Proses pemesinan dengan menggunakan prinsip pemotongan
logam dibagi dalam tiga kelompok dasar, yaitu : proses pemotongan
dengan mesin pres, proses pemotongan konvensional dengan mesin
perkakas, dan proses pemotongan non konvensional . Proses
pemotongan dengan menggunakan mesin pres meliputi pengguntingan
(shearing), pengepresan (pressing) dan penarikan (drawing,
elongating). Proses pemotongan konvensional dengan mesin perkakas
meliputi proses bubut (turning), proses frais (milling), sekrap
(shaping). Proses pemotongan logam ini biasanya dinamakan proses
pemesinan, yang dilakukan dengan cara membuang bagian benda
kerja yang tidak digunakan menjadi beram (chips) sehingga terbentuk
benda kerja. Dari semua prinsip pemotongan di atas pada buku ini
akan dibahas tentang proses pemesinan dengan menggunakan mesin
perkakas.
Proses pemesinan adalah proses yang paling banyak dilakukan
untuk menghasilkan suatu produk jadi yang berbahan baku logam.
Diperkirakan sekitar 60% sampai 80% dari seluruh proses pembuatan
suatu mesin yang komplit dilakukan dengan proses pemesinan.
Klasifikasi Proses Pemesinan
Proses pemesinan dilakukan dengan cara memotong bagian
benda kerja yang tidak digunakan dengan menggunakan pahat (cutting
tool), sehingga terbentuk permukaan benda kerja menjadi komponen
yang dikehendaki. Pahat yang digunakan dipasang pada satu jenis
mesin perkakas dengan gerakan relatif tertentu (berputar atau
bergeser) disesuaikan dengan bentuk benda kerja yang akan dibuat.
Pahat yang digunakan dapat diklasifikasikan sebagai pahat
bermata potong tunggal (single point cutting tool) dan pahat bermata
potong jamak (multiple point cutting tool) . Pahat dapat melakukan
gerak potong (cutting) dan gerak makan (feeding). Proses pemesinan
dapat diklasifikasikan dalam dua klasifikasi besar yaitu proses
pemesinan untuk membentuk benda kerja silindris atau konis dengan
benda kerja/pahat berputar, dan proses pemesinan untuk membentuk
4
benda kerja permukaan datar tanpa memutar benda kerja. Klasifikasi
yang pertama meliputi proses bubut dan variasi proses yang dilakukan
dengan menggunakan mesin bubut, mesin gurdi (drilling), mesin frais
(milling), mesin gerinda (grinding). Klasifikasi kedua meliputi proses
sekrap (shaping, planing), proses slot (sloting), proses menggergaji
(sawing), dan proses pemotongan roda gigi (gear cutting). Beberapa
proses pemesinan tersebut ditampilkan pada Gambar 1.
Gambar 1.1. Beberapa proses pemesinan : Bubut (Lathe), Frais
(Milling), Sekrap (Planer, Shaper), Gurdi (Drilling), Gerinda
(Grinding), Bor (Boring), Pelubang (Punch Press), Gerinda
permukaan (Surface Grinding)
Pembentukan Beram ( Chips Formation) pada Proses
Pemesinan
Karena pentingnya proses pemesinan pada semua industri,
maka teori pemesinan dipelajari secara luas dan mendalam sejak lama,
terutama terjadinya proses penyayatan sehingga terbentuk beram.
Proses terbentuknya beram adalah sama untuk hampir semua proses
pemesinan, dan telah diteliti untuk menemukan bentuk yang
mendekati sebenarnya untuk kecepatan( speed), gerak makan (feed),
dan parameter yang lain, yang di masa yang lalu diperoleh dengan
perkiraan oleh para ahli dan operator proses pemesinan.
Dengan diterapkannya CNC ( Computer Numerically Control)
pada mesin perkakas, maka produksi elemen mesin menjadi sangat
cepat, sehingga menjadi sangat penting untuk menemukan
perhitungan otomatis untuk menentukan kecepatan dan gerak makan.
Informasi singkat berikut akan dijelaskan tentang beberapa aspek
penting tentang pembentukan beram dalam proses pemesinan. Alasanalasan
bahwa proses pemesinan adalah sulit untuk dianalisa dan
diketahui karakteristiknya diringkas sebagai berikut :
• Laju regangan (strain rate) adalah sangat tinggi
dibandingkan dengan proses pembentukan yang lain
• Prosesnya bervariasi tergantung pada bahan benda kerja,
temperatur benda kerja , cairan pendingin, dan sebagainya
• Prosesnya bervariasi tergantung pada material pahat,
temperatur pahat , dan getaran pahat
• Prosesnya hanya tergantung pada pahat (tool cutter). Tidak
seperti proses yang lain seperti molding dan cold forming
yang memiliki banyak variasi yang mungkin timbul untuk
konfigurasi yang sama.
Untuk semua jenis proses pemesinan termasuk gerinda,
honing, lapping, planing, bubut, atau frais, fenomena pembentukan
beram adalah mirip pada satu titik di mana pahat bertemu dengan
benda kerja. Pada Gambar 1. 2 dan 1.3 dijelaskan tentang kategori
dari jenis-jenis beram :
Gambar 1.2. Jenis-jenis bentuk beram pada proses pemesinan
Gambar 1.3 . Beberapa bentuk beram hasil proses pemesinan : beram
lurus (staright), beram tidak teratur (snarling), helik tak
terhingga ( infinite helix), melingkar penuh ( full turns),
setengan melingkar (half turns), kecil (tight)
Gambar 1.10 di bawah dijelaskan tentang teori terbentuknya
beram pada proses pemesinan. Untuk mempermudah penjelasan maka
digunakan gambar dua dimensi untuk menjelaskan geometri dasar dari
terbentuknya beram.
Gambar 1.4. Gambar dua dimensi terbentuknya beram (chips)
Material benda kerja di depan pahat dengan cepat melengkung ke
atas dan tertekan pada bidang geser yang sempit (di Gambar 1.4 terlihat
sebagai garis tebal) . Untuk mempermudah analisis, daerah geser
tersebut disederhanakan menjadi sebuah bidang. Ketika pahat bergerak
maju, material di depannya bergeser pada bidang geser tersebut. Apabila
materialnya ulet , retakan tidak akan muncul dan beram akan berbentuk
pita kontinyu. Apabila material rapuh, beram secara periodik retak dan
beram berbentuk kecil-kecil terbentuk. Apabila hasil deformasi pada
bidang geser terdorong material yang berikutnya, maka beram tersebut
lepas. Seperti pada diagram tegangan regangan logam, deformasi elastis
akan diikuti deformasi plastis, kemudian bahan pada akhirnya luluh
akibat geser.
