Parameter dan perhitungan kecepatan pisau frais metrik / parameter and calculation speed metric of milling cutter

Parameter Pemotongan CNC Turning

Pendahuluan

	Yang dimaksud dengan parameter pemotongan pada proses pembubutan adalah, informasi berupa dasar-dasar perhitungan, rumus dan tabel-tabel yang mendasari teknologi proses pemotongan/penyayatan pada mesin bubut diantaranya. Parameter pemotongan pada proses pembubutan meliputi; kecepatan potong (Cutting speed - Cs), kecepatan putaran mesin (Revolotion Permenit - Rpm), kecepatan pemakanan (Feed - F) dan waktu proses pemesinannya.
	Kecepatan Potong (cutting Speed)

	Yang dimaksud dengan kecepatan potong (Cs) adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman menghasilkan tatal dalam satuan panjang/waktu (meter/menit atau feet/ menit). Ilustrasi kecepatan potong pada proses pembubutan, dapat dilihat pada (Gambar 4.1)
	Gambar 4.1. Ilustrasi kecepatan potong pada proses pembubutan
	Pada gerak putar seperti mesin bubut, kecepatan potongnya (Cs) adalah: Keliling lingkaran benda kerja (π.d) dikalikan dengan putaran atau : Cs = π.d.n Meter/menit. Keterangan: d : diameter benda kerja  (mm) n : putaran mesin/benda kerja (putaran/menit - Rpm) π : nilai konstanta = 3,14 Kecepatan potong untuk berbagai macam bahan teknik yang umum dikerjakan pada proses pemesinan, sudah diteliti/diselidiki para ahli dan sudah dipatenkan lihat tabel 4.1 kecepatan potong. Sehingga dalam penggunaannya tinggal menyesuaikan antara jenis bahan yang akan dibubut dan jenis alat potong yang digunakan. Sedangkan untuk bahan-bahan khusus/spesial, tabel Cs-nya dikeluarkan oleh pabrik pembuat bahan tersebut. Pada tabel kecepatan potong (Cs) juga disertakan jenis bahan alat potongnya. Yang pada umumnya, bahan alat potong dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu HSS (High Speed Steel) dan karbida (carbide). Pada tabel tersebut menunjukkan bahwa dengan alat potong yang bahannya karbida, kecepatan potongnya lebih besar jika dibandingkan dengan alat   potong HSS (Tabel 4.1).

Tabel 4.1. Kecepatan Potong Bahan

Bahan	Pahat BubutHSS		Pahat Bubut Karbida
	m/men	Ft/min	M/men	Ft/min
Baja lunak(Mild Steel)	18 - 21	60 - 70	30 - 250	100 - 800
Besi Tuang(Cast Iron)	14 - 17	45 - 55	45 - 150	150 - 500
Perunggu	21 - 24	70 - 80	90 - 200	300 - 700
Tembaga	45 - 90	150 - 300	150 - 450	500 - 1500
Kuningan	30 - 120	100 - 400	120 - 300	400 - 1000
Aluminium	90 - 150	300 - 500	90 - 180	a.- 600

3 Kecepatan Putaran Mesin Bubut (Revolution Per Menit - Rpm)

	Yang dimaksud kecepatan putaran mesin bubut adalah, kemampuan kecepatan putar mesin bubut untuk melakukan pemotongan atau penyayatan dalam satuan putaran/menit. Maka dari itu untuk mencari besarnya putaran mesin sangat dipengaruhi oleh seberapa besar kecepatan potong dan keliling benda kerjanya. Mengingat nilai kecepatan potong untuk setiap jenis bahan sudah ditetapkan secara baku, maka komponen yang bisa diatur dalam proses penyayatan adalah putaran mesin/benda kerjanya. Dengan demikian rumus dasar untuk menghitung putaran mesin bubut adalah:                                                                                 Cs = π.d.n Meter/menit        Karena satuan kecepatan potong (Cs) dalam meter/menit sedangkan satuan diameter benda kerja dalam milimeter, maka satuannya harus disamakan terlebih dahulu yaitu dengan mengalikan nilai kecepatan potongnya dengan angka 1000 mm. Maka rumus untuk putaran mesin menjadi; Keterangan : d    : diameter benda kerja (mm) Cs  : kecepatan potong (meter/menit) π    : nilai konstanta = 3,14
	Contoh 1 : Sebuah baja lunak berdiameter 62 mm, akan dibubut dengan kecepatan potong (Cs) 25 meter/menit. Pertanyaannya adalah: Berapa besar putaran mesinnya ? Jawaban :                  Jadi kecepatan putaran mesinnya adalah sebesar 128,415 putaran per-menit
	Contoh 2 : Sebuah baja lunak berdiameter 2,5 inchi, akan dibubut dengan kecepatan potong (Cs) 20 meter/menit. Pertanyaannya adalah;  Berapa besar putaran  mesinnya ? Jawaban : Satuan inchi bila dijadikan satuan mm harus dikalikan 25,4 mm. Dengan demikian diamter 2 inchi = 2,5 x 25,4 = 63,5 mm. Maka putaran mesinnya adalah; Jadi putaran mesinnya adalah sebesar 100,305 putaran per-menit Hasil perhitungan di atas pada dasarnya sebagai acuan dalam menyetel    putaran mesin agar sesuai dengan putaran mesin yang tertulis pada tabel yang ditempel di mesin tersebut. Artinya, putaran mesin aktualnya dipilih   dalam tabel pada mesin yang nilainya paling dekat dengan hasil   perhitungan di atas. Untuk menentukan besaran putaran mesin bubut juga dapat menggunakan tabel yang sudah ditentukan berdasarkan perhitungan empiris.

4 Kecepatan Pemakanan (Feed - F)

	Kecepatan pemakanan atau ingsutan ditentukan dengan mempertimbangkan beberapa faktor, diantaranya: kekerasan bahan, kedalaman penyayatan,sudut-sudut sayat alat potong, bahan alat potong, ketajaman alat potong dan kesiapan mesin yang akan digunakan. Kesiapan mesin ini dapat diartikan, seberapa besar kemampuan mesin dalam mendukung tercapainya kecepatan pemakanan yang optimal. Disamping beberapa pertimbangan tersebut, kecepatan pemakanan pada umumnya untuk proses pengasaran ditentukan pada kecepatan pemakanan tinggi karena tidak memerlukan hasil pemukaan yang halus (waktu pembubutan lebih cepat), dan pada proses penyelesaiannya/finising digunakan kecepatan pemakanan rendah dengan tujuan mendapatkan kualitas hasil penyayatan yang lebih baik sehingga hasilnya halus (waktu pembubutan lebih cepat). Besarnya kecepatan pemakanan (F) pada mesin bubut ditentukan oleh seberapa besar bergesernya pahat bubut  (f) dalam satuan mm/putaran dikalikan seberapa besar putaran mesinnya dalam satuan putaran. Maka rumus untuk mencari kecepatan pemakanan (F) adalah ;                                              F = f x n (mm/menit).                                                    Keterangan: f  = besar pemakanan atau bergesernya pahat (mm/putaran) n = putaran mesin (putaran/menit)
	Contoh  1: Sebuah benda kerja akan dibubut dengan putaran mesinnya 750 putaran/menit dan besar pemakanan (f) 0,2 mm/putaran. Pertanyaannya adalah; Berapa besar kecepatan pemakanannya ? Jawaban : F = f x n F =  0,2 x 750 = 150 mm/menit. Pengertiannya adalah; pahat bergeser sejauh 150 mm, selama satu menit.
	Contoh  2: Sebuah benda kerja berdiameter 40 mm, akan dibubut dengan kecepatan potong (Cs) 25 meter/menit dan besar pemakanan (f) 0,15 mm/ putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa besar kecepatan pemakanannya ? Jawaban : F = f x n F =  0,15 x 199 = 29,85 mm/menit. Pengertiannya adalah, pahat bergeser sejauh 29,85 mm, selama satu menit.

5 Waktu Pemesinan Bubut (tm)

Dalam membuat suatu produk atau komponen pada mesin bubut, lamanya waktu proses pemesinannya perlu diketahui/dihitung. Hal ini penting karena dengan mengetahui kebutuhan waktu yang diperlukan, perencanaan dan kegiatan produksi dapat berjalan lancar. Apabila diameter benda kerja, kecepatan potong dan kecepatan penyayatan/ penggeseran pahatnya diketahui, waktu pembubutan dapat dihitung.
1.	Waktu Pemesinan Bubut Rata
	Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pemesinan bubut adalah, seberapa besar panjang atau jarak tempuh pembubutan (L) dalam satuan mm dan kecepatan  pemakanan (F) dalam satuan mm/menit. Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa, panjang total pembubutan (L) adalah panjang pembubutan rata ditambah star awal pahat (ℓa), atau: L total= ℓa+ ℓ (mm). Untuk nilai kecepatan pemakanan (F), dengan berpedoman pada uraian sebelumnya F= f.n (mm/putaran).   Gambar 4.2. Panjang pembubutan rata. Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan diatas, maka perhitungan waktu pemesinan bubut rata (tm) dapat dihitung dengan rumus:   L = ℓa+ ℓ (mm) F = f.n (mm/menit) Keterangan: f   = pemakanan dalam satau putaran (mm/put) n  = putaran benda kerja (Rpm) ℓ  = panjang pembubutan rata (mm) la = jarak star pahat (mm) L  = panjang total pembubutan rata (mm) F  = kecepatan pemakanan mm/menit
	Contoh soal 1: Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D) = 40 mm akan dibubut rata menjadi (d) = 30 mm sepanjang (ℓ) = 65, dengan jarak star pahat (la) = 4 mm. Data-data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut; Putaran mesin = 500 putaran/menit, dan pemakanan mesin dalam satu putaran (f) = 0,05 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan rata sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/ proses?. Jawaban soal 1:            L = ℓa+ ℓ = 65+4 = 69 mm           F = f.n = 0,05 x 500 = 25 mm/menit Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai data diatas adalah  selama 2,76 menit.
	Contoh soal 2 : Sebuah benda kerja  dengan diameter  terbesar (D) = 30 mm akan  dibubut rata menjadi (d) = 30 mm sepanjang (ℓ) = 70, dengan jarak star pahat (ℓa) = 4 mm. Data-data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong (Cs) = 25 meter/menit, dan pemakanan mesin dalam satu putaran   (f) = 0,03 mm/putaran. Pertanyaannya adalah; Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan rata sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses? Jawaban soal 2 :      L = ℓa + ℓ = 70+4 = 74 mm     F = f.n = 0,03 x 265 = 7,95 mm/menit Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai data diatas adalah selama 9,308 menit.
2.	Waktu Pemesinan Bubut Muka (Facing)
	Perhitungan waktu pemesinan bubut muka pada prinsipnya sama dengan menghitung waktu pemesinan bubut rata, perbedaannya hanya terletak pada arah pemakanan yaitu melintang. Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa, panjang total pembubutan (L) adalah panjang pembubutan muka ditambah star awal pahat (ℓa), sehingga;   Untuk nilai kecepatan pemakanan (F), dengan mengacu pada uraian sebelumnya  F= f.n (mm/putaran).    Gambar 4.3. Panjang langkah pembubutan muka (facing)  Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan diatas, maka perhitungan waktu pemesinan bubut muka (tm) dapat dihitung dengan rumus: Keterangan: d   = diameter benda kerja f    = pemakanan dalam satu putaran (mm/putaran) n   = putaran benda kerja (Rpm) ℓ   = panjang pembubutan muka (mm) la  =  jarak star pahat (mm)   L   =  panjang total pembubutan muka (mm) F   =  kecepatan pemakanan setiap (mm/menit)
	Contoh soal 1: Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D) = 50 mm akan dibubut muka dengan jarak star pahat (ℓa) = 3 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Putaran mesin = 500 putaran/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,05 mm/putaran. Pertanyaannya adalah: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan muka sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ? Jawaban soal 1: Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan muka sesuai data diatas adalah selama 1,12 menit.
	Contoh soal 2: Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D)= 60 mm akan dibubut muka dengan jarak star pahat (ℓa) = 3 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong  (Cs) = 35 meter/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,06 mm/putaran. Pertanyaannya adalah; Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan muka sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses? Jawaban soal 2:     Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan muka sesuai data diatas adalah selama 3,405 menit.
3.	Waktu Pengeboran Pada Mesin Bubut
	Perhitungan waktu pengeboran pada mesin bubut, pada prinsipnya sama dengan menghitung waktu pemesinan bubut rata dan bubut muka. Perbedaannya hanya terletak pada jarak star ujung mata bornya. Pada gambar dibawah menunjukkan bahwa, panjang total pengeboran (L) adalah panjang pengeboran (ℓ) ditambah star awal mata bor (ℓa = 0,3 d), sehingga: L = ℓ + 0,3d (mm). Untuk nilai kecepatan pemakanan (F) mengacu pada uraian sebelumnya F = f.n (mm/putaran)    Gambar 4.4 .  Panjang langkah pengeboran Berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan diatas, maka perhitungan waktu pengeboran (tm) dapat dihitung dengan rumus: Keterangan : ℓ = panjang pengeboran L = panjang total pengeboran d = diameter mata bor n = putaran mata bor (Rpm) f = pemakanan (mm/putaran)
	Contoh soal 1: Sebuah benda kerja akan dilakukan pengeboran sepanjang 28 mm dengan mata bor berdiameter 10 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut; Putaran mesin = 700 putaran/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,04 mm/putaran. Pertanyaannya adalah; Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengeboran pada mesin bubut sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ? Jawab soal 1 : Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran sesuai data diatas adalah selama 1,107 menit.
	Contoh soal 2: Sebuah benda kerja akan dilakukan pengeboran sepanjang 40 mm dengan mata bor berdiameter 10 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong (Cs) = 25 meter/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,03 mm/putaran. Pertanyaannya adalah ; Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan pengeboran pada mesin bubut sesuai data diatas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses ? Jawab soal 2 : Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran sesuai data diatas adalah selama 1,298 menit. Mesin CNC Frais Parameter dan perhitungan kecepatan pisau frais metrik / parameter and calculation speed metric of milling cutter Cutting Speed and Feed in Milling Operation Cutting speed dalam proses pengefraisan adalah kemampuan pisau frais memotong benda kerja dengan kecepatan yang dihitung dari perkalian panjang keliling dari diameter pisau frais dengan jumlah putaran dalam satu menit. Faktor yang mempengaruhi Cutting Speed : 1.    Kekerasan (hardness) Keras                               Lunak CS lambat                        CS Cepat 2.    Keuletan (ductility) Ulet                                  Getas CS lambat                        CS Cepat 3.    Tegangan tarik (tensile strength) Teg. Tarik Tinggi             Teg. Tarik rendah CS lambat                        CS Cepat Untuk menentukan cutting speed tidak bisa hanya berdasarkan salah satu faktor saja dan tidak ada rumusan yang pasti dalam menentukan cutting speed karena setiap material mempunyai karakteristik yang berbeda. Dalam penentuan cutting speed kebanyakan dilakukan secara empiris saja. Factor yang paling mendekati dalam penentuan cutting speed paling mudah dilihat dari tegangan tarik suatu material atau dengan melihat dua atau seluruh factor diatas. Misalnya material yang lunak, ulet dan teg. tarik tinggi mempunyai cutting speed yang lebih tinggi dari pada material yang lebih keras tetapi getas dan teg tariknya rendah. Berikut adalah tabel cutting speed dari beberapa jenis material untuk alat potong HSS Perhitungan Dari cutting speed maka putaran mesin dapat diperoleh dari : Ket : n = putaran spindle                          (putaran/menit) D = Diameter pisau frais                   (milimeter) CS = Cutting Speed                          (meter/menit) Catatan : Untuk pisau frais dari carbide Cutting Speed = 2 x CS Cutter HSS Untuk Twist Drill, NC drill dsb Cutting Speed = 0.5 x CS Cutter HSS Untuk Countersink, Reamer dsb Cutting Speed = 0.25 x CS Cutter HSS Untuk Boring head disesuaikan dengan material alat potong. Feeding dalam proses pengefraisan adalah jarak penyayatan dalam satu menit yang di hitung dari besarnya sayatan pergigi (sz atau fz) dikalikan dengan jumlah mata potong dan dikalikan putaran pisau frais dalam satu menit. Dirumuskan : Ket : s = feeding                            (mm/menit) sz = sayatan per gigi             (mm/gigi) z = jumlah gigi n = putaran pisau frais          (putaran/menit) Tabel sayatan pergigi dalam milimeter Note : Harga tersebut diatas adalah maksimum  Contoh Soal. Diketahui material dari bahan Stainless Steel 304 akan dipotong dengan pisau frais jari (end mill) HSS dengan diameter 20 mm dan jumlah gigi potong (mata potong) = 4 buah. berapakah putaran mesin dan feeding yang seharusnya dipakai? Diketahui : CS = 18 m/menit (diambil dari tabel kecepatan potong untuk material stainless steel 304) sz  = 0,05 mm/gigi (diambil dari tabel sayatan per gigi) D  = 20 mm Jawab: n = 1000 . CS /  π . D n = 1000 . 18 / π . 20 n = 286,4 rpm jadi putaran mesin yang didapatkan adalah 286,4 rpm, karena pada mesin terdapat 250 dan 300 rpm yang dipakai adalah 250 rpm (diambil pendekatan kebawah).  s = sz . z . n s = 0,05 . 4 . 286,7 s = 57,29 mm/menit jadi kecepatan penyayatan (feeding) adalah 57,29 mm/menit, artinya dalam satu menit pisau frais bergerak sepanjang 57,29 mm pada benda kerja. pada mesin terdapat 56 dan 63 mm/menit maka yang dipakai adalah 56 mm/menit Tugas Butlah dua butir soal beserta pembahasannya untuk menghitung waktu penyayatan yang dibutuhkan 1. Soal dan pembahasan pertama terkait dengan waktu penyayatan di CNC Turning 2. Soal dan pembahasan kedua terkait dengan waktu penyayatan cnc Milling soal dibuat selasa pagi jam ke -1 sd jam ke - 8, diupload paling lambat hari selasa 27 April 2020 maksimal jam 24.00 WIB jangan lupa Comment sebagai Presensi harian. link up load saya share di WAG. good luck dan jangan lupa bahagia  Andrias Budi Raharja