.
Baja cor digunakan bila :
• ukuran mesin besar,
• beban tumbukan sangat besar.
Rangka yang dilas digunakan bila :
• diperlukan penghematan berat (s/d 25 %).
Keuntungan pemakaian rangka yang dilas :
• perbaikan relatif mudah,
• berbagai jenis baja dapat digunakan dalam rangka yang sama,
• perubahan desain lebih murah dan lebih mudah dikoreksi,
• getaran dan difleksi lebih mudah dikendalikan.
Elemen dasar rangka mesin :
• kepala tetap,
• kolom,
• meja,
• sadel,
• bangku atau dasar,
• landasan,
• rel melintang / meluncur.
Elemen dasar rangka mesin perkakas :
Gambar 15.2 Elemen struktural dasar mesin perkakas bubut bangku dan mesin pengebor horisontal
A. Bangku bubut;
B. Mesin pengebor horisontal;
Kepala tetap, bangku, meja, rel melintang, sadel pada :
Elemen dasar rangka mesin perkakas :
Gambar 15.3 Elemen struktural dasar mesin perkakas bubut bangku dan mesin pengebor horisontal
C. Mesin ketam / sekrap (shaper);
D. Mesin serut / sekrap meja (planner);
Bangku, meja, ram, peti lonceng, peluncur, kolom pada :
Elemen dasar rangka mesin perkakas :
Gambar 15.4 Elemen struktural dasar mesin perkakas freis horisontal dan freis vertikal
E. Mesin freis horisontal;
F. Mesin freis vertikal.
Meja, overarm, kolom, lutut, kepala putar, pada :
Elemen dasar rangka mesin perkakas :
• pengebor,
• pemfreis,
• penggurdi horisontal jenis lantai.
Gambar 15.5 Elemen dasar rangka mesin perkakas pengebor, pemfreis, dan penggurdi horisontal jenis lantai
Tiang penyangga dan landasan yang digunakan pada :
Elemen dasar rangka mesin perkakas :
Gambar 15.6 Elemen dasar rangka mesin gerinda jenis bangku
• Roda gerinda dan bendakerja diputar dalam arah yang sama, sehingga perpotongan antarmuka terjadi dalam arah yang berlawanan;
• Roda gerinda diputar dengan kecepatan jauh lebih tinggi (4000 s/d 6500 ft/min) daripada kecepatan putar benda kerja (60 s/d 100 ft/min);
• Gerakan makan memanjang dilakukan oleh meja yang bergerak ulak-alik sedang gerak makan melintang dilakukan oleh meja perkakas.
PENGGERAK
1. Listrik :
• Motor arus bolak-balik, momen putar starternya rendah;
• Motor arus searah :
2. Hidrolis 3. Mekanis 4. Pneumatis
Motor seri, mempunyai momen putar starter tinggi, tetapi kecepatannya turun dengan naiknya beban;
Motor shunt, dapat mempertahankan kecepatan yang lebih konstan ketika beban bertambah, tetapi momen putar starternya rendah.
METODE PEMEGANGAN BENDAKERJA
Metode pemegangan bendakerja (methods of holding workpiece) tergantung pada :
• ukuran dan jenis bendakerja,
• mesin, dan
• kecepatan produksi.
1. Menyangga bendakerja diantara ke dua ujungnya, pada
umumnya digunakan untuk bendakerja yang berputar, yaitu dengan mengganjal diantara ke dua pusatnya.
dapat menahan pemotongan berat dan sesuai untuk bendakerja yang panjang,
bendakerja berputar secara seragam dengan puta-ran spindelnya.
Keuntungan :
2. Mandrel : digunakan untuk bendakerja yang berlubang.
Gambar 15.7 Berbagai jenis mandrel
mandrel pejal,
mandrel gang,
mandrel muai,
mandrel kerucut.
3. Pelat muka (faceplate):
Gambar 15.8 Pelat muka mesin bubut
bendakerja yang didukung dibautkan pada pelat muka,
sesuai untuk penggunaan pelat datar dan bagian yang bentuknya tidak biasa seperti untuk mengebor lubang eksentris.
4. Pencekam (chuck) : digunakan untuk memegang bagian yang besar dan bentuknya tidak umum dan mungkin dibautkan atau disekrupkan kepada spindel, sehingga pemasangannya kaku.
Gambar 15.9 Pencekam mesin bubut rahang bebas (independent)
Pencekan universal; seluruh rahang mempertahankan hubungan yang konsentris ketika kunci pencekam diputar;
Pencekan bebas; setiap rahang mem- punyai penyetelan yang tak tergantung satu sama lainnya;
Pencekan kombinasi; setiap rahang mempunyai penyetelan yang tak ter- gantung dan mempunyai hubungan kunci terpisah yang mengendalikan seluruh rahang secara serentak;
Pencekan gurdi; suatu pencekam sekrup universal yang pada dasarnya digunakan pada kempa gurdi tetapi sering digunakan pada mesin bubut untuk menggurdi dan menyenter.
5. Leher (collet) : digunakan untuk memegang bendakerja bentuk batangan bulat, segi empat, dan segi enam.
Gambar 15.11 Dua jenis leher (collet)
A
B
A. Leher dari jenis didorong ke luar;
B. Leher yang ditarik ke dalam.
5. Arbor : digunakan untuk memegang bendakerja potongan pendek yang di dalamnya memiliki lubang tepat yang dimesin sebelumnya.
Gambar 15.12 Arbor jenis sumbat mengembang
6. Celah T dan Catok (vises) : digunakan untuk memegang dan menjepit bagian bendakerja yang akan dimesin, pada meja kerja penyerut dan pengetam.
Gambar 15.13 Metode pemegangan bendakerja pada meja penyerut
6. Pencekam magnetis (magnetic chuck): digunakan untuk memegang bendakerja pada gerinda ulak-alik, freis ringan, mesin bubut, gerinda meja putar, dll.
Gambar 15.14 Pencekam putar celah konsentris dan kutub radial
• pencekam magnetis permanen,
• pencekam yang dimagnetisasi menggunakan arus searah.
Terdapat dua jenis pencekan magnetis :
METODE PENANGANAN BENDAKERJA
• Manual, bila masanya kurang dari 10 sampai 25 kg;
• Kran atau konveyor, bila masanya lebih berat.
Metode penanganan bendakerja (methods of handing work piece) dapat dilakukan secara :
Gambar 15.15 Mesin robot pemuat dan penurun semi otomatis
Terdapat berbagai mekanisme untuk pemuatan, penempatan, pengenda-lian daur (cycle) dan pengeluaran bendakerja :
pemuat dan penurun mekanis,
robot pemuat dan penurun otomatis /semi otomatis.
METODE PENGENDALIAN
• Manual, misalnya pada mesin gurdi kecil;
• Semiotomatis, menggunakan nok atau secara numeris;
• Otomatis, menggunakan komputer.
Metode pengendalian (methods of control) dapat dilakukan secara :
