Cara menentukan putaran mesin bubut

Hallo…sobat mesin. Salam Solidarity Forever…

Tulisan kali ini kita akan membahas tentang cara menentukan putaran mesin bubut. Putaran mesin merupakan salah satu parameter pemotongan yang harus diperhatikan sebelum melaksanakan pekerjaan pemesinan menggunakan mesin bubut. Apa saja sih parameter pemotongan itu…? Silahkan dapat sobat baca kembali pada artikel sebelumnya (Parameter pemotongan pada proses pembubutan)

Sebelum membahas rumus perhitungan menentukan putaran mesin, maka perlu diketahui terlebih dahulu faktor apa saja yang mempengaruhinya. Faktor tersebut adalah cutting speed (kecepatan potong) dan ukuran benda kerja yang akan dikerjakan mesin bubut. Mari kita uraikan satu persatu!

Jenis material benda kerja yang akan dikerjakan dan jenis alat potong yang akan digunakan sangat mempengaruhi besarnya cutting speed (kecepatan potong) yang selanjutnya digunakan untuk menghitung atau menentukan putaran mesin. Perhatikan Gambar berikut yang menunjukkan hubungan antara jenis alat potong, bahan benda kerja dan putaran spindel mesin.

menentukan putaran mesin
Hubungan jenis alat potong, bahan benda kerja dan putaran spindel

Cutting speed atau kecepatan pemotongan pada pemesinan bubut adalah adalah kemampuan alat potong dalam hal ini adalah pahat bubut dalam menyayat benda kerja dengan aman untuk menghasilkan tatal dalam satuan panjang per satuan waktu. Dengan kata lain bahwa cutting speed adalah jarak tempuh pemotongan yang dilakukan oleh alat potong (pahat bubut) terhadap benda kerja berbanding dengan waktu pengerjaan, baik dalam gerakan lurus atau gerakan melingkar. Ilustrasi mengenai kecepatan potong dapat diperhatikan pada gambar berikut.

cutting speed, kecepatan potong, menentukan putaran mesin
Ilustrasi kecepatan potong pada proses pembubutan

Jika tatal yang dihasilkan dari proses penyayatan tersebut adalah merupakan panjang bahan dipotong dari benda kerja yang telah tersayat maka panjang gulungan yang dihasilkan oleh setiap sayatan pada tiap satuan waktu merupakan kecepatan potong pahat.

Panjang tatal tersebut merupakan keliling satu lingkaran benda kerja yaitu п.d (keliling lingkaran dari benda kerja). d adalah diameter benda kerja), p adalah perioda yaitu waktu yang dibutuhkan dalam satu kali sayatan (hubungan antara perioda dan frekwensi adalah 1/p = n, n adalah jumlah dari sayatan setiap waktu atau jumlah dari putaran benda kerja setiap satuan waktu) sehingga persamaannya menjadi :

rumus kecepatan potong, menentukan putaran mesin

Cutting speed diberi simbol dengan notasi CS atau V (velocity), dengan satuan fpm (feet per menit) atau m/min (meter per menit). Besar CS selanjutnya dapat digunakan untuk mentukan putaran mesin yang sekaligus merupakan putaran benda kerja. Besarnya CS tergantung dan dipengaruhi oleh:

  • Jenis material benda kerja; Semakin tinggi kekuatan bahan yang dipotong, maka harga kecepatan potong semakin kecil.
  • Jenis material alat potong; Semakin tinggi kekuatan alat potong maka harga kecepatan potong semakion besar.
  • Besarnya gerak makan (feed rate); Semakin besar jarak penyayatan maka kecepatan potong semakin kecil
    Kedalaman penyayatan

Selain berdasarkan kombinasi penggunaan jenis material alat potong dan benda kerja tersebut, penentuan kecepatan potong juga dipengaruhi oleh ketebalan penyayatan dalam proses pembubutan. Perbedaan ketebalan penyayatan ini memperhatikan range nilai kecepatan potong yang ada. Misalnya akan dilakukan pembubutan sebuah poros dari material st 42 dengan menggunakan pahat dari HSS. Sesuai dengan Tabel 1, maka besarnya kecepatan potong adalah 20-35 m/menit.

menentukan putaran mesin
Kecepatan potong berdasarkan material alat potong dan benda kerja

Berdasarkan range nilai kecepatan potong tersebut, maka apabila melakukan penyayatan dengan ketebalan yang lebih tebal sebaiknya perhitungan/menentukan putaran mesin menggunakan nilai CS yang batas bawahnya, sebaliknya apabila menentukan putaran mesin menggunakan batas atas CS maka sebaiknya menggunakan tebal penyayatan yang lebih tipis. Dengan kata lain apabila ketebalan penyayatan cukup tebal maka menentukan putaran mesin sebaiknya digunakan yang lebih rendah.

Berdasarkan penjelasan tersebut, maka dapat dikatakan bahwa pemilihan besarnya CS juga bergantung pada jenis pengerjaan pembubutan. Jenis pengerjaan yang dimaksud adalah pengerjaan roughing dan finishing.

Pengerjaan roughing adalah pengerjaan pengasaran, biasanya dilakukan apabila pembubutan awal untuk mengurangi ketebalan bahan yang cukup banyak, sehingga hasil permukaan benda kerja masih diabaikan. Pengerjaan roughing bisanya menggunakan kedalaman potong yang cukup tebal.

Sedangkan pengerjaan finishing adalah pengerjaan akhir, dimana kualitas permukaan benda kerja dan ketepatan ukuran menjadi prioritas utama.

Berdasarkan jenis pengerjaan tersebut maka besarnya kecepatan potong juga dapat dibedakan. Selanjutnya perhatikan pada Tabel 2, yang menunjukkan besarnya kecepatan potong untuk beberapa jenis material yang disarankan untuk pengerjaan kasar dan halus.

cutting speed, kecepatan potong, cara menentukan putaran mesin
Kecepatan potong bahan pada pengerjaan kasar dan halus

Penentuan besarnya kecepatan potong selain yang sudah dijelaskan di atas juga perlu diperhatikan jenis pekerjaan pembubutan yang sudang dilakukan. Sebagai contoh pembubutan yang dilakukan pembubutan lurus atau pembubutan ulir atau pembubutan alur? Dikarenakan adanya perbedaan karakteristik dari masing-masing jenis pekerjaan tersebut, maka besarnya nilai kecepatan potong yang digunakan juga harus disesuaikan agar dapat memperoleh hasil pembubutan yang optimal.

Berikut ini dijelaskan langkah-langkah yang sebaiknya dilakukan dalam menentukan besarnya kecepatan potong yang akan digunakan untuk menghitung menentukan putaran mesin, sebagaimana ditunjukkan pada di bawah..

  • Mencermati gambar kerja pembubutan yang tersedia. Informasi yang perlu diperhatikan dari gambar kerja yang disediakan pada job sheet adalah: mengenai jenis material dan ukuran awal bahan benda kerja yang disediakan, bentuk kontur secara keseluruhan benda kerja yang akan dihasilkan, tanda perintah pengerjaan khusus (bila ada), batas toleransi atau suaian yang dipersyaratan, kualitas hasil permukaan yang diminta. Langkah ini akan membantu untuk menentukan kecepatan potong berdasarkan jenis material benda kerja.
  • Mengindentifikasi jenis/sub pekerjaan; Bentuk atau profil hasil akhir benda kerja yang harus dikerjakan sesuai gambar kerja menjadi fokus utamanya. Proses identifikasi jenis pekerjaan ini misalnya dalam gambar kerja tersebut terdapat pekerjaan bubut muka, pembubutan poros bertingkat, perlu adanya chamfer, pembuatan alur atau bahkan pembuatan ulir. Dari jenis pekerjaan tersebut maka akan dapat pula diidentifikasi alat potong dan peralatan lain yang diperlukan selama proses penyelesaian benda kerja tersebut. Langkah ini akan membantu untuk menentukan kecepatan potong berdasarkan jenis pekerjaan pembubutan yang selanjutnya untuk menentukan putaran mesin.
  • Identifikasi alat potong yang dimiliki di bengkel pemesinan atau yang akan digunakan. Langkah ini akan membantu untuk menentukan kecepatan potong berdasarkan jenis material alat potong. Apabila alat potong yang dimiliki terbuat dari HSS, maka lihat tabel kecepatan potong pada kolom HSS saja.
  • Identifikasi besarnya nilai kecepatan potong pada tabel yang tersedia, berdasarkan jenis material benda kerja dan alat potong, berdasarkan jenis pengerjaan (pembubutan lurus, ulir, alur, roughing dan finishing)
  • Perhatikan ukuran diameter benda kerja yang dikerjakan untuk menentukan putaran mesin.
menentukan putaran mesin
Menentukan putaran mesin

Kecepatan putar yang dimaksud adalah kecepatan putaran pada spindel mesin (sumbu utama) dan benda kerja, yaitu kecepatan putar spindel utama dalam satuan putaran/menit (rpm) untuk melakukan pemotongan atau penyayatan.

Besarnya kecepatan putar ini ditentukan oleh besarnya CS dan diameter benda kerja yang sedang dikerjakan. Semakin kecil diameter benda kerja yang dikerjakan maka putaran spindel diperlukan semakin tinggi. Semakin besar harga CS-nya (biasanya untuk material yang relatif lunak) maka putaran spindel juga semakin tinggi.

Selanjutnya menentukan putaran mesin dapat dicari dengan menggunakan rumus perhitungan yang merupakan perubahan dari rumus cutting speed, sebagai berikut:

Rumus menentukan putaran mesin
Rumus menentukan putaran mesin

Contoh Kasus menentukan putaran mesin

Seorang siswa sedang melaksanakan praktik membubut, dia mengalami kesulitan untuk menentukan besar putaran spindel. Pekerjaan yang dilakukan adalah membubut finishing sebuah poros yang terbuat dari material baja karbon rendah yang memiliki diameter 30 mm. Alat potong yang digunakan adalah pahat bubut HSS. Tugas Anda adalah membantu siswa tersebut agar dapat menentukan besar putaran spindel dengan langkah yang benar.

Langkah Penyelesaian menentukan putaran mesin

  • Mengidentifikasi jenis material yang digunakan yaitu: benda kerja dari baja karbon rendah sedangkan alat potong dari HSS.
  • Selanjutnya menentukan besarnya CS dengan cara melihat pada tabel yang tersedia (lihat Tabel 1) untuk proses pembubutan finishing (halus) dengan alat potong HSS dan benda kerja baja karbon rendah yaitu sebesar 70-90 m/menit, diambil nilai CS sebesar 70 m/menit.
  • Melakukan perhitungan sesuai dengan rumus di atas, dimana hasilnya adalah =796 rpm
  • Berdasarkan hasil perhitungan tersebut, selanjutnya mencermati tabel daftar kecepatan putar yang ada di mesin bubut, pilih yang angkanya paling mendekati dengan hasil perhitungan dan selanjutnya mengatur handle pengatur kecepatan yang ada. Cara mengatur handel kecepatan mesin silahkan baca pada Tuas pengatur kecepatan mesin bubut

Baik sobat mesin sekalian demikian penjelasan tentang Cara menentukan putaran mesin bubut berdasarkan cutting speed dan juga ukuran benda kerja. Semoga bermanfaat.