PAHAT HIGH SPEED STEEL

Pahat High Speed Steel (HSS)

Pada tahun 1900 FW. Taylor dan Maunsel White menemukan HSS (High Speed Steel) atau baja kecepatan tinggi. Amstead (1977) menyempurnakan HSS dengan menambahkan tungsten 18% dan chromium 5,5% ke dalam baja paduan. Komposisi HSS biasanya terdiri dari paduan besi dengan karbon, tungsten, molybdenum, chromium dan vanadium bahkan kadang-kadang ada tambahan cobalt (ASM International Vol. 16, 1997).
HSS dikategorikan sebagai HSS konvensional dan HSS spesial. HSS konvensional terdiri atas Molydenum HSS dan Tungsten HSS. Standar AISI dari HSS jenis ini adalah M1, M2, M7, M10, T1 dan T2. Sedangkan HSS spesial antara lain terdiri atas Cobalt Added HSS, High Vanadium HSS, High Hardness Co HSS, Cast HSS, Powder HSS dan Coated HSS (Rochim, 1993).
Kekerasan permukaan HSS dapat ditingkatkan dengan melakukan pelapisan. Material pelapis yang digunakan antara lain : tungsten karbida, titanium karbida dan titanium nitride, dengan ketebalan pelapisan 5~8m (Boothroyd, 1975).
Selain material dari pahat, faktor lain yang mempengaruhi proses pembubutan adalah geometri dari pahat. Bentuk pahat yang dipilih dari pahat harus sesuai dengan material yang dibubut.

Geometri pahat yang paling berpengaruh terhadap tinggi rendahnya umur pahat adalah sudut tatal (side rake angle), sudut bebas samping (side relief angle) dan sudut bebas depan (end relief angle) (Gerling, 1974). Pollack (1977), menjelaskan bahwa untuk pembubutan baja karbon medium
dengan pahat HSS, kondisi optimum tercapai dengan sudut tatal =10°, sudut bebas samping = 8° dan
sudut baji = 72°.
4. Keausan pahat bubut
Pada proses pembubutan keausan pahat dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu :
beban yang bekerja pada pahat, temperatur yang ditimbulkan karena gesekan, dan gesekan antara
pahat dan material yang dibubut. Keausan tergantung juga pada jenis material dan pahat bubut dan
benda kerja yang dipilih, geometri pahat bubut dan fluida yang digunakan sebagai pendingin
(Kalpakjian, 1985).

Tahapan keausan pahat dapat dijadikan menjadi dua :
1) keausan bagian muka pahat yang
ditandai dengan pembentukan kawah/lekukan (crater) sebagai hasil dari gesekan serpihan (chip) sepanjang muka pahat,
2) keausan pada bagian sisi (flank) yang terbentuk akibat gesekan benda kerja yang bergerak (dengan feeding tertentu).

 PROSES MEMBUBUT

1.1 Pengertian

       Bubut (Turning) adalah suatu proses pemesinan / pembentukan benda kerja (material/work piece) dengan cara menghilangkan/pengambilan tatal dari bahan/benda kerja, dimana pahat memotong sementara benda kerja yang berputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan /pembentukan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan.

1.2 Pengelompokan mesin bubut

Pembagian mesin bubut berdasarkan kemampuan pengerjaan dikelompokkan menjadi enam kelompok besar yaitu:

a. Mesin Bubut Ringan

Mesin ini bentuknya kecil dan sederhana, digunakan untuk mengerjakan benda-benda yang kecil pula.

Biasanya diletakkan diatas meja kerja.

Contoh : Mesin bubut Simonet.

b. Mesin Bubut Revolver

Mesin ini khusus untuk memproduksi benda kerja yang ukurannya sama dan dalam jumlah yang banyak atau untuk pengerjaan awal.

Contoh : Mesin bubut Kapstan.

c. Mesin Bubut Sedang

Konstruksi mesin bubut ini lebih cermat dan dilengkapi dengan penggabungan perlengkapan yang khusus. Mesin ini digunakan untuk pengerjaan yang membutuhkan ketelitian tinggi.

d. Mesin Bubut Standard

Mesin ini mempunyai power yang lebih besar dan digunakan untuk pengerjaan pembubutan yang memerlukan ketelitian tinggi dengan benda kerja yang cukup besar.  Contoh : Cholcester Master dan Kerry.

e. Mesin Bubut Beralas Panjang

Mesin bubut ini termasuk mesin bubut industri berat yang banyak digunakan pada benda kerja yang besar dan panjang. Misalnya poros-poros kapal dan poros transmisi.

f. Mesin Bubut CNC (Computer Numerically controlled)

Mesin bubut ini adalah jenis mesin bubut yang sudah dilengkapi dengan sistem kontrol komputer. Operator hanya tinggal memasukan program yang terstruktur yang sesuai dengan bahasa program yang telah ditentukan. Biasanya mesin ini digunakan untuk proses produksi masal karena salah satu kelebihannya adalah tingkat keakuratan dan presisi yang tinggi. Contoh program yang dikenal adalah : Emco, Fanuc, Cincinati, Fagor, Siemens dll.

  

1.3 Gerakan Mesin Bubut

Dalam mesin bubut dikenal ada 3 Gerakan mesin Bubut :

1. Gerak Utama Berputar  è  Chuck (Pencekam Benda Kerja)

Disebut juga dengan Kecepatan Putaran Benda kerja yang dipasang pada chuck. Satuan kecepatan Putaran (Speed) adalah Rpm = Rotasi Per Menit.

2. Gerak Memanjang          è  Eretan Bawah

Adalah gerakan dimana arah pemotongan sejajar dengan sumbu benda kerja, gerakan ini disebut gerakan memanjang atau gerak pemakanan.

3. Gerak Melintang è  Eretan Atas

Adalah gerakan dimana arah pemotongannya tegak lurus terhadap sumbu benda kerja, maka disebut gerakan melintang atau pemotongan permukaan (facing).

1.4 Putaran Mesin Bubut

 MENCARI KECEPATAN PUTARAN MESIN BUBUT (SPEED SPINDLE)

Hasil Pembubutan yang baik dan halus dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

1. Kecepatan Putaran Mesin (Speed Spindle)
2. Kecepatan Asutan Pemotongan (Feeding)
3. Kekerasan Bahan/material
4. Kedalaman Pemakanan (Deep of Cut)

  

Kecepatan Putaran Mesin (Speed Spindle) juga dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya :

1. Besar Diameter Benda Kerja (Work piece Diameter)

Prinsip :

“Semakin Besar diameter benda kerja maka putaran pelan”. Sebaliknya. “ Jika semakin Kecil diameter Benda kerja, maka Putaran semakin besar.

2. Tebal Pemakanan (Deep of Cut)

Untuk pemakanan yang besar kecepatan mesin harus pelan sedangkan untuk pemakanan yang kecil maka kecepatan mesin sebaiknya lebih tinggi atau cepat.

3. Kecepatan Pemotongan (Cutting Speed)

Pada pemotongan kasar harus digunakan putaran mesin yang rendah (lambat) dan kecepatan pemakanan yang besar (cepat) maka hasilnya akan baik.
Pada pemotongan dengan tingkat penyelesaian halus digunakan putaran mesin yang tinggi dan kecepatan pemakanan yang lambat.

D      = Diameter Benda kerja

d1     = Tebal Pemakanan

r       = Jari-jari

Jika benda kerja dengan garis tengah d1 membuat 1 putaran tiap menit, maka panjang tatal (beram) yang terpotong dalam 1 menit adalah d x p = keliling.

Jika benda kerja berputar lebih dari 1 putaran dalam 1 menit, misalnya n putaran, maka panjang tatal yang terpotong dalam 1 menit adalah = dxpxn.

Panjang tatal ini diukur dalam satuan meter tiap menit dan disebut dengan kecepatan potong.

Makin besar garis tengah benda kerja, maka makin panjang perbandingan tatal yang dibentuk. Kita lihat, bahwa kecepatan potong itu dipengaruhi langsung oleh besarnya garis tengah benda kerja dan banyaknya putaran tiap menit.

Banyaknya putaran tiap menit = r.p.m (rotasi per menit)

Pada gambar-gambar teknik, ukuran garis tengah itu dinyatakan dalam mm, tetapi kecepatan potong dalam membubut dinyatakan dalam m/menit. Oleh karena itu kita harus membaginya dengan 1000 untuk memperoleh satuan meter.
maka putaran didapatkan dengan rumus :

Rumus Mencari Kecepatan Putaran Mesin Bubut

n = Vc x 1000

Keterangan :                              л  x  d

n  = Putaran Mesin Bubut………  Rotasi / Revolution Per Menit (Rpm)

        Vc = Kecepatan Potong Dalam Meter Per Menit…………….  (M/Menit)

d  = Diameter Benda Kerja……………… (mm)

л  = 3.14

Mencari Harga Kecepatan Potong (Cutting Speed)

Kecepatan potong dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut :
1. ukuran diameter benda kerja yang dikerjakan

2. Jenis Kekerasan Material/ benda kerja

3. Ukuran bagian tatal yang terpotong (dalamnya pemotongan x kecepatan

    Pemakanan)
4. Tingkat kehalusan yang diinginkan
5. Bahan / Material dari pahat yang digunakan
6. Bentuk pahat
7. Pencekaman/penjepitan benda kerja
8. Macam dan keadaan mesin bubut

        Harga Kecepatan Potong (Vc) Dapat dicari dengan Rumus :

n  = Putaran Mesin Bubut………  Rotasi / Revolution Per Menit (Rpm)

        Vc = Kecepatan Potong Dalam Meter Per Menit…………….  (M/Menit)

d  = Diameter Benda Kerja……………… (mm)

л  = 3.14

Tabel Harga Kecepatan Potong untuk beberapa jenis Material berdasarkan jenis dari bahan pahat yang dipakai:

Jenis Material (Benda Kerja)	Pahat High Speed Steel (HSS)		Pahat Carbide
	Halus	Kasar	Halus	Kasar
Baja Perkakas	75-100	25-45	185-230	110-140
Baja Karbon Rendah	70-90	25-40	170-215	90-120
Baja Karbon Menengah	60-85	20-40	140-185	75-110
Besi Cor Kelabu	40-45	25-30	110-140	60-75
Kuningan	85-110	45-70	185-215	120-150
Aluminum	70-110	30-45	140-215	60-90