Proses Manufaktur : Mesin Perkakas

Proses Manufaktur : Mesin Perkakas

     A.  Jenis-Jenis Mesin Perkakas Berdasarkan Gerakan

Gerak relatif pahat terhadap benda kerja dapat dipisahkan menjadi dua macam komponen gerakan yaitu gerak potong (cutting movement) dan gerak makan (feeding movement). Menurut jenis kombinasi dari gerak potong dan gerak makan maka proses pemesinan dikelompokan menjadi beberapa macam proses yang berlainan, yaitu ditunjukan pada Tabel  1.

Tabel 1 Proses Gerak Potong dan Mengangkat Mesin Perkakas

Mesin	Gerakan Memotong	Gerakan mengangkat	Jenis operasi
Mesin bubut (lathe) Mesin bor Mesin pengetam Mesin freis horisontal Mengebor horisontal Gerinda silinder Kempa Gurdi (Drill Press) Gergaji Mesin pembesar lubang (Broaching)	Benda kerja berputar Perkakas berputar Perkakas bergerak melintang Perkakas berputar Perkakas berputar Perkakas (roda gerinda) berputar Perkakas berputar Perkakas Perkakas	Perkakas dan kereta luncur Meja Meja Meja Perkakas bergerak melintang Meja dan/atau perkakas Perkakas Perkakas dan/atau benda kerja Perkakas	Permukaan silinder mengebor, melebarkan dan membuat muka. Menggurdi, mengebor, melebarkan dan mengebor muka Permukaan datar (mengetam) Permukaan datar, roda gigi, nok, menggurdi,mengebor, melebarkan dan memfreis muka Permukaan datar Permukaan silinder (menggerinda) Menggurdi, mengebor, mengerjakan muka, dan mengulir Memotong Permukaan luar dan dalam

      B.  Proses Bubut (Turning)

Benda kerja yang dipegang dengan Chuck yang terdapat di kepala diam, dengan ini kita dapat mengatur putaran dari poros utama (n). Harga putaran poros utama umumnya dibuat bertingkat, dengan aturan yang telah di standarkan. Untuk mesin bubut dengan putaran motor variabel, ataupun dengan sistem transmisi variabel, kecepatan putaran poros utama tidak lagi bertingkat melainkan berkesinambungan (continue). Mesin Bubut (Turning) dapat dilihat pada Gambar 1.

.












.
Gambar 1. Mesin Bubut (Turning)

Pahat dipasang pada dudukan pahat (tool holder) dan kedalaman potong (a) diatur dengan menggeserkan peluncur silang melalui roda pemutar (skala pada pemutar menunjukan selisih harga diameter, dengan demikian kedalaman gerak translasi bersama-sama dengan kereta dan gerak makannya diatur dengan lengan pengatur pada rumah roda gigi). Gerak makan (f) yang tersedia pada mesin bubut bermacam-macam dan menurut tingkatan yang telah distandarkan.

    




















    C.   Proses Gurdi (Drilling)

Pahat gurdi  mempunyai 2 mata potong dan melakukan gerak potong karena diputar poros utama mesin gurdi. Putaran tersebut dapat dipilih dari beberapa tingkatan putaran yang tersedia pada mesin gurdi, atau ditetapkan sekehendak bila sistem transmisi putaran mesin gurdi merupakan sistem berkesinambungan (stepless spindle drive). Gambar 2.4. menunjukan mesin Gurdi yang umum digunakan dalam industri manufaktur.

Gambar 2. Mesin Gurdi (Drilling)

Gerak makan dapat dipilih bila mesin gurdi mempunyai sistem gerak makan dengan tenaga motor (power feeding). Untuk jenis mesin gurdi yang kecil (mesin gurdi bangku) gerak makan tersebut tidak dapat dipastikan karena tergantung pada kekuatan tangan untuk menekan lengan poros utama. Selain itu, proses gurdi dapat dilakukan pada mesin bubut dimana benda kerja diputar oleh pencekam poros utama dan gerak makan dilakukan oleh pahat gurdi yang dipasang pada dudukan pahat (tool-post) atau kepala gerak (tail-stock).

          D.  Proses freis (Milling)

Dua jenis utama pahat freis (milling cutter) adalah pahat freis selubung/mantel (slab milling cutter) dan pahat freis muka (face milling cutter). Pahat freis termasuk pahat bermata potong jamak dengan jumlah mata potong sama dengan jumlah gigi freis (z).

Sesuai dengan jenis pahat yang digunakan, dikenal dua macam cara yaitu mengefreis datar (slab milling) dengan sumbu putaran pahat freis selubung sejajar permukaan benda kerja, dan mengefreis tegak (face milling) dengan sumbu putaran pahat freis muka tegak lurus permukaan benda kerja.

Selanjutnya mengefreis datar dibedakan menjadi dua macam cara yaitu, mengefreis naik (up milling conventional milling) dan mengefreis turun (down milling) proses turun akan menyebabkan benda kerja lebih tertekan ke meja dan meja terdorong oleh pahat yang mungkin suatu saat (secara periodic) gaya dorongnya akan melebihi gaya dorong ulir/roda gigi penggerak meja. Apabila kompensasi “keterlambatan gerak balik” (back last compensator) tidak begitu baik maka mengefreis turun dapat menimbulkan getaran bahkan kerusakan. Mesin Freis (Milling) dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 3. Mesin Freis (Milling)

Dengan semakin baiknya konstruksi mesin maka mengefreis turun cenderung dipilih sebab lebih produktif dan lebih halus hasilnya. Karena pemotongan dimulai dengan ketebalan serpihan yang besar maka mengefreis turun tidak dianjurkan bila permukaan benda kerja terlalu keras. Mengefreis naik atau turun memang perlu dipilih dengan benar dengan memperhatikan berbagai hal seperti yang telah disinggung diatas termasuk analisis sistem pemotongan.   

     E.   Proses Sekrap (Shaping, Planing)

Proses sekrap merupakan proses yang hampir sama dengan proses bubut, dalam ini gerak potongnya tidak merupakan gerak rotasi melainkan gerak translasi yang dilakukan oleh pahat (pada mesin sekrap) atau oleh benda kerja (pada jenis mesin sekrap meja). Gambar mesin Sekrap ditunjukan pada Gambar 4.

Benda kerja dipasang pada meja sementara pahat dipasangkan pada pemegangnya. Kedalaman potong (a) dapat ditetapkan dengan cara menggeser pahat melalui skala pada pemutar. Gerak makan seperti halnya pada pada proses bubut dapat dipilih dan pada saat langkah balik berakhir meja atau pahat bergeser sejauh harga yang dipilih tersebut. Panjang langkah pemotongan (l_t) diatur sesuai dengan panjang benda kerja (l_w) ditambah dengan jarak pengawalan (l_v) dan jarak pengakhiran (l_n). apabila hal ini telah ditetapkan maka perbandingan kecepatan menjadi tertentu harganya.

Dalam hal ini kecepatan mundur (tidak memotong jadi merupakan waktu yang hilang/non produktif) harus lebih tinggi dari pada kecepatan maju (memotong). Kecepatan potong rata-rata dan kecepatan makan ditentukan oleh jumlah langkah permenit (n_p) yang dapat dipilih dan diatur pada mesin perkakas yang bersangkutan.

          F.   Mesin Perkakas CNC

Mesin perkakas CNC sebenarnya serupa dengan mesin perkakas biasa (konvensional) yang terdiri atas berbagai jenis sesuai dengan jenis proses yang bisa dilaksanakannya. Program CNC dan alat bantu cekam (fixture) harus dibuat/dirakit oleh pemrogram bekerjasama dengan perancang/pembuat fixture. Proses pembuatan program CNC dilaksanakan dalam tiga tahap, yaitu :

·         Tahap Persiapan

             Analisis proses secara rinci termasuk penentuan kondisi pemesinan yang optimum (ekonomis atau produktif). Pada tahap ini penguasaan pemrograman atas teknologi proses, ketersediaan basis data ongkos, basis data pahat, dan basis data material, serta basis data alat Bantu cekam sangat memegang peranan dalam pembuatan produk berkualitas dan kompetitif.

·         Tahap Pemrograman

        Pembuatan program secara manual (ISO-G-Code), secara otomatik (APT, Automatic Programming Tool), atau pemrograman terpadu dalam sistem CAD/CAM. Simulasi proses bisa dilakukan lewat komputer pemrogram untuk memeriksa kebenaran logika pemrograman dan memperkirakan waktu serta ongkos produksi.

·         Tahap Percobaan 

               Kwalitas produk yang sebenarnya hanya bisa diukur lewat produksi percobaan dimana sekaligus dites keandalan dari program CNC, pahat, dan fixture yang digunakan.

Adapun mesin CNC tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Mesin CNC