PARAMETER PEMOTONGAN PEKERJAAN BUBUT

Waktu : 6 jam pelajaran

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta didik diharapkan mampu:

Menjelaskan pengertian parameter pemotongan dalam pekerjaan bubut
Menghitung nilai parameter pemotongan secara tepat dalam pekerjaan bubut
Menganalisis pengaruh parameter pemotongan terhadap kualitas hasil bubutan
Menerapkan parameter pemotongan yang sesuai dalam simulasi atau praktik pembubutan
Mengevaluasi kesalahan yang mungkin terjadi akibat penerapan parameter

BAHAN AJAR

A. PENGERTIAN PARAMETER PEMOTONGAN

Parameter pemotongan adalah sekumpulan variabel atau besaran teknis yang digunakan untuk mengatur dan mengendalikan proses pemotongan (penyayatan) pada mesin bubut. Parameter ini sangat penting karena berpengaruh langsung terhadap kualitas hasil bubutan, kecepatan produksi, umur pahat, dan keselamatan kerja.

Dalam pekerjaan bubut, parameter pemotongan utama meliputi:

Putaran spindle (Spindle Speed)
Kecepatan potong (Cutting Speed)
Kecepatan makan (Feed Rate)
Kedalaman potong (Depth of Cut)
Waktu pemesinan

B. MENGHITUNG PARAMETER PEMOTONGAN

1. Kecepatan Putar (n)

Kecepatan putar (rpm) menunjukkan jumlah putaran dari suatu perkakas (tool) dalam satuan waktu. Putaran mesin dihitung berdasarkan kecepatan potong dan diameter benda kerja. Putaran mesin yang tepat memastikan kecepatan potong yang diinginkan tercapai.

Sumber : https://bccncmilling.com

Kecepatan Putar dirumuskan : n = (1.000 x Vc) / (π x d)

Dengan :

n = kecepatan putaran pisau/benda kerja (rpm)
Vc = kecepatan potong (m/menit)
π = 3.14
d = diameter benda (mm)

2. Kecepatan Potong (Vc)

Kecepatan potong adalah laju gerakan alat potong terhadap benda kerja pada permukaan pemotongan. Kecepatan potong yang tepat akan mempengaruhi ketajaman alat potong dan kualitas permukaan benda kerja. Nilai Kecepatan potong tergantung pada material benda kerja dan alat potong.

Dengan demikian rumus untuk menghitung putaran menjadi: Vc = (π x d x n) / 1.000

Karena satuan Cs dalam meter/menit sedangkan satuan diameter pisau/benda kerja dalam millimeter, sehingga dikalikan 1000 seperti rumus di atas.

Contoh 1:

Benda yang akan di bubut dengan diameter 30mm, dengan kecepatan potong Vc = 25m/menit, maka besarnya putaran mesin (n) diperoleh ?

Penyelesaian :

n = (1.000 x Vc) / (3.14 x d) = (1.000 x 25) / (3.14 x 30) = 265,392 rpm ~ 265 rpm.

Setelah memahami cara menentukan kecepatan putar, mari kita praktik pada mesin bubut. Dengan merujuk pada contoh soal di atas, maka diambil kecepatan putar yang mendekati yaitu n = 250 rpm.

Handel kecepatan kita atur pada posisi handel B dan Handel 2. Perlu diingat pada saat memindah handel pastikan putaran mesin pada posisi mati atau tidak berputar.

Latihan 1:

Seorang operator bubut ingin menentukan kecepatan potong (Vc) saat membubut baja dengan pahat HSS (High Speed Steel). Jika diameter benda kerja adalah 60 mm dan putaran spindle (n) yang digunakan adalah 318 rpm, maka berapakah nilai kecepatan potong yang digunakan?

3. Kecepatan Makan (F)

Kecepatan pemakanan adalah jarak tempuh gerak maju pisau/benda kerja (mm per menit) atau (feet per menit). Pada gerak putar, kecepatan pemakanan adalah gerak maju alat potong / benda kerja (rpm).

Sumber : https://bccncmilling.com

Besarnya kecepatan pemakanan dipengaruhi oleh :

jenis bahan pahat yang digunakan
jenis pekerjaan yang dilakukan (membubut rata, mengulir, memotong, mengkartel dll)
jenis bahan yang dibubut (besi, baja, baja tahan karat, bahan non fero, dll)
Kedalaman pemakanan

Keterangan :

Pekerjaan kasar yang dimaksud adalah pekerjaan pendahuluan di mana pemotongan atau penyayatan benda kerja tidak diperlukan hasil yang halus dan presisi, sehingga kecepatan pemakanannya dapat dipilih angka yang besar dan selanjutnya masih dilakukan pekerjaan penyelesaian.
Penyelesaian akhir memerlukan kehalusan dan kepresisian ukuran tertentu, sehingga kecepatan pemakanannya harus menggunakan angka yang kecil dan tentunnya harus menggunakan putaran mesin sesuai dengan perhitungan atau data dari tabel kecepatan potong.

Rumus Kecepatan Makan sebagai berikut : F = f x n

Dengan :

f = besar pemakanan/bergesernya pahat (mm/putaran)
n = putaran mesin (putaran/menit)

Contoh 2:

Sebuah benda kerja akan dibubut dengan putaran mesinnya 750 putaran/menit dan besar pemakanan (f) 0,2 mm/putaran. Berapa besar kecepatan pemakanannya ...?

Penyelesaian :

F = f x n = 0,2 x 750 = 150 mm/menit

Latihan 2:

Sebuah benda kerja silinder dengan diameter 50 mm akan dibubut menggunakan mesin bubut.

Alat potong yang digunakan adalah HSS dengan kecepatan potong (Vc) yang disarankan adalah 30 meter/menit.
Pemakanan (f) yang diinginkan adalah 0,2 mm/putaran.
Hitunglah kecepatan pemakanan (F) dalam mm/menit!

C. MENGANALISIS PENGARUH PARAMETER PEMOTONGAN

Menganalisis pengaruh parameter pemotongan adalah proses untuk memahami bagaimana berbagai variabel dalam proses pemesinan khususnya pada mesin bubut, frais, atau CNC mempengaruhi hasil akhir, efisiensi kerja, umur alat potong, dan kualitas benda kerja.

1. Parameter Pemotongan Umum

Kecepatan potong
Kecepatan makan
Kedalaman potong
Sudut pahat dan geometri alat potong
Jenis bahan benda kerja dan alat potong
Pendingin (coolant)

2. Pengaruh Parameter

Kecepatan potong: Semakin tinggi kecepatannya, waktu pemotongan lebih singkat. Tapi dapat meningkatkan suhu dan mempercepat keausan pahat.
Kecepatan makan: Mempengaruhi hasil akhir permukaan (semakin besar feed, semakin kasar permukaan). Terlalu tinggi dapat menyebabkan getaran dan pahat patah
Kedalaman potong: Semakin besar, semakin cepat proses pemotongan. Namun, beban pada alat dan mesin meningkat, risiko kerusakan naik.
Geometri pahat: Mempengaruhi gaya potong dan arah pembentukan chip. Salah geometri bisa menyebabkan chatter atau getaran.
Bahan benda kerja & alat: Memengaruhi pemilihan kecepatan potong dan pahat. Material keras butuh kecepatan rendah dan pahat khusus.
Pendingin: Mengurangi panas dan gesekan. Memperpanjang umur alat dan meningkatkan kualitas permukaan.

3. Tujuan Analisis Parameter Pemotongan

Meningkatkan efisiensi produksi
Memperpanjang umur pahat
Menghasilkan kualitas permukaan yang baik
Mengurangi biaya produksi
Meningkatkan keselamatan kerja

4. Contoh Analisis

Apakah feed rate terlalu tinggi?
Apakah pahat sudah aus?
Apakah kecepatan potong terlalu rendah?
Apakah ada getaran pada sistem?

D. MENERAPKAN PARAMETER PEMOTONGAN

1. Tujuan Penerapan Parameter

Menghasilkan benda kerja dengan ukuran dan bentuk yang tepat
Mencapai hasil akhir permukaan yang baik (surface finish)
Menghindari kerusakan pada alat potong dan mesin
Meningkatkan efisiensi dan produktivitas kerja
Meminimalkan biaya produksi

2. Langkah-langkah Menerapkan Parameter Pemotongan

Menentukan jenis material benda kerja: Misalnya: baja, aluminium, kuningan
Memilih jenis alat potong dan material pahat: Seperti HSS, karbida, keramik
Menentukan tujuan pemesinan: Apakah untuk pembentukan kasar atau finishing
Menyesuaikan kecepatan potong: Berdasarkan tabel standar dari pabrik alat potong
Mengatur kecepatan makan: Untuk mengontrol waktu pemotongan dan kualitas permukaan
Menyesuaikan kedalaman potong: Sesuai kekuatan mesin dan kondisi pahat
Menggunakan pendingin: Untuk mengurangi panas dan memperpanjang umur pahat

3. Contoh Kasus Penerapan

Situasi: Seseorang operator akan membubut baja menggunakan pahat karbida pada mesin bubut.

Penerapan Parameter:

Kecepatan potong: 120 m/min (mengacu pada tabel standar untuk baja + karbida)
Kecepatan makan: 0,2 mm/putaran (agar hasil permukaan tidak terlalu kasar)
Kedalaman potong: 1,5 mm (karena pahat dan mesin kuat)
Menggunakan coolant: untuk menghindari overheat pada pahat

Menerapkan parameter pemotongan yang sesuai sangat penting untuk:

Menjamin hasil kerja yang presisi
Menjaga umur alat dan mesin
Menekan biaya dan waktu produksi
Menjaga keselamatan kerja

E. MENGEVALUASI KESALAHAN

Mengevaluasi kesalahan akibat parameter pemotongan adalah proses meninjau dan menganalisis berbagai kegagalan atau cacat yang terjadi dalam proses pemesinan yang disebabkan oleh penerapan parameter yang tidak sesuai. Hal ini penting untuk menemukan akar penyebab, memperbaiki proses, dan mencegah kerusakan alat, mesin, maupun benda kerja.

1. Kesalahan Umum

2. Langkah-Langkah Evaluasi Kesalahan Parameter Pemotongan

Observasi hasil pemesinan:
Periksa permukaan, ukuran, bentuk, dan suara mesin
Analisis data parameter yang digunakan:
Catat kecepatan potong, feed rate, depth of cut, dan jenis pahat.
Bandingkan dengan standar/tabel parameter:
Gunakan referensi pabrikan alat potong atau buku teknik
Cek kondisi alat potong dan mesin:
Apakah ada keausan, getaran, atau kelonggaran
Uji ulang dengan parameter yang direvisi:
Terapkan perbaikan dan evaluasi hasilnya kembali.