MENGENAL PAHAT BUBUT
Pahat bubut
merupakan salah satu alat potong yang sangat diperlukan pada proses pembubutan,
karena pahat bubut dengan berbagai jenisnya dapat membuat benda kerja dengan
berbagai bentuk sesuai tututan pekerjaan misalanya, dapat digunakan untuk
membubut permukaan/ facing, rata, bertingkat, alur, champer, tirus,
memperbesar lubang, ulir dan memotong. Kemampuan/performa pahat bubut dalam
melakukan pemotongan sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya, jenis
bahan/ material yang digunakan, geometris pahat bubut, sudut potong pahat bubut
dan bagaimana apakah teknik penggunaanya sudah sesuai petunjuk dalam katalog.
Apabila beberapa faktor tersebut diatas dapat terpenuhi berdasarkan standar
yang telah ditentukan, maka pahat bubut akan maksimal kemampuannya/
performanya. Setiap pabrik pembuat pahat bubut biasanya pada buku katalognya
selalu mencantumkan spesifikasi dan klasifikasi produk buatannya, diantaranya
mencantumkan kode standar yang digunakan misalnya dengan standar ISO 513.
1) Bahan/
Material Pahat Bubut
Perkembangan
ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini begitu pesat terutama dalam industri
manufaktur/ permesinan, sehingga sudah banyak diciptakan variasi jenis dan
sifat material, baik untuk alat potong pahat bubut atau bahan/ row
material. Pada awalnya manusia hanya mampu membuat alat potong pahat bubut
dari jenis baja karbon, kemudian ditemukan unsur atau paduan yang lebih keras
sampai ditemukannya material alat potong pahat bubut yang paling keras
yaitu diamond. Unsur-unsur yang berpengaruh terhadap performa alat
potong/ pahat bubut diantaranya: Tungsten/ Wolfram (W), Chromium (Cr),
Vanadium (V), Molybdenum (Mo) dan Cobalt (Co). Sifat yang diperlukan untuk
sebuah alat potong tidak hanya kerasnya saja, akan tetapi masih ada sifat lain
yang diperlukan untuk membuat suatu alat potong memilkiperforma yang baik
misalnya, bagaimana ketahanan terhadap gesekan, ketahanan terhadap panas,
ketahanan terhadap benturan, dll.
Macam-macam
pahat bubut dilihat dari jenis material/ bahan yang digunakanmeliputi: Baja
karbon, Baja kecepatan tinggi/ High Speed Steels (HSS), Paduan
cor nonferro (cast nonferrous alloys; cast carbides),
Karbida (cemented carbides; hardmetals), Keramik (ceramics), CBN
(cubic boron nitrides), dan Intan (sintered diamonds & natural
diamond)
a) Baja
karbon
Yang
termasuk dalam kelompok baja karbon adalah High Carbon Steel (HCS) dan Carbon
Tool Steels (CTS). Baja jenis ini menggandung karbon yang relative tinggi
(0,7% – 1,4% C) dengan prosentasi unsur lain relatif rendah yaitu Mn, W dan Cr
masing-masing 2% sehingga mampu memiliki kekerasan permukaan yang cukup tinggi.
Dengan proses perlakuan panas pada suhutertentu, strukur bahan akan
bertransformasi menjadi martensit dengan hasil kekerasan antara 500 ÷ 1000 HV.
Karena mertensitik akan melunak pada temperature sekitar
250ºC, maka baja karbon jenis ini hanya dapat digunakan pada kecepatan potong
yang rendah (10 m/menit) dan hanya dapat digunakan untuk memotong logam yang
lunak atau kayu.
b) Baja
Kecepatan Tinggi/ High Speed Steel (HSS)
Pada sekitar
tahun 1898, ditemukan jenis baja paduan tinggi dengan unsur paduan Crome (Cr) dan Tungsten/
Wolfram dengan melalui proses
penuangan (molten metallurgy) selanjutnya dilakukan pengerolan atau
penempaan dibentuk menjadi batang segi empat atau silinder. Pada kondisi masih
bahan (raw material), baja tersebut diproses secara pemesinan menjadi
berbagai bentuk pahat bubut. Setelah proses perlakukan panas dilaksanakan,
kekerasannya akan menjadi cukup tinggi sehingga dapat digunakan untuk kecepatan
potong yang tinggi yaitu sampai dengan tiga kali kecepatan potong pahat CTS.
Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel – HSS) apabila dilihat dari
komposisinya dapat dibagai menjadi dua yaitu, Baja Kecepatan Tinggi (High
Speed Steel – HSS) Konvensional dan Baja Kecepatan Tinggi (High Speed
Steel – HSS) Spesial.
HSS
Konvensional: Baja Kecepatan Tinggi (HSS) Konvesional, terbagi menjadi dua
yaitu:
– Molibdenum
HSS
– Tungsten
HSS
HSS Spesial:
Baja Kecepatan Tinggi Konvesional (HSS) Spesial, terbagi menjadi enam yaitu:
– Cobalt
Added HSS
– High
Vanadium HSS
– High
Hardess Co HSS
– Cast HSS
– Powdered
HSS
– Coated HSS
c) Paduan
Cor Nonferro
Sifat-sifat
paduan cor nonferro adalah diantara sifat yang dimiliki HSS
dan Karbida (Cemented Carbide), sehingga didalam penggunaannya memiliki
karakteristik tersendiri karena karbida terlalu rapuh dan HSS mempunyai
ketahanan panas (hot hardness) dan ketahanan aus (wear resistance)
yang terlalu rendah. Jenis material ini di bentuk dengan cara dituang menjadi
bentuk-bentuk yang tertentu, misalnya tool bit (sisipan) yang
kemudian diasah menurut geometri yang dibutuhkan. Baja paduan nonferro terdiri
dari empat macam elemen/ unsur utama diantaranya:
· Cobalt
(Co):
Unsur
cobalt,berfungsi sebagai pelarut bagi unsure-unsur lainnya.
· Chrom (Cr):
Unsur chrom
(10% s.d 35%), berfungsi sebagai pembetuk karbida
· Tungsten/
Wolfram (W):
Unsur tungsten/
wolfram (10% s.d 25%), berfungsi sebagai pembentuk karbida dan menaikan karbida
secara menyeluruh.
Karbon (C):
Apabila
terdapat unsur karbon (1%) akan menghasilkan jenis baja yang masih relaitif
lunak, dan apabila terdapat unsur karbon (3%) akan menghasilkan jenis yang
relatif keras serta tahan aus.
d) Karbida
Jenis
karbida yang “disemen” (Cemented Carbides) merupakan bahan pahat yang
dibuat dengan cara menyinter (sintering) serbuk karbida (Nitrida, Oksida)
dengan bahan pengikat yang umumnya dari Cobalt (Co). Dengan
cara Carburizing masing-masing bahan dasar (serbuk) Tungsten
(Wolfram,W) Tintanium (Ti), Tantalum (Ta) dibuat menjadi karbida yang
kemudian digiling (ball mill) dan disaring. Salah satu atau campuaran
serbuk karbida tersebut kemudian di campur dengan bahan pengikat (Co) dan
dicetak tekan dengan memakai bahan pelumas (lilin). Setelah itu dilakukan
presintering (1000º C) pemanasan mula untuk menguapkan bahan pelumas dan
kemudian sintering (1600º C) sehingga bentuk keeping (sisipan)
sebagai hasil proses cetak tekan (Cold atau HIP) akan menyusut
menjadi sekitar 80% dari volume semula. Hot Hardness karbida yang disemen
(diikat) ini hanya akan menurun bila terjadi pelunakan elemen pengikat. Semakin
besar prosentase pengikat Co maka kekerasannya menurun dan sebaliknya
keuletannya membaik. Ada tiga jenis utama pahat karbida sisipan, yaitu:
· Karbida
Tungsten:
Karbida
tungsten merupakan jenis pahat karbida untuk memotong besi tuang.
· Karbida
Tungsten Paduan:
Karbida
tungsten paduan merupakan jenis karbida untuk pememotongan baja.
· Karbida
lapis:
Karbida
lapis yang merupakan jenis karbida tungsten yang di lapis (satu atau beberapa
lapisan) karbida, nitride, atau oksida lain yang lebih rapuh tetapi ketahanan
terhadap panasnya (hot hardness) tinggi.
e) Keramik (Ceramics)
Keramik
menurut definisi yang sempit adalah material paduan metalik dan nonmetalik.
Sedangkan menurut definisi yang luas adalah semua material selain metal atau
material organik, yang mencakup juga berbagai jenis karbida, nitride, oksida,
boride dan silicon serta karbon. Keramik secara garis besar dapat di bedakan
menjadi dua jenis yaitu:
· Keramik
tradisional
Keramik
tradisional yang merupakan barang pecah belah peralatan rumah tangga
· Keramik
industri
Keramik
industri digunakan untuk berbagai untuk berbagai keperluan sebagai
komponen dari peralatan, mesin dan perkakas termasuk perkakas potong atau
pahat. Keramik mempunyai karakteristik yang lain daripada metal atau polimer
(plastik, karet) karena perbedaan ikatan atom-atomnya, ikatannya dapat
berupaikatan kovalen, ionic, gabungan kovalen & ionic, ataupaun sekunder.
Selain sebagai perkakas potong, beberapa contoh jenis keramik adalah sebagai
berikut :
· Kertamik
tradisional (dari ubin sampai dengan keramik untuk menambal gigi)
· Gelas (gelas
optic, lensa, serat)
· Bahan tahan
api (bata pelindung tandur/ tungku)
· Keramik
oksida (pahat potong, isolator, besi, lempengan untuk mikroelektronik dan
kapasitor)
· Karemik
oksida paduan
· Karbida,
nitride, boride dan silica
· Karbon
f) Cubic Boron
Nitride (CBN)
Cubic Boron
Nitride (CBN) termasuk
jenis keramik. Dibuat dengan penekanan panas (HIP, 60 kbar, 1500ºC) sehingga
bentuk grafit putih nitride boron dengan strukrur atom heksagonal berubah
menjadi struktur kubik. Pahat sisipan CBN dapat dibuat dengan menyinter serbuk
BN tanpa atau dengan material pengikat, TiN atau Co. Ketahanan panas (Hot
hardness) CBN ini sangat tinggi bila dibandingkan dengan jenis pahat yang
lain.
g) Intan
Sintered
diamond merupakan
hasil proses sintering serbuk intan tiruan dengan pengikat Co (5% – 10%). Tahan
panas (Hot hardness) sangat tinggi dan tahan terhadap deformasi plastic.
Sifat ini ditentukan oleh besar butir intan serta prosentase dan komposisi
material pengikat. Karena intan pada temperature tinggi akan berubah menjadi
graphit dan mudah ter-difusi dengan atom besi, maka pahat intan tidak dapat di
gunakan untuk memotong bahan yang mengadung besi (ferros). Cocok untuk
ultra high precision & mirror finish cutting bagi benda kerja nonferro (Al
Alloys, Cu Alloys, Plastics dan Rubber).
2) Proses
Pembuatan Pahat Bubut
Untuk
mendapatkan kualitas hasil produk pahat bubut yang standar, tahapan proses
pembuatannya harus sesuai prosedur yang telah ditetapkan. Berikut tahapan
proses pembuatan alat potong.
Keterangan:
· Proses
mixing.
Proses
mixing., merupakan proses pencampuran (mixing) antara serbuk logam
dengan bahan aditif.
· Proses
pembentukan (forming).
Proses
pembentukan (forming), yaitu proses pemberian gaya-gaya kompaksi baik
pada temperatur ruang (cold compaction) maupun pada
temperatur tinggi (hot compaction). Proses cold compaction akan
dilanjutkan dengan proses sintering, yaitu proses pemanasan yang dilakukan pada
kondisi vakum sehingga diperoleh partikel-partikel yang bergabung dengan kuat.
· Proses
manufaktur
Proses
manufaktur adalah proses pemesinan dalam rangka membentuk produk alat potong
sesuai standar yang diinginkan.
· Proses
finishing
Proses
finishing adalah proses mengahluskan bidang/ bagian tertentu agar kelihatan
lebih menarik bila dilihat dari sisi tampilan, dengan tidak mempengaruhi
spesifikasi.
3) Sifat
Bahan/ Material Pahat Bubut
Secara garis
besar ada empat sifat utama yang diperlukan untuk menjadi alat potong yang
memiliki kemampuan pemotongan/ performa yang baik. Sampai saat ini belum ada material
alat potong yang secara keseluruhan dapat memenuhi keempat sifat yang ada,
masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan yang dalam aplikasinya dapat
disesuaikan dengan dengan kebutuhan pekerjaan. Adapun sifat-sifat yang
dibutuhkan pada suatu alat potong antara lain sebagai berikut:
a) Keras
Sifat paling
utama yang dibutuhkan oleh alat potong adalah keras. Agar dapat memotong/
menyayat bahan benda kerja/ material dengan baik, alat potongharus memilki
sifat lebih keras dari benda kerja/ row material. Pemotongan/ penyayatan dengan
alat potong keras, selain dapat melakukan pemotongan dengan baik juga alat
potong tidak lentur/ stabil. Tingkat kekerasan material benda kerja maupun alat
potong yang ada sekarang ini sudah cukup bervariasi, sehingga kita tinggal
memilih material alat potong yang kita butuhkan disesuaikan dengan bahan benda
kerja (row material) yang akan dikerjakan. Namun tidak sedikit terjadi
dilapangan, pada kondisi tertentu alat potong harus digunakan untuk memotong/
menyayat benda kerja (row material) yang sudah mengalami proses
perlakukan panas (heat treatment), yang mungkin kekerasanya menyamai
atau bahkan melebihi kekerasan dari material alat potong yang ada, sehingga
harus mengganti jenis alat potong lain yang memiliki sifat yang lebih keras
dari pada bahan benda kerja. Sifat keras suatu alat potongsangat erat kaitannya
dengan unsur-unsur paduan yang ada pada bahan alat potong tersebut, sehingga
apabila ingin meningkatkan kekerasannya pada saat proses pembuatanharus
menambahkan unsur paduan lain yang mampu meningkatkan kekerasan. Selain itu
perlu diketahui bahwa, tingkat kekerasan alat potong akan bertolak belakang
dengan tingkat kelenturan atau keuletannya, yang tentunya sifat ini juga
merupakan sifat yang dibutuhkan untuk menjadi alat potong yang performanya
baik.
b) Ulet/
Liat
Sifat ulet
sangat diperlukan pada suatu alat potong, terutama untuk mengatasi/
menetralisir adanya beban kejut dan getaran yang mungkin muncul sewaktu
pemotongan/ penyayatan terjadi. Sifat ulet ini menyebabkan pahat mampu untuk
mengalami pelenturan atau defleksi yang bersifat elastis. Meskipun dapat
melentur pahat diharapkan tetap stabil dan kokoh, defleksi hanya diperlukan
untuk mengurangi efek dari beban kejut. Sifat ulet dan keras memang saling bertolak
belakang, semakin keras material itu maka akan semakin getas, dan sebaliknya,
sehingga jarang di temukan material yang mempunyai tingkat kekerasan dan
keuletan yang baik. Untuk menanggulangi hal tersebut maka pahat dibuat dari dua
material yang berbeda, yang pertama adalah material keras (material alat
potong) kemudian yang kedua adalah material penyangga yang biasanya terbuat
dari baja St. 60 atau EMS 45. Metode pengikatnya bisa berupa brazing, dibaut,
dijepit, atau diselipkan.
c) Tahan
Panas
Setiap alat
potong pada saat digunakan untuk melakukan pemotongan/ penyayatan akan timbul
panas, hal ini tarjadi karena adanya gesekan akibat pemotongan). Besarnya panas
yang ditimbulkan secara dominan tergantung dari kecepatan potong (cutting
speed), kecepatan pemakanan (feed), kedalaman pemakanan (depth of
cut), putaran mesin (Revolution per menit – Rpm), jenis bahan benda
kerja yang dikerjakan dan penggunaan air pendingin.
Panas yang
timbul akibat pemotongan, akan merambat dan terdistribusi pada benda kerja maupun
pada pahat. Perambatan panas pada benda kerja jenis tertentu yaitu yang
termasuk baja paduan, pada suhu tertentu dapat mengakibatkan perubahan struktur
sehingga tingkat kekerasanya menjadi berubah lebih keras seperti dilakukan
proses pengerasan (hardening). Sedangkan perambatan panas pada pahat
bubut, seperti dilakukan proses tempering atau normalising yang
dapat mengakibatkan penurunan tingkat kekerasannya. Perlu diketahui bahwa,
ketahanansuatu alat potong terhadap panas, sangat dipengaruhi oleh jenis bahan/
material yang digunakan. Bahan atau material alat potong dikatakan baik apabila
mampu mempertahankan kekerasanya pada suhu tinggi, jadi meskipun ada panas yang
muncul akibat pemotongan/ penyayatan tidak mempengaruhi performa dari pahat
bubut. Panas yang muncul pada pahat bubut, dapat dikurangi dengan memberikan
air pendingin pada saat proses pemotongan/ penyayatan. Cara pemberian air
pendingin hendaknyadiarahkan tepat pada titik pemotongan/ penyayatan, sehingga
diharapkan dapat mengurangi atau menetralisir panas yang terjadi pada benda
kerja maupun pahat. Selain itu perlu diketahui bahwa, pemberian air pendingin
yang tidak rutin/ stabil, akan dapat menyebabkan mata sayat pahat bubut menjadi
retak atau pecah dalam hal ini untuk pahat bubut yang mengandung unsur
karbonnya tinggi.
d) Tahan
Aus
Penampang
ujung pahat bubut yang kecil dan runcing, mudah sekali untuk mengalami keausan.
Sifat ini tidak bias terlepas/ erat kaitanya dengan sifat yang lain yaitu
kekerasan, keuletan dan tahan panas, akan tetapi merupakan hal yang berdiri
sendiri. Umur pakai pahat secara normal menunjukkan tingkat ketahanan terhadap
keausan. Keausan yang timbul pada mata sayat pahat bubut, dapat disebabkan
terjadinya gesekan maupun getaran yang terjadi pada saat pemotongan/ penyayatan.
Sifat tahan aus dapat diperbaiki dengan penambahan unsur paduan ataupun
perbaikan pada geometri sudut pada pahat bubut.
4)
Macam-macam Pahat Bubut berdasarkan klasifikasinya
Macam/ jenis
pahat bubut dapat dibedakan menurut beberapa klasifikasi tertentu diantaranya:
a) Menurut
Letak Penyayatan.
Menurut
letak penyayatan, pahat bubut terdapat dua jenis yaitu, pahat bubut luar dan
dalam.
– Pahat
Bubut Luar
Pahat bubut
luar digunakan untuk proses pembubutan benda kerja pada bidang bagian luar.
Contoh penggunaan pahat bubut luar dapat dilihat pada.
– Pahat
Bubut Dalam
Pahat bubut
dalam digunakan untuk proses pembubutan benda kerja pada bidang bagian dalam.
Contoh penggunaan pahat bubut luar dapat dilihat pada.
b) Menurut
Keperluan Pekerjaan
Menurut keperluan
pekerjaan, pahat bubut terdapat dua jenis yaitu, pahat kasar (roughing)
dan finising.
– Pahat Kasar (Roughing)
Selama
diperlukan untuk proses pengerjaan kasar, pahat harus menyayat benda kerja
dalam waktu yang sesingkat mungkin. Maka digunakan pahat kasar (roughing)
yang konstruksinya dibuat kuat.
– Pahat Finishing
Apabila
diinginkan hasil permukaan yang halus, sebaiknya digunakan pahat finishing.
Ada dua jenis pahat finishing, yaitu pahat finishing titik
dan pahat finishing datar. Pahat finishing titik
mempunyai sisi potong bulat, sedang pahat finishing datar
mempunyai sisi potong rata. Catatan: Setelah digerinda, sisi potong pahat
finishing harus poles (dihoning) dengan oil stone.
c) Menurut
Letak Sisi Potongnya
Pahat bubut
menurut letak sisi potongnya, terdapat dua jenis yaitu pahat bubut kanan dan
kiri (Gambar 1.57).
– Pahat Kanan
Pahat kanan
adalah pahat yang mempunyai mata potong yang sisi potongnya menghadap kekanan
apabila pahat mata potongnya dihadapkan kearah kita. Penggunaannya untuk
mengerjakan benda kerja dari arah kanan ke arah kiri, atau menuju kearah kepala
tetap/ cekam.
– Pahat Kiri
Pahat kiri
adalah pahat yang mempunyai mata potong yang sisi potongnya menghadap kekiri
apabila pahat mata potongnya dihadapkan kearah kita. Penggunaannya untuk untuk
mengerjakan benda kerja dari arah kiri ke arah kanan, atau menuju kearah kepala
lepas.
d)
Menurut Fungsi
Menurut
fungsinya, pahat bubut terdapat enam jenis yaitu, pahat bubut rata, sisi/ muka,
potong, alur, champer dan ulir.
– Pahat Rata
Pahat bubut
jenis ini digunakan untuk membubut permukaan rata pada bidang memanjang. Sistem
kerjanya adalah dengan menggerakkan pahat dari ujung luar benda kerja kearah
cekam atau sebaliknya tergantung pahat kanan atau kiri.
– Pahat Sisi/ Muka
Pahat bubut jenis
ini yang digunakan untuk membubut pada permukaan benda kerja. Sistem kerjanya
adalah dengan menggerakkan dari tengah benda kerja kearah keluar atau
sebaliknya tergantung dari arah putarannya.
– Pahat Potong
Pahat jenis
ini digunakan khusus untuk memotong suatu benda kerja hingga ukuran panjang
tertentu.
– Pahat Alur
Pahat jenis
ini digunakan untuk membentuk profil alur pada permukaan benda kerja. Bentuk
tergantung dari pahat alur yang digunakan.
– Pahat Champer
Pahat jenis
ini digunakan untuk menchamper pada ujung permukaan benda kerja. Besar sudut
champer pada umumnya 45º
– Pahat Ulir
Pahat jenis
ini digunakan untuk membuat ulir pada permukaan benda kerja, baik pembuatan
ulir dalam maupun ulir luar. Ilustrasi penggunaan dari berbagai jenis pahat
bubut dapat dilihat pada.
5)
Pahat Bubut Standar ISO
Jenis pahat
bubut menurut standar ISO, terdapat 9 (sembilan) type diantaranya: ISO 1, ISO
2, ISO 3, ISO 4, ISO 5, ISO 6, ISO 7, ISO 8 dan ISO 9. Ilustrasi penggunaan
dari berbagai jenis pahat bubut standar ISO dapat dilihat pada (Gambar 2.59).
Keterangan:
– Pahat ISO 1
Pahat ISO 1
digunakan untuk proses pembubutan memanjang dengan hasil sudut bidangnya (plane
angle)sebesar 75º. Pada umumnya pahat jenis ini digunakan untuk membubut
pengasaran yang hasil sudut bidangnya tidak memerlukan siku atau 90º.
– Pahat ISO 2
Pahat ISO 2
digunakan untuk pembubutan memanjang dan melintang (pembubutan permukaan/ facing)
dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 45º. Pahat jenis ini
juga dapat digunakan untuk membubut champer atau menghilangkan
ujung bidang yang tajam (debured).
– Pahat ISO 3
Pahat ISO 3
digunakan untuk proses pembubutan memanjang dan melintang dengan sudut bidang
samping (plane angle) sebesar 93º. Pada proses pembubutan melintang
tujuannya adalah untuk mendapatkan hasil yang siku (90º) pada sudut bidangnya,
yaitu dengan cara menggerakan pahat menjahui sumbu senter.
– Pahat ISO 4
Pahat ISO 4
digunakan untuk proses pembubutan memanjang dengan pemakanan relatif kecil
dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 0º.Pahat jenis ini
pada umumnya hanya digunakan untuk proses finising.
– Pahat ISO 5
Pahat ISO 5
digunakan untuk proses pembubutan melintang menuju sumbu senter dengan hasil
sudut bidangnya (plane angle) sebesar 0º. Jenis pahat ini pada umumnya
hanya digunakan untuk meratakan permukaan benda kerja atau memfacing.
– Pahat ISO 6
Pahat ISO 6
digunakan untuk proses pembubutan memanjang dengan hasilsudut bidangnya (plane
angle) sebesar 90º, sehingga padaproses pembubutan bertingkat yang selisih
diameternya tidak terlalu besar dan hasil sudut bidangnya dikehendaki siku
(90º) pahatnya tidak perlu digerakkan menjahui sumbu senter.
– Pahat ISO 7
Pahat ISO 7
digunakan untuk proses pembubutan alur menuju sumbu center dengan hasil sudut
bidangnya (plane angle) sebesar 0º. Pahat jenis ini dapat juga digunakan
untuk memotong pada benda kerja yang memilki diameter nominal tidak lebih dari
dua kali lipat panjang mata pahatnya.
– Pahat ISO 8
Pahat ISO 8
digunakan untuk proses pembesaran lubang tembus dengan hasil sudut bidangnya (plane
angle) sebesar 75º.
– Pahat ISO 9
Pahat ISO 9
digunakan untukproses pembesaran lubang tidak tembus dengan hasil sudut
bidangnya (plane angle) sebesar 95º.
6) Pahat
Bubut Standar DIN
Jenis pahat
bubut menurut standar DIN, terdapat 10 (sepuluh) type yaitu: DIN 4971, DIN
4972, DIN 4973, DIN 4974, DIN 4975, DIN 4976, DIN 4977, DIN 4978, DIN 4980 dan
DIN 4981. Aplikasi penggunaan dari berbagai jenis pahat bubut standar DIN dapat
dilihat pada gambar.
Keterangan:
– Pahat DIN 4971
Pahat DIN
4971 fungsinya sama dengan pahat ISO 1, yaitu digunakan untuk proses pembubutan
memanjang dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 75o. Pada
umumnya pahat jenis ini digunakan untuk membubut pengasaran yang hasil sudut
bidangnya tidak memerlukan siku atau 90º.
– Pahat DIN 4972
Pahat DIN
4972 fungsinya sama dengan pahat ISO 2, yaitu digunakan untuk pembubutan
memanjang dan melintang (pembubutan permukaan/ facing) dengan hasil
sudut bidangnya (plane angle) sebesar 45º. Pahat jenis ini juga dapat
digunakan untuk membubut champer atau menghilangkan ujung
bidang yang tajam (debured).
– Pahat DIN 4973
Pahat DIN
4973 fungsinya sama dengan pahat ISO 8, yaitu digunakan untuk proses pembesaran
lubang tembus dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 75º.
– Pahat DIN 4974
Pahat DIN
4974 fungsinya sama dengan pahat ISO 9, yaitu digunakan untuk proses pembesaran
lubang tak tembus dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar
95º.
– Pahat DIN 4975
Pahat DIN
4975 digunakan untuk pembubutan finising arah memanjang dengan hasil sudut
bidangnya (plane angle) sebesar 45º. Pahat jenis ini juga dapat
digunakan untuk membubut champer atau menghilangkan ujung bidang yang tajam (debured).
– Pahat DIN 4976
Pahat DIN
4976 fungsinya sama dengan pahat ISO 4, yaitu digunakan proses pembubutan
memanjang dengan pemakanan relatif kecil dengan hasil sudut bidangnya (plane
angle) sebesar 0º. Pahat jenis ini pada umumnya hanya digunakan untuk
proses finising.
– Pahat DIN 4977
Pahat DIN
4977 fungsinya sama dengan pahat ISO 5, yaitu digunakan untuk proses pembubutan
melintang menuju sumbu center dengan hasil sudut bidangnya (plane angle)
sebesar 0º. Jenis pahat ini pada umumnya hanya digunakan untuk meratakan
permukaan benda kerja atau memfacing.
– Pahat DIN 4978
Pahat DIN
4978 fungsinya sama dengan pahat ISO 3, yaitu digunakan untuk proses pembubutan
memanjang dan melintang dengan sudut bidang samping (plane angle)
sebesar 93º. Pada proses pembubutan melintang tujuannya adalah untuk
mendapatkan hasil yang siku (90º) pada sudut bidangnya, yaitu dengan cara
menggerakkan pahat menjauhi sumbu senter.
– Pahat DIN 4980
Pahat DIN
4980 fungsinya sama dengan pahat ISO 6, yaitu digunakan untuk proses pembubutan
memanjang dengan hasilsudut bidangnya (plane angle) sebesar 90º,
sehingga pada proses pembubutan bertingkat yang selisih diameternya tidak
terlalu besar dan hasil sudut bidangnya dikehendaki siku (90º) pahatnya tidak
perlu digerakkan menjahui sumbu senter.
– Pahat DIN 4981
Pahat DIN
4981 fungsinya sama dengan pahat ISO 7, yaitu digunakan untuk proses pembubutan
alur menuju sumbu center dengan hasil sudut bidangnya (plane angle)
sebesar 0º. Pahat jenis ini dapat juga digunakan untuk memotong pada benda
kerja yang memilki diameter nominal tidak lebih dari dua kali lipat panjang
mata pahatnya.
7)
Macam-macam Pahat Bubut Sisipan (inserts tips)
Sesuai
perkembangan dan kebutuhan pekerjaan dilapangan, pahat bubut sisipan (inserts
tips)pengikatan dibrasing dan diklem/ dibaut.
a) Pahat
bubut sisipan (inserts tips) pengikatan dibrasing
Pahat bubut
sisipan (inserts tips) pengikatan dibrasing, pembuatannya hanya pada
bagian ujung yang terbuat dari pahat bubut sisipan, kemudian diikatkan dengan
cara dibrassing pada ujung badan/ bodi. Contoh macam-macam bentuk pahat bubut
sisipan yang sudah dibrasing pada tangkai/ bodinya dapat dilihat pada gambar.
b) Pahat
bubut sisipan (inserts tips) pengikatan diklem/ dibaut
Pahat bubut
sisipan (inserts tips) pengikatan diklem/ dibaut, pengikatannya yaitu
dengan cara pahat bubut sisipan klem/ dibaut diselipkan pada pemegang/ holder.
Contoh macam-macam pahat bubut sisipan pengikatan diklem/ dibaut terpasang pada
pemegannya untukpembubutan bidang luar dapat dilihat pada dan terpasang pada
pemegangnya untuk pembubutan bidang dalam dapat dilihat pada gambar.
Bentuk dan
pengkodean pahat sisipan dan pemegang pahatnya sudah distandarkan. Tabel pahat
sisipan dan pengkodean pemegang pahat standar ISO dapat dilihat pada lampiran.
8) Geometris
Pahat Bubut
Nama-nama
geometris yang terdapat pada pahat bubut meliputi: sudut potong samping (side
cutting edge angle), sudut potong depan (front cutting edge angle), sudut tatal
(rake angle), sudut bebas sisi (side clearance angle), dan sudut bebes depan
(front clearance angle).
Besarnya
sudut potong dan sudut-sudut kebebasan pahat tergantung dari jenis bahan/
material yang akan diproses pembubutan, karena akan sangat berpengaruh terhadap
hasil pemebubutan dan performa pahat. Berikut diuraikan besaran sudut potong
dan sudut-sudut kebebasan pahat bubut jenis HSS.
a) Pahat
Bubut Rata
Untuk proses
pembubutan rata pada benda kerja dari bahan/ material baja yang lunak (mild
steel), pahat bubut rata memilki sudut potong dan sudut-sudut kebebasan
sebagai berikut: sudut potong total 80º, sudut potong sisi samping (side
cutting adge angle) 12º ÷ 15º, sudut bebas tatal (side rake angle)
12º ÷ 20º , sudut bebas muka (front clearance angle) 8º ÷ 10º dan sudut
bebas samping (side clearance angle)10º ÷ 13º. Geometris pahat bubut
rata kanan dapat dilihat pada gambar dan pahat bubut rata kiri dapat dilihat
pada gambar.
b) Pahat
Bubut Muka/ Facing
Untuk proses
pembubutan muka/ facing pada benda kerja dari bahan/ material
baja yang lunak (mild steel), pahat bubut muka memilki sudut potong
dan sudut-sudut kebebasan sebagai berikut: sudut potong 55º, sudut potong sisi
samping (side cutting adge angle) 12º ÷ 15º, sudut bebas tatal (side
rake angle) 12º ÷ 20º , sudut bebas muka (front clearance angle) 8º
÷ 10º dan sudut bebas samping (side clearance angle) 10º ÷ 13º.
Geometris pahat bubut muka/ facing dapat dilihat pada gambar.
c) Pahat
Bubut Ulir Segitiga
Pembuatan
ulir segitiga yang sering dilakukan pada mesin bubut yang pada umumnya adalah
jenis ulir metris (M) dan withwort (W). Jenis ulir metris memiliki sudut puncak
ulir sebesar 60º dan ulir withwort 55º. Besarnya sudut pahat bubut ulir harus
disesuaikan dengan jenis ulir yang akan dibuat dan sudut-sudut kebebasan
potongnya harus dihitung sesuai dengan kisar atau gangnya.
d) Pahat
Bubut Ulir Segi Empat
Seperti
halnya pahat bubut ulir segitiga, besaran sudut-sudut kebebasan pahat bubut
ulir segi empat tergantung dari kisar/ gang yang akan dibuat. Lebar pahat untuk
ulir yang tidak terlalu presisi penambahannya sebesar 0,5 mm. Sedangkan untuk sudut-sudut
kebebasan potongnya harus dihitung sesuai dengan kisar atau gangnya.
Untuk
mendapatkan sudut bebas sisi samping pahat bubut ulir yang standar, sebelum
melakukan penggerindaan atau pengasahan sudut-sudut kebebebasanya harus
dihitung terlebih dahulu sesuai kisar/ gang ulir yang dibuat agar supaya
mendapatkan sisi potong dan sudut kebebasan yang baik. Sebagai ilustrasi,
sebuah ulir apabila dibentangkan dari titik awalnya, maka akan membentuk sebuah
segitiga siku-siku.
Pada saat
penyayatan, sisi depan pahat ulir dibatasi oleh sisi uliran pada diameter
terkecil/ minor diameter (d1) dan sisi belakangnya dibatasi oleh sisi uliran
pada diameter terbesarnya/ mayor diameter (d). Dengan demikian, agar pahat ulir
tidak terjepit pada saat digunakan perlu adanya penambahan sudut kebebasan pada
saat penggerindaan yaitu masing-masing sisi ditambah antara 1º ÷ 3º , sehingga
didapat:
› Sudut
bebas sisi depan:
Sudut kisar
pada diameter terkecil (d1) + Kebebasan = α pada d1+ 1º
› Sudut
bebas sisi belakang:
Sudut kisar
pada diameter terbesar (d) + Kebebasan = α pada d – 1º
9) Perubahan
Geometri Sudut Pahat
Untuk
mendapatkan hasil pembubutan yang baik, pemasangan pahat bubut selain harus
kuat dan aman juga ketinggiannya harus setinggi pusat senter agar tidak terjadi
perubahan geometri pada pahat bubut. Posisi ketinggian pahat bubut terhadap
pusat senter benda kerja mempunyai pengaruh besar terhadap geometri sudut
potong utamanya, misalkan posisi tepat pada pusat senter, di bawah pusat
senter, atau di atas pusat senter. Geometri awal yang kita buat akan terpenuhi
apabila kita menempatkan pahat tepat pada pusat senter dari putaran benda
kerja. Apabila kita salah menyenterkan pahat (di atas atau di bawah senter),
maka akan terjadi perubahan pada geometri sudut bebas (a) dan sudut
garuk (g) sedangkan
sudut badji (b) tidak terpengaruh sama sekali.
Perubahan
ini dapat menyebabkan sudut tersebut menjadi lebih besar atau menjadi lebih
kecil tergantung dari jenis pengerjaan (luar atau dalam) dan posisi pahat
tersebut terhadap pusat senter. Perubahan yang terjadi pada sudut bebas dan
sudut garuk/buang tatal akan saling berlawanan, apabila sudut gama (g) membesar
maka sudut alfa (a) akan mengecil dan sebaliknya. Hal ini disebabkan
oleh kelengkungan dari diameter benda kerja. Besarnya perubahan sudut gama (g) dan alfa (a) tergantung
dari penyimpangan terhadap pusat senter, dan diameter dari benda kerja.
Perubahan ini jelas tidak kita harapkan karena akan mempengaruhi proses dan
hasil. Adapun kemungkinan perubahan yang terjadi adalah sebagai berikut:
a)
Pembubutan Luar
· Ketinggian
pahat bubut diatas pusat senter benda kerja
Pada kondisi
ini ada perubahan sudut yaitu:
› Sudut
bebas (a), menjadi
lebih kecil.
› Sudut
garuk (g), menjadi
lebih besar.
· Ketinggian
pahat dibawah pusat senter benda kerja
Pada kondisi
ini ada perubahan geometrisnya sebagai berikut:
› Sudut
bebas (a), menjadi
lebih besar.
› Sudut
garuk (g), menjadi
lebih kecil.
b)
Pembubutan Dalam
· Ketinggian
pahat diatas pusat senter benda kerja
Pada kondisi
ini ada perubahan geometrisnya sebagai berikut:
› Sudut
bebas (a), menjadi
lebih besar.
› Sudut
garuk (g), menjadi
lebih kecil.
· Ketinggian
pahat dibawah pusat senter benda kerja
Pada kondisi
ini ada perubahan geometrisnya sebagai berikut:
› Sudut
Bebas (a), menjadi
lebih kecil.
› Sudut
Garuk (g), menjadi
lebih besar.
10)
Kerusakan Pada Pahat Bubut
Pahat bubut
dikatakan rusak atau tidak dapat difungsikan sebagai mana mestinya, apabila
telah terjadi perubahan pada geometri sudut potongnya terutama pada sudut
kebebasan potong (α), sudut potong/ baji (β) dan sudutbuang tatal ((g)) atau
perubahan bentuk yang akan mengganggu proses pengerjaan. Ketika pahat tersebut
sudah mengalami perubahan geometri sudut potong, maka proses pengerjaan menjadi
tidak maksimal, seperti: kualitas permukaan kasar, beban motor penggerak dan
pahat menjadi lebih berat, akan terjadi panas yang berlebihan akibat gesekan
antara pahat dan benda kerja, proses pembubutan menjadi lebih lama, dan bisa
mengakibatkan kerusakan yang lebih fatal terhadap benda kerja atau mesin. Ada
bebeberapa kerusakan yang terjadi pada pahat bubut, yang secara visual dapat
terlihat diantaranya:
a) Radius
Pada Ujung
Pembentukan
radius pada ujung pahat, merupakan kerusakan yang wajar terjadi disebabkan oleh
frekuensi pemakaian yang sudah melebihi ambang tool life pahat tersebut. Tool
life pahat tidak selalu sama tergantung dari proses pengerjaan yang
menyangkut penggunaan feed, cutting speed, dan material benda kerja. Oleh
karena itu di butuhkan pengasahan pahat yang kontinyu, agar proses produksi
dapat berjalan lancar.
b) Keausan
Pada Bidang Bebas Muka
Keausan pada
bidang bebas muka (Gambar 2.83), dapat disebabkan oleh pemakaian feed yang
terlalu besar, atau sudut bebasnya (a) terlalu kecil , sehingga terjadi pergesekan antara
pahat dan benda kerja. Hal ini dapat dihindari dengan memperbesar sudut bebas
atau memperkecil feed. Andaikan dalam kondisi ini pahat masih terus dipakai
maka yang akan terjadi adalah penggesekan penyayatan dan berakibat seperti di
atas.
c) Keausan
Pada Bidang Potong
Keausan pada
bidang potong (Gambar 2.84), disebabkan panas yang berlebihan (over heat).
Panas yang timbul dari hasil penyayatan dibawa oleh chips dan disalurkan ke
pahat melalui bidang garuk tersebut. Hal ini bisa disebabkan oleh pemakaian
cutting speed yang terlalu tinggi, dan juga sistim pendinginan yang kurang
baik, sehingga panas yang muncul berlebihan dan tidak dapat dihantarkan atau
dinetralisir dengan sempurna. Keausan ini akan menyebabkan berubahnya nilai
sudut potong, tingkat kesesuaian antara geometri sudut dan material akan
berubah pula pada akhirnya akan mempengaruhi kualitas dari benda kerja. Hal ini
dapat dicegah dengan penggunaan cutting speed yang sesuai dan pendinginan yang
baik.
d) Built Up
Cutting Edges
Built up
cutting edge adalah lelehan material benda kerja yang menempel pada ujung pahat
(Gambar 2.85), lelehan ini menjadi dingin dan mengeras sehingga berfungsi
sebagai mata potong yang baru. Akibat yang ditimbulkan adalah perubahan sisi
potong utama yang berarti juga perubahan geometri sudut potongnya ukuran awal
pahat dan center dari pahat akan berubah. Hal ini biasanya terjadi pada
material yang lunak seperti mild steel atau Aluminium. Masalah ini bisa
dihindari dengan memperbesar sudut buang tatal ( g ) supaya alirannya chipnya lancar
atau mengurangi cutting speednya. Bisa juga dengan menggunakan pendingin khusus
untuk mencegah chip melekat pada pahat dan permukaan benda kerja bisa lebih
halus misalnya untuk pengerjaan aluminium menggunakan pendingin minyak tanah.
e) Keretakan
Pada Pahat Bubut Sisipan/ Tip Carbide
Keretakan
pada tip carbide, lebih disebabkan karena panas berlebihan (over heat) dengan
pendinginan yang tidak kontinyu atau mendadak. Tip carbide tidak mampu menahan
perubahan suhu yang besar dan mendadak. Perubahan itu memacu proses pemuaian
dan penyusutan dalam range yang besar dan dalam waktu yang singkat. Untuk
menghindarinya cukup dengan pemberian pendingin yang tepat dan teratur. Hal ini
bisa juga disebabkan kerena bagian bawah tip carbide tidak menumpu dengan
sempurna akibat dari proses permesinan sebelumnya atau proses brassing yang
kurang sempurna.
f) Tip
Carbide Pecah
Kelemahan
yang paling utama dari pahat carbide adalah ketidak mampuan untuk menahan beban
kejut (impact load). Jika pahat carbide menerima beban kejut diluar
kemampuannya maka akan pecah. Hal lain juga bisa disebabkan beban berlebih
karena kedalaman pemakanan, feed, atau cutting speed yang berlebihan. Selain
tidak mampu menerima beban kejut tip carbide juga tidak mampu menahan beban
tarik, jadi bisa juga pecahnya tip ini karena terjepit atau tertarik oleh
material benda kerja.
g) Tip
Carbide Lepas
Lepasnya tip
carbide ini lebih disebabkan karena sistim pengikat antara tip hasil brassing
dan holdernya kurang baik, atau bisa juga disebabkan oleh beban lebih (over
load) yang menyebabkan lepasnya sistim pengikat yang ada.
11)
Pemilihan Pahat Bubut
Pertimbangan
dalam memilih pahat bubut yang akan digunakan sebaiknya mempertimbangkan
beberapa hal, diantaranya:
· Bahan/
material benda kerja
Kwalitas
bahan pahat bubut harus memililki siafat keras, ulet, tahan gesek, tahan aus
dan tahan beban kejut.
· Kecepatan
potong (Cutting speed – Cs)
Makin tinggi
kecepatan potong yang ditetapkan, alat potong harus mempunyai sifat tahan panas
yang baik.
· Kualitas
permukaan (Surface Quality)
Semakin
bagus kualitas permukaan yang dituntut, alat potong harus mempunyai sifat tahan
aus yang baik.
· Frekuensi
penggunaan
Semakin
sering digunakan, alat potong harus mempunyai sifat tahan terhadap keausan.
· Ekonomis
Pertimbangan
ekonomis, harga semakin murah tapi kualitas semaksimal mungkin.
No comments:
Post a Comment