mesin bubut

 Cara Kerja Pada Mesin Bubut

Pada artikel kali ini akan membahas tentang prinsip dan cara kerja mesin bubut. Proses pembubutan itu sendiri merupakan salah satu proses dalam permesinan dengan menggunakan pahat dengan satu mata potong dengan fungsi membuang material dari putaran permukaan benda kerja tersebut. Pahat tersebut bergerak dengan arah linier sejajar dengan sumbu putaran benda kerja. Dengan proses kerja seperti ini, kerja mesin bubut lebih membentuk benda menjadi silinder. 

Cara Kerja Pada Mesin Bubut

Cara kerja dari mesin bubut ini yaitu, benda kerja yang akan dibubut dipegang dan ditempatkan pada poros spindle dengan bantuan chuck. Pergunakan chuck yang memiliki rahang di salah satu ujungnya pada pusat sumbu putarannya. Sementara itu pada ujung lainnya dapat ditumpu juga dengan center yang lain. Gerakan rotasi pada benda kerja tersebut yang akan menghasilkan gerakan potong, sementara pahat yang telah dibawa pada deretan translali sejajar dengan sumbu spindle tersebut akan menghasilkan gerakan bubut tersebut.

Mesin bubut sendiri dirancang untuk membentuk benda kerja memiliki bentukan dasar yang silindrik, misal saja untuk pembuatan poros silindrik, lubang silindrik, poros kerucut silindrik dan membuat uliran. Selain membentuk benda – benda silindrik saja, mesin bubut ini juga digunakan untuk meratakan suatu benda kerja dan melakukan proses knurling. Berikut ini merupakan proses kerja dari mesin bubut, yang pertama adalah gerakan potong ini dilakukan saat benda kerja melakukan gerak rotasi. Sedangkan gerak makan dilakukan saat benda kerja melakukan gerak translasi. Input dari proses mesin bubut ini yaitu yang menjadi penggerak dalam kerja mesin bubut adalah motor listrik. 

Daya tersebut menjadi transmisi kerja yang diteruskan pada transmisi I dan transmisi II. Daya tadi yang diteruskan pada transmisi I akan menggerakkan spindle pada mesin sehingga akan mencekam benda kerja tersebut. Sedangkan daya yang diteruskan pada transmisi II akan diubah menjadi gerakan translasi oleh poros pembawa. Output dari proses kerja mesin bubut ini sendiri menghasilkan benda kerja hasil proses pembubutan yang telah dibentuk sesuai dengan keinginan. Selain itu mesin bubut ini juga menghasilkan geram hasil pembubutan. Demikian pembahasan tentang cara kerja dari mesin bubut, semoga bermanfaat bagi pembaca

Bagian-bagian Utama Mesin Bubut Standar

Untuk dapat digunakan secara maksimal, mesin bubut standar harus memilki bagian-bagian utama yang standar. Bagian-bagian mesin bubut standar diantaranya:

Kepala Tetap (Head Stock)

Kepala tetap (head stock), terdapat spindle utama mesin yang berfungsi sebagai dudukan beberapa perlengkapan mesin bubut diantaranya: cekam (chuck), kollet (collet), senter tetap, atau pelat pembawa rata (face plate) dan pelat pembawa berekor (driving plate). Alat-alat perlengkapan tersebut dipasang pada spindel mesin berfungsi sebagai pengikat atau penahan benda kerja yang akan dikerjakan pada mesin bubut.

Didalam konstruksi kepala tetap, terdapat roda pully yang dihubungkan dengan motor penggerak. Dengan tumpuan poros dan mekanik lainnya, pully dihubungkan dengan poros spindel dan beberapa susunan transmisi mekanik dalam gear box. Susunan transmisi mekanik dalam gear box tersebut terdapat beberapa komponen diantarnya, roda gigi berikut poros tumpuannya, lengan penggeser posisi roda gigi dan susunan mekanik lainnya yang berfungsi sebagai pengatur kecepatan putaran mesin, kecepatan pemakanan dan arah pemakanan. Susunan transmisi mekanik didalam gear box, dihubungkan dengan beberapa tuas/ handel dibagian sisi luarnya, yang rancangan atau didesainnya dibuat sedemikan rupa agar seorang operator mudah dan praktis untuk menjanggkau dalam rangka menggunakan/ mengatur dan merubah tuas/ handel tersebut sesuai dengan kebutuhannya.

Setiap mesin bubut dengan merk atau prabrikan yang berbeda, pada umumnya memiliki posisi dan konstruksi tuas/ handel yang berberbeda pula walaupun pada prinsipnya memiliki fungsi yang sama. Contoh pada jenis mesin bubut standar “Celtic 14“, dapat memperoleh putaran mesin yang berbeda-beda apabila hubungan diantara roda gigi diadalamnya diubah-ubah menggunakan tuas pengatur kecepatan putaran yaitu “A” (kerja tunggal) dan “B” (kerja ganda). Putaran cepat (tinggi) biasanya dilakukan pada kerja tunggal, yaitu diperlukan untuk pembubutan dengan tenaga ringan atau pemakanan kecil (finising), sedangkan putaran lambat dilakukan pada kerja ganda. yaitu diperlukan untuk membubut dengan tenaga besar dan sayatan tebal (pengasaran). Sedangkan tuas “C dan D” berfungsi mengatur kecepatan putaran transportir yang berhubungan dengan kehalusan pembubutan dan jenis ulir yang akan dibuat (dapat dilihat pada pelat tabel pembubutan dan ulir).

Kepala Lepas (Tail Stock)

 Kepala lepas (tail stock) digunakan sebagai dudukan senter putar (rotary centre), senter tetap, cekam bor (chuck drill) dan mata bor bertangkai tirus yang pemasanganya dimasukkan pada lubang tirus(sleeve) kepala lepas. Senter putar (rotary centre) atau senter tetap dipasang pada kepala lepas dengan tujuan untuk mendukung ujung benda kerja agar putarannya stabil, sedangkan cekam bor atau mata bor dipasang pada kepala lepas dengan tujuan untuk proses pengeboran. Untuk dapat melakukan dorongan senter tetap/ senter putar pada saat digunakan untuk menahan benda kerja dan melakukan pengeboran pada kedalaman tertentu sesuai tuntutan pekerjaan, kepala lepas dilengkapai roda putar yang disertai sekala garis ukur (nonius) dengan ketelitian tertentu, yaitu antara 0,01 s.d 0,05 mm.

Kepala lepas ini dapat digeser sepanjang alas (bed) mesin. Tinggi senter kepala lepas sama dengan tinggi senter kepala tetap. Kepala lepas ini terdiri dari dua bagian yaitu alas dan badan, yang diikat dengan 2 baut pengikat yang dapat digeser untuk keperluan kedua senter sepusat, atau tidak sepusat yaitu pada waktu membubut tirusan tinggi senter kepala tetap. Kepala lepas ini terdiri dari dua bagian yaitu alas dan badan, yang diikat dengan 2 baut pengikat yang dapat digeser untuk keperluan kedua senter sepusat, atau tidak sepusat yaitu pada waktu membubut tirus

Alas/ Meja Mesin (Bed machine)

 Alas/ meja mesin bubut digunakan sebagai tempat kedudukan kepala lepas, eretan, penyangga diam (steady rest) dan merupakan tumpuan gaya pemakanan pada waktu pembubutan. Bentuk alas/ meja mesin bubut bermacam-macam, ada yang datar dan ada yang salah satu atau kedua sisinya mempunyai ketinggian tertentu. Selain itu, alat/ meja mesin bubut memilki permukaannya yang sangat halus, rata dan kedataran serta kesejajaranya dengan ketelitian sangat tinggi, sehingga gerakan kepala lepas dan eretan memanjang diatasnya pada saat melakukan penyayatan dapat berjalan lancar dan stabil sehingga dapat menghasilkan pembubutan yang presisi. Apabila alas ini sudah aus atau rusak, akan mengakibatkan hasil pembubutan yang tidak baik atau sulit mendapatkan hasil pembubutan yang sejajar.

Eretan (carriage)

Eretan (carriage), terdiri dari tiga bagian/ elemen diantaranya:

Petama: Eretan memanjang/ eretan alas (longitudinal carriage) berfungsi untuk melakukan gerakan pemakanan arah memanjang mendekati atau menajaui spindle mesin, secara manual atau otomatis sepanjang meja/ alas mesin dan sekaligus sebagai dudukan eretan melintang.

Kedua: Eretan melintang (cross carriage/ cross slide) berfungsi untuk melakukan gerakan pemakanan arah melintang mendekati atau menjaui sumbu senter, secara manual/ otomatis dan sekaligus sebagai dudukan eretan atas.

Ketiga: Eretan atas/ eretan kombinasi (top carriage/ compound slide) terlihat pada berfungsi untuk melakukan pemakanan secara manual kearah sudut yang dikehendaki sesuai penyetelannya. Bila dilihat dari konstruksinya, eretan melintang bertumpu pada ertan memanjang dan eretan atas bertumpu pada eretan melintang. Dengan demikian apabila eretan memanjang digerakkan, maka eretan melintang dan eretan atas juga ikut bergerak/ bergeser.

Pada eretan memanjang dan melintang, dalam memberikan pemakanan dan mengatur kecepatan pemakanan dapat diatur menggunakan skala garis ukur (nonius) yang memiliki ketelitian tertentu yang terdapat pada roda pemutarnya. Pada umumnya untuk eretan memanjang memilki ketelitian skala garis ukurnya lebih kasar bila dibandingkan dengan ketelitian skala garis ukur pada eretan melintang, yaitu antara 0,1 s.d 0,5 mm dan untuk eretan melintang antara 0,01 s.d 0,05 mm. Skala garis ukur (nonius) ini diperlukan untuk dapat mencapai ukuran suatu produk dengan toleransi dan suaian yang terdapat pada gambar kerja.

Gerakan secara otomatis eretan memanjang dan eretan melintang, karena adanya poros pembawa dan poros transportir yang dihubungkan secara mekanik dari gear box pada kepala tetap menujugear box mekanik pada eretan. Pada gear box mekanik eretan, dihubungkan melalui transmisi dengan beberapa tuas/ handel dan roda pemutar yang masing memilki fungsi yang berbeda.

Poros Transportir dan Poros Pembawa

Poros transportir adalah sebuah poros berulir berbentuk segi empat atau trapesium dengan jenis ulirwhithworth (inchi) atau metrik (mm), berfungsi untuk membawa eretan pada waktu pembubutan secara otomatis, misalnya pembubutan arah memanjang/ melintang dan ulir. Poros transporter untuk mesin bubut standar pada umumnya kisar ulir transportirnya antara dari 6 ÷ 8 mm. Poros pembawa adalah poros yang selalu berputar untuk membawa atau mendukung jalannya eretan dalam proses pemakanan secara otomatis.

Tuas/ Handel

Tuas/ handel pada setiap mesin bubut dengan merk atau pabrikan yang berbeda, pada umumnya memiliki posisi/ letak dan cara penggunaannya. Maka dari itu, didalam mengatur tuas/ handel pada setiap melakukan proses pembubatan harus berpedoman pada tabel-tabel petunjuk pengaturan yang terdapat pada mesin bubut tersebut.

Penjepit/ Pemegang Pahat (Tools Post)

Penjepit/ pemegang pahat (Tools Post) digunakan untuk menjepit atau memegang pahat. Bentuknya atau modelnya secara garis besar ada dua macam yaitu, pemegang pahat standar dan pemegang dapat disetel (adjustable tool post).

• Pemegang pahat standar
• Pengertian rumah pahat standar adalah, didalam mengatur ketinggian pahat bubut harus dengan memberi ganjal sampai dengan ketinggiannya tercapai dan pengencangan pahat bubut dilakukan dengan dengan cara yang standar, yaitu dengan mengencangkan baut-baut yang terdapat pada pemegang pahat.

Pemegang pahat standar, bila dilihat dari dudukannya terdapat dua jenis yaitu, dudukan pahat satu dan empat. Pemegang pahat dengan dudukan satu, hanya dapat digunakan untuk mengikat/ menjepit pahat bubut sebanyak satu buah, sedangkan pemegang pahat dengan dudukan empat dapat digunakan untuk mengikat/ menjepit pahat sebanyak empat buah sekaligus, sehingga bila dalam proses pembubutan membutuhkan beberapa bentuk pahat bubut akan lebih praktis prosesnya bila dibandingkan menggunakan pemegang pahat dudukan satu.

• Pemegang Pahat Dapat disetel (Adjustable Tool Post)

Pengertian rumah pahat dapat disetel adalah, didalam mengatur ketinggian pahat bubut dapat disetel ketinggiannya tanpa harus memberI ganjal, karena pada bodi pemegang pahat sudah terdapat dudukan rumah pahat yang desain konstruksinya disertai kelengkapan mekanik yang dengan mudah dapat menyetel, mengencangkan dan mengatur ketinggian pahat bubut. Jenis pemegang pahat dapat disetel ini bila dilihat dari konstruksi dudukan rumah pahatnya terdapat dua jenis yaitu, pemegang pahat dapat disetel dengan dudukan rumah pahat satu buah dan pemegang pahat dapat disetel dengan dudukan rumah lebih dari satu/ multi.

Untuk jenis pemegang pahat dapat disetel dengan dudukan rumah pahat satu buah, karena hanya terdapat dudukan rumah pahat satu buah apabila ingin mengganti jenis pahat yang lain harus melepas terlebih dahulu rumah pahat yang sudah terpasang sebelumya. Sedangkan untuk jenis pemegang pahat dapat disetel dengan dudukan rumah pahat lebih dari satu (multi), pada rumah pahatnya dapat dipasang dua buah atau lebih rumah pahat, sehingga apabila dalam proses pembubutan memerlukan beberapa jenis pahat bubut akan lebih mudah dan praktis dalam menggunakannya, karena tidak harus melepas/ membongkar pasang rumah pahat yang sudah terpasang sebelumnya.

Pelengkapan Mesin Bubut Standar

 Pada mesin bubut standar terdapat beberapa alat perlengkapan mesin diantaranya: alat pencekam/ pengikat, alat pembawa, alat penahan/ penyangga dan alat bantu pengeboran.

 Alat Pencekam/ Pengikat Benda Kerja

Alat pecekam benda kerja pada mesin bubut standar terdapat beberapa buah diantaranya:

• Cekam (Chuck)

Cekam adalah salahsatu alat perlengkapan mesin bubut yang fungsinya untuk menjepit/ mengikat benda kerja pada proses pembubutan. Jenis alat ini apabila dilihat dari gerakan rahangnya dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu, cekam sepusat (self centering chuck) dan cekam tidak sepusat (independent chuck). Pengertian cekam sepusat adalah, apabila salahsatu rahang digerakkan maka keseluruhan rahang yang terdapat pada cekam akan bergerak bersama-sama menuju atau menjaui pusat sumbu. Maka dari itu, cekam jenis ini sebaiknya hanya digunakan untuk mencekam benda kerja yang benar-benar sudah silindris. Cekam jenis ini rahangnya ada yang berjumlah tiga (3 jaw chuck) , empat (4 jaw chuck) dan enam (6 jaw chuck) seperti yang terlihat pada gambar berikut.

Sedangkan pengertian cekam tidak sepusat adalah, masing-masing rahang dapat digerakkan menuju/ menjaui pusat dan rahang lainnya tidak mengikuti. Maka jenis cekam ini digunakan untuk mencekam benda-benda yang tidak silindris atau tidak beraturan, karena lebih mudah disetel kesentrisannya dan juga dapat digunakan untuk mencekam benda kerja yang akan dibubut eksentrik atau sumbu senternya tidak sepusat. Jenis cekam ini pada umunya memilki rahang empat. Lihat gambar dibawah.

Untuk jenis cekam yang lain, rahangnya ada yang berjumlah dua buah yang diikatkan pada rahang satu dengan yang lainnya, tujuannya agar rahang pada bagian luar dapat dirubah posisinya sehingga dapat mencekam benda kerja yang memilki diameter relatif besar. Caranya yaitu dengan melepas baut pengikatnya, baru kemudian dibalik posisinya dan dikencangkan kembali. Hati-hati dalam memasang kembali rahang ini, karena apabila pengarahnya tidak bersih, akan mengakibatkan rahang tidak tidak sepusat dan kedudukannya kurang kokoh/ kuat. Gambar berikut adalah cekam dengan rahang dapat balik posisinya.

Selain jenis cekam yang telah disebutkan diatas, masih ada jenis cekam lain yaitu cekam yang memiliki rahang dengan bentuk khusus. Cekam ini digunakan untuk mengikat benda kerja yang perlu pengikatan dengan cara yang khusus. Lihat gambar dibawah.

Cekam pada saat digunakan harus dipasang pada spindel mesin. Cara pemasangannya tergantung dari bentuk dudukan/ pengarah pada spindel mesin dan cekam. Keduanya harus memilki bentuk yang sama, sehingga bila dipasangkan akan stabil dan presisi kedudukannya. Bentuk dudukan/ pengarah pada spindel pada umumnya ada dua jenis yaitu, berbentuk ulir dan tirus. Cekam terpasang pada spindel mesin dapat dilihat pada.

• Cekam Kolet (Collet Chuck)

Cekam kolet adalah salahsatu kelengkapan mesin bubut yang berfungsi untuk menjepit/ mencekam benda kerja yang memilki permukaan relatif halus dan berukuran kecil. Pada mesin bubut standar, alat ini terdapat tiga bagian yaitu: kolet (collet), dudukan/ rumah kolet (collet adapter) dan batang penarik (drawbar). Bentuk lubang pencekam pada kolet ada tiga macam diantaranya, bulat, segi empat dan segi enam.

Pemasangan kolet dengan batang penarik pada spindel mesin bubut harus dillakukan secara bertahap yaitu:

pertama: pasang dudukan/ rumah kolet pada spindel mesin (kedua alat harus dalam keadaan bersih),

kedua: pasang kolet pada dudukan/ rumah kolet (kedua alat dalam keadaan bersih),

ketiga: pasang batang penarik pada sipindel dari posisi belakang, selanjutnya kencangkan secara perlahan dengan memutar rodanya kearah kanan atau searah jarum sampai kolet pada posisi siap digunakan untuk menjepit/ mengikat benda kerja (kekencangannya hanya sekedar mengikat kolet). Bila kolet akan digunakan, caranya setelah benda kerja dimasukkan pada lubang kolet selanjutnya kencangkan hingga benda kerja terikat dengan baik.

• Alat Pembawa

Yang termasuk alat pembawa pada mesin bubut adalah, pelat pembawa dan pembawa (lathe doc).

• Pelat Pembawa

Jenis pelat pembawa ada dua yaitu, pelat pembawa permukaan bertangkai (driving plate) dan pelat pembawa permukaan rata (face plate). Konstruksi pelat pembawa berbentuk bulat dan pipih, berfungsi untuk memutar pembawa (lathe-dog) sehingga benda kerja yang terikat akan ikut berputar bersama spindel mesin.

Untuk jenis pembawa permukaan rata (face plate) selain digunakan sebagai pembawa lathe dog, alat ini juga dapat digunakan untuk mengikat benda kerja yang memerlukan pengikatan dengan cara khusus. Berikut contoh pengikatan benda kerja pada pelat pembawa.

• Pembawa (Late-dog)

Pembawa (late-dog) pada mesin bubut secara garis besar ada dua jenis yaitu, pembawa berujung lurus dan pembawa berujung bengkok. Fungsi alat ini adalah untuk membawa benda kerja agar ikut berputar bersama spindel mesin.

Didalam penggunaannya, pembawa berujung lurus digunakan berpasangan dengan plat pembawa permukaan bertangkai dan pembawa berujung bengkok digunakan berpasangan dengan plat pembawa beralur atau cekam mesin. Caranya benda kerja dimasukkan kedalam lubang pembawa, kemudian diikat/ dijepit dengan baut yang ada pada pembawa tersebut, sehingga akan dapat berputar bersama-sama dengan spindel mesin. Pembubutan dengan cara ini dilakukan apabila dikehendaki membubut menggunakan diantara dua senter.

Alat Penahan Benda Kerja

Alat penahan benda kerja pada mesin bubut standar ada dua yaitu: penyangga dan senter (senter tetap/ mati dan senter putar).

• Penyangga/ Penahan

Penyangga adalah salah satu alat pada mesin bubut yang digunakan untuk menahan benda kerja yang memilki ukuran relatif panjang. Benda kerja yang berukuran panjang, apabila dilakukan proses pembubutan bila tidak dibantu penyangga, kemungkinan diameternya akan menjadi elips/oval, tidak silindris dan tidak rata karena terjadi getaran akibat lenturan benda kerja. Penyangga pada mesin bubut ada dua macam yaitu, penyangga tetap (steady rest) – (Gambar 1.31), dan penyangga jalan (follower rest).

Penyangga Tetap

Penyangga Jalan

Penggunaan penyangga tetap, dipasang atau diikat pada alas/ meja mesin, sehingga kedudukannya dalam keadaan tetap tidak mengikuti gerakan eretan. Untuk penyangga jalan, pemasangannya diikatkan pada eretan memanjang sehingga pada saat eretannya digerakkan maka penyangga jalan mengikuti gerakan eretan tersebut.

 Senter

Senter terbuat dari baja yang dikeraskan dan digunakan untuk mendukung benda kerja yang akan dibubut. Ada dua jenis senter yaitu senter tetap/ mati (senter yang posisi ujung senternya diam tidak berputar pada saat digunakan) dan senter putar (senter yang posisi ujung senternya selalu berputar pada saat digunakan. Kedua jenis senter ini ujung pada bagian tirusnya memiliki sudut 60, dan bila digunakan pemasangannya pada ujung kepala lepas.

Mengingat senter tetap pada saat digunakan tidak ikut berputar (akan selalu terjadi gesekan pada ujung senternya), maka untuk menjaga agar tidak cepat aus harus sering diberi pelumas (oli/ stempet/ grease).

Spesifikasi/Ukuran Mesin Bubut Standar

Spesifikasi mesin bubut standar termasuk jenis mesin bubut lainnya, yang paling utama ditentukan oleh seberapa panpanjangnya jarak antara ujung senter kepala lepas dan ujung senter kepala tetap dan tinggi jarak antara pusat senter dengan meja mesin. Misalnya panjang mesin 2000 mm, berarti eretan memanjangnya hanya dapat digerakkan/ digeser sepanjang 2000 mm. Untuk tinggi mesin bubut, misalnya 250 mm, berarti mesin bubut tersebut hanya mampu membubut benda kerja maksimum berdiameter 250×2= 500 mm. Namun demikian ada beberapa mesin bubut standar, yang pada mejanya didesain berbeda yaitu pada ujung meja didekat spendel mesin/ kepala tetap konstruksi dibuat ada sambungannya, sehingga pada saat membubut benda kerja berdiameter melebihi kapasitas mesin sambungan mejanya tinggal melepas (bedah perut).