Geometri perkakas - Binus Repository

Matakuliah : D0234/Teknologi Proses
Tahun
: 2007/2008
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
Pertemuan 24
Matakuliah
Tahun
Pertemuan
: Teknologi Proses Manufaktur D0234
: 2007
: 25
TEKNOLOGI PERKAKAS
PEMOTONG
Bina Nusantara
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
Learning Outcomes
.
Mahasiswa dapat menunjukkan geometri perkakas
yang sesuai untuk pemotongan logam
Outline Materi :
• Material Perkakas
• Geometri Perkakas
• Pemutus Serpihan
• Pengaruh Material Perkakas pada Geometri Perkakas
Bina Nusantara
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
Kualitas perkakas ditentukan oleh 2 faktor, yaitu
:
•
material perkakas, dan
•
geometri perkakas.
Material perkakas yang digunakan harus dapat
mengatasi gaya potong dan panas akibat
gesekan yang dialami, serta akibat pemakaian
yang berulang-ulang.
Geometri perkakas harus dibuat sedemikianrupa
sehingga dapat mengurangi terjadinya gesekan
antara perkakas dengan benda kerja.
Bina Nusantara
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
MATERIAL PERKAKAS
Untuk mengatasi tiga jenis kerusakan yang mungkin
terjadi pada perkakas, maka sifat mekanik yang perlu
diperhatikan dalam memilih material perkakas adalah :
1) Ketangguhan, untuk menhindari kerusakan akibat
keretakan, maka material perkakas harus memiliki
ketangguhan yang tinggi. Ketangguhan biasanya
ditunjukkan oleh kombinasi antara kekuatan dan
keuletan material.
2) Kekerasan merah (hot hardness), yaitu kemampuan
material untuk mempertahankan kekerasannya pada
temperatur tinggi. Hal ini diperlukan karena akan
terjadi panas yang tinggi pada saat perkakas tersebut
dioperasikan (lihat gambar 25.1).
3) Tahan aus, tidak hanya ditentukan oleh kekerasan
dari material, tetapi juga ditentukan oleh kehalusan
dari permukaan material, komposisi kimia dan cara
pengerjaan material, dan ada atau tidaknya digunakan
cairan pendingin.
Bina Nusantara
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
Kekerasan merah beberapa material perkakas :
•
•
•
Gambar 25.1 Kekerasan merah
beberapa material perkakas
•
Bina Nusantara
Baja karbon (plain carbon steel)
kekerasannya akan turun dengan
cepat bila temperatur meningkat
(kekerasan merahnya rendah);
Baja kecepatan tinggi (high
speed steel, HSS) sedikit lebih
baik daripada baja karbon;
Paduan kobalt cor (cast cobalt
alloys) pada temperatur kamar
kekerasannya rendah, tetapi
kekerasan merahnya lebih baik
daripada HSS;
Karbida semented (cemented carbides) dan keramik
(ceramics) memiliki kekerasan merah yang terbaik
diantara material perkakas.
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
Material perkakas yang biasa digunakan adalah :
1)
2)
3)
Bina Nusantara
Baja karbon dan baja paduan rendah, sekarang
jarang digunakan karena tidak memiliki kekerasan merah yang tinggi.
Baja kecepatan tinggi, mengandung paduan
tinggi,
mempunyai
kemampuan
dikeraskan
sangat baik, dan tetap mempertahankan tepi
pemotongan yang baik sampai suhu 650OC.
Paduan kobalt cor, mengandung kobalt sekitar
40% sampai dengan 50%. Ketahanan ausnya
lebih baik daripada baja kecepatan tinggi, tetapi
tidak sebaik karbida sementit. Ketangguhannya
lebih baik daripada karbida, tetapi tidak sebaik
baja kecepatan tinggi. Kekerasan merahnya
terletak diantara baja kecepatan tinggi dan
karbida sementit.
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
4)
5)
Bina Nusantara
Karbida sementit, memiliki kekerasan merah
yang terbaik diantara material perkakas yang lain
yaitu mencapai 1200 OC, tetapi material ini
sangat rapuh sehingga didalam pengopersiannya
perlu didukung dengan sangat kaku untuk
mencegah keretakan.
Keramik, dibuat dari serbuk halus oksida
aluminium (Al2O3) yang dipres dengan tekanan
tinggi dan disinter dengan temperatur tinggi
tanpa bahan pengikat, biasanya ditambah-kan
dengan sejumlah kecil oksida yang lain seperti
oksida zirconium. Sangat baik digunakan untuk
penyelesaian permukaan, tetapi tidak baik untuk
operasi pemotongan kasar karena ketangguhannya rendah.
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
6)
Bina Nusantara
Intan sintetik (syntetic diamonds); intan dikenal
sebagai material yang keras, kekerasannya
mencapai tiga sampai empat kali kekerasan
karbida
tungsten
atau
oksida
aluminium.
Perkakas pemotong intan sintetik dibuat dari
intan polikristalin, yaitu serbuk halus kristal intan
disinter pada temperatur tinggi dan dipres sesuai
dengan bentuk yang diinginkan, tanpa bahan
pengikat. Intan sintetik digunakan mesin kecepatan tinggi untuk non-ferrous dan untuk pengerjaan abrasif material non-logam seperti serat
gelas dan grafit.
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
GEOMETRI PERKAKAS
Dalam hal ini hanya akan dibahas mengenai geometri
perkakas mata tunggal seperti ditunjukkan dalam gambar
25.2.
Terdapat 7 elemen geometri perkakas mata tunggal, yaitu :
Gambar 25.2 Tujuh elemen geometri perkakas mata tunggal
Bina Nusantara
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
Sudut garuk belakang/back rake angle (b), fungsinya untuk
mengatur arah aliran serpihan sehingga mengurangi gesekan
antara serpihan dengan permukaan garuk perkakas;
2)
Sudut garuk samping/side rake angle (s), fungsinya untuk mengatur arah aliran serpihan sehingga menjauhi operator;
3)
Sudut pengaman ujung/end relief angle (ERA), fungsinya untuk
memberikan ruang bebas antara perkakas dengan permukaan
benda kerja (bagian bawah) yang dipotong agar tidak terjadi
pergesekan;
4)
Sudut pengaman samping/side relief angle (SRA), fungsinya
untuk memberikan ruang bebas antara perkakas dengan
permukaan benda kerja (bagian samping) yang dipotong agar
tidak terjadi pergesekan;
5)
Sudut mata potong samping/side cutting edge angle (SCEA),
fungsinya untuk menentukan panjang mata perkakas yang
masuk ke dalam benda kerja (besar hantaran dan kedalaman
potong perkakas ke dalam benda kerja), untuk mengurangi
terjadinya gaya kejut;
6)
Sudut mata potong ujung/end cutting edge angle (ECEA),
fungsinya untuk memberikan ruang bebas antara perkakas
dengan permukaan benda kerja yang baru dihasilkan agar
tidak terjadi gesekan;
7)
Jari-jari ujung/nose radius (NR), fungsinya agar dihasilkan
permukaan dengan texture yang baik.
Bina Nusantara
1)
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
PEMUTUS SERPIHAN (CHIP BREAKERS)
•
•
•
Bina Nusantara
Serpihan berbentuk benang sering terjadi
khususnya bila benda kerja ulet dibubut
dengan kecepatan potong tinggi;
Serpihannya dapat membahayakan operator
mesin dan merupakan gangguan dalam
penyelesaian benda kerja;
Untuk menghindarkan hal tersebut sering
digunakan pemutus serpihan sehingga
terpotong pendek-pendek, seperti
ditunjukkan dalam gambar 25.3.
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
Terdapat dua jenis pemutus serpihan yang
sering digunakan yaitu :
Gambar 25.3 Dua metode pemutus serpihan dalam
perkakas mata tunggal
1)
2)
Bina Nusantara
jenis alur/groove type, alur dibuat pada perkakas itu
sendiri (gambar 25.3 a);
jenis sumbat (apitan)/obstruction type, merupakan
komponen terpisah yang diapitkan pada perkakas
(gambar 25.3 b).
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
PENGARUH MATERIAL PERKAKAS PADA
GEOMETRI PERKAKAS
•
•
•
Bina Nusantara
Baja kecepatan tinggi memiliki kekuatan dan
ketangguhan yang terbaik diantara material
perkakas yang lain, tetapi kekerasan merahnya
lebih rendah dibandingkan dengan paduan kobalt,
karbida sementit, dan keramik;
Ditinjau dari harga pembuatan baja kecepatan
tinggi relatif lebih murah dibandingkan material
yang memiliki kekerasan tinggi;
Oleh karena itu kadangkala diperlukan perubahan
geometri perkakas agar memiliki sifat mekanik
yang lebih unggul dengan harga yang lebih murah.
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
Deberapa alternatif cara memegang dan menempatkan
mata potong untuk perkakas mata tunggal, yaitu :
Gambar 25.4
Cara memegang
dan menempatkan
mata potong untuk
perkakas mata
tunggal
•
•
•
Bina Nusantara
Perkakas padat (solid tool), biasanya untuk perkakas
yang menggunakan baja kecepatan tinggi;
Sisipan terpatri (brazed insert), yaitu menyisipkan
mata potong karbida sementit dengan cara mematri
pada tangkai perkakas, dimana tangkainya dibuat dari
baja kecepatan tinggi;
Sisipan yang diklem secara mekanik (mechanically
clamped insert), yaitu menyisipkan mata potong
karbida sementit, keramik, atau material keras yang
lain dengan cara mengklem pada tangkai perkakas,
dimana tangkainya dibuat dari baja kecepatan tinggi.
TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG
SELESAI
TERIMA KASIH
Bina Nusantara