ALAT POTONG (CUTTING TOOL) PADA MESIN BUBUT

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari materi tentang Alat Potong pada Mesin Bubut, peserta didik diharapkan mampu untuk:

Mengidentifikasi berbagai jenis alat potong yang digunakan pada mesin bubut
Menjelaskan fungsi dan prinsip kerja dari setiap jenis alat potong mesin bubut
Memilih alat potong yang tepat sesuai dengan jenis material benda kerja, jenis pengerjaan.
Melakukan pemasangan dan penyetelan alat potong pada mesin bubut dengan benar dan aman.
Mengidentifikasi dan mengatasi masalah umum yang mungkin timbul saat menggunakan alat potong pada mesin bubut.
Menerapkan prosedur keselamatan kerja yang relevan saat mengoperasikan mesin bubut dan menangani alat potong.
Melakukan perawatan dasar pada alat potong untuk memperpanjang usia pakainya dan menjaga performa pemotongan.

Sumber Gambar: Ratu Teknik

BAHAN AJAR

A. JENIS ALAT POTONG

1. Pengertian Alat Potong

Alat potong pada mesin bubut adalah komponen vital yang berfungsi untuk menghilangkan material (menyayat) dari benda kerja yang berputar, guna membentuknya sesuai dengan bentuk, ukuran, dan kualitas permukaan yang diinginkan.

2. Fungsi Alat Potong

Menghilangkan Material: Fungsi paling dasar adalah membuang kelebihan material dari benda kerja.
Membentuk Dimensi: Alat potong digunakan untuk menciptakan diameter, panjang, dan bentuk lain yang presisi pada benda kerja.
Menciptakan Permukaan: Dengan alat potong yang tepat dan pengaturan yang benar, permukaan benda kerja dapat dibuat halus atau kasar sesuai kebutuhan.
Membuat Fitur Khusus: Seperti membuat ulir (benang), alur (groove), tirus (cone), lubang, dan chamfer (sudut miring).
Memisahkan Benda Kerja: Alat potong juga dapat digunakan untuk memotong atau memisahkan benda kerja yang sudah selesai dari sisa material induk.

3. Material Alat Potong

Alat potong pada mesin bubut umumnya terbuat dari material yang sangat keras dan tahan panas, seperti:

HSS (High-Speed Steel): Ekonomis, mudah diasah, cocok untuk kecepatan potong rendah hingga sedang dan material yang lebih lunak. Baik untuk pemotongan yang terinterupsi.

Sumber Gambar : https://www.amazon.com/

Carbide (Karbon): Sangat keras, tahan panas, dan tahan aus. Ideal untuk kecepatan potong tinggi dan material yang lebih keras seperti baja paduan, besi cor, dan superalloy. Tersedia dalam berbagai grade (kelas) dan lapisan (coating) untuk aplikasi spesifik (misalnya, TiN, TiCN, AlTiN).

Sumber Gambar : https://www.amazon.com/

Keramik: Lebih keras dari karbida, cocok untuk pemotongan finishing berkecepatan sangat tinggi pada material keras. Rentan terhadap kejut mekanis.

Sumber Gambar : https://mefexport.com/

CBN (Cubic Boron Nitride): Sangat keras, digunakan untuk memotong material superkeras seperti baja yang dikeraskan.

Sumber Gambar : https://www.amazon.com/

PCD (Polycrystalline Diamond): Paling keras, digunakan untuk memotong material non-ferrous yang sangat abrasif (misalnya, aluminium silikon tinggi, komposit).

Sumber Gambar : https://www.amazon.com/

Geometri Pahat (Tool Geometry): Meliputi sudut-sudut pahat seperti sudut garuk (rake angle), sudut bebas (relief angle), dan sudut bibir (cutting edge angle). Geometri ini memengaruhi efisiensi pemotongan, pembentukan chip (tatal), dan umur pahat.

Pahat Bubut Rata Kanan

Pahat Bubut Rata Kiri

Pahat Bubut Muka

B. FUNGSI DAN PRINSIP KERJA

Mesin bubut adalah salah satu mesin perkakas yang digunakan untuk membentuk benda kerja dengan cara membuang material yang tidak diinginkan dari benda kerja yang berputar. Proses ini dilakukan dengan menyayat benda kerja menggunakan alat potong (pahat) yang digerakkan secara linier atau melintang.

Sumber Gambar : https://www.mechdaily.com/

Ada berbagai jenis alat potong (pahat) yang digunakan pada mesin bubut, masing-masing memiliki fungsi dan prinsip kerja yang spesifik:

1. Pahat Bubut Lurus (Straight Turning Tool)

Fungsi: Pahat ini adalah jenis yang paling umum dan serbaguna. Digunakan untuk pemotongan permukaan silinder luar (turning luar), baik untuk proses pengasaran (roughing) maupun penghalusan (finishing).
Prinsip Kerja: Pahat ini diposisikan sejajar dengan sumbu benda kerja. Saat benda kerja berputar, pahat digerakkan memanjang sepanjang benda kerja, menghilangkan material dari permukaan luar.

Sumber Gambar : https://vbindustrialsupply.com/

2. Pahat Bubut Muka (Facing Tool)

Fungsi: Digunakan untuk meratakan permukaan ujung benda kerja (facing).
Prinsip Kerja: Pahat ini disayatkan dari ujung luar benda kerja menuju titik pusat, atau sebaliknya, tergantung arah putaran spindel.

Sumber Gambar : https://www.indiamart.com/

3. Pahat Ulir (Thread Cutting Tool)

Fungsi: Membuat ulir luar maupun dalam pada benda kerja.
Prinsip Kerja: Pahat ini memiliki profil khusus yang sesuai dengan jenis ulir yang diinginkan (misalnya, ulir segitiga, trapesium, atau persegi). Proses pembuatan ulir membutuhkan presisi tinggi karena melibatkan perhitungan pitch (jarak antar ulir) dan sudut ulir. Pahat digerakkan secara otomatis mengikuti gerakan ulir yang telah diatur pada mesin bubut.

Sumber Gambar : https://www.machineryhouse.co.nz/

4. Pahat Alur (Grooving Tool)

Fungsi: Membuat alur pada permukaan luar atau dalam benda kerja. Alur ini sering digunakan untuk keperluan teknis seperti pemasangan cincin O-ring, snap ring, atau sebagai jalur pelumas.
Prinsip Kerja: Pahat ini memiliki ujung yang sempit dan disayatkan secara lateral (melintang) ke permukaan benda kerja yang berputar untuk membentuk alur sesuai ukuran dan bentuk yang diinginkan.

Sumber Gambar : https://webshop.iscar.in/

5. Pahat Potong (Parting Tool)

Fungsi: Memotong atau memisahkan bagian benda kerja yang telah dibubut.
Prinsip Kerja: Pahat ini memiliki ujung yang sangat sempit dan tajam. Pahat digerakkan secara melintang hingga menembus benda kerja, memisahkan bagian yang diinginkan tanpa menyebabkan deformasi berlebihan.

Sumber Gambar : https://www.axminstertools.com/

6. Pahat Dalam (Boring Tool)

Fungsi: Memperbesar atau meratakan lubang yang sudah ada pada benda kerja.
Prinsip Kerja: Pahat ini biasanya dipasang pada boring bar yang panjang dan tipis, yang dimasukkan ke dalam lubang. Saat benda kerja berputar, pahat digerakkan untuk memperlebar diameter lubang atau meratakan permukaannya.

Sumber Gambar : https://www-minaprem-com

7. Mata Bor (Drill Bit)

Fungsi: Membuat lubang pada benda kerja.
Prinsip Kerja: Mata bor dipasang pada tailstock (kepala lepas) atau pada tool post menggunakan chuck bor, dan kemudian digerakkan maju ke arah benda kerja yang berputar untuk membuat lubang.

Sumber Gambar : https://www.amazon.com/

Sumber Gambar : https://www.mudgefasteners.com/

8. Counterbore

Fungsi: Membuat lubang bertingkat atau dudukan kepala baut pada benda kerja.
Prinsip Kerja: Setelah lubang awal dibuat dengan mata bor, counterbore digunakan untuk memperbesar sebagian diameter lubang sehingga kepala baut dapat rata dengan permukaan.

Sumber Gambar : https://www.damencnc.com/

9. Countersink

Fungsi: Membuat chamfer (bevel) pada ujung lubang agar tidak tajam atau memudahkan pemasangan baut/poros.
Prinsip Kerja: Countersink memiliki bentuk kerucut pada ujungnya dan digunakan untuk membuat sudut pada tepi lubang.

Sumber Gambar : https://www.wevolver.com/

10. Reamer

Fungsi: Memperhalus dan memperbesar lubang dengan toleransi dan suaian khusus setelah proses pengeboran.
Prinsip Kerja: Reamer memiliki banyak mata sayat yang dirancang untuk menghilangkan sedikit material dari dinding lubang, menghasilkan permukaan yang sangat halus dan dimensi yang presisi.

Sumber Gambar : https://www-birlaprecision-com

11. Kartel (Knurling Tool)

Fungsi: Membuat pola tekstur (alur-alur melingkar lurus atau silang) pada permukaan luar benda kerja agar tidak licin saat dipegang.
Prinsip Kerja: Alat ini memiliki roda-roda dengan pola bergerigi yang ditekan pada permukaan benda kerja yang berputar. Tekanan ini menyebabkan material benda kerja membentuk pola yang diinginkan.

Sumber Gambar : https://id.misumi-ec.com/

C. MEMILIH ALAT POTONG

Memilih alat potong yang tepat untuk mesin bubut sangat krusial agar proses pengerjaan berjalan efisien, menghasilkan kualitas permukaan yang baik, dan memperpanjang umur pahat. Pemilihan ini bergantung pada beberapa faktor utama: jenis material benda kerja dan jenis pengerjaan yang diinginkan.

1. Pemilihan Berdasarkan Jenis Material Benda Kerja

Setiap material memiliki karakteristik kekerasan, kekuatan tarik, dan konduktivitas termal yang berbeda, yang memengaruhi pilihan pahat.

a. Baja Karbon Rendah (Low Carbon Steel)

Karakteristik: Relatif lunak, mudah dibubut, menghasilkan geram yang panjang dan berkelanjutan.
Alat Potong: HSS (High Speed Steel) adalah pilihan umum dan ekonomis. Untuk produktivitas lebih tinggi, sisipan karbida (carbide inserts) dengan lapisan PVD (Physical Vapor Deposition) atau CVD (Chemical Vapor Deposition) yang sesuai untuk baja (kode ISO P) sangat efektif. Sudut potong yang positif membantu mengurangi gaya potong.

b. Baja Paduan (Alloy Steel)

Karakteristik: Lebih keras dan kuat dari baja karbon rendah, menghasilkan panas lebih banyak saat pengerjaan.
Alat Potong: Sisipan karbida menjadi pilihan utama. Pilih grade karbida yang lebih tahan aus dan panas. Lapisan seperti TiN, TiCN, atau AlTiN sangat direkomendasikan untuk meningkatkan ketahanan aus dan umur pahat.

c. Baja Tahan Karat (Stainless Steel)

Karakteristik: Kecenderungan pengerasan regangan (work hardening), konduktivitas termal rendah (menyebabkan panas menumpuk pada pahat), dan cenderung menghasilkan geram yang sulit dipatahkan.
Alat Potong: Sisipan karbida dengan grade khusus untuk stainless steel (kode ISO M) yang memiliki ketangguhan tinggi. Sudut potong yang tajam dan positif, serta desain chip breaker (pemecah geram) yang efektif, sangat penting untuk mengontrol geram dan mengurangi work hardening. Penggunaan cairan pendingin yang melimpah juga vital.

d. Besi Cor (Cast Iron)

Karakteristik: Rapuh, menghasilkan geram yang pendek dan putus-putus. Bersifat abrasif (mengikis pahat).
Alat Potong: Sisipan karbida dengan grade yang tahan aus (kode ISO K). Untuk pengerjaan kecepatan tinggi, sisipan keramik atau CBN (Cubic Boron Nitride) bisa digunakan, terutama untuk cast iron yang keras.

e. Aluminium dan Paduannya (Aluminum Alloys)

Karakteristik: Lunak, cenderung menempel pada pahat (built-up edge), konduktivitas termal tinggi.
Alat Potong: HSS bisa digunakan, tetapi sisipan karbida tanpa lapisan atau dengan lapisan PVD sangat tipis (seperti DLC - Diamond-like Carbon) lebih disarankan untuk mencegah penempelan material. Pahat berlian (PCD - Polycrystalline Diamond) sangat ideal untuk aluminium dengan kandungan silikon tinggi karena ketahanannya terhadap abrasi. Pahat harus memiliki sudut rake yang besar dan tajam untuk meminimalkan built-up edge.

f. Kuningan dan Perunggu (Brass and Bronze)

Karakteristik: Lunak, mudah dibubut, geram putus-putus.
Alat Potong: HSS atau sisipan karbida umum digunakan. Sudut pahat yang moderat sudah cukup.

g. Titanium dan Paduannya (Titanium Alloys)

Karakteristik: Sangat kuat pada suhu tinggi, konduktivitas termal rendah, kecenderungan menempel pada pahat.
Alat Potong: Sisipan karbida dengan grade khusus untuk material tahan panas (kode ISO S). Gunakan kecepatan potong rendah dan feed rate tinggi untuk menghindari pengerasan regangan dan panas berlebih. Pelumasan yang efektif sangat penting.

2. Pemilihan Berdasarkan Jenis Pengerjaan

Jenis pengerjaan juga memengaruhi geometri pahat dan material pahat yang optimal.

a. Pengerjaan Pengasaran (Roughing)

Tujuan: Menghilangkan volume material sebanyak mungkin dalam waktu singkat.
Pahat: Pilih pahat yang kuat dan tangguh, mampu menahan beban kejut dan panas tinggi. Sudut pahat yang lebih besar (misalnya sudut nose radius yang besar) dapat membantu mendistribusikan beban. Sisipan karbida dengan grade yang tahan terhadap benturan dan keausan adalah pilihan utama. Kedalaman potong yang besar dan feed rate tinggi sering digunakan.

b. Pengerjaan Penghalusan (Finishing)

Tujuan: Mencapai dimensi yang akurat dan kualitas permukaan yang baik.
Pahat: Pilih pahat dengan ketajaman tinggi dan nose radius kecil untuk menghasilkan permukaan halus. Sisipan karbida dengan grade yang tahan aus dan memiliki lapisan halus sangat efektif. Pahat berlian (PCD) atau CBN bisa digunakan untuk finishing presisi pada material tertentu. Kedalaman potong kecil dan feed rate rendah digunakan.

c. Pembubutan Ulir (Thread Turning)

Tujuan: Membuat ulir dengan profil dan pitch tertentu.
Pahat: Menggunakan pahat ulir khusus dengan profil yang sesuai dengan standar ulir (misalnya, Metrik, Whitworth, UNC). Pahat ulir tersedia dalam berbagai profil dan ukuran pitch. Pahat ini harus tajam dan kuat untuk mencegah deformasi ulir.

d. Pembubutan Alur (Grooving)

Tujuan: Membuat alur atau parit pada benda kerja.
Pahat: Menggunakan pahat alur dengan lebar dan profil yang sesuai dengan dimensi alur yang diinginkan. Pahat ini harus kaku untuk mencegah defleksi saat memotong.

e. Pengeboran (Drilling) dan Pembubutan Dalam (Boring)

Tujuan: Membuat atau memperbesar lubang.
Pahat: Mata bor (drill bit) digunakan untuk membuat lubang awal. Untuk memperbesar dan menghaluskan lubang, digunakan pahat boring yang dipasang pada boring bar. Pemilihan material pahat sama dengan pembubutan luar, disesuaikan dengan material benda kerja. Kekakuan boring bar sangat penting untuk menghindari chatter (getaran).

3. Faktor Tambahan yang Memenuhi Pemilihan

Kekakuan Mesin: Mesin bubut yang kaku memungkinkan penggunaan kecepatan potong dan feed rate yang lebih tinggi dengan pahat yang lebih agresif.
Ketersediaan Cairan Pendingin: Penggunaan cairan pendingin yang tepat dapat mengurangi panas, melumasi, dan membantu pembuangan geram, sehingga memperpanjang umur pahat.
Biaya: Pahat HSS umumnya lebih murah di awal, tetapi sisipan karbida menawarkan produktivitas lebih tinggi dalam jangka panjang.
Umur Pahat yang Diinginkan: Untuk produksi massal, pahat dengan umur panjang dan ketahanan aus tinggi sangat penting.

PENILAIAN 1

1. Ranah Pengetahuan

2. Ranah Keterampilan

Soal 1

Lakukan identifikasi langsung pada beberapa jenis alat potong yang tersedia di bengkel mesin bubut. Sebutkan nama, fungsi, dan material pembuatnya secara tepat.

Indikator Penilaian:

Mengamati fisik alat potong dengan benar.
Menyebutkan nama dan fungsi alat potong sesuai bentuknya.
Menyebutkan material pembuat alat potong.

Soal 2

Tunjukkan langkah penggunaan pahat bubut muka (facing tool) pada mesin bubut secara demonstratif mulai dari pemasangan hingga penyayatan.

Indikator Penilaian:

Pemasangan alat potong pada tool post dengan aman.
Menyesuaikan posisi pahat terhadap benda kerja.
Melakukan proses facing dengan teknik dan arah yang benar.

Soal 3

Pilih alat potong yang sesuai untuk pengerjaan bahan aluminium dan jelaskan alasan pemilihannya, lalu tunjukkan cara pemasangan yang tepat.

Indikator Penilaian:

Memilih alat potong yang tepat untuk aluminium (misalnya karbida tanpa lapisan atau PCD).
Memberi alasan teknis terkait pemilihan.
Menunjukkan cara pemasangan pada mesin dengan aman.

D. PEMASANGAN ALAT POTONG

Memasang dan menyetel alat potong (pahat) pada mesin bubut dengan benar dan aman adalah langkah krusial dalam setiap proses pembubutan. Kesalahan dalam tahap ini bisa menyebabkan hasil bubutan yang buruk, kerusakan pahat atau mesin, bahkan cedera serius.

1. Prinsip Utama Pemasangan dan Penyetelan Pahat

Kekakuan (Rigidity): Pahat harus terpasang sekuat mungkin untuk meminimalkan getaran (chatter) selama pemotongan. Getaran akan merusak kualitas permukaan, mempercepat keausan pahat, dan berpotensi merusak benda kerja.
Ketinggian Pusat (Center Height): Ujung pahat harus sejajar atau sedikit di atas garis pusat (sumbu) benda kerja. Penyetelan yang tidak tepat dapat menyebabkan gesekan berlebihan, hasil permukaan yang buruk, atau pahat patah.
Sudut Bebas (Clearance Angle): Harus ada sedikit celah antara sisi pahat dan permukaan benda kerja untuk mencegah gesekan dan panas berlebih.
Jarak Bebas (Overhang): Pahat harus dicekam sependek mungkin dari tool post untuk memaksimalkan kekakuan dan meminimalkan getaran.

2. Langkah-langkah Pemasangan dan Penyetelan Alat Potong

a. Persiapan Awal

Bersihkan Tool Post dan Pahat: Pastikan dudukan pahat (tool post) dan pahat itu sendiri bebas dari kotoran, serpihan, atau oli yang bisa menyebabkan pahat tidak tercekam dengan baik.
Pilih Pahat yang Tepat: Pastikan pahat yang dipilih sesuai dengan jenis material benda kerja dan jenis pengerjaan (seperti yang telah dibahas sebelumnya). Periksa kondisi pahat; pastikan tidak ada retakan atau kerusakan pada mata potong.

b. Pemasangan Pahat pada Tool Post

Identifikasi Jenis Tool Post: Standard Tool Post (Four-Way Tool Post) adalah jenis umum yang memungkinkan pemasangan empat pahat sekaligus. Quick-Change Tool Post: Lebih modern, memungkinkan penggantian pahat dengan cepat menggunakan cartridge atau holder khusus.
Masukkan Pahat: Masukkan batang pahat ke dalam slot pada tool post. Pastikan pahat masuk cukup dalam agar tercekam dengan kuat.
Gunakan Shim/Pengganjal (Jika Diperlukan): Untuk pahat yang memiliki batang lebih kecil dari dudukan tool post, gunakan shim atau pengganjal logam yang bersih dan rata di bawah pahat. Ini membantu dalam penyetelan ketinggian pusat dan memastikan cekaman yang kuat. Hindari penggunaan shim yang terlalu banyak atau tidak rata.
Kencangkan Baut Pahat: Kencangkan baut atau tuas penjepit pada tool post secara bertahap dan merata. Pastikan pahat tercekam dengan sangat kuat sehingga tidak bergeser selama pemotongan. Gunakan kunci yang tepat dan berikan torsi yang cukup, tetapi jangan berlebihan hingga merusak baut.

c. Penyetelan Ketinggian Pusat Pahat

Ini adalah langkah paling krusial dan harus dilakukan dengan sangat hati-hati.

Metode Paling Akurat (Menggunakan Center pada Tailstock)

Gerakkan eretan lintang dan eretan memanjang sehingga ujung pahat berada di dekat ujung center (ujung runcing) pada tailstock (kepala lepas).
Posisikan ujung pahat sehingga ujungnya sejajar dengan ujung center.
Gunakan mata atau penggaris untuk memeriksa keselarasan.
Jika ketinggian belum tepat, kendurkan baut pahat sedikit dan sesuaikan ketinggiannya (dengan menggeser pahat ke atas/bawah atau menambah/mengurangi shim) hingga ujung pahat sejajar sempurna dengan ujung center.
Kencangkan kembali baut pahat dengan kuat setelah penyesuaian.

Metode Alternatif (Menggunakan Sisi Benda Kerja/Tanda Garis):

Jika benda kerja sudah terpasang, posisikan ujung pahat di dekat permukaan silinder benda kerja.
Sentuhkan ujung pahat secara perlahan ke permukaan benda kerja.
Putar spindel secara manual (jangan dihidupkan) untuk melihat apakah ujung pahat "menggaruk" benda kerja tepat di bagian tengah.
Jika tidak, sesuaikan ketinggian pahat hingga ujung pahat menyayat benda kerja tepat di garis tengah ketika diputar secara manual.

Penting: Untuk pembubutan luar, ujung pahat sebaiknya berada tepat di garis pusat atau sedikit (sekitar 0.5-1 mm) di atas garis pusat. Terlalu rendah akan menyebabkan gesekan pada sudut bebas dan panas berlebih. Terlalu tinggi akan menyebabkan pahat "menggali" dan risiko patah.

d. Penyetelan Jarak Bebas (Overhang) Pahat

Minimalisir Overhang: Pahat harus dicekam sependek mungkin dari tool post. Semakin panjang bagian pahat yang "menggantung" (overhang), semakin besar potensi getaran (chatter) dan defleksi pahat.
Pertimbangkan Kedalaman Pemotongan: Sesuaikan overhang pahat dengan kebutuhan kedalaman pemotongan. Pastikan tidak ada bagian dari tool post atau pahat yang akan menabrak chuck atau benda kerja selama proses pemotongan.

e. Penyetelan Posisi Pahat pada Tool Post

Pahat Bubut Lurus: Posisikan ujung pahat menghadap lurus ke benda kerja, tegak lurus terhadap sumbu benda kerja.
Pahat Facing: Posisikan pahat sedikit dimiringkan sehingga hanya sisi potong yang bekerja saat menyayat permukaan muka.
Pahat Ulir: Posisikan pahat ulir dengan hati-hati menggunakan pengukur sudut ulir (thread gauge) untuk memastikan sudut profil ulir sejajar sempurna dengan sumbu benda kerja.

3. Aspek Keamanan dalam Pemasangan dan Penyetelan

Pastikan Mesin Mati: Selalu pastikan mesin bubut dalam keadaan mati (listrik terputus) saat memasang, menyetel, atau melepas pahat.
Gunakan Alat yang Tepat: Gunakan kunci pas atau kunci L yang sesuai dan dalam kondisi baik untuk mengencangkan baut tool post.
Lindungi Tangan: Gunakan sarung tangan yang sesuai (jangan yang terlalu longgar yang bisa tersangkut) untuk melindungi tangan dari sisi tajam pahat atau geram.
Periksa Kekencangan: Setelah semua penyetelan, coba goyangkan pahat secara manual untuk memastikan pahat terpasang sangat kuat dan tidak ada gerakan.
Pahami Gerakan Mesin: Sebelum memulai proses bubut, pahami arah gerakan pahat dan benda kerja untuk menghindari tabrakan yang tidak diinginkan.

E. MENGIDENTIFIKASI DAN MENGATASI MASALAH UMUM

Menggunakan mesin bubut tidak selalu mulus; ada beberapa masalah umum yang bisa muncul saat menggunakan alat potong. Mengidentifikasi penyebabnya dan tahu cara mengatasinya itu penting agar pekerjaan berjalan lancar, hasil optimal, dan alat potong awet.

1. Permukaan Benda Kerja Kasar/Buruk (Poor Surface Finish)

Penyebab:

Pahat tumpul atau rusak: Ujung pahat yang aus atau gompal tidak akan memotong dengan bersih.
Ketinggian pahat tidak tepat: Jika terlalu rendah atau terlalu tinggi dari garis tengah, akan terjadi gesekan berlebihan atau pemotongan tidak efektif.
Kecepatan potong terlalu tinggi atau rendah: Setiap material punya kecepatan potong idealnya. Terlalu cepat bisa bikin panas berlebih, terlalu lambat bisa bikin material sobek.
Kecepatan pemakanan (feed rate) terlalu tinggi: Pahat mengambil material terlalu banyak, meninggalkan bekas yang jelas.
Getaran (chatter): Pahat atau benda kerja bergetar karena cekaman kurang kuat, overhang pahat terlalu panjang, atau mesin kurang kaku.
Kurangnya cairan pendingin: Panas berlebih bisa bikin material lengket ke pahat atau mengubah sifat material.

Solusi:

Ganti atau asah pahat: Pastikan pahat tajam dan dalam kondisi baik.
Setel ketinggian pahat: Pastikan ujung pahat sejajar dengan garis tengah benda kerja.
Sesuaikan kecepatan potong dan pemakanan: Lihat tabel rekomendasi untuk material yang sedang dikerjakan.
Atasi getaran: Pastikan pahat dan benda kerja tercekam kuat. Kurangi overhang pahat. Jika perlu, kurangi kedalaman potong atau feed rate. Periksa kekakuan mesin.
Gunakan cairan pendingin: Pastikan aliran cairan pendingin cukup dan tepat sasaran.

2. Pahat cepat Tumpul/Patah (Premature Tool Wear or Breakage)

Penyebab:

Material pahat tidak cocok: Pahat terlalu lunak untuk material benda kerja yang keras.
Kecepatan potong terlalu tinggi: Menghasilkan panas berlebih yang bikin pahat cepat aus.
Kedalaman potong terlalu besar: Beban berlebih pada pahat.
Kurangnya cairan pendingin: Panas yang tidak terbuang mempercepat keausan.
Getaran (chatter): Menyebabkan beban dinamis yang tinggi dan bikin pahat gompal atau patah.
Pemasangan pahat tidak kuat: Pahat bergeser atau bergetar, menyebabkan tegangan tidak merata.
Sudut pahat tidak benar: Sudut bebas terlalu kecil menyebabkan gesekan, sudut potong terlalu tumpul membuat pahat bekerja lebih keras.
Geram menumpuk: Geram yang terjebak bisa merusak mata pahat.

Solusi:

Pilih material pahat yang sesuai: Gunakan karbida untuk material keras, atau pahat khusus untuk stainless steel atau titanium.
Optimalkan parameter potong: Kurangi kecepatan potong, sesuaikan kedalaman potong dan feed rate.
Pastikan pendinginan cukup: Tingkatkan aliran cairan pendingin atau gunakan pendingin yang lebih efektif.
Eliminasi getaran: Cek cekaman pahat dan benda kerja.
Periksa pemasangan pahat: Pastikan sangat kuat dan stabil.
Asah pahat dengan sudut yang benar: Perhatikan sudut bebas dan sudut potong.
Gunakan chip breaker yang efektif: Bantu mematahkan geram agar tidak menumpuk.

3. Geram Sulit Patah/Menumpuk (Chip Control Issues)

Penyebab:

Kecepatan pemakanan terlalu rendah: Geram terlalu tipis untuk patah.
Sudut rake pahat terlalu positif atau tidak ada chip breaker: Geram cenderung keluar lurus dan panjang.
Material benda kerja ulet (ductile): Seperti baja karbon rendah atau beberapa stainless steel.

Solusi:

Tingkatkan kecepatan pemakanan: Bisa membantu geram patah.
Gunakan pahat dengan chip breaker: Pahat modern sering dilengkapi dengan desain chip breaker pada sisipannya yang memaksa geram melengkung dan patah.
Pilih pahat dengan sudut rake yang tepat: Kadang sudut rake yang lebih negatif atau desain chip breaker tertentu diperlukan untuk material ulet.

4. Benda Kerja Melengkung/Tidak Silibdris (Workpiece Tapering or Not Cylindrical)

Penyebab:

Penyetelan kepala lepas (tailstock) tidak sejajar: Jika tailstock bergeser, benda kerja akan dibubut miring.
Defleksi benda kerja: Benda kerja yang panjang dan ramping bisa melengkung akibat tekanan potong, terutama jika tidak ditopang steady rest atau follower rest.
Pahat tumpul: Membutuhkan lebih banyak tekanan, menyebabkan defleksi.

Solusi:

Sejajarkan tailstock: Lakukan prosedur penyelarasan tailstock menggunakan metode dua alur atau dengan dial indicator.
Gunakan steady rest atau follower rest: Untuk menopang benda kerja yang panjang dan ramping.
Asah atau ganti pahat: Pastikan pahat tajam untuk mengurangi tekanan potong.
Kurangi kedalaman potong: Ambil beberapa pass yang lebih ringan.

5. Suara Bising/Getaran Berlebihan (Excersive Noise or Vibration)

Penyebab:

Pemasangan pahat atau benda kerja tidak kuat: Ini penyebab paling umum.
Overhang pahat terlalu panjang: Pahat jadi kurang kaku.
Kecepatan potong terlalu tinggi untuk kekakuan sistem: Mesin, pahat, atau benda kerja tidak mampu menahan beban pada kecepatan tersebut.
Pahat tumpul: Membutuhkan gaya potong lebih besar.
Sudut pahat tidak tepat: Terutama sudut bebas yang terlalu kecil.
Mesin bubut kurang kaku: Mesin tua atau aus bisa menyebabkan getaran.

Solusi:

Kencangkan cekaman: Pastikan chuck menjepit benda kerja kuat, dan tool post menjepit pahat dengan sangat kaku.
Kurangi overhang pahat: Jepit pahat sependek mungkin.
Sesuaikan parameter potong: Turunkan kecepatan potong dan/atau kedalaman potong.
Asah atau ganti pahat: Pastikan pahat tajam.
Periksa dan perbaiki sudut pahat.
Perawatan mesin: Lakukan perawatan berkala pada mesin untuk memastikan semua bagian bergerak dengan mulus dan tanpa kendur.

F. MENERAPKAN PROSEDUR KESELAMATAN KERJA

Menerapkan prosedur keselamatan kerja saat mengoperasikan mesin bubut dan menangani alat potong itu mutlak. Mesin bubut memiliki banyak bagian bergerak yang berputar dengan kecepatan tinggi dan alat potongnya sangat tajam, sehingga risiko cedera sangat tinggi jika tidak hati-hati. Ingat, keselamatan adalah prioritas utama!

1. Persiapan Diri (Personal Protective Equipment)

Pakaian Kerja: Kenakan pakaian kerja yang pas, tidak terlalu longgar. Hindari pakaian yang berjuntai, seperti dasi atau lengan panjang yang longgar, karena bisa tersangkut pada bagian mesin yang berputar.
Sepatu Keselamatan: Wajib mengenakan sepatu keselamatan (safety shoes) dengan ujung baja untuk melindungi kaki dari benda jatuh atau tergilas.
Pelindung Mata: Selalu gunakan kacamata keselamatan atau face shield. Percikan geram (chip), serpihan material, atau cairan pendingin bisa melukai mata.
Sarung Tangan: Gunakan sarung tangan yang tepat saat membersihkan mesin atau menangani benda kerja yang panas/tajam. JANGAN PERNAH menggunakan sarung tangan saat mesin beroperasi, karena bisa tersangkut pada bagian yang berputar dan menarik tangan ke dalam mesin.
Pelindung Rambut: Ikat rambut panjang atau gunakan hair net untuk mencegah rambut tersangkut pada spindel atau chuck yang berputar.
Hindari Perhiasan: Lepaskan semua perhiasan seperti cincin, jam tangan, gelang, atau kalung. Benda-benda ini bisa tersangkut dan menyebabkan cedera serius.

2. Persiapan Mesin dan Lingkungan Kerja

Pemeriksaan Mesin: Pastikan semua pelindung mesin (guard) terpasang dengan benar. Periksa kondisi tombol emergency stop dan pastikan berfungsi dengan baik. Pastikan chuck dan benda kerja tercekam dengan kuat. Periksa kondisi pahat; pastikan tajam dan terpasang kokoh. Pastikan area kerja bebas dari oli tumpah, geram, atau halangan lain yang bisa menyebabkan terpeleset atau tersandung.
Pencahayaan: Pastikan area kerja memiliki pencahayaan yang cukup.
Kebersihan: Jaga kebersihan area sekitar mesin. Geram yang menumpuk bisa berbahaya.

3. Prosedur Operasi Aman

Fokus Penuh: Selalu fokus pada pekerjaan. Hindari gangguan atau bercanda saat mengoperasikan mesin.
Jaga Jarak Aman: Jangan mendekatkan tangan atau bagian tubuh ke benda kerja, chuck, atau pahat yang sedang berputar.
Kecamatan Benda Kerja: Pastikan benda kerja dicekam dengan sangat kuat di chuck atau di antara center. Benda kerja yang terlepas bisa sangat berbahaya.
Pemasangan Pahat: Pastikan pahat terpasang dengan kuat pada tool post dan memiliki overhang (jarak bebas) sependek mungkin untuk mengurangi getaran. Periksa ketinggian pahat agar sejajar dengan garis pusat benda kerja.
Atur Parameter Potong: Sesuaikan kecepatan spindel (RPM), feed rate, dan kedalaman potong sesuai dengan material benda kerja dan jenis pengerjaan. Jangan memaksakan mesin.
Pembersihan Geram: Jangan Pernah membersihkan geram dengan tangan kosong saat mesin beroperasi. Gunakan sikat, kait geram (chip hook), atau penjepit khusus untuk membersihkan geram. Biarkan geram putus atau gunakan chip breaker yang efektif. Geram panjang yang melilit bisa berbahaya.
Pengukuran: Lakukan pengukuran hanya saat mesin dalam kondisi mati sepenuhnya dan benda kerja sudah berhenti berputar.
Penggunaan Rem: Gunakan rem spindel atau biarkan mesin berhenti sendiri. Jangan mencoba menghentikan spindel yang berputar dengan tangan.
Periksa Cairan Pendingin: Pastikan aliran cairan pendingin cukup untuk mengurangi panas dan melumasi area potong.

4. Penanganan Alat Potong

Sifat Tajam: Alat potong sangat tajam. Selalu pegang bagian yang tidak tajam saat menanganinya.
Penyimpanan: Simpan alat potong di tempat yang aman dan terorganisir, jauh dari jangkauan yang tidak berkepentingan. Gunakan kotak atau rack khusus untuk pahat agar tidak saling berbenturan dan tumpul.
Pahat Rusak: Jangan gunakan pahat yang retak, gompal, atau tumpul. Segera ganti atau asah kembali. Pahat yang rusak lebih mudah patah dan berisiko.
Saat Memasang/Melepas: Pastikan mesin mati saat memasang atau melepas pahat.

5. Situasi Darurat

Tombol Emergency Stop: Ketahui lokasi tombol emergency stop dan cara menggunakannya. Ini adalah tombol darurat yang akan mematikan mesin dengan cepat dalam kondisi berbahaya.
Pertolongan Pertama: Ketahui lokasi kotak P3K dan cara memberikan pertolongan pertama dasar.

G. MELAKUKAN PERAWATAN DASAR PADA ALAT POTONG

Perawatan dasar pada alat potong mesin bubut itu sangat penting untuk memperpanjang umurnya dan menjaga performa pemotongan tetap optimal. Pahat yang dirawat dengan baik tidak hanya menghasilkan kualitas permukaan yang lebih bagus, tapi juga mengurangi biaya operasional karena tidak perlu sering mengganti pahat.

1. Pentingnya Perawatan Pahat

Memperpanjang Umur Pahat: Pahat yang tajam dan terawat tidak cepat aus atau patah.
Meningkatkan Kualitas Permukaan: Pahat yang optimal menghasilkan permukaan benda kerja yang halus dan presisi.
Mengurangi Beban Mesin: Pahat tajam membutuhkan gaya potong yang lebih kecil, sehingga beban pada mesin berkurang.
Efisiensi Produksi: Proses pemotongan jadi lebih cepat dan konsisten.
Keamanan: Pahat yang tumpul atau rusak berisiko patah dan menyebabkan kecelakaan.

2. Jenis Perawatan Dasar Alat Potong

a. Pembersihan Setelah Penggunaan

Bersihkan Geram dan Serpihan: Setelah selesai digunakan, bersihkan pahat dari semua geram dan serpihan material yang menempel. Gunakan sikat atau udara bertekanan (dengan hati-hati dan kacamata pengaman). Geram yang menempel bisa menyebabkan korosi atau merusak mata pahat jika mengeras.
Bersihkan Residu Cairan Pendingin: Beberapa jenis cairan pendingin bisa meninggalkan residu yang korosif. Bersihkan pahat dengan kain bersih dan keringkan sepenuhnya sebelum disimpan.

b. Pemeriksaan Kondisi Pahat

Inspeksi Visual: Selalu periksa mata potong pahat secara visual (bisa menggunakan kaca pembesar jika perlu) sebelum dan sesudah digunakan. Cari tanda-tanda keausan seperti:
- Keausan Sisi Depan (Flank Wear): Bidang aus rata di belakang mata potong. Ini normal, tapi jika terlalu besar, pahat perlu diasah.
- Keausan Kawah (Crater Wear): Cekungan kecil di permukaan atas pahat di belakang mata potong, biasanya akibat gesekan geram panas.
- Gompal (Chipping): Bagian kecil dari mata potong yang patah. Ini bisa disebabkan oleh getaran, beban kejut, atau material pahat yang rapuh.
- Retak (Cracks): Garis retakan kecil yang bisa menyebabkan pahat patah total.
- Built-Up Edge (BUE): Material benda kerja yang menempel pada mata pahat. Biasanya terjadi jika kecepatan potong terlalu rendah atau kurang pendinginan.
Pengujian Ketajaman: Secara perlahan sentuh ujung mata pahat dengan jari (dengan sangat hati-hati agar tidak terluka). Pahat yang tajam akan terasa "menggigit" kuku jari, sementara yang tumpul akan terasa halus.

c. Pengasahan Pahat (Sharpening)

Pahat HSS (High Speed Steel): Pahat HSS bisa diasah berulang kali menggunakan gerinda pahat. Pastikan untuk:
- Gunakan Batu Gerinda yang Tepat: Sesuaikan kekasaran batu gerinda dengan tingkat ketumpulan pahat.
- Pertahankan Sudut Asah: Asah pahat dengan sudut bebas (clearance angle), sudut rake, dan nose radius yang benar sesuai rekomendasi untuk material yang akan dikerjakan. Pengasahan yang salah justru bisa merusak performa pahat.
- Pendinginan Saat Mengasah: Rendam pahat dalam air dingin secara berkala saat mengasah untuk mencegah panas berlebih yang bisa mengubah sifat kekerasan HSS.
- Hindari Gerinda Berlebihan: Asah seperlunya saja untuk mengembalikan ketajaman.
Sisipan Karbida (Carbide Inserts): Umumnya tidak diasah ulang secara manual. Jika satu sisi mata potong tumpul, sisipan karbida biasanya diputar ke sisi potong yang baru. Setelah semua sisi tumpul, sisipan diganti dengan yang baru. Beberapa sisipan khusus bisa diasah ulang oleh profesional dengan peralatan khusus, tapi ini jarang dilakukan di bengkel umum.

d. Penyimpanan Pahat

Terpisah dan Terlindungi: Simpan pahat secara terpisah satu sama lain untuk mencegah mata potong berbenturan dan rusak. Gunakan kotak pahat khusus, rak, atau organizer.
Lingkungan Kering: Simpan pahat di tempat yang kering dan bebas dari kelembaban untuk mencegah korosi (karat).
Terlindung dari Benturan: Jaga pahat dari benturan atau jatuh yang bisa merusak mata potong.

e. Pelumasan dan Perlindungan (Opsional)

Untuk penyimpanan jangka panjang, beberapa pahat (terutama HSS) dapat dilapisi dengan sedikit oli anti karat atau pelumas ringan untuk perlindungan tambahan dari korosi.

3. Waktu Pahat diasah atau diganti

Penurunan Kualitas Permukaan: Jika hasil bubutan mulai kasar atau tidak rata.
Peningkatan Gaya Potong: Pahat terasa butuh tenaga lebih besar saat memotong atau mesin terdengar lebih berat.
Perubahan Bentuk Geram: Geram yang dihasilkan jadi tidak konsisten atau terlalu panjang dan sulit patah.
Peningkatan Suhu: Area potong menjadi lebih panas dari biasanya.
Suara Berisik atau Getaran: Muncul suara chatter atau getaran yang tidak normal.
Inspeksi Visual: Terdapat keausan berlebihan, gompal, atau retakan pada mata potong.

PENILAIAN 2

1. Ranah Pengetahuan

2. Ranah Keterampilan

Soal 1:

Jelaskan langkah-langkah yang benar dalam memasang dan menyetel alat potong pada mesin bubut, mulai dari persiapan hingga pengecekan akhir. Sertakan juga alasan pentingnya setiap langkah!

Indikator Penilaian

Menjelaskan urutan langkah pemasangan alat potong
Menjelaskan tujuan atau alasan dari setiap langkah
Ketepatan penyebutan prinsip dasar (center height, clearance angle, overhang)
Bahasa teknis dan kerapian penulisan

Soal 2:

Seorang operator mengalami masalah permukaan benda kerja hasil bubutan menjadi kasar dan tidak rata. Identifikasi kemungkinan penyebabnya terkait pemasangan alat potong, lalu jelaskan cara mengatasinya.

Indikator Penilaian

Mengidentifikasi minimal 3 penyebab yang tepat
Menjelaskan hubungan antara penyebab dan hasil bubutan
Menyampaikan solusi teknis yang relevan
Bahasa teknis dan kerapian penulisan

Soal 3:

Simulasikan tindakan yang harus Anda lakukan ketika akan memasang pahat bubut sebelum memulai pekerjaan pembubutan. Sertakan langkah keselamatan kerja yang wajib diterapkan pada tahap ini.

Indikator Penilaian