Dasar-dasar Proses Pemesinan

PROSES PENGECORAN

Bertitik tolak pada cara kerja proses ini, maka proses pembuatan jenis ini dapat dibagi menjadi 2, yaitu :

1.      Proses penuangan dan

2.      Proses pencetakan.

Proses penuangan adalah proses pembuatan benda kerja dari logam tanpa adanya penekanan sewaktu logam cair mengisi cetakan. Cetakan biasanya dibuat dari pasir, plaster keramik atau bahan tahan api lainnya.

Proses pencetakan adalah proses pembuatan benda kerja dari logam cair disertai dengan tekanan sewaktu logam cair tersebut mengisi rongga cetak. Pada proses ini, cetakan biasanya dibuat dari logam.

Dengan memperhatikan kondisi diatas, secara umum proses pengecoran dapat dibagi menjadi : 

1. Pengecoran dengan cetakan pasir (Sand Casting)
2. Pengecoran dengan cetakan permanen (Permanent Mold Casting)
3. Pengecoran sentrifugal (Centrifugal Casting)
4. Pengecoran cetak-tekan (Die Casting)
5. Pengecoran dengan cetakan plaster (Plaster Mold Casting)
6. Pengecoran dengan pola hilang (Investment Casting)
7. Lain-lain proses pengecoran yang tidak termasuk diatas.
8. Setiap jenis pengecoran yang tersebut diatas akan menghasilkan produk dengan sifat-sifat yang berbeda, baik kwalitas, kwantitas, ukuran (volume dan bentuk) dan lain sebagainya. Dalam segi perencanaan, pemilihan serta penentuan proses pengecoran harus pula dipertimbangkan adanya faktor ekonomis dan praktis.

PROSES PENGECORAN DENGAN CETAKAN PASIR.

Proses pengecoran dengan cetakan pasir merupakan proses yang tertua dalam proses pembuatan benda dari bahan logam. Menurut perkiraan proses pengecoran ini sudah dilakukan orang antara tahun 4000 sebelum Masehi.

Proses ini memberikan fleksibilitas dan kemampuan/keandalan yang tinggi, oleh karenanya proses pengecoran merupakan proses dasar yang penting dalam pembuatan komponen mesin - mesin atau barang-barang teknologi lainnya.

Proses pengecoran yang menggunakan pasir sebagai bahan cetakan ini tidak lain adalah menuangkan logam cair kedalam rongga cetak seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 6. Penampang sebuah cetakan yang sedang dituang.

 Secara skematis dapat diuraikan aliran proses pengecoran sebagai berikut :

Gambar 7. Skematis aliran proses pengecoran.

Gambar 7a. Proses pembuatan coran besi cor secara umum

Material yang biasa dibuat dengan cara ini adalah besi tuang (seperti besi tuang kelabu, besi tuang putih, besi tuangnodular dan besi tuang malleable), besi tuang campuran, aluminium campuran, brass, bronze dan lain-lain.

Keuntungan yang didapat dari proses ini adalah :

1. Dapat dibuat dalam berbagai ukuran, mulai dari 0,8 Kg - hingga 300 Ton.
2. Dapat dibuat dalam berbagai variasi bentuk.
3. Dapat dilakukan secara otomatis.

Kerugiannya adalah :

1. Diperlukan toleransi ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cara pengecoran lain.
2. Dapat mempercepat keausan pahat potong bila dilakukan proses pemesinan, karena kulit produk yang dihasilkan mungkin mengandung pasir.
3. Adanya ongkos tambahan untuk pembuatan pola dan inti.

1.     Pembuatan cetakan,

Ada dua macam cara pembuatan cetakan pasir, yaitu pembuatan cetakan dengan tangan dan pembuatan cetakan dengan mesin.

a.    Pembuatan cetakan dengan tangan

Proses pembuatan cetakan dengan tangan ditunjukkan pada gb. 8, sedangkan bentuk dari rangka cetak pada gb. 9 dan gb. 10.

Urutan langkah pembuatan cetakan atas (kup, cope) dan cetakan bawah (drag) adalah sbb.:

b.    Pembuatan cetakan bawah (drag) :

-       Dasar cetakan dibuat dari kayu, harus rata/datar.

-     besar, sehingga tebal pasir cetak mencapai 30-50 mm. Pola           yang dimaksud disini adalah setengah pola.

-    boleh terlalu padat/gembur, karena coran bisa cacat)

-    Drag dibalik, permukaan cetakan ditaburi pasir kering dan halus.

Gambar 8. Proses pembuatan cetakan dengan tangan dan peralatan yang digunakan

Gambar 9. Rangka cetak yang lazim digunakan

Gambar 10. Rangka cetak yang dapat dibuka.

2.    Pembuatan cetakan bagian atas “cope”,

-       Drag yang sudah dibalik, di atasnya dipasang setengah pola untuk kup.

-       Pemasangan sistem saluran masuk (gating system), terdiri dari cawan tuang, saluran turun, saluran masuk, yang dibuat terpisah dari pola.

-       Pengerjaan selanjutnya sama dengan pengerjaan drag.

3.    Perbaikan cetakan

-  Pengambilan sistem saluran masuk pada kup, kemudian kup dan drag dipisahkan.

-  Pengambilan pola pada masing-masing cetakan, kemudian permukaan bekas pola pada rongga cetak diperbaiki dan dihaluskan agar ukuran benda cor sesuai dengan bentuk pola.

4.    Pemasangan kembali kup dan drag

Sebelum cetakan ditangkupkan, inti dipasang terlebih dahulu pada rongga cetak apabila diperlukan. Dengan demikian setelah di tangkupkan, cetakan siap untuk digunakan.

Cetakan yang langsung dapat dipakai seperti diatas disebut cetakan basah (green sand mold), sedangkan yang disebut cetakan kering (dry sand mold) perlu

pemanasan sekitar 100 - 325 °C. Cetakan kombinasi (skin dried mold) hanya perlu pengeringan rongga cetak sampai kedalaman 10 - 15 mm saja.

Proses pembuatan cetakan yang dilakukan di pabrik – pabrik perngecoran dapat dikelompokkan sbb.:

a.    Bench molding, proses pembuatan cetakan yang dilakukan diatas meja dan digunakan untuk benda cor yang kecil

b.    Floor moldine, dilakukan di lantai untuk benda cor berukuran sedang atau besar.

c.    Machine molding, dilakukan dengan bantuan mesin, untuk benda cor ukuran kecil dengan ketelitian tinggi.

d.    Pit nolding, membuat cetakan dengan menggali tanah (sebagai drag) untuk benda cor ukuran sangat besar.

DASAR-DASAR PROSES PEMESINAN

Proses permesinan atau machining (Diktat Lab Sistem Manufaktur, 2005) adalah terminologi umum yang digunakan untuk mendeskripsikan sebuah proses penghilangan material. Proses permesinan dibagi menjadi dua yakni :

  1. Traditional Machining : turning, milling, drilling, grinding, dll.

2.  Non-traditional machining: chemical machining, ECM, EDM, EBM, LBM, machining dari material non-metallic.

 

Proses machining merupakan proses yang banyak digunakan untuk proses pembentukan produk, hal ini dikarenakan proses permesinan memiliki keunggulan-keunggulan dibanding proses pembentukan lainnya (casting, powder metallurgy,bulk deformation) yaitu:,

1.    step dll
    * Fitur non-standar: tap hole,

2.     Keragaman material kerja yang dapat diproses,
    * Hampir semua logam dapat dipotong
    * Plastik dan plastik komposit juga dapat dipotong
    * Ceramic sulit untuk dipotong (keras & getas)

3.     Keragaman geometri potong
     * Fitur standar: lubang, slot T slot

4.    Keakuratan dimensi,

     * Toleransi hingga ± 0.025mm

5.     Permukaan potong yang baik

          * Kekasaran permukaan hingga 0.4 mm)

1.     Jenis- Jenis Proses Permesinan beserta prinsip kerjanya Proses permesinan , (Diktat Lab Sistem Manufaktur, 2005) merupakan proses manufaktur dimana objek dibentuk dengan cara membuang atau meghilangkan sebagian material dari benda kerjanya. Tujuan digunakan proses permesinan ialah untuk mendapatkan akurasi dibandingkan proses-proses yang lain seperti proses pengecoran, pembentukan dan juga untuk memberikan bentuk bagian dalam dari suatu objek tertentu. Adapun jenis-jenis proses permesinan yang banyak dilakukan adalah: Proses bubut (turning), proses menyekrap (shaping dan planing), proses pembuatan lubang (drilling), proses mengefreis (milling), proses menggerinda (grinding), proses menggergaji (sawing), dan  proses memperbesar lubang (boring)

2.      Proses Bubut (Turning) Proses bubut (turning) merupakan proses produksi yang melibatkan  bermacam-macam mesin yang pada prinsipnya adalah pengurangan diameter dari benda kerja. Proses-proses pengerjaan pada mesin bubut secara umum dikelompokkan menjadi dua yaitu: proses pemotongan kasar dan pemotongan halus atau semi halus. Jenis mesin ini bermacam-macam dan merupakan mesin perkakas yang paling banyak digunakan di dunia serta paling banyak menghasilkan berbagai bentuk komponen-komponen sesuai peralatan.  Pada mesin ini, gerakan potong dilakukan oleh benda kerja dimana benda ini dijepit dan diputar oleh spindel sedangkan gerak makan dilakukan oleh pahat dengan gerakan lurus. Pahat hanya bergerak pada sumbu XY.

3.      Proses Menyekrap ( Shaping dan Planning)
Pada proses permesinan ini hanya dapat memotong menurut garis lurus dengan jenis/tipe pemotongan yang sama dan selalu memotong hanya dalam satu arah, sehingga langkah balik merupakan langkah terbuang (waktu terbuang). Proses menyekrap menggunakan tool yang lebih keras dari benda kerja.

a. Shaper,
Shaper adalah mesin yang digunakan untuk memproduksi benda yang memilki dimensi relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan planer. Gerak potang pada mesin shaper dilakukan oleh pahat yang melekat pada ram, sedangkan gerak makan dilakukan oleh benda kerja (meja).

b. Planer

Planer adalah mesin yang digunakan untuk memproduksi benda yang besar dan berat. Gerak potong dilakukan oleh benda kerja, sedangkan gerak makan dilakukan oleh pahat.

4.      Mesin Gurdi (Drilling Machine)

Pada mesin Gurdi pahat potong yang digunakan berupa twist drill yang terdiri dari dua atau lebih pahat potong tunggal, sehingga dikelompokkan sebagai pahat bermata potong banyak. Gerakan memotong dan memahat dilakukan oleh pahat.

5.      Mesin Freis (Milling Machine)
Pada proses Freis, prinsip dasar yang digunakan adalah terlepasnya logam (geram) oleh gerakan pahat yang berputar. Mesin ini dapat melakukan pekerjaan seperti memotong, membuat roda gigi, menghaluskan permukaan, dan lain-lain. Prinsip kerja dari proses milling adalah pemotongan benda kerja dengan menggunakan pahat bermata majemuk yang dapat menghasilkan sejumlah geram. Benda kerja diletakkan di meja kerja kemudian, dipasang pahat potong dan disetel kedalaman potongnya. Setelah itu, benda kerja didekatkan ke pahat potong dengan pompa berulir, untuk melakukan gerak memakan sampai dihasilkan benda kerja yang diinginkan.

6.      Mesin Gerinda (Grinding Machine)

Prinsip kerja dari menggerinda adalah menggosok, menghaluskan dengan gesekan atau mengasah, biasanya proses grinding digunakan untuk proses finishing pada proses pengecoran. Mesin gerinda dibedakan  menjadi beberapa macam antara lain:

a. Face Grinding jenis serut (reciprocating table), biasanya digunakan untuk design sindle vertikal, untuk roda gigi, dan untuk pengerjaan permukaan datar.

b. Face Grinding jenis meja kerja putar (rotating table) yang digunakn untuk pengerjaan luar seperti memperbaiki cxetkan dan permukaan panjang.

c. Gerinda silindris ( Cylindrical Grinding ) gerinda ini digunakan untuk mengerinda permukaan silindris, meskipun demikian pekerjaan tirus yang sederhana dapat juga dikerjakan. Gerakan silindris dapat dikelompokkan menurut metode penyangga meja kerja, yaitu gerinda dengan pusat dan gerinda tanpa pusat.

7.      Gergaji (Sawing)

Mesin gergaji adalah suatu mesin yang sangat sederhana dan banyak digunakan untuk memotong logam atau non logam.

8.      Mesin pembesar lubang (Broaching)

Proses Broaching pada dasarnya hampir sama dengan proses gergaji, hanya berbeda pada bentuk pahat potongnya. Jika pada mesin gergaji pemakan atau pemotong benda kerja oleh satu sisi pahat, tetapi pada mesin broaching pada keseluruhan dari sisi pahat potong.

Prinsip Kerja Mesin Milling dan Turning
Menurut (kalpakjan,2005) proses permesinan yang akan digunakan dalam modul II kali ini, lebih banyak mengenai mesin miling dan mesin turning. Berikut ini merupakan prinsip kerja dari kedua mesin tersebut

    * Prinsip Kerja Mesin Milling

Tenaga untuk pemotongan berasal dari energi listrik yang diubah menjadi gerak utama oleh sebuah motor listrik, selanjutnya gerakan utama tersebut akan diteruskan melalui suatu transmisi untuk menghasilkan gerakan putar pada spindel mesin milling.

Spindel mesin milling adalah bagian dari sistem utama mesin milling yang bertugas untuk memegang dan memutar cutter hingga menghasilkan putaran atau gerakan pemotongan.Gerakan pemotongan pada cutter jika dikenakan pada benda kerja yang telah dicekam maka akan terjadi gesekan/tabrakan sehingga akan menghasilkan pemotongan pada bagian benda kerja, hal ini dapat terjadi karena material penyusun cutter mempunyai kekerasan diatas kekerasan benda kerja.

    * Prinsip Kerja Mesin Turning

Menurut (kalpakjan,2005) mesin ini mempunyai gerak utama berputar dan berfungsi sebagai pengubah bentuk dan ukuran benda kerja dengan cara menyayat benda tersebut dengan suatu penyayat. Posisi benda kerja berputar sesuai dengan sumbu mesin dan pahat diam, bergerak ke kanan, ke kiri searah dengan sumbu mesin menyayat benda kerja.

Mesin bubut mendapatkan dayanya pada kepala tetap melalui sabuk V banyak dari motor yang dipasang dibawah dari pengendali pada ssisi kepala tetap salah satu dari 27 kecepatan, yang diatur dalam kemajuan geometris yang logis, dapat diperoleh. Dilengkapi dengan pencekam dan rem listrik untuk start, menghentikan atau menyentakkan benda kerja.

Ekor tetap dari pembubut dapat disetel sepanjang bangku untuk menampung panjang stok yang berbeda. Dilengkapi dengan pusat yang dikeraskan, yang dapat digerakkan masuk dan keluar oleh penyetel roda dan dengan ulir pengencang di dasarnya yang digunakan untuk menyetel penyebarisan pusatnya dan pembubutan tirus. Sekrup pengarah terletak agak dibawah dan sejajar terhadap jalur bangku, memanjang dari kepala tetap sedemikian rupa sehingga dapat diputar balik dan dihubungkan atau dilepas dari kereta luncur selama operasi pemotongan. Ulir pengarah hanya untuk pemotongan ulir saja dan harus dipisahkan kalau tidak dipakai untuk mempertahankan ketepatannya. Tepat dibawah ulir pengarah terdapat batang hantaran.

Rakitan kereta luncur mencakup peletakan majemuk, sadel, pahat dan apron. Karena mendukung dan memandu pahat potong maka harus kaku dan dikonstruksi dengan ketepatan tinggi. Tersedia dua hantaran tangan untuk memandu pada gerakan arah menyilang. Engkol tangan yang atas mengendalikan peletakan majemuk, dank arena peletakannya dilengkapi denga busur derajat penyetel putaran, maka dapat ditempatkan dalam berbagai kedudukan sudut untuk membuat tirus pendek. Roda tangan kedua digunakan untuk menggerakkan kereta luncur disepanjang landasan, biasanya untuk menarik kembali keduduka semula setelah ulir pengarah membawa sepanjang pemotongan. Bagian dari kereta luncur yang menjulur di depan dari pembubut disebut apron. Pada permukaan apron dipasangkan berbagai roda dan tuas kendali.

Jenis – Jenis Mesin Milling dan Turning
Mesin miling dan turning, dapat terbagi menjadi beberapa jenis atau macam proses. Jenis-jenis dari proses milling dan turning antaralain dapat dijelaskan sebagai berikut.

    * Jenis-jenis Mesin Miling

Ada 4 tipe dari mesin milling secara umum, yaitu :

1. Knee and column
Terdiri atas 2 bagian yaitu vertical spindle dimana benda kerja berputar pada meja horizontal dan horisontal spindel yang kedudukan spindelnya terpasang mendatar pada kepala mesin.
Spindle Head adalah bagian dari mesin miling yang berfungsi sebagai tempat untuk memasang tool holder (arbor) dan memutar cutter untuk menyayat benda kerja.

2. Bed type

Digunakan untuk mengisi kebutuhan pengerjaan benda kerja yang berat dan besar (± 90-900 kg). Bed type memiliki ciri-ciri antaralain tanpa sandle sehingga gerak meja hanya horizontal, spindle carrier dapat digerakkan naik turun, cutter dapat dilepas dan dipasang dengan menyetel spacer.

3. Planer type

Memiliki prinsip kerja yaitu pahat potongan tidak diam, berputar dan bermata potong banyak

Digunakan untuk mengerjakan benda kerja yang besar dan berat.

4. Special type
Special type sendiri terbagi atas 2 macam yaitu climb milling atau down milling

dengan prinsip kerja  yaitu pada permukaan datar, pahat potong bergerak ke bawah menembus material benda kerja, sehingga dimulai dengan pemotongan yang besar dan diakhiri pada ketebalan geram nol. Sedangkan pada suatu pahat vertikal gaya putaran pahat seakan-akan mendorong benda kerja ke arah gerak meja.

    * Jenis-jenis Mesin Turning

Secara garis besarnya, maka mesin turning dapat diklasifikasikan menjadi 5 macam,

yaitu : Engine Lathe, Relieving Lathe, Facing Lathe (Vertikal Boring dan Turning
Machines), Turret Lathe, Automatic Lathe.

Masing-masing jenis mesin tersebut mempunyai guna dan tujuan tertentu, misalnya untuk engine lathe, ditujukan untuk mengerjakan pekerjaan yang bersifat produksi kecil (job order), sedangkan untuk produksi yang tinggi memakai automatic lathe. Engine lathe merupakan turning konvensional sedangkan automatic lathe sudahterotomasi

Tuliasan dikutip dari:
1. http://081993038562.blogspot.com/2014/10/proses-pengecoran-logam_12.html

       2. http://harisok.blogspot.com/2010/05/dasar-dasar-proses-permesinan.html