TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Pertemuan 24 Matakuliah : D0234/Teknologi Proses Tahun : 2007/2008 TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Pertemuan 24

. Learning Outcomes Outline Materi : TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Learning Outcomes Mahasiswa dapat menunjukkan faktor penyebab kerusakan dan menghitung umur perkakas . Outline Materi : Jenis Penyebab Kerusakan Mekanisme Terjadinya Kerusakan Persamaan Umur Perkakas Taylor Kreteria Umur Perkakas dalam Industri Bina Nusantara

JENIS PENYEBAB KERUSAKAN TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG JENIS PENYEBAB KERUSAKAN Dalam teknologi perkakas pemotong terdapat dua aspek utama yang harus diperhatikan, yaitu : gaya potong, dan temperatur. Gaya potong yang terlalu besar, melebihi kemampuan yang dimiliki material perkakas akan dapat menye-babkan keretakan/patah pada perkakas, sedang temperatur akan meningkat bila gaya gesek antara perkakas dengan serpihan/benda kerja terlalu besar, sehingga perkakas menjadi lunak dan mudah rusak akibat mengalami deformasi plastik. Bina Nusantara

TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Tiga jenis penyebab kerusakan yang mungkin terjadi pada proses pemotongan : Kerusakan karena retak/patah (fracture failure), terjadi bila gaya potong (Fc) terlalu tinggi. Kerusakan karena temperatur (temperature failure), terjadi bila temperatur akibat gesekan terlalu tinggi. Aus karena pemakaian berulang-ulang (gradual wear); pemakaian yang berulang-ulang dapat menyebabkan ketajaman perkakas berkurang. Ketajaman berkurang menyebabkan efisiensi pemakaian berkurang dan temperatur meningkat akibat gaya gesekan bertambah, maka akan terjadi kerusakan seperti pada point 2. Bina Nusantara

TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Keausan perkakas : Biasanya terjadi bila pemakaian dilakukan secara berulang-ulang. Terdapat dua jenis keausan pada perkakas, yaitu : keausan dalam bentuk lubang (crater wear), dan keausan pada panggul (flank wear). Gambar 22.1 Jenis keausan perkakas Bina Nusantara

TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Keausan dalam bentuk lubang, yaitu keausan yang terjadi pada permukaan garuk perkakas berupa lubang kecil yang disebabkan oleh kenaikan temperatur (akibat pergesekan antara serpihan dengan permukaan garuk perkakas) sehingga terjadi proses defusi, adesif, abrasif/pengikisan, dan akhirnya terbentuklah lubang kecil pada permukaan garuk perkakas; Keausan panggul, yaitu keausan yang terjadi pada bagian yang melengkung (panggul) perkakas akibat adanya pengikisan. Bina Nusantara

MEKANISME TERJADINYA KEAUSAN PADA PERKAKAS TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG MEKANISME TERJADINYA KEAUSAN PADA PERKAKAS Gambar 22.2 Mekanisme terjadinya keausan pada perkakas Bina Nusantara

TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Abrasif; terjadi karena adanya pengikisan pada perka-kas akibat pengerjaan benda kerja yang keras. Adesif; terjadi akibat adanya gaya tekan dan panas yang tinggi sehingga perkakas mengalami keausan akibat adanya partikel-partikel kecil material per-kakas yang lepas dari permukaannya dan melekat pada bagian benda kerja. Hal ini biasa terjadi antara serpihan dengan permukaan garuk perkakas. Difusi; prosesnya hampir sama dengan adesif, tetapi disini yang melepaskan diri adalah atom-atom mate-rial perkakas, berdifusi menuju serpihan sehingga kekerasan perkakas berkurang. Bila proses ini berlan-jut secara terus-menerus, maka akan mudah menga-lami adesi dan abrasi. Difusi adalah merupakan pe-nyebab terjadinya keausan dalam bentuk lubang (crater wear) pada perkakas. Deformasi plastik; karena adanya peningkatan tem-peratur yang tinggi akibat gesekan, maka material perkakas menjadi lunak dan mudah mengalami defor-masi plastik. Deformasi plastik merupakan penyebab utama terjadinya keausan panggul (flank wear). Keausan perkakas akan bertambah cepat bila kecepatan potong dan temperatur tinggi. Bina Nusantara

UMUR PERKAKAS DAN PERSAMAAN UMUR PERKAKAS TAYLOR TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG UMUR PERKAKAS DAN PERSAMAAN UMUR PERKAKAS TAYLOR Umur perkakas didefinisikan sebagai panjang waktu potong dimana perkakas masih dapat digunakan. Tiga daerah yang biasanya digunakan untuk mengidenti-fikasi laju keausan perkakas, yaitu : Periode peretakan (break-in period); Daerah keausan konstan (steady-state wear region); Daerah kerusakan (failure region) . Gambar 22.3 Kurve hubungan antara keausan dan waktu potong perkakas Bina Nusantara

TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Periode peretakan, yaitu periode keausan yang terjadi sesaat setelah pengoperasian, dimana pada periode ini keausan perkakas berjalan sangat cepat terutama pada bagian tajam dari ujung perkakas; Daerah keausan konstan; daerah ini menggambarkan laju keausan sebagai fungsi linear terhadap waktu; Daerah kerusakan; pada periode ini laju keausan perkakas berjalan dengan cepat sehingga temperatur potong bertambah tinggi dan efisiensi proses pemesinan berkurang, dan akhirnya perkakas menjadi rusak akibat temperatur tinggi. Bina Nusantara

material benda kerja, dan kondisi pemotongan. TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Kemiringan (slope) kurve pada daerah keausan konstan dipengaruhi oleh : material benda kerja, dan kondisi pemotongan. Material yang lebih keras akan menyebabkan peningkatan laju keausan (kemiringan kurve bertambah); Kondisi pemotongan, dengan menambah kecepatan potong, hantaran (pemakanan), dan kedalaman potong juga akan menyebabkan peningkatan laju keausan. Gambar 22.4 Kurve keausan perkakas dengan beberapa kecepatan yang berbeda Dengan bertambahnya kecepatan potong, maka laju keausan juga bertambah, sehingga tingkat kerusakan yang sama akan dicapai dalam waktu yang lebih cepat. Bina Nusantara

Persamaan Umur Perkakas Taylor : TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Persamaan Umur Perkakas Taylor : Bila tiga harga umur perkakas dalam gambar 22.4 diplot kembali pada grafik hubungan antara kecepatan potong terhadap umur perkakas (dalam bentuk grafik logaritme natural), maka hubungan tersebut akan berbentuk garis lurus seperti ditunjukkan dalam gambar 22.5. Hubungan ini ditemukan oleh F.W. Taylor pada sekitar tahun 1900, sehingga persamaannya disebut persamaan umur perkakas Taylor. vT n = C Gambar 22.5 Grafik hubungan antara kecepatan potong terhadap umur perkakas (dalam bentuk logaritme natural) Bina Nusantara

kecepatan potong, ft/menit (m/menit); TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG dimana : v = kecepatan potong, ft/menit (m/menit); T = umur perkakas, menit; n dan C adalah parameter yang nilainya tergantung pada hantaran, kedalaman potong, material benda kerja, material perkakas, dan kreteria umur perkakas yang digunakan. Nilai n lebih dipengaruhi oleh material perkakas, sedang nilai C lebih tergantung pada material benda kerja dan kondisi pemotongan. Dalam gambar 22.5 n ditunjukkan oleh kemiringan kurve, sedang C menunjukkan nilai kecepatan potong setiap 1 menit umur perkakas. Bina Nusantara

TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Pada persamaan tersebut terlihat bahwa satuan pada ruas kiri tidak konsisten dengan satuan pada ruas kanan. Agar satuannya konsisten, maka persamaan tersebut harus dirubah menjadi : vT n = C(Tref) n dimana : Tref = 1 menit bila v dalam ft/menit (m/menit), dan T dalam menit, tetapi bila v dalam ft/detik (m/detik), dan T dalam detik, maka Tref = 1 detik. Bina Nusantara

ln (400) + n ln (5) = ln (200) + n ln (41) TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Contoh soal : Tentukan nilai C dan n dalam gambar 22.4 dengan memilih dua diantara tiga titik pada kurve tersebut. Jawab : Misalnya kita pilih titik-titik yang ekstrim yaitu v = 400 ft/menit, T = 5 menit dan v = 200 ft/menit, T = 41 menit, maka diperoleh : 400(5)n = C 200(41)n = C Ruas kiri dari kedua persamaan di atas adalah sama : 400(5)n = 200(41)n ln (400) + n ln (5) = ln (200) + n ln (41) 5,9915 + 1,609n = 5,2983 + 3,7136n n = 0,329 Bina Nusantara

vT nf m = K(Tref) n(fref) m TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG dimana : f = hantaran (pemakanan), in (mm); d = kedalaman potong, in (mm); H = kekerasan, skala kekerasan; m, p dan q adalah parameter yang nilainya ditentukan secara eksperimen; K analog dengan C; fref, dref, Href adalah nilai referensi dari hantaran, kedalaman potong, dan kekerasan. Dalam prakteknya sangat sulit menerapkan rumus di atas, maka untuk menyederhanakan sebagian parameter biasanya diabaikan, seperti misalnya dengan mengabai-kan kedalaman potong dan kekerasan, sehingga rumus di atas dapat dirubah menjadi : vT nf m = K(Tref) n(fref) m Bina Nusantara

KRETERIA UMUR PERKAKAS DALAM INDUSTRI TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG KRETERIA UMUR PERKAKAS DALAM INDUSTRI Terdapat 9 kreteria yang biasa digunakan dalam operasi pemesinan produksi, yaitu : Kerusakan total (complete failure), yaitu kerusakan total pada mata potong seperti kerusakan karena retak/patah, kerusakan karena temperatur, atau karena aus akibat pemakaian terus-menerus sampai patah. Inspeksi keausan panggul atau keausan lubang secara visual yang dilakukan oleh operator mesin. Kreteria ini hanya dapat dilakukan oleh seseorang yang telah memiliki keakhlian di bidang tersebut; Uji mata potong dengan menggunakan kuku jari tangan yang dilakukan oleh operator; Bina Nusantara

Perubahan suara selama operasi, hal ini juga ditentukan oleh operator; TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Perubahan suara selama operasi, hal ini juga ditentukan oleh operator; Serpihan berserabut dan susah dibuang; Degradasi pada penyelesaian permukaan benda kerja; Peningkatan pemakaian daya selama operasi, dapat diukur dengan wattmeter yang dihubungkan dengan mesin perkakas; Menghitung bendakerja/part yang dikerjakan. Operator diminta untuk menggantikan perkakasnya setelah mengerjakan part dalam jumlah tertentu; Kumulatif waktu potong, hampir sama dengan menghitung bendakerja, hanya disini yang dimonitor panjang waktu potong perkakas. Bina Nusantara

TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG SELESAI TERIMA KASIH Bina Nusantara