BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Mesin bubut yang telah dipakai dalam jangka waktu tertentu mengalami keausan pada berbagai komponennya sehingga menyebabkan terjadinya penyimpangan terhadap ketelitian semula. Besarnya penyim-pangan itu tidak boleh melewati ba-tas yang
diijinkan. Besarnya penyimpangan yang terjadi dapat diketahui dari hasil pengujian ketelitian geo-metri. Untuk mesin perkakas yang telah mengalami rekondisi maka data pengujian geometrik dapat pula dijadikan ukuran keberhasilan usaha rehabilitasi tersebut.
Untuk mengetahui besarnya penyimpangan terhadap ketelitian semula perlu dilakukan pengujian. Pengujian pengujian geometri secara statik, yaitu pengukuran ketelitian geometri suatu mesin yang dilakukan dalam keadaan diam (tak bekerja) dan tak dibebani.
Berdasarkan hal tersebut, untuk mengetahui penyimpangan atau kesalahan salah satu mesin perkakas yang ada di Laboratorium manufaktur Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan(POLMED), maka penelitian ini dilakukan pengukuran kete-litian geometrik mesin
perkakas pada pengujian mesin bubut.
1.2 Perumusan Masalah
Masalah yang diangkat dalam penelitian ini adalah bagaimana mengetahui kemampuan dan keandalan mesin bubut Weiler Primus melalui pengujian karakteristik statik menurut
standar ISO-1708.
1.3 Tujuan Penelitian
1. Melakukan pengukuran ketelitian geometrik mesin perkakas pada mesin bubut Weiler Primus.
2. Menganalisis ketelitian geometric hasil pengujian yang dilakukan untuk memperoleh penyimpangan yang terjadi.
3. Menentukan kelayakan operasional suatu mesin perkakas melalui pengujian karakteristik.
1.4 Batasan Masalah
1. Mesin perkakas yang dijadikan obyek penelitian ini mesin bubut Weiler Primus yang ada di Laboratorium manufaktur Teknik Mesin polmed.
2. Alat ukur pengujian yang digunakan disesuaikan dengan alat ukur yang diadakan
dan yang ada di Laboratorium manufaktur Teknik Mesin Polmed 3. Pengukuran ketelitian geometric yang dilaksanakan mengacu pada pengujian
mesin frais ISO-1708
BAB II DASAR TEORI
2.1 Mesin Bubut
Mesin bubut dibuat dalam berbagi bentuk dan design dengan perbedaan antara satu dengan lainnya, ditinjau dari bentuk dan design mesin bubut dapat dibedakan dari segi, daya pengerak, sistem roda gigi, derajat ketelitian dan vicenya. Pada dasarnya cara kerja mesin bubut sama yaitu menghilangkan chips dengan cara memutarkan benda kerja terhadap pemotongan pahat. Kombinasi dari gerakan benda kerja dan pahat akan memperoleh bermacam- macam bentuk permukaan yang dihasilkan misalnya : bentuk silinder atau bentuk konis.
2.1.1 Unit-unit dan Bagian-bagian dari Mesin Bubut
Unit – unit utama dari mesin bubut terdiri dari headstock, tailstock, feed, gearbox, apron dan carriage. Semua unit tersebut dipasangkan diatas bed yang mempunyai lintasan untuk bergeraknya tailstock dan carriage. Benda kerja yang dimachining dijepit dan diputarkan oleh headstock yang terdiri dari speed gearbox, sedangkan ujung yang lain dari benda kerja, tail stock digunakan untuk menopang benda kerja jika benda kerja cukup panjang (pada tailstock dapat pula dipasangkan gurdi (drill) atau reamer. Feed gearbox merupakan putaran ke lead screw atau kebatang kisar (feed rod) dan juga kecepatan putarnya, perputaran dari feed rod atau lead screw memungkinkan carriage bergerak longitudinal (gerak menyilang dengan bantuan appron.) Pahat dipasangkan pada toolpost yang bergerak longitudinal (sejajar bed) atau menyilang sebab tool post dipasangkan diatas carriage, tool post dapat disetel pada sudut yang dikehendaki. Proses membubut (turning) merupakan proses pengerjaan material dimana benda kerja dan alat pahat bergerak mendatar (searah meja atau bed mesin), melintang atau membentuk sudut secara perlahan dan teratur baik secara otomatis atau pun manual. Pada proses pembubutan berlangsung, benda kerja berputar dan pahat disentuhkan pada benda kerja sehingga terjadi penyayatan. Penyayatan dapat dilakukan kearah kiri atau kanan,sehingga menghasilkan benda kerja yang berbentuk silinder. Jika penyayatan dilakukan melintang maka akan menghasilkan bentuk alur, pemotongan atau permukaan yang disebut facing (membubut muka). Gerakan utama mesin bubut terdiri dari:
1. Gerakan berputar benda kerja (putaran utama) 2. Gerakan pahat menyayat benda kerja
3. Gerakan pahat maju sesuai dengan kedalaman pemakanan
a. Bed
Bed mesin bubut terbuat dari besi tuang atau baja karbon medium terdiri dari 2 buah dinding longitudinal 1 dan 2, yang dihubungkan oleh cross webs 3 untuk menahan kekuatan dan rigiditas. Head stock dipasangkan diujung bed 4, tailstock dipasangkan diujung lain dari bed, tailstock dapat digerakan sepanjang bed dan dapat dijepit pada posisi-posisi yang dibutuhkan., bed pada unit mesinbubut..
Saddle, bagian bawah dari carriage bergerak sepanjang lintasan bed. Lintasan no 5 adalah lintasan untuk saddle dan pada umumnya tipe V. lintasan no.7 adalah lintasan untuk tail stock dan umumnya lintasan tersebut berbentuk V dan lintasan yang lainnya adalah flat (rata). Lintasan bed harus rata dan presisi, jika lintasan bed tidak rata dan presisi ini menyebabkan kualitas pruduksi tidak baik, suatu bed yang sudah aus menyebabkan tailstock tidak aligment lagi disamping itu carriage tidak lagi bergerak pada lintasan yang lurus atau sejajar dengan sumbu aligment dan jika ini terjadi kualitas benda kerja hasil proses bubut tidak terjamin lagi.
b. Headstock
Head stock mesin bubut terdiri dari housing, spindle, bantalan muka dan belakang, beck gear dan mekanisme lainnya, head stock merupakan komponen diam yang diletakan diatas bed. Bagian integral dari headstock yang memutar benda kerja selama proses pemotongan berlangsung adalah spindle yang dilengkapi dengan chuck (alat untuk menjepit benda kerja), selain untuk menjepit benda kerja chuck juga berfungsi untuk menahan gaya –gaya selama proses pemotongan.
Ketepatan dari benda kerja yang dimachining pada mesin bubut tergantung dari rigiditas dari spindle, mekanisme yang lain dari headstock ini adalah punger pump dan saringan oli.
c. Tailstock
Tailstock berfungsi untuk menumpu ujung benda kerja yang bebas selama proses machining dan dapat juga dipergunakan untuk menjepit alat-alat gurdi, tailstock dapat dipergunakan pada posisi – posisi yang diinginkan sepanjang bedways.
d. Carriage
Carriage dapat bergerak sepanjang lintasan bed, carriage dilengkapi dengan compound slide reset dan toolpost untuk menjepit pahat disebelah atas dan apron didepannya. Carriage menumpu dan membawa pahat maka carriage harus dibuat dan diassembling dengan
ketelitian dan kekakuan yang tinggi, agar benda kerja yang dimachining memberikan ketepatan hasil sesuai dengan yang diinginkan. Apron berisi mekanisme – mekanisme yang merubah putaran dari feed rod atau lead screw menjadi gerak lurus (searah lintasan bed) dari carriage.
2.2 Pengujian Ketelitian Geometrik Mesin Bubut
Pengujian ketelitian geometrik pada mesin bubut menurut standar ISO 1701 dan 1708 yang dikembangkan oleh G. Schlesinger, prinsip pengkurannya meliputi halhal sebagai berikut:
2.2.1 Kelurusan (Straighness)
Kelurusan adalah bila jarak antara titik pada garis tersebut terhadap dua bidang saling tegak lurus dan paralel terhadap garis itu, lebih kecil dari suatu harga batas tertentu untuk masing-masing bidang tersebut. Sedangkan kelurusan suatu gerak lurus didefinisikan sebagai kesejajaran lintasan suatu titik pada komponen yang bergerak lurus, relatip terhadap suatu garis referensi yang searah dengan arah gerak komponen itu.
2.2.2 Kerataan (Flatness)
Suatu bidang permukaan dinyatakan bila perubahan jarak tegak lurus dari titik-titik pada permukaan itu terhadap bidang geometrik yang sejajar dengan permukaan yang diuji adalah lebih kecil dari suatu harga batas yang
tertentu. Dalam pengujian ketelitian geometrik mesin perkakas maka bidang geometrik yang dimaksud diatasadalah merupakan bidang referensi.
2.2.3 Ketegak Lurusan (Squareness)
Ketegak lurusan pada mesin perkakas pada umumnya menyangkut garis, sumbu maupun bidang dan ketegaklurusan gerak komponen. Dua buah bidang atau dua garis lurus atau suatu garis lurus dan sebuah bidang dinyatakan tegak lurus satu terhadap lainnya apabila
penyimpangannya terhadap sebuah harga tegak lurus baku tidak melapaui suatu harga batas tertentu. Pada kenyataannya untuk pengukuran besarnya penyimpangan sering digunakan jam ukur (dial indicator), sedangkan sebagai alat bantunya digunakan penyiku atau test bar siku
2.3 Peralatan pengujian
Dalam pengetesan mesin perkakas ada beberapa alat-alat ukur yang dipakai dan alatalat tersebut harus mempunyai ketelitian yang tinggi. Diantara alat-alat ukur yang sering
dipakai adalah :
1. Jam Ukur (Dial Indicator).
Alat ukur ini dipakai untuk mendeteksi perubahan satuan panjang dalam satu arah. Pada
alat ini skala yang ada pada penunjuk harus jelas dan mudah dibaca. Untuk pekerjaan biasa dan normal suatu divisi menunjukkan perbedaan 0,01 mm, kalau diperlukan dapat
dipakai jam ukur yang lebih teliti yaitu dengan divisi sampai dengan 1m (satu micrometer
2. Mandrel Penguji.
Mandrel Penguji Adalah suatu alat yang mewakilkan suatu sumbu yang akan diuji posisinya terhadap elemen-elemen mesin yang lain maupun gerakan sumbu itu terhadap posisinya sendiri.
Ada dua jenis mandrel yang dapat dipakai pada pengujian mesin perkakas, yaitu :
a. Mandrel silindrik, kedua ujungnya mempunyai diameter sama, dan pemakainnya ditumpu oleh dua senter.
b. Mandrel silindrik dengan satu ujung berbentuk tirus, pemakainnya bisa ditumpu oleh kedua ujung senter dan bisa juga dipasang pada lubang tirus (sleave) yang ada pada
mesin perkakas.
Mandrel ini terbuat dari bahan baja yang dikeraskan, yang bagian luarnya dilapisi dengan Chrom agar tahan korosi. Ukuran panjangnya bervariasi yaitu, 75 mm, 150 mm, 200 mm, 300 mm, dan 500 mm. Karena fungsinya sebagai wakil sumbu, maka ketelitian yang harus dipunyai baik diameter maupun ukuran panjangnya tidak boleh menyimpang melebihi 2 sampai 3
mikron.
3. Pendatar (Spirit level).
Pendatar adalah suatu alat yang terdiri ari suatu tabung melengkung berisi cairan
gelembung satu, dan tabung itu biasa dipasang pada suatu dasar besi cor. Fungsi utama dari alat ini dapat merasakan perubahan kemiringan suatu bidang, dan perubahan kemiringan itu dapat dihubungkan dengan perubahan ketinggian. Perubahan kemiringan pada alat ini dinyatakan dalam perubahan ketinggian (dalam mikronmeter atau mikron inchi) pada suatu panjang tertentu (dalam meter atau ft).
4.Pelurus (Straight edge).
Pelurus adalah suatu alat yang berbentuk atau berpenampang segi empat panjang atau I. Alat ukur ini berfungsi untuk mengukur kedataran atau kelurusan bidang atau permukaan komponen mesin perkakas, syarat yang harus dipenuhi oleh pelurus ini adalah tidak mudah berubah bentuk (melengkung atau memuai). Dalam pemakaiannya biasa dibantu dengan alat ukur lain seperti jam ukur dan blok ukur sebagai penumpu.
Jika alat ini ditumpu di kedua ujungnya, maka defleksi yang diijinkan tidak boleh melebihi dari 1 m/m (0,00012”/ft).
Ketentuan lain yang harus dipenuhi adalah :
- Kedatarannya (jika ditumpu kedua ujungnya) tidak boleh melebihi (2 + 10 L) micronatau (0,0001 + 10-5L) inchi;
- Kelurusan jika ditumpu kedua ujungnya tidak boleh melebihi 10(2 + 10 L) mikron atau 10(0,0001 + 10-5L)inchi;
- Kesejajaran jika ditumpu di kedua ujungnya tidak boleh melebihi 15(2+10L)mikron atau 15(0,0001 + 10-5L)inchi;
- Kesikuannya ± 2,5 mikron per 10 mm atau ± 0,00025 inchi per satu inchi
5. Siku atau Master Siku (squares or master squares).
Alat ini dipakai untuk mengukur ketegak lurusan atau kesikuan antar dua bidang yang
berpasangan atau yang berpotongan yang membentuk sudut 900. siku atau master siku ini dapat berbentuk siku atau silinder atau bentuk segi.
Kedataran atau kelurusan yang harus dipunyai adalah, (2+10L) mikron atau (0,0001 +10-5L) inchi, dimana L = panjang daerah atau sisi kerja siku, sedang untuk kesikuannya 5 mikron/300 mm panjang atau 0,0002 inchi/foot
BAB III
PEMBAHASAN DAN ANALISIS
3.1 PEMBAHASAN
Untuk memberi gambaran tentang pengetesan mesin perkakas, maka berikut ini akan diberikan beberapa contoh lembar uji mesin perkakas untuk mesin-mesin bubut.
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1. Kesimpulan
Pengujian yang dilakukan pada lima komponen gerak dari mesin perkakas bubut pengukuran rigiditas pada mesin (turning) meliputi pengukuran penyelarasan terhadap alas mesin dan eretan, pengukuran kesejajaran gerak pindah kepala lepas relatifterhadap gerak pindah eretan,
pengukuran ketelitian spindel utama, pengukuran kesejajaran sumbu peluncur luar kepala lepas terhadap gerak eretan dan ketelitian poros pembawa karena keming semua pengukuran telah dilakukan dan menunjukan hasil yang sesuai dengan standar ISO 1708 yang dikembangkan oleh Schelsinger. Dari hasil pengukuran dari kelima jenis pengujian yang telah dilakukan
menunjukkan bahwa mesin bubut mesin TIPL-04 masih layak digunakan, dengan kata lain memiliki kemampuan dan keandalan untuk menghasilkan produk atau benda kerja dengan ketelitian tinggi. Dan alat ukur yang digunakan untuk melakukan pengukuran sangat layak digunakan, dan sesuai dengan standar pengujian ISO 1701. Prosedur pengujian dengan standar iso ISO 1708 yang dikembangan oleh Schelsinger dapat dikembangkan melakukan pengukuran ketelitian geometric pada mesin perkakas lainnya sehingga penyimpangan mesin perkakas dapat diketahui
4.2 Saran
1. Perlu dilakukan pengadaan atau kalibrasi alat bantu ukur, sehingga dapat melakukan
pengukuran ketelitiangeometrik mesin perkakas secaraakurat dan dapat dilakukan lebih banyak pengukuran pada komponengerak mesin perkakas.
2. Dapat dikembangkan untuk melakukan pengukuran ketelitian geometricpada mesin perkakas lainnya yangada di workshop Teknik MesinPolmed, sehingga penyimpangan mesin perkakas dapat diketahui
