Matakuliah : D0234/Teknologi Proses Tahun : 2007/2008 TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Pertemuan 24 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 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 menyebabkan 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 : 1) Kerusakan karena retak/patah (fracture failure), 2) 3) Bina Nusantara 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. TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Keausan perkakas : Biasanya terjadi bila pemakaian dilakukan secara berulang-ulang. Terdapat dua jenis keausan pada perkakas, yaitu : 1) 2) Gambar 22.1 Jenis keausan perkakas Bina Nusantara keausan dalam bentuk lubang (crater wear), dan keausan pada panggul (flank wear). TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG 1) 2) Bina Nusantara 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. TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG MEKANISME TERJADINYA KEAUSAN PADA PERKAKAS ABRASIF (1) Panas naik Pengikisan Flank wear DEFORMASI PLASTIK (4) Panas naik AUS (WEAR) Panas naik Crater wear Atom-atom lepas Partikel-partikel lepas Panas naik ADESIF DEFUSI (2) (3) Gambar 22.2 Mekanisme terjadinya keausan pada perkakas Bina Nusantara TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG Abrasif; terjadi karena adanya pengikisan pada perkakas akibat pengerjaan benda kerja yang keras. 2) Adesif; terjadi akibat adanya gaya tekan dan panas yang tinggi sehingga perkakas mengalami keausan akibat adanya partikel-partikel kecil material perkakas yang lepas dari permukaannya dan melekat pada bagian benda kerja. Hal ini biasa terjadi antara serpihan dengan permukaan garuk perkakas. 3) Difusi; prosesnya hampir sama dengan adesif, tetapi disini yang melepaskan diri adalah atom-atom material perkakas, berdifusi menuju serpihan sehingga kekerasan perkakas berkurang. Bila proses ini berlanjut secara terus-menerus, maka akan mudah mengalami adesi dan abrasi. Difusi adalah merupakan penyebab terjadinya keausan dalam bentuk lubang (crater wear) pada perkakas. 4) Deformasi plastik; karena adanya peningkatan temperatur yang tinggi akibat gesekan, maka material perkakas menjadi lunak dan mudah mengalami deformasi plastik. Deformasi plastik merupakan penyebab utama terjadinya keausan panggul (flank wear). Keausan perkakas akan bertambah cepat bila kecepatan potong dan temperatur tinggi. Bina Nusantara 1) 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 mengidentifikasi laju keausan perkakas, yaitu : • • • Gambar 22.3 Kurve hubungan antara keausan dan waktu potong perkakas Bina Nusantara Periode peretakan (breakin period); Daerah keausan konstan (steady-state wear region); Daerah kerusakan (failure region) . TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG 1) 2) 3) Bina Nusantara 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. 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 Gambar 22.4 Kurve keausan perkakas dengan beberapa kecepatan yang berbeda peningkatan laju keausan. Dengan bertambahnya kecepatan potong, maka laju keausan juga bertambah, sehingga tingkat kerusakan yang sama akan dicapai dalam waktu yang lebih cepat. Bina Nusantara 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. Gambar 22.5 Grafik hubungan antara kecepatan potong terhadap umur perkakas (dalam bentuk logaritme natural) Bina Nusantara vT n =C 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 dimana : = C(Tref) n 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 n 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 Bina Nusantara n = 0,329 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 mengabaikan kedalaman potong dan kekerasan, sehingga rumus di atas dapat dirubah menjadi : vT nf Bina Nusantara m = K(Tref) n(fref) m TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG KRETERIA UMUR PERKAKAS DALAM INDUSTRI Terdapat 9 kreteria yang biasa digunakan dalam operasi pemesinan produksi, yaitu : 1) 2) 3) Bina Nusantara 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; TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG 4) 5) 6) 7) 8) 9) Bina Nusantara 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. TEKNOLOGI PERKAKAS PEMOTONG SELESAI TERIMA KASIH Bina Nusantara
© Copyright 2024 Paperzz
