96 Teknologi Dasar Otomotif
B. Alat Keselamatan Kerja
Alat-alat keselamatan kerja yang harus digunakan pada waktu mengelas antara lain:
1. Kedok Las Kedok las atau helm las digunakan untuk melindungi muka dari sinar las
yang kuat, sinar ultra violet, infra merah dan percikan api las. Kedok las selain dilengkapi kaca filter, di bagian luarnya dipasang kaca bening untuk
melindungi kaca filter. Apabila kaca bening ini sudah kotor, maka kaca tersebut dapat diganti. Penggunaan kedok las ada dua macam yaitu :
dengan cara dipegang tangan dan ada yang dipasang langsung pada kepala. Ukuran kca filter dipilih berdasarkan kuat sinar las. Contoh : ukuran
kaca filter no. 9 untuk kawat las 0 2, no. 10 untuk kawat las 0 2,5, no. 11 untuk kawat las 0 3,2
– 4, no. 12 untuk kawat las 0 4 – 6. 2. Apron Las
Apron las berfungsi untuk melindungi badan dari sinar panas, percikan api dan terak las.
3. Sarung Tangan Sarung tangan dari kulit atau asbes, digunakan untuk melindungi tangan dari
sinar panas dan percikan api las. 4. Kaca Mata Bening
Kaca mata bening digunakan untuk melindungi mata dari percikan api dan terak las pada waktu membersihkan kalur las.
5. Masker Las Digunakan untuk melindungi pernapasan dari debu dan asap las.
6. Sepatu Las Sepatu las berguna untuk melindungi kaki dari semburan bunga api las. Bila
tidak ada sepatu las, dapat digunakan sepatu biasa yang tertutup seluruhnya.
7. Kamar Las Kamar las dimaksudkan untuk menjaga agar cahaya las tidak mengganggu
orang yang ada disekitarnya, maka kamar las harus dibuat dari bahan yang tahan api. Tiap kamar las dilengkapi dengan ventilasi dan meja las. Di dalam
kamar las, harus dihindarkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar karena percikan, terak dan bunga api.
Di unduh dari : Bukupaket.com
97 Teknologi Dasar Otomotif
C. ELEKTRODA
Elektroda selain
berfungsi sebagai logam kontak dan
pembangkit busur
, juga
sebagai bahan
pengisi. Elektroda
dibuat dengan
bermacam-macam ukuran dan jenis sesuai dengan kebutuhan
pengelasan atau bahan yang akan dilas. Untuk mengelas
jenis las
busur tangan,
elektroda yang dipakai adalah elektroda bersalut.
Tebal salutan elektroda antara 10 sampai 50 dari garis
tengah elektroda.
Salutan elektroda pada waktu mengelas
akan turut mencair dan menghasilkan gas CO
2
yang melindungi busur listrik dan cairan logam las dari oksidasi udara luar. Adapun terak akan melindungi
cairan logam las dari oksidasi udara luar selama proses pendinginan. Fungsi salutan elektroda ialah:
1. Memudahkan penyalaan. 2. Memelihara busur tetap nyala.
3. Menjadi gas pelindung cairan logam las dari oksidasi udara luar. 4. Menjadi terak yang melindungi jalur las selama proses pendinginan.
5. Sebagai pengganti unsur yang hilang akibat panas las. 6. Membersihkan kotoran pada bagian yang di las.
7. Memelihara jalur las. Supaya menghasilakan rigi-rigi las yang bagus, pemilihan diameter elektode
harus disesuaikan dengan tebal metal yang dilas dan kuat arusampere yang digunakan, berikut ini rekomendasi besarnya diameter,kuat arus dan tebal pelat.
Gambar 5.22 elektrode
Di unduh dari : Bukupaket.com
98 Teknologi Dasar Otomotif
1. Penyalaan
Ada dua cara menyalakan busur api las, yaitu : 1. Sistem Sentuh
Caranya dekatkan
ujung elektroda
ke benda
kerja setinggi 20 mm, kemudian
turunkan elektroda perlahan- lahan sampai ujung elektroda
menyentuh benda
kerja. Kemudian angkat lagi ke atas
setinggi kurang lebih 10 mm busur las tidak mati atur
busur nyala api arc length secukupnya dan selanjutnya mulai pengelasan. Pada saat elektroda
menyentuh benda kerja akan terjadi api yang ditimbulkan dari hubungan singkat.
2. Sistem Gores Untuk menyalakan busur las dengan sistem gores, caranya : Dekat-kan
ujung elektroda diatas benda kerja setinggi 20 mm lalu goreskan dari muka ke belakang ujung elektroda menyentuh benda kerja akan terjadi api akibat
hubungan singkat. Angkat elektroda ke atas sehingga 10 mm dan gerakkan elektroda pada tempat dimana akan mulai mengelas. Kemudian turunkan
sampai ujung elektroda mendekati benda kerja arc length antara 0,5 Tabel 5.1 hubungan arus, tebal plat dan diameter elektrode
Gambar 5.23 penyalaan sistem sentuh dan gores
Di unduh dari : Bukupaket.com
99 Teknologi Dasar Otomotif
sampai 1 kali besar elektroda kemudian tarik ke belakang maka terjadilah jalur las.
Gerakan Elektrode Las Listrik
Cara menggerakkan elektroda
banyak sekali
macamnya. Semua cara tersebut
tujuannya sama yaitu untuk mendapatkan
urutan manik
las pada
sambungan agar merata, halus,
serta menghindari
terjadinya takikan
dan kubangan terak.
c. Rangkuman
Proses pengelasan merupakan ikatan metalurgi antara bahan dasar yang dilas dengan elektroda las yang digunakan, melalui energi panas.
Keuntungan penggunaan las adalah :a. Konstruksi sambungan las mudah dilakukan, b. Waktu pengerjaan sambungan las relatif lebih cepat, c. Bahan
lebih hemat, d. Konstruksi lebih ringan, e. Diperoleh bentuk sambungan yang lebih estetis indah.
Las resistensi listrik adalah suatu cara pengelasan dimana permukaan pelat yang disambung ditekankan satu sama lain dan pada saat yang sama arus listrik
dialirkan sehingga permukaan tersebut menjadi panas dan mencair. Jenis-jenis nyala api pada las acetelyne adalah nyala api karburasi, nyala api
oksidasi dan nyala api netral. Gambar 5.24 gerakan elektrode
Di unduh dari : Bukupaket.com
100 Teknologi Dasar Otomotif
Dalam las karbitacetelyne ada dua teknik pengelasan yang biasa dipakai yaitu teknik pengelasan maju dan teknik pengelasan mundur.
Hasil las busur cahayalas listrik dipengaruhi beberapa faktor yaitu : Pemilihan elektroda, bahan logam lasan, pengaturan tegangan dan arus listrik, kecepatan
pengelasan, polaritas las, dan gerakan elektroda. Dalam menetukan hal-hal tersebut faktor pengalaman sangat berperan.
Ada dua macam cara penyalaan busur api las pada pengelasan listrik yaitu, sistem gores dan sistem sentuh.
d. Tugas 5
Buatlah rangkuman mengenai kegiatan belajar ini secara individu
e. Tes Formatif 5
1
Jelaskan apa yang dimaksud dengan las resistensi listrik.
2
Berikan 6 contoh alat pengelasan acetelyine beserta fungsi masing-masing alat tersebut.
3
Jelaskan tentang macam-macam nyala api pada pengelasan acetelyne.
4
Jelaskan secara singkat proses terjadinya busur cahaya pada pengelasan busur listrik.
5
Apa keuntungan dan kerugian arah pengelasan mundur pada las karbid. Jelaskan
f. Kunci Jawaban Formatif 5
1
Las resistensi listrik adalah suatu cara pengelasan dimana permukaan pelat yang disambung ditekankan satu sama lain dan pada saat yang sama arus
listrik dialirkan sehingga permukaan tersebut menjadi panas dan mencair.
2
Peralatan pengelasan acetelyine beserta fungsinya antara lain :
3
Brander las sebagai tempat bercampurnya gas karbit dengan oksigen O2.
a.
regulator berfungsi untuk mengukur tekanan gas pada tabung dan membatasi tekanan gas yang keluar dari tabung, baik gas oksigen
maupun gas karbit.
Di unduh dari : Bukupaket.com
101 Teknologi Dasar Otomotif
b.
Katup pengaman untuk menghindari terjadinya tekanan dan pembakaran balik.
c.
Kacamata berfungsi untuk melindungi mata dari kilauan busur api yang dihasilkan dari las karbid.
d.
Jarum pembersih untuk membersihkan kotoran yang menyumbat pada torekh ujung brander
e.
Kunci tabung untuk membuka dan menutup tabung gas karbit dan gas oksigen.
4
Macam-macam nyala api pada las acetelyne adalah : a. Nyala api karburasi adalah nyala api yang kelebihan gas karbid. Batas
nyala ketiga kerucut yang terjadi tidak jelas. b. Nyala api oksidasi adalah nyala api yang kelebihan oksigen. Pada nyala
api oksidasi terlihat dua kerucut, dan kerucut bagian dalam pendek berwarna birupucat sampai ungu. Pada nyala api oksidasiini biasanya
terdengar suara berdesis. c. Nyala api netral terbentuk karena campuran gas karbid dan oksigen
yang seimbang. Nyala api netral terdapat dua kerucut dengan batas yang cukup jelas. Kerucut dalam berwarna putih bersinar dan kerucut luar
berwarna biru bening.
5
Proses terjadinya busur cahaya: Pada pembentukan busur cahaya, elektrode keluar dari kutup negatif katoda dan mengalir dengan kecepatan
tinggi ke kutup positif anoda. Dari katup positif mengalir partikel positif ion positif ke kutup negatif. Melalui proses ini, ruang udara diantara katoda dan
anoda benda kerja dan elektroda dibuat penghantar untuk arus listrik diionisasikan dan dimungkinkan pembentukan busur cahaya. Sebagai arah
arus berlaku arah gerakan ion-ion positif.
6
Keuntungan Teknik pengelasan kebelakang mundur lebih mudah untuk mendapatkan hasil las yang sempurna, daerah panas lebih sempit sehingga
penyusutan dan timbulnya tegangan panas relatif kecil, celah kampuh sambungan las dapat diperkecil, sehingga volume kampuh las menjadi kecil.
Di unduh dari : Bukupaket.com
102 Teknologi Dasar Otomotif
Dengan demikian penggunaan bahan tambah dapat efisien. kerugian dalam pengelasan mundur ini adalah tidak adanya pemanasan pendahuluan
sehingga penggunaan gas karbid menjadi lebih banyak.
Di unduh dari : Bukupaket.com
103 Teknologi Dasar Otomotif
6. Kegiatan Belajar 6 Sambungan Ulir a. Tujuan Kegiatan Belajar 6
Setelah mempelajari topik bahasan ini diharapkan siswa mampu : 1. Menyebutkan keuntungan dan kerugian sambungan ulir
1. Mendeskripsikan fungsi ulir 2. Mendeskripsikan jenis- jenis dan bentuk ulir.
3. Menghitung besasrnya tegangan tarik yang terjadi pada ulir 4. Menghitung besasrnya tegangan geser yang terjadi pada ulir
b. Uraian Materi 6
Sambungan ulir adalah sambungan yang menggunakan kontruksi ulir untuk mengikat dua atau lebih komponen permesinan. Sambungan Ulir merupakan
jenis dari sambungan semi permanent dapat dibongkar pasang. Sambungan ulir terdiri dari 2 dua bagian, yaitu baut dimana memiliki ulir di bagian luar dan
Mur dimana memiliki ulir di bagian dalam. Sambungan Ulir digunakan pada sambungan yang tidak permanen.
1. FUNGSI SAMBUNGAN ULIR
Dilihat dari kontruksi yang memiliki ulir yang dapat di bongkar pasang sambungan ulir memiliki fungsi teknis utama, yaitu:
Digunakan pada bagian mesin yang memerlukan sambungan dan pelepasan tanpa merusak bagian mesin.
Untuk memegang dan penyesuaian dalam perakitan atau perawatan. KEUNTUNGAN DAN KERUGAIAN SAMBUNGAN ULIR
Ditinjau dari sisi teknik sambungan ulir memiliki keuntungan dan kerugian sebagai berikut;
Di unduh dari : Bukupaket.com
104 Teknologi Dasar Otomotif
Keuntungan Sambungan Ulir
1.
Mempunyai reliabilitas kehandalan tinggi dalam operasi.
2.
Sesuai untuk perakitan dan pelepasan komponen.
3.
Suatu lingkup yang luas dari sambungan baut diperlukan untuk beberapa kondisi operasi.
4.
Lebih murah untuk diproduksi dan lebih efisien.
Kerugian Sambungan Ulir
Konsentrasi tegangan pada bagian ulir yg tidak mampu menahan berbagai kondisi beban
Istilah-istilah dalam ulir terlihat pada gambar di bawah ini :
Major diameter
Diameter terbesar pada bagian ulir luar atau bagian ulir dalam
dari sebuah sekrup. Sekrup ditentukan oleh diameter ini,
juga disebut diameter luar atau diameter nominal.
Minor diameter
Bagian terkecil dari bagian ulir dalam atau bagian ulir luar,
disebut juga sebagai core atau diameter root.
Pitch diameter
Disebut juga diameter efektif, merupakan bagian yang
berhubungan antara baut dan mur.
Gambar 6.1 Model ulir
Di unduh dari : Bukupaket.com
105 Teknologi Dasar Otomotif
Pitch
Jarak dari satu ujung ulir ke ujung ulir berikutnya. Juga dapat diartikan jarak yang ditempuh ulir dalam satu kali putaran.
Crest adalah permukaan atas ulir Depth of thread adalah jarak tegak lurus antara permukaan luar dan
dalam dari ulir.
Flank adalah permukaan ulir Angle of thread adalah sudut yang terbentuk dari ulir
Slope Ini adalah setengah pitch
2. JENIS-JENIS DAN BENTUK ULIR a. British standard whitworth BSW threat
Mata Ulir berbentuk segitiga. Aplikasi : untuk menahan vibrasi,
automobile
b. British Association BA threat
Mata Ulir berbentuk segitiga dengan puncak tumpul
Aplikasi : Untuk mengulir pekerjaan yang presisi.
Gambar 6.2 Ulir whitworth
Gambar 6.3 Ulir British Association
Di unduh dari : Bukupaket.com
106 Teknologi Dasar Otomotif
c. American national standard thread.
Standar nasional Amerika dimana memiliki puncak datar.
Ulir ini digunakan untuk tujuan umum misalnya pada baut, mur,
dan sekrup.
d. Unified standard thread.
Tiga negara yakni, Inggris, Kanada dan Amerika Serikat melakukan perjanjian
untuk sistem ulir sekrup yang sama yaitu dengan sudut termasuk 60°, dalam
rangka memfasilitasi pertukaran mesin. Ulir ini memiliki puncak dan akar yang
bulat, seperti ditunjukkan pada Gambar.
e. Square threat
Mata Ulir berbentuk Segiempat. Aplikasi : power transmisi, machine tools, valves.
f. Acme threat
Mata Ulir berbentuk Trapesium Aplikasi : cutting lathe, brass valves.
Gambar 6.4 Ulir American standard
Gambar 6.5 Ulir Unifed standard
Gambar 6.6 Ulir Squaresegi empat
Gambar 6.7 Ulir acmetrapesium
Di unduh dari : Bukupaket.com
107 Teknologi Dasar Otomotif
g. Knuckle threat
Mata ulir berbentu bulat, merupakan modifikasi dari ulir persegi. Ulir ini
digunakan untuk pekerjaan kasar, biasanya ditemukan di sambungan
gerbong kereta api, dan botol kaca.
h. Ulir Metrics
Merupakan ulir standar India dan mirip dengan
ulir BSW. Ini memiliki sudut 60 °. Profil dasar
ulir ditunjukkan pada Gambar. Samping atas
dan profil desain mur dan baut ditunjukkan pada
Gambar.bawah. Gambar 6.8 ulir knuckleulir bulat
Gambar 6.9 Ulir metrics
Di unduh dari : Bukupaket.com
108 Teknologi Dasar Otomotif
3. TIPE UMUM PENYAMBUNGAN ULIR 1. Through bolt
Merupakan jenis penyambungan yang digunakan untuk menyambung dua bagian atau lebih
dengan cara dijepit menggunakan mur dan baut. Lubang aterial yang akan disambung harus
sesuai dengan ukutan baut sehingga beban yang dapat ditahan oleh baut dapat
maksimal.
2. Tap Bolt
Merupakan jenis penyambungan dua buah material atau lebih dimana salah satu ujung mur
mengikat pada material dan ujung lainnya diikat dengan baut, seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 6.11
3. Studs
Merupakan jenis penyambungan dua buah material atau lebih dimana mur diikat langsung
pada material, seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.12.
Gambar 6.10 Through bolt
Gambar 6.11 Tap bolt
Gambar 6.12 Studs bold
Di unduh dari : Bukupaket.com
109 Teknologi Dasar Otomotif
4. BENTUK KEPALA MURBAUT Macam-macam bentuk kepala mur dan baut ditunjukkan pada gambar
5. PENGUNCIAN MURBAUT
Umumnya mur dan baut akan tetap kencang di bawah beban statis, tapi banyak ikatan mur dan baut menjadi longgar di bawah beban variabel atau ketika mesin
mengalami getaran. Mengendurnya bautmur ini sangat berbahaya dan harus dicegah. Untuk mencegah hal ini, sejumlah besar metode penguncian perangkat
telah diterapkan, beberapa di antaranya adalah : Gambar 6.13 Macam-macam bentuk kepala mur dan baut
Di unduh dari : Bukupaket.com
110 Teknologi Dasar Otomotif
1. Jam nut or lock nut.
Perangkat penguncian yang paling umum adalah
mengunci mur. Metode ini menggunakan dua buah
mur dimana mur bagian atas adalah sebagai
penguncinya. Seperti ditunjukkan pada gambar
6.14. 2.
Castle nut.
Mur berbentuk heksagonal dengan bagian atas berbentuk silinder yang memiliki slot,
seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.15. Pin melewati dua slot pada mur dan sebuah
lubang pada baut, biasanya digunakan pada kondisi yang tiba-tiba mengalami
guncangan dan getaran yang cukup besar seperti di industri otomotif.
3. Sawn nut.
Memiliki slot setengah mur, seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.16 dimana
mur diperkuat dengan sekrup kecil yang menghasilkan lebih banyak gesekan
antara mur dan baut. Hal ini mencegah mengendurnya mur.
Gambar 6.14 Lock nut
Gambar 6.15 Castle nut
Gambar 6.16 Sawn nut
Di unduh dari : Bukupaket.com
111 Teknologi Dasar Otomotif
4. Locking with pin.
Mur dapat dikunci dengan menggunakan pin atau pasak lancip melewati tengah mur
seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.17a. Tapi pin juga sering digunakan diatas dari
mur, yaitu dimasukkan pada lubang baut, seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.17b
5. Locking with plate.
Mur bisa disesuaikan dan kemudian dikunci melalui interval sudut 30 ° dengan
menggunakan plat. Plat penguncian ditunjukkan pada Gambar. 6.18.
6. Spring lock washer
Mur dapat dikunci dengan menggunakan pegas cincin yang pipih, pegas dapat
meningkatkan ketahanan sehingga mur tidak mudah untuk mengendur seperti
ditunjukkan pada Gambar. 6.19. Gambar 6.17 a Locking with pin
Gambar 6.17 b Locking with pin
Gambar 6.18 Locking with plate
Gambar 6.19 Spring lock washer
Di unduh dari : Bukupaket.com
112 Teknologi Dasar Otomotif
Standard Dimensions of Screw Threads
Di unduh dari : Bukupaket.com
113 Teknologi Dasar Otomotif
Tabel 6.1 Standard ukuran ulir
Di unduh dari : Bukupaket.com
114 Teknologi Dasar Otomotif
6. Perhitungan kekuatan ulir Perhitungan didasarkan pada kekuatan dan kemampuan ulir menahan suatu
beban . Beban yang bekerja pada ulir dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu: Pembebanan memanjang yang mengakibatkan terjadinya
tegangan tarik pada baut
σt
Pembebanan melintang yang mengakibatkan terjadinya tegangan geser pada baut
a. Pembebanan memanjang Pembebanan ini disebabkan oleh pemasangan baut dengan kunci, maka
pada batang baut terjadi gaya memanjang sebesar F. Ini berarti bahwa pada baut terjadi pembebanan memanjang. Dan tempat terlemah adalah
pada diameter inti D . Dengan demikian:
F = A. ̅
. d A = luas penampang d
d = diameter inti baut F = beban
F = . ̅
. 4 F = π. d ² . ̅
d ² = ̅
d = √
Di unduh dari : Bukupaket.com
115 Teknologi Dasar Otomotif
b. Pembebanan melintang Pembebanan ini terjadi bila kita menyambung dua belah plat dengan
menggunakan baut, sedang pada pelat pelat tersebut bekerja gaya- gaya tarik kesamping. Bagian baut yang menerima tarikan paling
besar adalah di tempat kedua plat tadi berhimpitan. Maka gaya F yang bekerja pada bagian baut tadi didasarkan atas geseran. Dalam
hal ini berlaku rumus: F = n.
. . dimana D = diameter luar baut,
= tegangan geser Seperti pada pembebanan memanjang maka besarnya diameter baut
bisa dicari
c. Rangkuman 6
Sambungan ulir adalah sambungan yang menggunakan kontruksi ulir untuk mengikat dua atau lebih komponen permesinan.
FUNGSI SAMBUNGAN ULIR
Sambungan ulir memiliki fungsi teknis utama, yaitu: Digunakan pada bagian mesin yang memerlukan sambungan dan pelepasan
tanpa merusak bagian mesin.
Untuk memegang dan penyesuaian dalam perakitan atau perawatan. ISTILAH PADA ULIR
Major diameter
Diameter terbesar pada bagian ulir luar atau bagian ulir dalam dari sebuah sekrup. Sekrup ditentukan oleh diameter ini, juga disebut diameter luar atau
diameter nominal.
Minor diameter
Bagian terkecil dari bagian ulir dalam atau bagian ulir luar, disebut juga sebagai core atau diameter root.
Pitch diameter
Disebut juga diameter efektif, merupakan bagian yang berhubungan antara baut dan mur.
Di unduh dari : Bukupaket.com
116 Teknologi Dasar Otomotif
Pitch
Jarak dari satu ujung ulir ke ujung ulir berikutnya. Juga dapat diartikan jarak yang ditempuh ulir dalam satu kali putaran.
JENIS-JENIS DAN BENTUK ULIR a. British standard whitworth BSW threat
Mata Ulir berbentu segitiga. Aplikasi : untuk menahan vibrasi, automobile
b. British Association BA threat
Mata Ulir berbentuk segitiga dengan puncak tumpul. Aplikasi : Untuk mengulir pekerjaan yang presisi.
c. American national standard thread.
Standar nasional Amerika dimana memiliki puncak datar. Ulir ini digunakan untuk tujuan umum misalnya pada baut, mur, dan sekrup.
d. Unified standard thread.
Tiga negara yakni, Inggris, Kanada dan Amerika Serikat melakukan perjanjian untuk sistem ulir sekrup yang sama yaitu dengan sudut termasuk 60°, dalam
rangka memfasilitasi pertukaran mesin. Ulir ini memiliki puncak dan akar yang bulat.
e. Square threat
Mata Ulir berbentuk Segiempat. Aplikasi : power transmisi, machine tools, valves.
f. Acme threat
Mata Ulir berbentuk Trapesium. Aplikasi : cutting lathe, brass valves.
g. Knuckle threat
Mata ulir berbentu bulat, merupakan modifikasi dari ulir persegi. Ulir ini digunakan untuk pekerjaan kasar, biasanya ditemukan di sambungan gerbong
kereta api, dan botol kaca.
h. Ulir Metrics
Merupakan ulir standar India dan mirip dengan ulir BSW. Ini memiliki sudut 60 °.
Di unduh dari : Bukupaket.com
117 Teknologi Dasar Otomotif
Tegangan yang terjadi pada ulir yaitu tegangan internal yang terdiri dari tegangan tarik, tegangan geser torsi, tegangan geser sepanjang ulir.Tegangan
eksternal yang terdiri dari tegangan tarik, tegangan geser dan tegangan kombinasi terik geser.
d. Tugas 6
Membuat makalah mengenai sambungan ulir dengan sumberreferensi buku yang relevan, internet dsb.
e. Tes Formatif 6
1. Jelaskan keuntungan dan kerugian sambungan ulir? 2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sambungan ulir?
3. Baut dengan diameter 10mm ditekan dengan gaya 2.000N. Hitung berapa tegangannya?
f. Kunci jawaban tes formatif 6 1. Keuntungan Sambungan Ulir Mempunyai reliabilitas kehandalan tinggi
dalam operasi, sesuai untuk perakitan dan pelepasan komponen, suatu lingkup yang luas dari sambungan baut diperlukan untuk beberapa kondisi
operasi.lebih murah untuk diproduksi dan lebih efisien. Sedangkan Kerugian
Sambungan Ulir yaitu Konsentrasi tegangan pada bagian ulir yg tidak mampu
menahan berbagai kondisi beban 2. Sambungan ulir adalah jenis sambungan yang sifatnya sementara karena bisa
dilepas dan dipasang kembali sehingga tidak merusakkan mesin alat.
3.
Di unduh dari : Bukupaket.com
118 Teknologi Dasar Otomotif
7. Kegiatan Belajar 7 Penerus dayaTransmisi a. Tujuan Kegiatan Belajar 7
Setelah mempelajari topik bahasan ini diharapkan siswa mampu : 1. Membedakan macam-macam penerus dayaTransmisi.
2. Menjelaskan kembali tentang sabuk, rantai dan roda gigi. 3. Menjelaskan jenis-jenis sabuk, rantai dan roda gigi.
3. Mengidentifikasi bagian-bagian sabuk, rantai dan roda gigi. b. Menerapkan perhitungan sederhana pada sabuk, rantai dan roda gigi
b. Uraian Materi 7
Trasmisi pada bagian-bagian mesin dapat digolongkan atas transmisi sabuk, transmisi rantai, dan transmisi kabel atau tali. Dari macam transmisi tersebut
kabel atau tali hanya dipakai untuk maksud khusus. Selain itu juga terdapat transmisi roda gigi.
1. SABUK BELT
Sabuk adalah elemen mesin yang menghubungkan dua buah puli yang digunakan untuk mentransmisikan daya.
Sabuk digunakan dengan pertimbangan jarak antar poros yang jauh, dan biasanya digunakan untuk daya yang tidak terlalu besar.
Kelebihan transmisi sabuk jika dibandingkan dengan transmisi rantai dan roda gigi adalah :
1. Harganya murah 2. Perwatan mudah
3. Tidak berisik kekuranganya :
1. Umurnya pendekmudah aus 2. Terjadi sliding tidak akurat
3. Efisiensi rendah 4. kapasitas daya kecil
Di unduh dari : Bukupaket.com
119 Teknologi Dasar Otomotif
A. JENIS-JENIS BELT :
1. Transmisi sabuk datar flat belt
Digunakan di industri dengan daya yang cukup besar, jarak antar puli biasanya sampai 10 m.
2. Transmisi sabuk V V-belt
Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Digunakan pada mesin-mesin industri dimana jarak antar puli dekat. Jenis-jenis V belt yang
sering ditemui di bidang otomotif bisa dilihat pada gambar Gambar 7.1 sabuk datar
Gambar 7.2 sabuk V Gambar 7.3 sabuk V pada poros engkol
Di unduh dari : Bukupaket.com
120 Teknologi Dasar Otomotif
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium, tenunan tetorom atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk dan membawa
tarikan yang besar. Sabuk V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V pula. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan
menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Keuntungan dari sabuk V dibandingkan sabuk datar adalah :
1. Drive V-belt memberikan kekompakan karena jarak antar pusat-pusat puli kecil.
2. Slip antara sabuk diabaikan. 3. Lifetime lebih lama, 3 sampai 5 tahun.
4. Dapat dengan mudah di bongkar pasang.. 5. Pengoperasian sabuk dan pulley halus.
6. Rasio kecepatan tinggi. 7. Tindakan wedging dari sabuk di alur memberikan nilai tinggi untuk
membatasi rasio ketegangan. Oleh karena itu daya yang ditransmisikan oleh V-sabuk lebih dari belts datar untuk ketegangan yang sama koefisien
gesekan, busur dari kontak dan diijinkan di sabuk. 8. V-belt dapat dioperasikan di kedua arah, dengan sisi ketat sabuk di
bagian atas atau bawah. Garis tengah bisa horizontal, vertikal atau miring.
Di unduh dari : Bukupaket.com
121 Teknologi Dasar Otomotif
Tipe V-belt dan puli
3. Transmisi sabuk bundar circular belt Paling jarang digunakan, biasanya dipakai untuk
mentransmisikan daya yang kecil, dan jarak antar puli sampai 5 meter. Belt biasanya dibuat dari kulit,
karet, kapas dan paduanya. Gambar 7.4 ukuran penampang sabuk V
Gambar 7.5 sabuk bundar Tabel 7.1 Diameter puli yang diijinkan dan dianjurkan
Di unduh dari : Bukupaket.com
122 Teknologi Dasar Otomotif
TRANSMISI SABUK GILIR
Transmisi sabuk gilir bekerja atas dasar gesekan belitan dan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya, dan
mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang diinginkan. Transmisi tersebut telah banyak digunakan dalam semua bidang industri, seperti mesin-
mesin pabrik, otomobil, mesin pertanian, alat kedokteran, mesin kantor, alat-alat listrik, dll. Namun transmisi sabuk flat tersebut mempunyai kekurangan
dibandingkan dengan transmisi rantai dan roda gigi, yaitu terjadinya slip antara sabuk dan puli, sehingga transmisi ini tidak dapat dipakai bilamana dikehendaki
putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap. Melihat kekurangan diatas maka dikembangkan transmisi sabuk gilir ―timing belt‖. Untuk perhitungan gaya
dan tegangan yang bekerja dan prinsip kerjanya sama dengan transmisi sabuk flat dan transmisi sabuk V.
Gambar 7.6 macam macam sabuk gilir
Di unduh dari : Bukupaket.com
123 Teknologi Dasar Otomotif
Sabuk gilir dibuat dari karet neoprene atau plastic poliuretan sebagai bahan cetak, dengan inti dari serat gelas atau kawat baja, serta gigi-gigi yang dicetak
secara telti di permukaan sebelah dalam dari sabuk. Karena sabuk gilir dapat melakukan transmisi mengait seperti roda gigi atau rantai, maka gerakan dengan
perbandingan putaran yang tetap dapat diperoleh.
Konstruksi sabuk gilir ini banyak ditemui pada sisitem penggerak poros kam pada motor.
1. Susunan Belt dalam Sistem Puli :
a. Sistem terbuka yaitu susunan puli dimana putaran puli yang satu dengan yang lain berputar dengan arah yang sama.
Pemindahan dengan sabuk terbuka dipakai untuk pemindahan
daya antara 2 buah poros sejajar atau lebih dan berputar searah.
Karena pada sabuk terbuka mudah terjadi slip, maka pemindahan
sistem ini dimaksudkan juga untuk pemindahan-pemindahan daya
dimana tidak diperlukan perbandingan transmisi secara
tepat.
b. Sistem tertutup atau sabuk silang yaitu susunan puli dimana putaran puli yang satu dengan yang lain berlawanan arah.
Pemindahan daya dengan sabuk silang digunakan untuk poros-poros
sejajar yang berputar berlawanan arah.
Pada bagian persilangan terjadi gesekan dan getaran antar bagian
ban yang berjalan dengan arah yang berlawanan.
Gambar 7.8 susunan sabuk sistem terbuka
Gambar 7.9 susunan sabuk sistem tertutup
Di unduh dari : Bukupaket.com
124 Teknologi Dasar Otomotif
Untuk mengurangi getaran yang telalu besar, kedua poros ditempatkan pada jarak A maksimum jarak A minimum 20 b, dimana b = lebar ban
dan berputar dengan kecepatan rendah v ≈ 15 ms. Slip pada sabuk silang lebih kecil, dibandingkan dengan pada sabuk terbuka, karena
bidang singgung dengan puli lebih besar.
Rasio Kecepatan
Rasio kecepatan adalah rasio antara kecepatan driver dan driven, dinyatakan secara matematis :
Panjang sabuk yang melewati driver dalam satu menit = d
1
N
1
Demikian pula, panjang sabuk yang melewati driven, dalam satu menit = d
2
N
2
Karena panjang sabuk yang melewati driver dalam satu menit adalah sama dengan panjang sabuk yang melewati driven dalam satu menit,
sehingga:
d
1
N
1
= d
2
N
2
Dimana : d1 = Diameter driver,
d2 = Diameter driven, N1 = Kecepatan driver r.p.m,
N2 = Kecepatan drivenpengikutr.p.m, sehingga kecepatan rasio adalah :
Ketika ketebalan sabuk dianggap t, maka rasio kecepatan,
Di unduh dari : Bukupaket.com
125 Teknologi Dasar Otomotif
Catatan:
Rasio kecepatan drive sabuk juga dapat diperoleh : Kita ketahui bahwa kecepatan driver :
dan kecepatan driven : ketika tidak ada slip maka v1= v2 Sehingga :
2. RANTAI
Pada kegiatan belajar sebelumnya
mengenai sabuk, slip dapat saja
terjadi. Untuk
menghindari terjadinya
slip maka
digunakan rantai baja. Rantai yang
terdiri dari sejumlah link kaku yang berengsel dan
di sambung oleh pin untuk memberikan fleksibilitas yang diperlukan. Rantai digunakan untuk mentransmisikan daya dimana jarak kedua poros besar
dan dikehendaki tidak terjadi slip. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi, rantai jauh lebih murah akan tetapi brisik serta kapasitas daya dan kecepatanya
lebih kecil . Gambar 7.10 Konstruksi rantai
Di unduh dari : Bukupaket.com
126 Teknologi Dasar Otomotif
Rantai sebagian besar digunakan
untuk mengirimkan
gerakan dan daya dari satu poros
ke poros
yang lain,
seperti ketika jarak pusat antara
poros pendek
seperti pada
sepeda, sepeda
motor, mesin
pertanian, konveyor, dll dan juga rantai mungkin dapat juga digunakan untuk jarak pusat yang panjang
sampai 8 meter.
Keuntungan dan Kerugian dibandingkan dengan transmisi sabuk Keuntungan
1. Selama beroperasi tidak terjadi slip sehingga diperoleh rasio kecepatan yang sempurna.
2. Karena rantai terbuat dari logam, maka ruang yang dibutuhkan lebih kecil dari pada sabuk, dan dapat menghasilkan transmisi yang besar.
3. Memberikan efisiensi transmisi tinggi sampai 98 persen. 4. Dapat dioperasikan pada suhu cukup tinggi maupun pada kondisi
atmosfer.
Kekurangan
1.
Biaya produksi rantai relatif tinggi.
2.
Dibutuhkan pemeliharaan rantai dengan cermat dan akurat, terutama pelumasan dan penyesuaian pada saat kendur.
3.
Rantai memiliki kecepatan fluktuasi terutama saat terlalu meregang.
4.
Suara dan getaran karena tumbukan antara rantai dan kaki gigi sproket
Gambar 7.11 rantai penggerak sepeda
Di unduh dari : Bukupaket.com
127 Teknologi Dasar Otomotif
Jenis – jenis rantai yaitu :
a. Rantai Rol roller chain
Rantai rol sangat luas pemakaianya karena harganya yang relative murah dan perawatan dan pemasanganya mudah. Contoh : pemakaian pada sprocket
sepeda motor dan sepeda, dan untuk menggerakan sproket pada industri.
Untuk bahan pena, bus dan rol digunakan baja karbon atau baja khrom dengan pengerasan kulit. Rantai dengan rangkaian tunggal adalah yang paling banyak
dipakai. Rangkaian banyak, seperti dua atau tiga rangkaian dipergunakan untuk transmisi beban berat.
Gambar 7.12 rantai rol
Gambar 7.13 rantai rol pada sepeda motor
Di unduh dari : Bukupaket.com
128 Teknologi Dasar Otomotif
b. Rantai Gigi silent chain Rantai jenis ini mempunyai keunggulan pada tingkat kecepatan dan kapasitas
daya yang ditransmisikan lebih besar, serta tingkat kebisingan lebih kecil, akan tetapi
harganya lebih
mahal. Pemakaian rantai ini masih terbatas karena
harganya yang mahal dan orang lebih suka
menggunakan transmisi roda gigi.
Menentukan ukuran dan kekuatan
Perhitungan kekuatan pada pemindahan daya dengan rantai dan roda rantai, terutama ditekankan pada kekuatan gigi-gigi roda rantai, keeping-keping
penghubung, pada keeping rantai dan pen terutama rantai gall terjadi tekanan bidang dan tegangan geser yang besar, sehingga perhitungan lebih ditekankan
pada kedua macam tegangan tersebut. Gambar 7.14 rantai gigi
Gambar 7.15. Penunjukan ukuran rantai
Di unduh dari : Bukupaket.com
129 Teknologi Dasar Otomotif
Jika diameter nominal roda rantai = D
t
dan jarak mata rantai = t, jumlah gigi = Z, maka:
₅
₅ Contoh:
1 Roda rantai dengan jumlah gigi = 25 dan jarak mata rantai t = 50,8 mm, menghasilkan:
₅ ₅
Perbandingan transmisi pada pemindahan daya dengan rantai, bersamaan dengan perbandingan transmisi pada perhitungan roda gigi.
Pada perbandingan transmisi ini berlaku persamaan:
Atau
Perbandingan transmisi antara roda rantai 1 dan 2
Perbandingan transmisi antara roda rantai 1 dan 3
Perbandingan transmisi antara roda rantai 1 dan 4 dan seterusnya.
Di unduh dari : Bukupaket.com
130 Teknologi Dasar Otomotif
2 Suatu motor listrik dengan daya 4 kW dan putaran 24s menggerakkan pompa sentrifugal dan menggunakan rantai sebagai alat transmisi.
Perbandingan transmisi i = 2 Jam kerja maksimum yang diizinkan 15.000 jam
Jarak poros = 650 mm
Hitunglah: a. Ketentuan-ketentuan rantai yang dapat digunakan menurut grafik
gambar 4.9 b. Diameter nominal dan jumlah gigi roda rantai yang digerakkan.
Jawab: a Diambil gigi roda rantai dengan jumlah gigi z
1
= 19. Dari tabel XIV untuk pompa sentrifugal beban beraturan besar faktor koreksi daya
= 1 Daya untuk perhitungan selanjutnya:
P = 1 . 4 kW = 4 kW Berdasarkan grafik gambar 4.9 untuk putaran poros 19s dapat diambil rantai rol
tunggal dengan jarak mata rantai t = 12,7 mm dan jika menggunakan rantai rol ganda dua duplek dengan jarak mata rantai = 9,93 mm, rantai rol ganda tiga
triplek juga dengan jarak mata rantai 9,93 mm. Mengingat jarak poros ditetapkan rantai rol tunggal dengan jarak tusuk t = 12,7 mm.
b Diameter niminal roda rantai penggerak ronsel:
₅ ₅
Di unduh dari : Bukupaket.com
131 Teknologi Dasar Otomotif
Jumlah gigi roda rantai pada poros kompressor: z
2
= i . z
1
= 2 . 19 = 38 gigi Diameter nominal:
₅ ₅
Panjang Rantai
Panjang rantai yang diperlukan antara 2 roda rantai, dapat dihitung dengan rumus:
Z
1
= jumlah gigi roda rantai 1 Z
2
= jumlah gigi roda rantai 2 A
= jarak kedua poros D
= diameter lingkaran lengkungan gigi-gigi roda rantai lihat gambar 4.7 α
= sudut antara sumbu tegak roda penggerak dengan titik tangkap rantai lihat gambar
Gambar 7.16 Panjang rantai
Di unduh dari : Bukupaket.com
132 Teknologi Dasar Otomotif
Pemilihan Rantai Pemilihan tipe rantai yang diperlukan untuk meneruskan daya pada putaran
tertentu, dilakukan dengan menggunakan data-data yang dikeluarkan oleh pembuat rantai.
Roda Rantai 1. Macam-macam roda rantai, terdapat tiga macam roda rantai, yaitu:
a. Roda rantai tunggal, b. Roda rantai ganda, dan
c. Roda rantai jajar
Ukuran dan kekuatan roda rantai
Untuk menentukan ukuran-ukuran seperti diameter terkecil, kisar, jumlah gigi, tinggi gigi, dan lain-lain. Dapat kita hitung menurut rumus:
₅ d
= diameter terkecil p
= kisar z
= jumlah gigi d
1
= diameter bush silinder dan tinggi gigi berkisar antara ½ sampai 1 x d
1
h = tinggi gigi
d
1
= diameter bush silinder
Di unduh dari : Bukupaket.com
133 Teknologi Dasar Otomotif
Putaran roda rantai Kecepatan rantai
Jika roda rantai pada poros penggerak berputar dengan kecepatan konstan, kecepatan jalan dari rantai tidak tetap, tetapi bergerak dari harga mínimum
kepada maksimum, variasi kecepatan rantai dari maksimum ke minimum dapat dikurangi dengan penambahan jumlah gigi dari roda rantai. Sebagai suatu
perbandingan, roda rantai dengan 11 gigi mempunyai variasi kecepatan sekitar 4, untuk jumlah gigi 17 ≈ 1,6, β4 gigi ≈ 1.
Sebagai batasan, biasanya diambil jumlah gigi minimum 17 gigi dan jika diambil lebih banyak dari 24 gigi akan menghasilkan gerakan yang lebih rata.
Contoh Dari pemindahan daya dengan roda rantai seperti pada gambar 4,13 diketahui n
1
= 16 putarans, z
2
= 25, z
4
= 23, n
3
= 10 putarans, dan n
5
= 14 putarans. Ditanyakan:
a. Putaran roda 2 dan 4 serta jumlah gigi roda 3 dan roda 5. b. Jika jarak mata rantai t = 12,7 mm, hitunglah diameter nominal masing-
masing roda rantai Jawab:
a. Dari persamaan:
Didapat:
Di unduh dari : Bukupaket.com
134 Teknologi Dasar Otomotif
b. Besar masing-masing diameter nominal roda rantai:
₅ ₅
₅ ₅
₅ ₅
₅ ₅
₅ ₅
3. Roda gigi
Sistem transmisi roda gigi banyak digunakan pada berbagai mesin. Sebagai contoh di bidang otomotif, sistem transmisi yang digunakan adalah transmisi
roda gigi. Sistem transmisi roda gigi digunakan karena :
•
efisiensinya yang tinggi,
•
kehandalan dalam operasional,
•
tidak mudah rusak,
Di unduh dari : Bukupaket.com
135 Teknologi Dasar Otomotif
•
dapat meneruskan daya dan putaran yang tinggi.
•
kemudahan dalam pengoperasian dan perawatan. Roda gigi merupakan elemen mesin yang
digunakan untuk memindahkan daya dan putaran dari satu poros ke poros lain tanpa
terjadi slip. Prinsip dasar dari sistem transmisi roda gigi
merupakan pengembangan
dari prinsip
transmisi roda gesek. Gerakan dan daya yang ditransmisikan melalui roda gigi, secara
kinematis ekuivalen
dengan yang
ditransmisikan melalui roda gesek atau cakram. Dari uraian di atas secara garis besar dasar sistem transmisi roda gigi adalah
dua buah silinder yang menggelinding berputar tanpa slip, kecepatan linier sama v1 = vβ, kecepatan sudut tidak sama ω1 ≠ ωβ.
Sistem transmisi roda gigi mempunyai banyak kelebihan dibandingkan dengan sistem transmisi yang lain, antara lain :
a
Meneruskan rasio kecepatan yang sama dan tepat. Kontak antar gigi terjadi dengan sudut kontak yang sama, sehingga rasio kecepatan tidak
mengalami perubahan selama roda gigi tersebut bekerja.
b
Tidak terjadi slip. Pada berbagai mesin, seringkali slip tidak boleh terjadi karena akan mengurangi efisiensi mesin secara keseluruhan. Pada sistem
transmisi roda gigi slip tidak akan terjadi karena kontak antar gigi terjadi dengan pas.
c
Dapat digunakan untuk meneruskan daya yang besar. Sistem transmisi roda gigi dapat meneruskan daya yang besar karena berbentuk ramping
dan kekuatan yang tinggi. Gambar 7.17 gear atau roda gigi
Di unduh dari : Bukupaket.com
136 Teknologi Dasar Otomotif
d
Dapat digunakan untuk meneruskan putaran yang tinggi. Putaran yag dihasilkan oleh system transmisi roda gigi dapat dari putaran rendah
sampai putaran tinggi.
e
Perbandingan transmisi roda gigi dapat didesain dari sesuai kebutuhan.
f
Dapat digunakan untuk jarak sumbu poros yang dekat. Jarak antar poros dalam sistem transmisi roda gigi dapat didesain sesuai kebutuhan dan
space yang tersedia. Gear box yang dihasilkan dari desain sistem transmisi roda gigi dapat berukuran kecil sampai besar.
g
Memiliki efisiensi yang tinggi. Efesiensi yang tinggi dari sistem transmisi roda gigi karena tidak terjadi slip akibat kontak gigi. Putaran dan
torsi yang diteruskan sama sesuai dengan perbandingan transmisi yang diinginkan.
h
Memiliki daya tahan dan kerja yang baik. Transmisi roda gigi biasanya didesain untuk berbagai kondisi operasi dengan mempertimbangkan beban
statis gigi, beban dinamis, beban keausan dan tegangan lentur yang terjadi akibat kerja yang dilayani. Hal ini menghasilkan sistem transmisi roda gigi
mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap fluktuasi beban yang diterimanya.
i
Memiliki bentuk yang ringkas. Keunggulan transmisi roda gigi salah satunya karena bentuknya yang sangat ringkas dan ramping. Hal ini dapat
diperoleh karena bentuk roda gigi sangat sederhana, kecil dan ramping sehingga dapat dikemas dalam gear box yang ringkas.
j
Dapat digunakan untuk meneruskan putaran dari poros sejajar, bersilangan dan poros dengan sudut tertentu. Sistem transmisi roda gigi dapat
menghasilkan putaran output dengan berbagai posisi, baik sejajar, bersilangan maupun membentuk sudut tertentu. Posisi output yang
bervariasi sangat menguntungkan untuk mendesain mesin sesuai dengan kebutuhan.
Di unduh dari : Bukupaket.com
137 Teknologi Dasar Otomotif
Di unduh dari : Bukupaket.com
138 Teknologi Dasar Otomotif
Klasifikasi Roda Gigi
Jenis roda gigi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok sebagai berikut:
a.
Berdasarkan bentuk gigi dan sistem kerjanya adalah sebagai berikut :
•
Roda gigi lurus spur gear. Roda gigi lurus terjadi karena bentuk gigi dari roda gigi tersebut berbentuk lurus. Gigi-gigi didesain sedemikian rupa
sehingga menyerupai beam batang lurus. Roda gigi lurus dalam operasionalnya menggunakan poros yang sejajar.
•
Roda gigi miring helical gear. Roda gigi miring mempunyai bentuk gigi miring denga sudut kemiringan tertentu. Keuntungannya adalah kontak
gigi terjadi sepanjang kemiringan gigi, sehingga mampu menghasilkan putaran ang tinggi.
•
Roda gigi kerucut bevel gear. Roda gigi kerucut dihasilkan dari gabungan gigi-gigi yang mengikuti bentuk kerucut dengan sudut tertentu. Roda gigi
kerucut mampu melayani kerja mesin dengan poros yang membentuk sudut tertentu, sebagai contoh poros input dengan posisi horisontal dan
output diinginkan dalam posisi vertikal.
•
Roda gigi cacing worm gear. Roda gigi cacing merupakan roda gigi gabungan antara roda gigi biasa dengan batang gigi atau batang berulir.
Keunggulan roda gigi ini terletak pada perbandingan transmisi yang dapat didesain sangat tinggi sama 1 : 100. Roda gigi cacing mempunyai poros
yang saling bersilangan.
•
Roda gigi planiter planetary gear. Roda gigi planiter merupakan roda gigi yang terdiri dari beberapa roda gigi yang dirangkai menjadi satu kesatuan.
Roda gigi tersebut meliputi roda gigi mahatahari sebagai pusat, roda gigi planet, roda gigi gelang dan lengan pembawa planet. Keunggulan roda gigi
planeter terletak pada beberapa output yang dapat dihasilkan dengan hanya satu input.
Di unduh dari : Bukupaket.com
139 Teknologi Dasar Otomotif
b.
Berdasarkan posisi sumbu dari poros.
•
poros parallel, seperti pada roda gigi lurus dan miring.
•
poros bersilangan, seperti pada roda gigi cacing.
•
poros membentuk sudut tertentu, seperti pada roda gigi kerucut. Kedua poros yang paralel dan co-planer dihubungkan oleh roda gigi, seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.2. Roda-roda gigi tersebut disebut sebagai spur gears atau roda gigi lurus, dan penempatannya disebut spur gearing. Roda-roda
gigi ini memiliki gigi yang paralel terhadap sumbunya. Roda gigi lain yang termasuk dalam spur gearing adalah helical gearing, dengan giginya miring
terhadap sumbu roda gigi. Roda gigi single dan double helical dihubungkan dengan poros yang saling paralel, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.a. dan b.
Fungsi utama dari roda gigi double helical adalah untuk menyeimbangkan gaya aksial yang terjadi pada roda gigi single helical, ketika meneruskan beban. Roda
gigi double helical dapat juga disebut sebagai roda gigi herringbone.
Gambar 7.18 roda gigi miring
Di unduh dari : Bukupaket.com
140 Teknologi Dasar Otomotif
Dua buah poros yang membentuk sudut tertentu, dihubungkan oleh roda gigi seperti ditunjukkan pada Gambar. Roda gigi ini disebut roda gigi kerucut atau
bevel gears dan penempatannya yang disebut bevel gearing. Roda gigi kerucut, seperti juga roda gigi lurus, dapat memiliki gigi yang miring terhadap permukaan
kerucut, yang disebut sebagai helical bevel gears. Dua buah poros yang tidak paralel dan tidak berpotongan, serta tidak co-planar,
dihubungkan oleh roda gigi seperti ditunjukkan pada Gambar. Roda gigi ini disebut sebagai skew bevel gears atau spiral gears, dan penempatannya yang
disebut sebagai skew bevel gearing atau spiral gearing. Jenis penempatan roda gigi ini juga memiliki garis kontak, yaitu putaran pada sumbu yang menghasilkan
kedua permukaan pitch, yang disebut sebagai hyperboloids. Roda gigi dengan poros saling bersilangan ditunjukkan seperti pada Gambar 3.
Roda gigi tersebut dikenal dengan roda gigi cacing atau Worm Gear.
Gambar 3. Roda Gigi Cacing
Berdasarkan kecepatan peripheral dari roda gigi.
•
Kecepatan rendah ≤ γ ms
•
Kecepatan sedang 3 – 15 ms
•
Kecepatan tinggi ≥ 15 ms
Berdasarkan jenis atau bentuk hubungan pasangan gigi.
•
external gear = roda gigi luar.
•
internal gear = roda gigi dalam. Gambar 7.19
susunan roda gigi cacing
Di unduh dari : Bukupaket.com
141 Teknologi Dasar Otomotif
•
rack pinion = roda gigi berbentuk batang = roda gigi dengan jari-jari tak terhingga.
Pada external gearing, roda gigi dari kedua poros berhubungan secara eksternal satu sama lain, seperti Gambar 4.a. Roda yang
besar disebut sebagai gear dan roda yang lebih kecil disebut pinion. Pada external gearing,
gerakan dari kedua roda gigi selalu berlawanan. Pada internal gearing, roda gigi dari kedua poros
berhubungan secara internal satu sama lain, seperti Gambar 4.b. Roda yang besar disebut
sebagai annular wheel dan roda yang lebih kecil disebut pinion.
Ada kalanya, roda gigi dari
sebuah poros
berhubungan secara
eksternal dengan roda gigi lain dalam suatu
garis lurus, seperti pada Gambar. Jenis roda
gigi ini disebut sebagai rack and pinion. Roda
gigi yang datar atau lurus disebut rack dan roda
gigi lingkar
disebut sebagai pinion. Dengan
adanya mekanisme rack and pinion, maka gerakan linear dapat dikonversi menjadi gerakan berputar dan
juga sebaliknya. Gambar 7.19 pasangan
roda gigi luar
Gambar 7.20 pasangan roda gigi dalam
Di unduh dari : Bukupaket.com
142 Teknologi Dasar Otomotif
Tata Nama Dari Roda Gigi
Istilah-istilah dari roda gigi dapat lebih dimengerti dengan melihat Gambar 5.
a
Lingkaran pitch pitch circle adalah suatu lingkaran
imajiner teoretis yang
menggelinding tanpa slip dan menjadi
dasar perhitungan
roda gigi.
b
Diameter lingkaran
pitch pitch circle diameter adalah diameter dari lingkaran
pitch. Ukuran dari roda gigi biasanya ditentukan dari diameter lingkaran pitch.
Diameter ini juga disebut sebagai diameter pitch. Notasi umum yang digunakan adalah : d0
c
Pitch jarak bagi lingkar adalah jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara dua profil gigi yang berdekatan. Notasi umum yang digunakan
adalah : t
d
Sudut tekan pressure angle adalah sudut kontak normal antara dua buah gigi dari dua roda gigi yang saling bertemu. Notasi umum yang
digunakan adalah : α .
e
Addendum a adalah jarak radial gigi dari lingkaran pitch ke bagian ataskepala gigi.
f
Dedendum d adalah jarak radial gigi dari lingkaran pitch ke bagian bawahkaki gigi.
Gambar 7.21 susunan roda gigi rack pinion
Gambar 7.22 penamaan bagian roda gigi
Di unduh dari : Bukupaket.com
143 Teknologi Dasar Otomotif
g
Lingkaran addendum adalah lingkaran yang digambar melalui bagian atas dari gigi atau lingkaran kepala gigi.
h
Lingkaran dedendum adalah lingkaran yang digambar melalui bagian bawah dari gigi atau dikenal dengan lingkaran kaki gigi.
i
Circular pitch adalah jarak yang diukur pada sekeliling dari lingkaran pitch, pada satu titik dari satu gigi, dengan titik yang berhubungan pada
gigi selanjutnya. Biasanya dinotasikan dengan tc. Secara matematis dituliskan sebagai:
j
Diametral pitch adalah rasio dari jumlah gigi dengan diameter lingkaran pitch, dalam millimeter. Biasanya dinotasikan dengan td. Secara
matematis dituliskan menjadi:
k
Modul gigi. Adalah perbandingan antara diameter lingkaran pitch dalam millimeter dengan jumlah gigi. Biasanya dinotasikan dengan
m. Secara matematis dituliskan
l
l Clearance adalah jarak radial antara bagian atas dari gigi dengan
bagian bawah dari gigi, pada keadaan berpasangan. Sebuah lingkaran yang melalui bagian atas dari roda gigi yang berpasangan disebut
sebagai lingkaran clearance.
m
Kedalaman total adalah jarak radial antara lingkaran addendum dengan dedendum dari roda gigi. Kedalaman total ini sama dengan jumlah dari
addendum dengan dedendum.
n
Kedalaman kerja adalah jarak radial antara lingkaran addendum dengan lingkaran clearance. Kedalaman kerja ini sama dengan jumlah dari
addendum dari kedua roda gigi yang berpasangan.
o
Ketebalan gigi adalah lebar dari gigi yang diukur sepanjang lingkaran pitch.
p
Ruang gigi adalah lebar dari ruang yang terdapat diantara dua gigi yang berdekatan, yang diukur di sepanjang lingkaran pitch.
Di unduh dari : Bukupaket.com
144 Teknologi Dasar Otomotif
q
Backlash adalah perbedaan antara ruang gigi dengan ketebalan gigi, yang juga diukur di sepanjang lingkaran pitch.
r
Muka dari gigi adalah permukaan dari gigi di atas permukaan pitch.
s
Top land. Adalah permukaan dari bagian atas gigi.
t
Flank panggul dari gigi adalah permukaan dari gigi dibawah permukaan pitch.
u
Lebar muka gigi adalah lebar dari gigi yang diukur secara paralel dengan sumbu roda gigi.
v
Profil adalah lingkaran yang terbentuk akibat muka dengan panggul dari gigi.
w
Radius fillet adalah radius yang menghubungkan lingkaran akar gigi dengan profil gigi.
x
Jalur kontak adalah jalur yang dibentuk oleh titik kontak dari dua gigi, dari awal sampai dengan akhir hubungan gigi engagement.
y
Panjang jalur kontak adalah panjang dari cut-off normal yang umum dari lingkaran addendum dari gear dan pinion.
z
Busur kontak. Adalah jalur yang dibentuk oleh titik pada lingkaran pitch, dari awal sampai dengan akhir dari hubungan pasangan roda gigi.
Busur kontak tersebut terdiri dari dua bagian, yaitu : busur pencapaian arc of approach yaitu porsi dari jalur kontak dari awal sampai dengan
hubungan pada titik pitch dan busur diam arc of recess yaitu porsi dari jalur kontak dari akhir sampai dengan hubungan pada sepasang gigi.
Rasio dari panjang busur kontak dengan circular pitch dikenal sebagai rasio kontak, seperti jumlah pasangan gigi yang kontak.
Di unduh dari : Bukupaket.com
145 Teknologi Dasar Otomotif
aa
Konstruksi Roda Gigi
Gambar 8. merupakan roda gigi diferensial kerucut spriral yang digunakan pada otomotif.
Roda gigi diferensial mempunyai satu input yang berasal dari engine dan dua output yang
berhubungan dengan roda kiri dan kanan pada bagian belakang. Roda gigi diferensial
sangat diperlukan pada mobil dengan penggerak belakang, untuk mengatur putaran
roda kiri dan kanan pada saat berbelok dan pada kondisi jalan yang tidak sama antara
roda kiri dan kanan. Gambar disamping merupakan roda gigi
diferensial kerucut hipoid yang banyak digunakan pada otomotif dengan penggerak
belakang. Terlihat pada Gambar 9. roda gigi diferensial ini menggunakan roda gigi kerucut
dengan dimensi yang kecil pada bagian tengah.
Gambar 10. merupakan roda gigi spiroid yang digunakan pada mesin
gergaji. Dari gambar terlihat bahwa konstruksi roda gigi ini gabungan antara
roda gigi miring dengan roda gigi berbentuk batang.
Gambar disamping merupakan contoh konstruksi roda gigi planiter yang digunakan pada rotor baling-baling helikopter. Roda gigi ini sering dinamakan
dengan contra rotating concentric shaft arrangement. Konstruksi roda gigi ini Gambar 7.23 roda gigi diferensial
kerucut spiral
Gambar 7.24 roda gigi diferensial kerucut hipoid
Gambar 7.25 roda gigi spiroid
Di unduh dari : Bukupaket.com
146 Teknologi Dasar Otomotif
terdiri dari
roda gigi
matahari sebagai pusat perputaran,
roda gigi
planet mengelilingi
matahari, dan roda gigi gelang sebagai tempat
roda gigi planet berputar. Gambar
disamping merupakan
konstruksi roda gigi tipe V-Drive
Unit. Konstruksi roda gigi ini terdiri dari roda gigi
miring yang
dipasang dengan kedua sumbu poros
membentuk sudut tertentu. Sudut yang dibentuk antara kedua sumbu poros tidak
boleh terlalu
besar karena
akan mempengaruhi kinerja sistem transmisi
roda gigi tersebut.
Gambar disamping
merupakan merupakan konstruksi roda gigi pembalik.
Konstruksi roda gigi ini terdiri dari gabungan roda gigi kerucut strandar,
dengan sudut kerucut total 900. Gambar 7.26 konstruksi roda gigi planiter 1
Gambar 7.27 roda gigi tipe V drive unit
Gambar 7.28 roda gigi pembalik
Di unduh dari : Bukupaket.com
147 Teknologi Dasar Otomotif
Gambar disamping
merupakan konstruksi roda gigi planeter. Roda
gigi ini memiliki satu roda gigi matahari sebagai pusat perputaran,
tiga buah roda gigi planet yang terhubungan ke lengan pembawa
planet dan sebuah roda gigi gelang sebagai tempat berputarnya roda gigi
planet. Input pada roda gigi matahari dan output pada roda lengan
pembawa palenet.
Gambar merupakan konstruksi roda gigi planeter yang disebut dengan Star Gear. Berbeda dengan
roda gigi planter pada Gambar roda gigi planeter star gear mempunyai input roda gigi matahari dan
output pada roda gigi gelang. Sedangkan lengan pembawa planet dalam keadaan terkunci dan
diam.
Gambar 16. merupakan gear box dari sistem transmisi otomotif dengan 12 tingkat
kecepatan. Dalam
sistem transmisi
otomotif, jenis roda gigi yang digunakan adalah roda gigi miring. Sebagai pemindah
gigi digunakan lengan pemindah gigi. Gambar 7.29 konstruksi roda gigi planeter
Gambar 7.30 konstruksi roda gigi planeter sta
Gambar 7.31 transmisi pada mobil
Di unduh dari : Bukupaket.com
148 Teknologi Dasar Otomotif
Gambar disamping merupakan gear box yang berfungsi sebagai reducer atau penurun putaran
tinggi menjadi putaran rendah. Pada reducer ini, digunakan jenis roda gigi kerucut.
Gambar disamping merupakan gear box yang berfungsi sebagai reducer dengan
menggunakan roda gigi jenis roda gigi cacing.
2.3
Perbandingan Putaran dan Perbandingan Rodagigi
Jika putaran rodagigi yang berpasangan dinyatakan dengan n rpm pada poros penggerak dan n rpm pada poros yang digerakkan, diameter lingkaran jarak
bagi d mm dan d mm dan jumlah gigi z dan z , maka perbandingan putaran i adalah:
i =
Harga i adalah perbandingan antara jumlah gigi pada rodagigi dan pinion, dikenal juga sebagai perbandingan transmisi atau perbandingan rodagigi. Perbandingan
ini dapat sebesar 4 sampai 5 dalam hal rodagigi lurus standar, dan dapat diperbesar sampai 7 dengan perubahan kepala. Pada rodagigi miring ganda
dapat sampai 10. Gambar 7.32 reducer roda gigi
kerucut
Gambar 7.33 reducer roda gigi cacing
Di unduh dari : Bukupaket.com
149 Teknologi Dasar Otomotif
Contoh perhitungan
Perbandingan putaran antara dua roda gigi yang berpasangan, berbanding terbalik dengan jumlah gigi-giginya.
Perbandingan putaran dapat disebut juga perbandingan transmisi dan diberi lambang i.
i =
1 2
1 2
2 1
D D
z z
n n
Dengan cara ini dapat dicari perbandingan putaran untuk proses dengan roda gigi bersusun.
Contoh : Bila putaran poros I n1, maka : n1 : n2 = z2 : z1,
maka putaran poros II n
2
: n
1
.
2 1
z z
Untuk poros II dan III berlaku : N2 : n3 = z4 : z3
N3 = n2 .
4 3
z z
Jadi n3 = n1 . lihat gambar.
Di unduh dari : Bukupaket.com
150 Teknologi Dasar Otomotif
Dengan cara yang sama didapat :
n
4
= n
1
. .
jadi putaran poros ke empat dapat dicari, tanpa menghitung lebih dulu putaran poros II dan III.
Keliling lingkaran bagi : L = π D = z . p ;
D =
π p
. z
π p
. z
Hasil bagi
disebut modul gigi dan ditulis dengan lambang m.
c. Rangkuman 7
Trasmisi pada bagian-bagian mesin dapat digolongkan atas transmisi sabuk, transmisi rantai, dan transmisi kabel atau tali. Selain itu juga terdapat transmisi
roda gigi. Sabuk digunakan dengan pertimbangan jarak antar poros yang jauh, dan
biasanya digunakan untuk daya yang tidak terlalu besar. Kelebihan transmisi sabuk jika dibandingkan dengan transmisi rantai dan roda
gigi adalah : harganya murah,perawatan mudah, tidak berisik. Sedang kekurangannya adalah :umurnya pendekmudah aus, terjadi sliding tidak akurat,
efisiensi rendah, kapasitas daya kecil.
JENIS-JENIS BELT :
1. Transmisi sabuk datar flat belt,digunakan di industri dengan daya yang cukup besar, jarak antar puli biasanya sampai 10 m.
2. Transmisi sabuk V V-belt, sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Digunakan pada mesin-mesin industri dimana jarak
antar puli dekat.
Di unduh dari : Bukupaket.com
151 Teknologi Dasar Otomotif
3. Transmisi sabuk bundar circular belt, paling jarang digunakan, biasanya dipakai untuk mentransmisikan daya yang kecil, dan jarak antar puli sampai
5 meter. Selain itu terdapat transmisi sabuk gilir yang bekerja atas dasar gesekan belitan
dan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya, dan mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang
diinginkan.
Susunan Belt dalam Sistem Puli :
Sistem terbuka yaitu susunan puli dimana putaran puli yang satu dengan yang lain berputar dengan arah yang sama.
Sistem tertutup atau sabuk silang yaitu susunan puli dimana putaran puli yang satu dengan yang lain berlawanan arah.
Untuk menghindari terjadinya slip pada transmisi sabuk orang sering menggunakan rantai baja. Rantai yang terdiri dari sejumlah link kaku yang
berengsel dan di sambung oleh pin untuk memberikan fleksibilitas yang diperlukan.
Rantai digunakan untuk mentransmisikan daya dimana jarak kedua poros besar dan dikehendaki tidak terjadi slip. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi,
rantai jauh lebih murah akan tetapi brisik serta kapasitas daya dan kecepatanya lebih kecil .
Keuntungan dan Kerugian rantai dibandingkan dengan transmisi sabuk
Keuntungan: selama beroperasi tidak terjadi slip sehingga diperoleh rasio kecepatan yang sempurna, karena rantai terbuat dari logam, maka ruang yang
dibutuhkan lebih kecil dari pada sabuk, dan dapat menghasilkan transmisi yang besar,memberikan efisiensi transmisi tinggi sampai 98 persen, dapat
dioperasikan pada suhu cukup tinggi maupun pada kondisi atmosfer. Kekurangan:biaya produksi rantai relatif tinggi,dibutuhkan pemeliharaan rantai
dengan cermat dan akurat, terutama pelumasan dan penyesuaian pada saat
Di unduh dari : Bukupaket.com
152 Teknologi Dasar Otomotif
kendur, rantai memiliki kecepatan fluktuasi terutama saat terlalu meregang, suara dan getaran karena tumbukan antara rantai dan kaki gigi sproket.
Jenis-jenis rantai adalah a rantai rol b rantai gigi, sedangkan Macam-macam roda rantai, terdapat tiga macam roda rantai, yaitu: roda rantai tunggal, roda
rantai ganda, dan roda rantai sejajar
Roda gigi
Sistem transmisi roda gigi digunakan karena :
•
efisiensinya yang tinggi,
•
kehandalan dalam operasional,
•
tidak mudah rusak,
•
dapat meneruskan daya dan putaran yang tinggi.
•
kemudahan dalam pengoperasian dan perawatan. Roda gigi merupakan elemen mesin yang digunakan untuk memindahkan daya
dan putaran dari satu poros ke poros lain tanpa terjadi slip. Yang mana prinsip dasar dari sistem transmisi roda gigi merupakan pengembangan dari prinsip
transmisi roda gesek. Gerakan dan daya yang ditransmisikan melalui roda gigi, secara kinematis ekuivalen dengan yang ditransmisikan melalui roda gesek atau
cakram. Jenis roda gigi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok sebagai
berikut:
a.
Berdasarkan bentuk gigi dan sistem kerjanya adalah sebagai berikut :
•
Roda gigi lurus spur gear.
•
Roda gigi miring helical gear.
•
Roda gigi kerucut bevel gear.
•
Roda gigi cacing worm gear
Di unduh dari : Bukupaket.com
153 Teknologi Dasar Otomotif
•
Roda gigi planiter planetary gear.
b.
Berdasarkan posisi sumbu dari poros.
•
poros parallel, seperti pada roda gigi lurus dan miring.
•
poros bersilangan, seperti pada roda gigi cacing.
•
poros membentuk sudut tertentu, seperti pada roda gigi kerucut.
d. Tugas 7
Merangkum kembali mengenai penerus dayatransmisi daya
e. Tes formatif 7
1. Sebutkan macam macam transmisipenerus daya pada bagian bagian mesin
2. Jelaskan jenis-jenis sabuk penerus dayatransmisi Berikan contoh penggunaan pada bidang otomotif?
3. Jelaskan susunan puli pada penerus dayatransmisi sabuk 4. Jelaskan keuntungan transmisi rantai dibandingkan dengan sabuk
5. Jelaskan jenis-jenis rantai yang sering dipakai untuk penerus daya 6. Sebutkan macam-macam roda rantai
7. Jelaskan transmisi daya dengan menggunakan roda gigi Apa keuntungannya
8. Jelaskan klasifikasi atau penggolongan roda gigi 9. sebuah rangkaian roda gigi seperti gambar dibawah, hitung jumlah
putaran n
2
dan momen putar M
2?
Di unduh dari : Bukupaket.com
154 Teknologi Dasar Otomotif
f. Kunci jawaban 7
1. Trasmisi pada bagian-bagian mesin dapat digolongkan atas transmisi sabuk, transmisi rantai, dan transmisi kabel atau tali. Selain itu juga terdapat
transmisi roda gigi. 2. Jenis-jenis transmisi sabuk: Transmisi sabuk datar flat belt,digunakan di
industri dengan daya yang cukup besar, jarak antar puli biasanya sampai 10 m, transmisi sabuk V V-belt, sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai
penampang trapesium. Digunakan pada mesin-mesin industri dimana jarak antar puli dekat, transmisi sabuk bundar circular belt, paling jarang
digunakan, biasanya dipakai untuk mentransmisikan daya yang kecil, dan jarak antar puli sampai 5 meter. Selain itu terdapat pula jenis sabuk gilir.
3. Susunan Belt dalam Sistem Puli : Sistem terbuka yaitu susunan puli dimana
putaran puli yang satu dengan yang lain berputar dengan arah yang sama, Sistem tertutup atau sabuk silang yaitu susunan puli dimana putaran puli
yang satu dengan yang lain berlawanan arah. 4. Keuntungan penggunaan rantai dibanding sabuk adalah a.selama beroperasi
tidak terjadi slip sehingga diperoleh rasio kecepatan yang sempurna, b. karena rantai terbuat dari logam, maka ruang yang dibutuhkan lebih kecil dari
pada sabuk, dan dapat menghasilkan transmisi yang besar, c. memberikan efisiensi transmisi tinggi sampai 98 persen, dapat dioperasikan pada suhu
cukup tinggi maupun pada kondisi atmosfer. 5. Jenis-jenis rantai yang sering dipakai adalah rantai rol dan rantai gigi, rantai rol
sangat luas pemakaianya karena harganya yang relative murah dan perawatan serta pemasanganya mudah sedang rantai gigi mempunyai
keunggulan pada tingkat kecepatan dan kapasitas daya yang ditransmisikan lebih besar, serta tingkat kebisingan lebih kecil, akan tetapi harganya lebih
mahal. 6. Macam-macam roda rantai, terdapat tiga macam roda rantai, yaitu:roda rantai
tunggal, roda rantai ganda, dan roda rantai jajar 7. Roda gigi merupakan elemen mesin yang digunakan untuk memindahkan
daya dan putaran dari satu poros ke poros lain tanpa terjadi slip, keuntungannya Meneruskan rasio kecepatan yang sama dan tepat, tidak
Di unduh dari : Bukupaket.com
155 Teknologi Dasar Otomotif
terjadi slip,dapat digunakan untuk meneruskan daya yang besar, dapat digunakan untuk meneruskan putaran yang tinggi, Perbandingan transmisi
roda gigi dapat didesain dari sesuai kebutuhan.dapat digunakan untuk jarak sumbu poros yang dekat. Memiliki, dapat digunakan untuk meneruskan
putaran dari poros sejajar, bersilangan dan poros dengan sudut tertentu.
8. Klasifikasi dan penggolongan roda gigi adalah: Berdasarkan bentuk gigi dan sistem kerjanya adalah roda gigi lurus, roda gigi
miring, roda gigi kerucut, roda gigi cacing, roda gigi planiter, Berdasarkan posisi sumbu dari poros. poros parallel, seperti pada roda gigi
lurus dan miring, poros bersilangan, seperti pada roda gigi cacing, poros membentuk sudut tertentu, seperti pada roda gigi kerucut.
Berdasarkan jenis atau bentuk hubungan pasangan gigi. external gear = roda gigi luar, internal gear = roda gigi dalam.
9. Jawab:
n = n
. = 2700 .
= 1800 rpm M
2
= M
1 . = 120 .
= 180 Nm
Di unduh dari : Bukupaket.com
156 Teknologi Dasar Otomotif
8. Kegiatan Belajar 8 : Teknik Pengecoran Logam a. Tujuan Kegiatan Belajar 8
Setelah mempelajari topik ini diharapkan siswa mampu :
1. Menjelaskan tentang pembentukan produk benda kerja.? 2. Menjelaskan pembentukan benda kerja dengan pengecoran penuangan.
3.Menyebutkan beberapa cara pembentukan benda kerja dengan cara pengecoran
4. Menyebutkan bagian-bagian dari cetakan pasir 5. Menyebutkan macam-macam pasir yang digunakan sebagai bahan cetakan
pasir untuk pengecoran logam
6. Menjelaskan cara membersihkan benda kerja hasil pengecoran
b. Uraian Materi 8
Dasar pengecoran Pengecoran
adalah membuat
komponen dengan
cara menuangkan bahan yang dicairkan ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan
membeku di dalam cetakan tersebut, dan kemudian dikeluarkan atau di pecah- pecah untuk dijadikan komponen mesin. Untuk mencairkan bahan diperlukan
furnacedapur kupola. Furnace adalah sebuah dapur atau tempat yang dilengkapi dengan heaterpemanas. Bahan padat dicairkan sampai suhu titik
cair dan dapat ditambahkan campuran bahan seperti chrom, silikon, titanium, aluminium dan lain-lain, supaya bahan menjadi lebih baik. Bahan yang sudah
cair dapat dituangkan ke dalam cetakan. Pengecoran digunakan untuk membentuk logam dalam kondisi panas sesuai dengan bentuk cetakan yang
telah dibuat. Pengecoran dapat berupa material logam cair atau plastik yang bisa meleleh termoplastik, juga material yang terlarut air misalnya beton atau gips,
dan materi lain yang dapat menjadi cair atau pasta ketika dalam kondisi basah seperti tanah liat, dan lain-lain yang jika dalam kondisi kering akan berubah
menjadi keras dalam cetakan, dan terbakar dalam perapian. Teknik pengecoran atau penuangancasting merupakan salah satu proses pembentukan bahan
bakubahan benda kerja yang relatif mahal dimana pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan mentah. Komposisi unsur serta
Di unduh dari : Bukupaket.com
157 Teknologi Dasar Otomotif
kadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat bahan sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang direncanakan namun dengan komposisi yang homogen serta
larut dalam keadaan padat. Proses penuangan juga merupakan seni pengolahan logam menjadi bentuk benda kerja yang paling tua dan mungkin
sebelum pembentukan dengan panyayatanchipping dilakukan. Sebagai mana ditemukan dalam artifacts kuno menunjukkan bukti keterampilan yang luar biasa
dalam pembentukan benda dari bahan logam dengan menuangkan logam yang telah dicairkanmolten metals kedalam cetakan pasir khusus menjadi bentuk
tertentu. Pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir juga merupakan teknologi yang menuangkan larutan cair dari logam secara hati-hati kedalam
cetakan pasir yang sudah dipersiapkan dengan hasil yang mendekati sempurna. metoda penuangan dengan cetakan pasirsand casting menjadi salah satu
metoda penuangan dimana berbagai metoda penuangan tersebut antara lain meliputi :
a. Sand casting penuangan dengan cetakan pasir b. Die casting penuangan dengan cetakan matres
c. Centrifugal casting penuangan dengan cetakan putar d. Continuous casting
e. Shell moulding f. Investment casting
Sand Casting penuangan dengan cetakan pasir. Proses pembentukan benda kerja dengan metoda penuangan logam
cair kedalam cetakan pasir sand casting, secara sederhana cetakan pasir ini dapat diartikan sebagai rongga hasil pembentukan dengan cara
mengikis berbagai bentuk benda pada bongkahan dari pasir yang kemudian rongga tersebut diisi dengan logam yang telah dicairkan melalui pemanasan
molten metals. Proses pembentukan cetakan pasir ini harus dilakukan secara hati-hati dan
memperlakukannya seperti mendirikan periuk emas murni atau perak atau tembaga. Kendati sekarang telah benar-benar mampu melakukan loncatan
kemampuandalam pekerjaan pengecoran casting seperti pembuatan
Di unduh dari : Bukupaket.com
158 Teknologi Dasar Otomotif
sejumlah poros luar dari mesin kapal laut Queen Mary yang sangat besar dan panjang juga rel kereta api.
Cetakan pasir untuk pembentukan benda tuangan melalui pengecoran harus dibuat dan dikerjakan sedemikian rupa dengan bagian- bagian yang
lengkap sesuai dengan bentuk benda kerja sehingga diperoleh bentuk yang sempurna sesuai dengan yang kita kehendaki. Bagian-bagian dari cetakan
pasir ini antara lain meliputi: a. Pola, mal atau model pattern, yaitu sebuah bentuk dan ukuran benda yang
sama dengan bentuk asli benda yang dikehendaki, pola ini dapat dibuat dari kayu atau plastik yang nantinya akan dibentuk pada cetakan pasir dalam
bentuk rongga atau yang disebut mold jika model ini dikeluarkan yang kedalamnya akan dituangkan logam cair.
b. Inti core,inti ini merupakan bagian khusus untuk yang berfungsi sebagai bingkai untuk melindungi struktur model yang akan dibentuk,
dengan demikian keadaan ketebalan dinding, lubang dan bentuk-bentuk khusus dari benda tuangan casting tidak akan terjadi perubahan.
c. Cope, yaitu setangah bagian dari bagian atas dari cetakan pasir. d. Drag, yakni setengah bagian bawah dari cetakan pasir tersebut.
e. Gate ialah lubang terbuka dimana dituangkannya logam cair kedalam cetakan diantara core dan drag.
f. Riser ialah lubang pengeluaran yang disediakan untuk mengalirnya sisa lelehan logam cair dari dalam cetakan serta sedikit reserve larutan logam
cair. Komponen-komponen utama untuk pembuatan cetakan tersebut
diatas merupakan komponen utama yang digunakan dalam pembuatan cetakan untuk
pengecoran logam. Kelengkapan lainnya adalah Chaplet, yakni kelengkapan pendukung Cores, walaupun pemakaian pendukung cores ini dianggap kurang
praktis, dan beberapa peralatan yang lain tidak ada dalam perdagangan.
Bahan cetakan dan bahan teras Pasir cetakan
Cetakan dan teras merupakan bagian yang akan bekerja menerima panas dan tekanan dari logam cair yang dituang sebagai bahan produk, oleh karena itu
pasir sebagai bahan cetakan harus dipilih sesuai dengan kualifikasi kebutuhan
Di unduh dari : Bukupaket.com
159 Teknologi Dasar Otomotif
bahan yang akan dicetak baik sifat penuangannya maupun ukuran benda yang akan dibentuk dalam penuangan ini dimana semakin besar benda tuangan
maka tekanan yang disebut tekanan metallostatic akan semakin besar dimana cetakan maupun teras harus memiliki kestabilan mekanis yang
terandalkan. Beberapa jenis bahan cetakan dan teras yang sering digunakan antara lain :
a. Pasir tanah liat
Pasir tanah liat ialah pasir yang komposisinya terdiri atas campuran pasir- kwarsa dengan tanah liat yang berfungsi sebagai pengikat. Pasir tanah liat ini
dapat dibedakan menjadi dua macam menurut cara pemakaiannya yaitu : Pasir kering yaitu jenis pasir tanah liat dimana setelah dibentuk
menjadi cetakan harus dikeringkan terlebih dahulu. Pasir ini sangat cocok digunakan untuk pengecoran benda-benda yang kecil maupun
yang besar. Pasir basah ialah jenis pasir tanah liat yang telah dibentuk menjadi
cetakan tidak perlu dilakukan pengeringan atau. Pasir ini
hanya digunakan untuk pengecoran benda-benda yang kecil. Dalam proses pembentukan bahan cetakan Pasir cetakan dicampur dengan
bubuk batu bara untuk menhindari terbakarnya butiran pasir ini terutama bagian yang berhubungan langsung dengan sumber panas dan pengerjaan lanjutan
atau penyelesaian setelah cetakan ini terbentuk, permukaan bentuk benda kerja diperhalus dengan cara memolesnya dengan larutan graphite atau yang
disebut penghitaman dan digunakan pada cetakan yang menggunakan pasir kering. Tetapi untuk cetakan yang pasir basah biasanya penghitaman
diberikan dengan menyemprotkan tepung batu bara tersebut, melalui proses ini juga akan diperoleh benda tuangan yang memilki permukaan yang halus.
Dalam keadaan padat cetakan ini juga harus porous sehinga dapat membuang gas yang terbentuk akibat pemanasan, untuk tujuan ini biasanya dimasukan
jerami.
b. Pasir minyak
Pasir minyak ialah pasir kwarsa yang dalam pemakaiannya dicampur dengan minyak sebagai bahan pengikatnya, sifatnya yang sangat baik dan cocok
Di unduh dari : Bukupaket.com
160 Teknologi Dasar Otomotif
digunakan dalam pembuatan teras baik ukuran kecil maupun besar, setelah pembentukan, teras dikeringkan dan dipoles dengan
cairan serbuk batu bara. Teras dengan bahan pasir minyak ini dimana pengikatnya adalah minyak setelah penuangan minyak akan terbakar sehingga
teras mudah untuk dikeluarkan.
c. Pasir dammar buatan Resinoid
Pasir dammar buatan ialah pasir cetak dengan komposisi yang terdiri dari pasir kwarsa dengan 2 dammar buatan. Pasir jenis ini hamper tidak perlu
ditumbuk dalam pemadatannya. Pasir ini juga memiliki sifat yang baik setelah mengeras dan pengerasannya dapat diatur dengan sempurna serta cocok
digunakan untuk membentuk benda-benda dengan ukuran yang cukup besar. Proses penghitaman masih harus dilakukan seperti penggunaan pasir-pasir yang
lainnya.
d. Pasir kaca air
Pasir kaca air merupkan komposisi dari pasir kwarsa dengan kurang lebih 4 kaca air Pemadatannya hampir tidak perlu ditumbuk dan sifatnya sangat baik
setelah dikeraskan melalui pemasukan gas CO dan dihitamkan Pasir kaca ini digunakan sebagai bahan cetakan atau teras dengan ukuran sedang.
e. Pasir semen
Pasir semen merupakan campuran pasir kwarsa dengan kurang lebih 9 semen serta air kurang lebih 6 . Pemadatannya tidak perlu ditumbuk dan sifatnya
sangat baik setellah mengeras walupun proses pengerasannya lambat. Setelah kering juga dihitamkan.
Pasir ini digunakan sebagai bahan teras dan cetakan yang berat.
Di unduh dari : Bukupaket.com
161 Teknologi Dasar Otomotif
Rangka cetakan frame.
Rangka cetakan frame berfungsi sebagai bingkai yang dibuat dari baja
atau besi tuang, dimana rangka cetakan frame ini harus dapat
mempertahankan bentuk cetakan apabila cetakan
menerima pembebanan yang diberikan oleh
bahan tuangan tersebut, akan tetapi terdapat pula rangka cetakan
yang dibuat dari kayu yang dibuat sedemikian rupa sehingga
mudah untuk memegang atau mengangkat cetakan tersebut. lihat
gambar 8.1 dan 8.2
Gambar 8.2 Rangka Cetakan Baja
a. Rangka Cetak Bentuk Segi Empat
b. Rangka Cetak Bentuk Silinder
Gambar 8.1 Rangka Cetakan Kayu
Di unduh dari : Bukupaket.com
162 Teknologi Dasar Otomotif
Perkakas cetak. Perkakas cetak terdiri atas penumbuk, sendok spatula, siku-siku poles, kuas,
pena model dan penusuk lubang angin lihat gambar 8.3. Panci tuang Ladle
Panci tuangan ladle digunakan untuk mengangkut logam
cair dari
dapur peleburan
dan menuangkannya kedalam cetakan, panci ini dibuat
dari baja dengan lapisan tahan panas pada bagian dalamnya.
Panci tuangan
yang berukuran
besarpengangkatannya menggunakan keran.
Proses pembuatan cetakan.
Proses pembentukan benda kerja dengan cara pengecoran atau penuangan ini dilakukan dengan
terlebih dahulu membuat cetakan dan teras tergantung bentuk benda kerja. Namun
demikian sebagaimana dalam proses pembentukan benda kerja pada umumnya, pekerjaan awal
dilakukan dengan terlebih dahulu mempelajari dimensional benda kerja sebagaimana tertuang didalam gambar kerja, yang
akan memberikan informasi secara luas tentang kualitas dimensional produk yang dikehendaki.
Pembuatan cetakan dirancang dengan mempertimbangkan besar dan tingkat kerumitan dari benda-benda tuangan yang direncanakan, cetakan
harus dirancang sesederhana mungkin sehingga tidak menyulitkan dalam proses
penuangannya dan bahan tuangan dapat dengan mudah terdistribusi keseluruh rongga yang merupakan bentuk dari benda kerja. Demikian pula
dengan rancangan saluran-saluran tambahan, seperti saluran pengisap atau pengeluaran gas
yang ditimbulkan oleh pemanasan dari logam cair Molten metal terhadap kelembaban cetakan atau karena terdapat udara yang
terjebak didalam rongga cetakan, hal ini akan mengakibatkan keroposnya porous benda kerja hasil penuangan.
Gambar 8.3 panci tuang dengan tangan dan panci
pikul
Di unduh dari : Bukupaket.com
163 Teknologi Dasar Otomotif
Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tadi maka pembuatan cetakan ditentukan menurut jenis dan cara pembuatannya, antara lain sebagai
berikut.
1 Cetakan pasir dibuat dengan tangan
a. Seluruh bagian benda kerja berada pada satu cetakan Drag Cetakan ini dapat dibentuk dengan hanya
terdiri atas satu cetakan atau diperlukan dua bagian cetakan yakni drag dan cope.
Benda kerja seperti gambar kerja yang diperlihatkan pada gambar ialah turning clutch
flywheel dengan dimensi serta ukuran yang relative kecil dan sederhana, biasanya dibuat
dengan besi tempa, jika dibentuk melalui proses pengecoran, yakni salah satu Caranya
yang mungkin
dapat dilakukan
ialah menggunakan
cetakan pasir.
Pekerjaan penyelesaian finishing dilakukan melalui
proses pemesinan maching. Sebagaimana kita lihat dari bentuk cetakannya
dimana bentuk dari benda tuangan berada pada kedua bagian cetakan, yakni drag dan
cope namun demikian karena benda tuangan ini ukurannya relatif kecil maka tidak diperlukan
penguatan sebagaimana peralatan penguatan yang diperlihatkan pada gambar .
Untuk benda-benda yang ukurannya besar dimana volume dari bahan logam cair juga
sangat banyak diperlukan ketebalan dinding cetakan yang cukup tebal sehingga diperlukan
penguatan agar pada saat penuangan pasir cetakan tidak runtuh, lihat gambar .
Gambar 8.4 Bentuk Benda Kerja dan Bentuk Cetakan
Gambar 8.5 Piringan Rem Disk Brake
Di unduh dari : Bukupaket.com
164 Teknologi Dasar Otomotif
Untuk pekerjaan penuangan pengecoran bentuk benda seperti diperlihatkan pada
gambar, dimana cetakan terbuat dari cetakan pasir dengan posisi benda berada pada
cetakan bagian bawah drag, pengerjaannya dilakukan secara manual
dengan tangan. Pembuatan model merupakan pekerjaan
awal dalam pembuatan cetakan, dengan berbagai ketentuan, model dibuat sesuai
dengan bentuk aslinya. Pada proses ini dimana semua bagian bentuk benda
berada pada salah satu dari bagian cetakan, maka model merupakan bentuk
utuh. Tidak semua model dapat dilakukan seperti ini tentu saja hal ini bergantung
pada bentuk dimensi dari benda kerja yang akan dibuat. Untuk proses pekerjaan pembuatan cetakan benda yang demikian ini dapat
dilakukan dengan langkah sebagai berikut : Lihat gambar susunan pola pattern yang dibuat dari kayu dengan ukuran
ditambah allowance dengan bentuk dimensi sama dengan bentuk yang diinginkan, demikian pula dengan inti teras namun unutuk teras ini dibuat dari
pasir cetak membentuk cetakan dari pola inti terlebih dahulu, yang baik cetakan pola inti dibuat dari bahan resin fire-glass. Bentuk pola model
dibuat dari kayu sesuai dengan bentuk sebenarnya. Untuk bentuk model inti seperti dalam kebutuhan penuangan pada gambar , dimana sudah
memiliki ketirusan sehingga akan mudah melepaskan model inti tersebut nantinya dari dalam cetakan, namun jika tidak dimungkinkan untuk
memberikan ketirusan maka cetakan terpaksa dibagi dua atau pemotongan- pemotongan cetakan sesuai dengan bentuk benda itu
sendiri. Langkah-langkah kerja pembuatannya dapat dilakukan sebagai berikut :
Gambar 8.6 cetakan dengan penguatan untuk model
seluruhnya pada drag
Di unduh dari : Bukupaket.com
165 Teknologi Dasar Otomotif
a Model pattern initi yang telah dibentuk sesuai dengan bentuk yang dibutuhkan dihaluskan permukaannya, kehalusan permukaan ini penting
dimana akan menghasilkan permukaan cetakan yang halus pula disamping akan mudah melepaskan hasil cetakan dari dalam cetakan
tersebut. b
Poleskan ―Mould release wax” diperdagangkan dengan merk Mirror Glaze keseluruh permukaan model hingga rata dan yakinkan
pori-pori dari kayu dapat tertutup dengan lapisan ini. Mould release wax berfungsi sebagai pemisah antara cetakan dengan pola, Model
pattern sehingga cetakan akan mudah dilepas.
c Periapkan resin dipasaran dikenal dengan ―resin butek‖. Untuk
ukuran cetakan seperti pada gambar 39 diperlukan kurang lebih ¼ kg
dapat dicampur dengan talk ± 10 sampai 20 dari volumenya, kemudian diaduk hingga rata. Jika terlalu kental dapat diencerkan
dengan ―Stieren Monomer‖ secukupnya tidak terlalu encer karena akan mengurangi kekuatan hasil cetakan.
d Selanjutnya siapkan pula ―Hardener‖ atau resin-katalis, biasanya
kebutuhan katalis ini ± 20 sampai 25 cc tiap 1 kg resin.
e Persiapkan pula ‖metch‖ atau serat Fibre ± 40 x 40 Cm.dan
f Mangkok kecil untuk adonan serta kuas dan sabun cuci. g Tuangkan resin yang telah dipersiapkan pada poin c ke dalam
mangkuk dan berikan 5 sampai 10 tetes katalis dan diaduk hingga rata. lakukan secara cepat karena bahan ini akan cepat mengeras,
dan dengan menggunakan kuas oleskan keseluruh permukaan model yang telah dipersiapkan pada poin b.
h Lepaskan serabut fibre dari lembarannya dan bubuhkan pada model yang telah dikerjakan di poin g kemudian oleskan kembali resin dengan
gerakan sedikit menekan dengan menggunakan kuas hingga serat larut pada resin tersebut.
i Lakukan poin g dan h ini berulang-ulang hingga mencapai ketebalan yang memadai ± 3mm. dan biarkan pda udara terbuka kira-
kira 5 sampi 10 menit, kemudian
Di unduh dari : Bukupaket.com
166 Teknologi Dasar Otomotif
j Potongrapihkan sisa serabut Metzyang keluar dari bentuk pola model dengan menggunakan pisau cutter.
k Setelah benar-benar kering keluarkan model dari dalam cetakan.Lihat gambar 6.9. dan siap untuk digunakan.
Model Inti teras dibuat dari pasir minyak setelah pembentukan, teras dikeringkan dan dipoles dengan cairan serbuk batu bara. Teras dengan
bahan pasir minyak ini dimana pengikatnya adalah minyak setelah penuangan
minyak akan terbakar sehingga teras mudah untuk dikeluarkan. Gambar Susunan Model dan inti teras untuk
pengecoran piringan rem Disk Brake Rangka cetakan lihat gambar 6.3 dan
6.4 yang akan digunakan yakni untuk drag
dan cope dipersiapkan sesuai dengan pasangannya.
Rangka cetakan bagian atas Drag ditempatkan pada papan landasan dengan
posisi terbalik. Menyusun pola Model dan inti teras di
atas papan landasan dengan posisi terbalik Lihat gambar
Memasukan pasir cetak kedalam cetakan ini dengan memberikan penguatan
sedemikain rupa, dan tempatkan model Pattern pada bagian atas serta isi dengan pasir
kemudian dipadatkan dengan memberikan sedikit air dan ratakan perukaan pasir pada bagian
model serta cetakan tersebut, akan tetapi model harus mudah dilepas.
Balikan cetakan drag dengan memutar pada ar
ah ‖gerakan matahari‖ hingga posisi bawah menjadi posisi atas. Lihat gambar.
Gambar 8.7 cetakan fiber untuk model inti
Gambar 8.8 susunan model dan inti teras untuk
pengecoran piringan rem Disk Brake
Di unduh dari : Bukupaket.com
167 Teknologi Dasar Otomotif
Haluskan permukaan bentuk benda yang dihasilkan oleh bentuk model tadi dengan
menaburkan debu pasir Proses berikutnya ialah penghitaman
dengan cara memolesnya dengan larutan graphite jika cetakan menggunakan pasir kering.
Tetapi untuk cetakan yang pasir basah biasanya penghitaman diberikan dengan
menyemprotkan tepung batu bara tersebut, melalui proses ini juga akandiperoleh benda
tuangan yang memilki permukaan yang halus. Dalam keadaan padat cetakan ini juga harus
porous sehingga dapat membuang gas yang terbentuk akibat pemanasan.
Buatlah saluran-saluran seperti saluran ―penghubung‖ serta saluran untuk
laluan udara gas.
Persiapan rangka cetakan bagian atas cope, sebagaimana juga dilakukan pada drag dimana untuk cope ini
juga ditempatkan pada landasan dengan posisi terbalik.
Mengisi pasir cetak dari jenis pasir yang diinginkan dengan memberikan penguatan sesuai dengan kebutuhannya
serta dipadatkan.
Lakukan pula proses penghitaman dibagian permukaan bentuk pola patern.
Setelah dikeringkan balikan pula cope ini sesuai dengan ―arah gerakkan matahari‖
Tempatkan cope di atas drag dengan posisi sejajar menurut posisi pin pengarah.
Buatlah lubang-lubang saluran seperti tap penuangan, tap pengisap gas dan lain-lain.
Gambar 8.9 kedudukan pola model
dan inti dalam cetakan
Gambar 8.10 Drag pada kedudukan yang
sebenarnya
Di unduh dari : Bukupaket.com
168 Teknologi Dasar Otomotif
Jika semua proses telah dilaksanakan maka cetakan siap untuk diisi dengan logam cair.
b. Seluruh bagian bentuk kerja berada pada kedua bagian cetakan Drag dan cope.
Dalam pembentukan benda tuangan dimana bentuk model dari benda kerja berada pada kedua bagian dari cetakan yakni drag dan cope ini
sebenarnya tidak terdapat perbedaan yang prinsip dimana hanya proses pengejaannya yang berbeda, tentu saja perbedaan ini tergantung pada
bentuk benda kerja yang dikehendaki, jika kita melihat kerumitan pekerjaan tentu saja lebih rumit dibanding dengan contoh a kendati pada
pekerjaan yang rumit kecenderungan akan risiko terjadi kesalahan ini lebih besar dari pada pekerjaan yang sederhana, namun karena tuntutan pekerjaan
dan cara ini merupakan salah satu yang mungkin dapat dilakukan. Namun demikian upaya menyederhanakan pekerjaan ini hendaknya diupayakan
semaximal mungkin. Sebagaimana telah diuraikan
dalam beberapa penjelasan terdahulu
dimana proses pembentukan benda kerja melalui proses pengecoran ini harus diawali dengan analisis terhadap spesifikasi yang di syaratkan dari benda
kerja yang diinginkan dari spesifikasi geometris yang berhubungan dengan dimensional hingga spesifikasi mekanis yang berhubungan dengan kekuatan
bahan untuk menentukan jenis bahan tuangan yang akan digunakan serta kesesuainnya dengan bahan cetakan dan metoda pembentukannya.
Pembuatan cetakan
Proses pembuatan cetakan dapat dilakukan secara manual dengan melakukan persiapan-persiapan yang meliputi :
Peralatan Bahan cetakan pasir cetak
Papan landasan Pola atau model patern untuk cetakan bawah dag
Pola atau model patern untuk cetakan atas cope
Di unduh dari : Bukupaket.com
169 Teknologi Dasar Otomotif
Pola saluran penuangan saluran turun dan saluran gas Pola Inti serta alat-alat bantu lainnya.
1 Peralatan Peralatan yang diperlukan untuk pembuatan cetakan pasir yang dilakukan
secara manual diperlukan berbagai peralatan pokok yakni rangka cetakan. Jika rangka cetakan tidak menggunakan rangka cetakan baja maka dapat
digunakan rangka cetakan kayu yang ukurannya disesuaikan dengan ukuran benda yang akan dibuat dan masing-masing ditambah dengan ketebalan
dinding cetakan, untuk itu maka diperlukan peralatan pertukangan kayu, seperti gergaji, ketam, palu, paku dan lain-lain. Disamping itu perlatan khusus
yang digunakan untuk keperluan
pengecoran logam sebagaimana
diperlihatkan pada gambar 6.14. serta ladle paci tuang seperti terlihat pada gambar 6.4 halaman 6.. Peralatan yang mungkin diperlukan juga
antara lain pengayak pasir cetak yang berfungsi untuk menyeragamkan ukuran butiran mesh pasir itu sendiri.
2 Pelaksanaan pembuatan cetakan.
a Proses awal pembuatan
cetakan ini dilakukan dengan terlebih dahulu membuat model atau Pola
Pattern, dengan posisi model berada pada kedua bagian cetakan yakni
drag dan cope maka model dibuat dari dua keping kayu papan yang
digabungkan, dengan model yang berbentuk bundar, pengerjaannya
dapat dilakukan pada mesin bubut dapat digunakan mesin bubut kayu atau mesin bubut besi dengan
pemegang ―mandrel‖ lihat Gambar Penambahan ukuran diberikan allowance sebesar ketentuan pada uraian berikut dimana benda
kerja akan dilakukan pengerjaan lanjutan melalui proses pemesinan machining.
Gambar 8.11 pembentukan pola pada mesin bubut
Di unduh dari : Bukupaket.com
170 Teknologi Dasar Otomotif
b Dua keping papan disatukan
dengan mandrel, untuk benda bundar bulat seperti gambar 44
dengan bentuk simetris tidak perlu menggunakan pena pengarah,
namun untuk menghindari kesalahan posisi penggunaan pena pangarah ini
akan lebih baik. c Pekerjaan
berikutnya ialah
pembuatan inti, dimana inti teras ini dibuat dari pasir cetak dari jenis Pasir
minyak atau pasir kwarsa dengan campuran minyak nabati lihat poin d halaman 58.
Inti atau teras ini dibentuk
dengan menggunakan pola luar yang dibuat dari plat yang dirol atau
jika ukurannya sesuai dengan standar pipa PVC dapat juga digunakan pipa tersebut yang dibelah
simetris kemudian diikat dengan kawat
untuk memudahkan membuka cetakan inti tersebut.
Model pola Inti teras dari pasir cetak hasil pencetakan. Pola Inti
yang telah
terbentuk seperti pada gambar di sebelah selanjutnya diberi lapisan jelaga
dapur kupola atau serbuk grafit yang dicairkan agar permukaannya rata dan
halus sehingga menghasilkan permukaan hasil penuangan yang halus pula.
Setelah kering pola inti ini siap untuk didudukan pada cetakan sesuai dengan
posisi yang dikehendaki lihat uraian berikut.
d Urutan pekerjaan yang harus
Gambar 8.12.pembuatan pola inti pasir
Gambar 8.13 pembuatan cetakan dan inti core
Di unduh dari : Bukupaket.com
171 Teknologi Dasar Otomotif
dilakukan dan dipersiapkan sebelum pengisian pasir kedalam rangka cetak, antara lain :
Menyiapkan Plat papan landasan. Pelat papan landasan ini harus kuat agar saat pemadatan tidak
bergetar sehingga merubah bentuk dari cetakan tersebut. Papan ditempatkan diatas balok
penyangga untuk menyetabilkan kedudukan rangka cetak.
Model yang telah dibentuk pada poin c dilepas dari mandrelnya, dengan demikian akan didapat dua
bagian Model yakni model yang akan dibentuk pada cetakan atas Cope dan Model yang kan dibentuk pada bagian bawah
drag. Tempatkan rangka cetak diatas papan sebagaimana
terlihat pada gambar dan posisikan model b untuk cetakan bawah drag dengan pola inti kayu untuk
kedudukan inti teras pasir. Pola kayu yang akan digunakan sebagai tempat kedudukan inti teras ini
harus mudah dibuka agar tidak merubah bentuk cetakan selama proses pelepasan dan pemasangan pola Inti
yang terbuat dari pasir cetak. e Pengisian pasir kedalam rangka cetak.
Untuk pengisian pasir kedalam rangka cetak dilakukan secara bertahap, yakni dengan
penuangan sejumlah pasir cetak setebal ±40 mm diatas pola. Pasir cetak pada bagian ini harus padat, yang dilakukan
secara hati-hati agar tidak merubah posisi pola, untuk pemadatan ini digunakan penumbuk. lihat gambar.
Pengisian pasir kedalam rangka cetak untuk tahap kedua atau langkah berikutnya dilakukan setelah pasir yang dituangkan pada tahap
kesatu dipadatkan,pengisian ini dilanjutkan sedikit demi sedikit disertai pemadatan hingga ketinggian pasir rata dengan permukaan rangka
Gambar 8.14 plat papan landasan
Gambar 8.16pengisian pasir cetak pada cetakan bawah
Gambar 8.15 satu pasang model hasil
pembentukan dengan mesin bubut dibelah
simetris a dan b dan inti core
Di unduh dari : Bukupaket.com
172 Teknologi Dasar Otomotif
cetakan, kemudian diratakan dengan mistar atau papan.
f Untuk selanjutnya kita akan membentuk cetakan kedua yakni bagian cetakan pada cope
sebenarnya tidak jauh berbeda dengan pembentukan cetakan pada cetakan bawah drag, dimana proses
pembentukan cope ini rangka cetak atas cope juga diposisikan seperti dalam pembentukan cetakan
atas drag.
Menentukan system saluran. Dalam pembuatan cetakan system saluran harus dirancang sedemikian rupa agar
seluruh rongga cetakan terisi logam cair secara merata, serta tidak terhambat oleh gelembung udara
atau gas. System saluran dapat dipilih salah satu dari beberapa system dibawah ini :
Saluran langsung Saluran tidak langsung
Saluran cincin Saluran Trompet
Saluran pensil Saluran betingkat
Saluran baji dan Saluran bawah
Untuk pengecoran bentuk benda sebagaimana telah dibahas sebelumnya bias dilakukan dengan memakai
system saluran cincin atau saluran pisah dengan posisi saluran sebagaimana diperlihatkan pada gambar
Pengisian pasir ke dalam rangka cetak. Sebagaimana juga dilakukan pada pembuatan cetakan
bawah drag juga dilakukan untuk pembuatan cetakan atas Cope dimana untuk pengisian pasir kedalam rangka cetak
dilakukan secara bertahap, yakni dengan penuangan
Gambar 8.18 kedudukan pola dan inti pada cetakan
bawah drag di dalam rangka cetak
Gambar 8.19 penempatan pola dan pola inti pada
cetakan atas Cope Gambar 8.17 pengisian pasir
cetak tahap II pada cetakan bawah
Di unduh dari : Bukupaket.com
173 Teknologi Dasar Otomotif
sejumlah pasir cetak setebal ±40 mm diatas pola. Pasir cetak pada bagian ini harus padat, yang dilakukan secara hati-hati agar tidak merubah posisi
pola. cetakan
bawah serta
saluran-salurannya g Pekerjaan berikutnya ialah menempatkan kembali rangka cetak, yakni
menggabungkan kedua cetakan drag dan cope, pada benda bulat simetris ini
sebenarnya tidak terlalui sulit dimana yang paling penting adalah penempatan posisi
kedudukan teras Intinya telah ditempatkan ditengah-tengah rangka cetak, dengan
memposisikan lubang cope pada inti serta posisi pen pengarah dari rangka cetak dalam keadaan sejajar, maka
posisi rongga sudah sejajar.Namun akan berbeda dengan pemasangan kembali
Cope pada drag untuk benda-benda yang memiliki bentuk tidak beraturan atau tidak simetris dimana kita harus berpedoman pada arah membalik
dari cope dan drag ; arah pergerakkan matahari menjadi pedoman memposisikan rangka-rangka cetak
tersebut sehingga bentuk rongga akan sama dengan bentuk benda
yang kita kehendaki. Bentuk dan posisi cetakan yang telah siap untuk
dilakukan pengecoran sebagaimana terlihat pada gambar
2 Cetakan pasir dibuat dengan cara mekanis
Vibrator bertekanan
Proses pembuatan cetakan dari bahan pasir proses pembuatan cetakan
dengan menggunakan mesin sebagai alat bantu terutama dalam proses pemadatan pasir didalam rangka cetak. Mesin pembuat cetakan ini akan
menghasilkan cetakan yang cukup padat, akan tetapi bentuk model dari benda
Gambar 8.21 proses penuangan Gambar 8.20 posisi cetakan atas dan
cetakan bawah serta saluran- salurannya
Di unduh dari : Bukupaket.com
174 Teknologi Dasar Otomotif
tuangan tetap harus kita buat sesuai dengan bentuk benda yang diinginkan. Berbagai bentuk dan sistem kerja dari mesin cetak ini diantaranya
mesin bertekanan dan mesin getar vibrator atau gabungan dari keduanya. Keuntungan pekaian mesin ini ialah cetakan sangat kuat dan padat dan
dapat membuat cetakan dua bagian sekaligus yakni bagian drag dan cope.
Penyembur pasir
Mesin penyembur pasir ini merupakan mesin pengisi pasir kedalam cetakan atau terlebih dahulu pada permukaan model, pengisian pasir dengan mesin
penyembur ini menghasilkan pengisian secara merata walaupun masih diperlukan pemadatan dibagian sisi pola, buiran pasir juga akan lebih seragam.
Penyemburan pasir ini biasanya diberikan oleh sudu dari baling- baling .
Die Casting atau penuangan dengan cetakan logam
Proses pengecoran dengan cetakan logam prinsip penuangannya tidak jauh beda dengan penuangan pada cetakan pasir, yang berbeda pada system ini
ialah bahan cetakan itu sendiri yakni cetakan dibuat dari bahan logam, tentu saja salah satu syarat dari cetakan logam ini adalah logam bahan cetakan harus
tahan terhadap temperatur tinggi seingga apabila bahan logam cair dituangkan kedalam cetakan tersebut tidak mengakibatkan perubahan bentuk pada cetakan
tersebut yang akan mengakibatkan berubahnya bentuk produk hasil cetakan itu sendiri.
Proses peleburan pencairan logam tuangan cor
Berat Jenis, titik Cair dan koefisien kekentalan Besi tuang cast Iron ialah paduan dari besi dengan lebih dari 1,7 Karbon,
biasanya kadar Karbon ini berada pada kisaran antara 2,4 hingga 4. Merupakan bahan yang relatif mahal, untuk bahan yang diproduksi dari besi
mentah cair, atau besibaja tua, ini merupakan produksi Besi tuang yang memiliki fungsi mekanis sangat penting dan diproduksi dalam jumlah besar. Prosesnya
sering dilakukan dengan cara menambahkan unsur graphite ke dalam ―ladle‖
sebagai pengendali. Paduan Besi tuang Alloy Iron Castings bahannya telah dilakukan penghalusan refined dan pemaduan besi mentah pig Iron. Dalam
proesnya peleburan bahan logam ini tidak terlalu sulit terutama untuk bahan-
Di unduh dari : Bukupaket.com
175 Teknologi Dasar Otomotif
bahan yang diperoleh dari besi mentah pig Iron dengan kadar Karbon yang telah diketahui yakni antar 2,4 sampai 4, sebagai baja hyper eutectoid
hanya memerlukan pemanasan hingga mencapai temperatur cair yakni antara 1200
o
C hingga 1600
o
C hingga bahan mencair secara menyeluruh, hal ini akan berbeda
tergantung kepada jenis klasifikasi dari bahan tuangan tersebut.
Proses peleburan bahan tuangan Proses peleburan bahan tuangan dilakukan dengan pamanasan didalam dapur
Cupola dan dapur induksi frekwensi rendah lihat uraian halaman 22 sampai 26.
Peleburan dengan dapur Kupola Cupola Furnace merupakan cara peleburan yang paling banyak digunakan dibanding dengan pemakaian dapur listrik
dan dapur-dapur lainnya karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain : 1 Konstruksi dapur kupola sangat sederhana dan mudah dalam
pengoperasian 2 Biaya operasional relatif rendah
3 Kapasitas relatif besar 4 Komposisi kimia mudah dikendalikan
5 Dapat digunakan dalam peleburan secara terus-menerus. Prosedur kerja pengoperasian dapur kupola
Dapur kupola dibuat dari baja berbentuk silinder dengan posisi tegak, pada dinding bagian dalam di mana proses peleburan itu terjadi dilapisis dengan bata
tahan api. Sebagai bahan bakar yang diperlukan untuk peleburan baja ini digunakan Kokas batu bara. Bahan baku yakni bahan logam yang akan
dilebur dimasukan kedalam dapur ini, tentu saja dengan susunan yang benar. Untuk itu pula dapur kupola didisain sedemikian rupa agar mudah dalam
pengoperasiannya. Secara rinci susunan bagian-bagian dari dapur kupola ini dapat dilihat pada gambar ini.
Di unduh dari : Bukupaket.com
176 Teknologi Dasar Otomotif
Sebagaimana terlihat susunan bahan- bahan dalam konstruksi dapur kupola
pada gambar diatas, dimana bahan baku logam yang terdiri atas besi kasar pig
Iron dan besi-besi bekas serta kokas sebagai bahan bakarnya dimasukan
kedalam dapur melalui saluran pengisi, secara berlapis dimulai dari kokas
hingga dapur tersebut terisi penuh, selanjutnya
setelah semua
unsur dipersiapkan dengan benar maka
mulailah melakukan pembakaran dimana sebagai pemantik atau pembakaran awal dilakukan dengan
pembakaran yang menggunakan arang kayu yang ditiup oleh udara melalui saluran yang disebut Tuyere, yakni suatu bagian dari dapur Kupola, dimana
Tuyere dari dapur kupola ini terdapat dalam berbagai bentuk misalnya silinder, segi empat atau Rotary Blower biasanya system ini digunakan pada dapur
Kupola yang ukuran besar dan sedang, namun dari semua system peniup ini prinsip kerjanya sama dimana udara yang ditiupkan ini ditampung terlebih dahulu
didalam kotak-kotak udara sebelum ditiupkan melalui Tuyere tersebut. Dapur Kupola dengan konstruksi dari beberapa bagian dengan fungsinya
masing-masing, antara lain : 1 Bagian atau daerah pemanasan awal, yaitu bagian mulai dari pintu
pengisian sampai pada tempat dimana logam mulai mencair. 2 Bagian daerah peleburan, yakni bagian dari alas kokas dan di tempat ini
logam sudah mencair. 3 Bagian daerah pemanasan lanjut, yakni bagian yang berada pada
daerah lebur dari Tuyere, pada daerah ini dilakukan pemanasan pada logam cair yang mengalir diantara sela-sela kokas.
4 Daerah Krus yaitu bagian dari batas tuyere hingga dasar Kupola dimana pada bagian ini logam cair bersama dengan terak
ditampung. Selain dari bagian-bagian tadi juga terdapat bagian dimana akibat reaksi dari
Gambar 8.22 konstruksi dapur kupola
Di unduh dari : Bukupaket.com
177 Teknologi Dasar Otomotif
kokas itu akan terjadi oksidasi, pada bagian ini disebut sebagai : a. Daerah Oksidasi, yakni daerah yang terdapat diantara tuyere
hingga bagian tengah dari alas kokas. Proses oksidasi ini terjadi karena proses
pembakaran kokas dengan bantuan udara yang ditiupkan melalui Tuyere.
b. Daerah Reduksi yaitu daerah yang berada dibagian atas dari daerah oksidasi dimana Gas CO2 yang terbentuk didaerah Oksidasi
direduksi oleh kokas. Ukuran dapur peleburan Kupola ditentukan berdasarkan tinggi efektif yang
dihitung dari pertengahan Tuyere hingga bagian bawah dari pintu pengisisan dimana terjadi proses pemanasan awal pada logam. Panjang tinggi efektif
sebagaimana digambarkan harus memiliki ukuran 4 sampai 5 kali diameter dapur kupola tersebut. Ukuran yang terlalu panjang akan menghasilkan
tahanan yang besar terhadap laju aliran dari gas, akan tetapi jika terlalu pendek pemindahan panas menjadi tidak efektif.
Dengan proses peleburan ini nampak bahwa perbedaan sifat cair dari benda padat dibanding dengan sifat air sebagaimana yang terjadi pada logam cair
dimana akan mengalir turun sesuai dengan berat jenisnya dan relatif tidak membasahi bagian apapun yang dilaluinya. Kendati demikian produk yang
dihasilkan masih kurang baik terutama kemurniannya. Proses peleburan dengan menggunakan dapur Listrik
Tuntutan moderenisasi diberbagai aspek, mutu dan kualitas serta produktifitas menjadi sangat penting kendati harus dibayar mahal, hal ini
terjadi pula dalam proses peleburan dalam upaya menghasilkan produk yang bermutu tinggi dikembangkan pemakaian energi listrik sebagai sumber
panasnya. Dalam beberapa hal pemakaian energi listrik ini memiliki berbagai keunggulan,
antara lain: a. Memberikan jaminan homogenitas kemurnian bahan tuangan sesuai
dengan komposisi yang diharapkan b. Temperatur pemanasan dapat dikendalikan pada konstanta yang
diinginkan
Di unduh dari : Bukupaket.com
178 Teknologi Dasar Otomotif
c. Dapat memperbaiki mutu logam dari bahan baku dengan mutu rendah.
Dapur peleburan dengan Induksi listrik frekwensi rendah
Industri-industri pengecoran logam dewasa ini banyak menggunakan dapur listrik dalam proses peleburannya, dimana dapur listrik yang digunakan ini terdapat
dua type, yakni : Dapur Induksi dan dan dapur busur listrik lihat uraian pada Bab III hal 97. Untuk
dapur induksi ini merupakan dapur yang paling banyak digunakan dalam
proses peleburan karena biaya operasionalnya murah serta mudah pengoperasiannya sehingga disebut sebagai dapur induksi frekwensi rendah.
Yang termasuk dalam dapur jenis ini antara lain:
Dapur Krus
Dapur krus ialah salah satu dari dapur listrik yang menggunakan induksi listrik sebagai sumber panasnya.
Dapur ini disebut sebagai dapur Krus atau disebut juga dapur tak beriinti karena tempat peleburannya
berbentuk Krus atau bak atau kubangan Dapur ini dibentuk dari system pamanas listrik yang dilindungi
oleh bahan tahan api dan dinding baja. lihat gambar.
Dapur Induksi saluran
Dapur induksi saluran ini konstruksinya terbagi menjadi dalam dua bagian yakni bagian pemanasan dan
bagian krus dan disebut sebagai dapur berinti, induksi listriknya diperoleh dari dua bagian yakni dari
bagian Krus dan bagian saluran. lihat gambar berikut. Dapur induksi saluran ini konsumsi listriknya relatif kecil sehingga pemanasannya
dilakukan pada kurang lebih 20 sampai 30 dari bahan yang akan dilebur kemudian ditambah setelah peleburan ini, disamping itu dapur ini juga
memerlukan bata tahan api yang bermutu tinggi dari berbagai jenis yang disesuaikan dengan kebutuhan lihat tabel berikut. Konstruksi dapur ini
memungkinkan pengeluaran hasil peleburan melalui sudut kemiringan yang kecil, dapur dengan ukuran kecil ini sering digunakan sebagai penyimpanan
Gambar 8.23 dapur induksi krus
Di unduh dari : Bukupaket.com
179 Teknologi Dasar Otomotif
dan pemanasan
duplek untuk
pembakaran pada dapur kupola. Bahan-bahan seperti besi tuang, besi
kasar baru, skrap serta potongan- potongan baja dapat dilebur pada dapur
ini, hal ini sangat berbeda dengan dapur kupola dimana skrap lebih banyak dilebur
maka untuk memperoleh sifat besi tuang sesuai dengan yang diinginkan diperlukan
pengetahuan dan teknologi yang tinggi. Proses peleburan dengan menggunakan dapur listrik ini tidak menimbulkan
pengarbonan sehingga diperlukan penambahan kadar karbon yakni dengan memasukan bubuk karbon atau bubuk kokas.
Untuk mencegah penurunan suhu didalam dapur pengisian harus dilakukan secara bertahap sedikit demi sedikit. Pada saat awal dimana skrap baja
dimasukan dan saat mulai mencair kira-kira 23 bagian dari bahan pengarbon dimasukan kedalam dapur dan setelah itu ditambah besi kasar baru, sekrap
besi dan potongan-potongan baja dimasukan dan kemudian paduan besi.
Proses penuangan pengecoran
Proses penuangan pengecoran ialah pengisian rongga cetakan dengan bahan tuangan yang telah dileburkan dicairkan, berbagai cara penuangan dapat
dilakukan sesuai dengan system pengecoran yang digunakan, seperti penuangan pada cetakan pasir dilakukan dengan system penuangan
menggunakan panci tuang ladle, dimana cetakan dibuat pada rangka cetak. lihat gambar 6,3 dan 6.4. Untuk pengecoran dengan cetakan logam dimana
bentuk luar dari cetakan itu sendiri telah didisain sesuai dengan perencanaan dalam proses pengecorannya.
Gambar 8.24 dapur induksi dengan sistem saluran
Di unduh dari : Bukupaket.com
180 Teknologi Dasar Otomotif
Centrifugal casting pengecoran
Proses penuangan pengecoran dengan metoda sentrifugal dilakukan pada pengecoran dengan
menggunakan cetakan logam die casting, tidak semua bentuk benda tuangan dapat
dilakukan dengan metoda ini, benda-benda bulat silinder
dan simetris
sesuai dengan
konstruksinya dapat
dicor dengan
metoda sentrifugal ini. Secara prinsip proses pengecoran dengan sentrifugal ini dapat dilihat pada gambar berikut.
Penuangan pengecoran dengan cara centrifugal ini ialah menggunakan putaran yang tinggi dari dies dengan demikian logam cair yang cukup berat akan
terlempar keluar dari posisi penuangan yakni ke posisi bentuk dies sebagai bentuk benda kerja yang kita kehendaki.
Jadi walaupun sebenarnya centrifugal casting memiliki keunggulan seperti hasil penuangan yang padat, permukaan tuangan yang halus serta dapat
membentuk dinding tuangan pada ukuran yang tipis dan lain- lain, namun hal ini akan bergantung pula pada kemungkinan pengecoran yang paling baik yang
dapat dilakukan untuk menghasilkan benda cor yang memuaskan menurut bentuk yang dikehendaki.
Gambar 8.25 proses pengecoran
Di unduh dari : Bukupaket.com
181 Teknologi Dasar Otomotif
Continouos casting pengecoran
Teknik convesional yang lain penerapan proses pembentukan melalui penuangan pengecoran dengan cetakan ini ialah pembuatan baja batangan
Ingot, di mana pemanasan ulang pada ingot untuk menghasilkan bentuk serta ukuran yang sesuai dan dikehendaki.
Bongkahan-bongkahan billets,
dan lembaran-
lembaran slabs dibentuk dalam keadaan panas merupakan dasar metoda pembentukan ulang pada
hot working processes yang akan kita bahas lebih lanjut. Pada gambar berikut diperlihatkan prinsip-prinsip
tersebut dalam
penerapannya pada
penuangan pengecoran.
Proses penuangan berlanjut Continouos Casting bertujuan untuk menghasilkan benda tuangan yang
panjang yang dapat dipotong sesuai dengan kebutuhan benda kerja. Mesin penuangan Continouos Casting machine terdiri atas bagian
yang sejajar dengan saluran pada bejana dimana logam cair dituangkan dan mengalir ke dalam cetakan
Mould dari bahan tembaga yang berbentuk pipa sepanjang ± 1m dengan dinding yang dilapisi dengan
chromium bagian ini dilengkapi juga dengan air pendingin. Setelah casting melewati cetakan juga
didinginkan yang selanjutnya ditarik dan diarahkan oleh roller khusus straightening roller. Mesin ini juga
memeiliki sisitem pengendalian gerakkan casting hingga masuk pebagian pemotongan flying shears
yang akan memotong casting ini sepanjang yang diinginkan.
Continouos casting ini dapat diterapkan dalam pembentukan bagian yang berukuran kecil serta menghasilkan produk
dengan kualitas baik dan mendekati kualitas yang dihasilkan oleh hot working processes
serta dengan gerakan kerja secara automatic.
Gambar 8.26 prinsip dasar penuangan
berlanjut continuous casting
Gambar 8.27 prinsip dasar penuangan berlanjut continuous
casting langkah pembuatan cetakan mould pada sistem
Shell Mould
Di unduh dari : Bukupaket.com
182 Teknologi Dasar Otomotif
Shell Moulding
Shell Moulding merupakan salah satu bentuk cetakan pasir dimana cetakan tipis bentuk benda yang terbagi atas dua bagian dan dibuat dari pasir dengan
perekat resin-bond, cetakan dihasilkan melalui pemanasan model yang diperoleh dari proses pengerasan kimiawi bahan resinoid, dengan demikian
maka akan diperoleh bentuk dan ukuran yang akurat dari cetakan yang diinginkan, namun dalam pembuatannya memerlukan teknik serta biaya yang
relatif mahal. Sebagai ilustrasi dapat dilihat pada gambar 6.39 berikut
Die Casting
Sebagaimana telah bahas pada uraian terdahulu tentang proses pengecoran denga cetakan Logam,
bahwa cetakan logam ini dirancang tidak saja pada bentuk benda kerja yang dikehendaki akan tetapi
karakteristik serta kualitas dari benda tuangan itu sendiri penting menjadi pertimbangan dimana
kualitas dari benda tuangan ini juga dipengaruhi oleh proses penuangan yang dilakukannya.
Proses penuangan sebagaimana dilakukan dengan sentrifugal casting memiliki tujuan
tertentu yang berbeda dengan proses penuangan dengan metoda yang lain, antara lain metoda penuangan pada dies casting ini dibedakan menjadi
dua selain metoda sentrifugal yang telah diuraikan diatas, antara lain : 1 Pressure die casting
2 Gravity die casting
Pressure die casting injection moulding
Pressure die casting merupakan salah satu proses pengecoran yang cepat, dimana proses pengecoran dilakukan pada mesin penekan yang
akan menekan logam cair kedalam cetakan, mesin ini juga dilengkapi dengan bagian yang dapat membuka dan menutup cetakan untuk
memudahkan dalam melepaskan hasil cetakan dari benda tuangan. Tentu saja dengan mesin yang otomatis ini akan menghasilkan benda tuangan yang
memiliki tingkat akurasi tinggi, namun demikian proses ini hanya cocok digunakan pada proses pengecoran benda-benda yang berukuran kecil
Gambar 8.28 langkah pembuatan cetakan mould
pada sistem Shell Moulding
Di unduh dari : Bukupaket.com
183 Teknologi Dasar Otomotif
dimana ukuran kapasitas mesin yang biasanya terbatas serta tidak dapat dilakukan pada semua jenis bahan logam tuangan dan sangat baik
digunakan dalam pengecoran bahan paduan seng zinc base alloy. Gambar berikut illustrasi yang memperlihatkan prinsip kerja pengecoran dengan
metoda pressure die casting. Proses pengecoran dengan pressure die casting injection moulding
dilakukan dengan langkah-langkah sebagaimana diperlihatkan pada gambar illustrasi berikut, antara lain:
Sesuai gambar: a Pemasangan dan penyesuaian kedudukan die pada
mesin injeksi injection moulding machine b Penyetelan posisi dari kedua bagian dies yang
biasanya dalam pembentukan bagian luar dari dies diberi tanda penyesuai antara keduanya.
c Proses Injeksi yakni memasukan bahan tuangan logam cair ke dalam rongga cetakan.
d Tekanan dihentikan jika lubang-lubang saluran
dibelakang telah terisi melepaskan tekanan dengan
menggeser bagian cetakan moving platen e
Benda tuangan dapat dikeluarkan.
Gambar 8.29 pressure die casting
Di unduh dari : Bukupaket.com
184 Teknologi Dasar Otomotif
Dies dibuat melalui proses pembentukan dipemesinan sesuai dengan bentuk yang
dikehendaki, bagian dari badan dies disesuaikan dengan bentuk kedudukan
pada Mesin injeksi yang digunakan atau dapat disesuaikan dengan pamakaian Jig.
Gravity die Casting Penuangan Curah
Gravity die Casting penuangan curah ialah proses penuangan logam cair kedalam cetakan dengan
cara dicurahkan melalui saluran-saluran cetakan yang telah disediakan pada
cetakan dengan
menggunakan panci tuang ladle. Proses penuangan ini dilakukan sebagaimana dijelaskan
pada contoh dalam pengecoran bahan roda gigi.
Investment casting
Investment casting merupakan
salah satu carametoda pembentukan produk
melalui proses
pengecoran dimana
berbeda dengan metoda yang telah dibahas seperti sand casting, Dies casting
dan lain-lain terutama dalam proses
Gambar 8.31 tuner housing untuk suku cadang televisi
dibuat dengan die casting dengan injection molding
Gambar 8.30 electric witch component
Di unduh dari : Bukupaket.com
185 Teknologi Dasar Otomotif
pembentukan cetakannya.Proses
pembentukan cetakan dimana cetakan dibuat dari pasir cetak sand casting
diawali dengan pembuatan model pattern dan untuk model yang dipakai
dalam proses ini ialah dipilih dari bahan- bahan yang memiliki titik cair sangat
rendah misalnya lilin wax, ini digunakan dalam berbagai pembuatan model
dengan bentuk yang sangat rumit, dalam proses ini model dibentuk dengan bahan
lilin, selanjutnya dilapisi dengan bahan pelapis seperti etil atau sodium silikat untuk
menghaluskan permukaan model. Kemudian model ini ditempatkan invested didalam bahan cetakan seperti
―resin‖ yang, selanjutnya investment dikeringkan melalui pemanasan, proses pengeringan dengan pemanasan dari 100
o
sampai 110
o
C ini akan mengakibatkan lilin sebagai model pattern ini menjadi lumer dan mengalir
melalui pori-pori bahan cetakan sehingga membentuk rongga sesuai dengan bentuk produk yang diinginkan, kemudian pemanasan dilanjutkan sampai
1000
o
C untuk mengeraskan cetakan tersebut. Proses pengecoran dengan Investment casting ini menghasilkan produk
yang akurat karena mould cetakannya sangat kaku rigid serta digunakan hanya untuk satu buah produk dan untuk produk berikutnya harus
membentuk mould baru, namun dalam satu rangka cetak dapat terdiri dari beberapa buah pola untuk beberapa buah produk yang tersusun dengan
perencanaan saluran tunggal untuk proses penuangan mono-shelles Mold.
Gambar 8.32 valve assy merupakan
salah satu bentuk hasil pengecoran
dengan investment casting
Di unduh dari : Bukupaket.com
186 Teknologi Dasar Otomotif
Proses pengecoran dengan metode Investment Casting ini dilakukan pada
dapur Vacum untuk mengindari terbentuknya rongga yang diakibatkan
oleh gelembung uap atau udara. Investment Casting memungkinkan
untuk membentuk benda tuangan yang tidak mungkin untuk dibentuk dengan
metode-metode yang lain seperti san Casting dan lain-lain yang menuntut
kemudahan dalam melepas model Pattern sebagaimana
terjadi dalam metoda Sand Castng atau
mungkin kemudahan dalam mengeluarkan benda hasil penuangan dari dalam
cetakan sebagaimana yang tejadi dalam Dies Casting.
Investment casting relatif mahal tetapi sering dilakukan hanya untuk produk-
produk tertentu yang tidak mungkin dibentuk dengan berbagai metode
pembentukan seperti pemesinan, dan lain-lain, hal ini karena investment casting
menghasilkan produk dengan permukaan yang sangat halus yakni hingga 5
sampai 10 μ dengan penyimpangan
sebesar 0,05 sampai 0,1
Gambar 8.33 Vacuum - Furnance
Gambar 8.34 Land Base Turbing Airfoils salah satu produk
pengecoran dengan metode investment casting
Di unduh dari : Bukupaket.com
187 Teknologi Dasar Otomotif
Faktor-faktor penting dalam proses penuangan pengecoran
Faktor-faktor penting yang harus diperhatikan dalam proses pembuatan produk penuangan pengecoran adalah
bahwa perubahan temperatur pada bahan produk penuangan tersebut akan mengakibatkan pula perubahan terhadap
bentuk dari produk itu sendiri, dengan keragaman dimensional produk akan terjadi perbedaan ketebalan bahan sehingga proses pendinginan pun tidak akan
merata, dengan demikian maka akan terjadi tegangan yang tidak merata pula, maka deformasi pun tidak dapat dihindari, akibatnya benda kerja
akan mengalami perubahan bentuk secara permanent disamping dapat merugikan sifat mekanis dari bahan tersebut. Oleh karena itu tindakan
preventif harus dilakukan, antara lain : Tambahan penyusutan
Tambahan penyelesaian mesin Tambahan Deformasi atau distorsi
Tambahan penyusutan Tambahan ukuran bahan diberikan pada saat pembuatan cetakan yang
direncanakan sejak pembuatan model pattern, walaupun tidak sangat akurat penambahan ukuran ini dapat dianalisis dari bentuk dimensi produk
tersebut melalui bentuk Model yang kita buat dapat ditentukan besarnya
Gambar 8.35 Turbinge Nozle salah satu produk pengecoran
air or vacuum Alloys Gambar 8.36
“Turbine-wheel” salah satu produk pengecoran Precision Casting dari
paduan Cobalt alloy dan Nikel Alloy Vacuum-Casting Alloys dengan ukuran
yang lebih besar dibentuk dengan metoda Ivestment casting.
Di unduh dari : Bukupaket.com
188 Teknologi Dasar Otomotif
kelebihan ukuran yang harus dilebihkan, dimana penyusutan pada bahan yang tipis akan berbeda dengan penyusutan bahan yang lebih tebal. Untuk itu table
berikut dapatlah kiranya dijadikan acuan dalam menentukan kelebihan ukuran Allowance terhadap kemungkinan terjadi penyusutan.
No Jenis bahan
Tambahan penyusutan
1 Besi cor, baja cor yang tipis
81000 2
Besi cor, baja cor yang tipis dengan penyusutan besar
91000- 101000
3 Alumunium
101000 4
Paduan Alimunium, Bronz, Baja cor dengan ketebalan 5-7 mm
121000 5
Kuningan tegangan tinggi, Baja cor 141000
6 Baja cor tebal lebih tebal dari 10 mm
161000 7
Baja coran yang besar 201000
8 Coran Baja yang besar dan tebal
251000 Tambahan penyelesaian mesin machining
Pada beberapa produk bagian tertentu dari produk penuangan diperlukan permukaan dengan kualitas tertentu sehingga dipersyaratkan penyelesaian
dengan pekerjaan pemesinan machining. Benda yang demikian ini biasanya merupakan bagian dari konsruksi rakitan
sehingga masing-masing komponen akan terpasang secara baik, misalnya Cylinder Block dengan Cylinder head pada engine dan lain-lain. Untuk itu
maka benda tuangan tersebut harus diberikan kelebihan ukuran, sehingga setelah pemesinan ukuran akhir sesuai dengan yang dikehendaki,
oleh karena itu pula analisis terhadap gambar kerja menjadi sangat penting sebelum pembentukan model yakni drag dan cope dilakukan.
Tabel berikut merupakan acuan dalam memberikan ukuran tambahan pada cetakan sesuai dengan ukuran benda yang akan dikerjakan.
Tabel Tambahan ukuran untuk benda tuangan besi casting iron untuk
penyelesaian mesin machining.
Di unduh dari : Bukupaket.com
189 Teknologi Dasar Otomotif
Ukuran Coran Ukuran tambahan mm
Cope Drag
sd 100 2
5 100 - 300
3 - 4 5
300 - 600 4 - 5
5 – 6
600 - 800 5 - 6
6 - 7 800
– 1100 6
– 7 7
– 8 1100 - 1500
7 – 8
8 – 9
1500 - 3000 8 - 12
9 – 14
Tabel Tambahan ukuran untuk benda tuangan bukan besi casting non-iron
untuk penyelesaian mesin machining.
Ukuran Coran Ukuran tambahan mm
Cope Drag
sd 100 2
4 100 - 300
2 - 3 4 - 5
300 - 600 4 - 5
5 – 6
600 - 1000 5 - 6
6 - 7 1000
– 1500 6
– 7 7
– 8 Lebih besar dari
1500 7
– 8 8
Tabel Tambahan ukuran untuk benda tuangan baja casting steel
untuk penyelesaian mesin machining.
Ukuran Coran
Ukuran tambahan mm Pekerjaan kasar
rata-rata Cope
Drag
sd 100 2
7 5
100 - 400 2
– 3 7
5 – 10
400 - 800 2
– 3 7
10 800 - 1500
3 - 5 7 - 12
10
Di unduh dari : Bukupaket.com
190 Teknologi Dasar Otomotif
Tambahan Pelengkungan Bending Allowance Distorsi bahan dalam pekerjaan panas tidak dapat dihilangkan,
oleh karena itu upaya untuk meminimalkannya harus selalu dilakukan, dan ini merupakan keterampilan yang berkembang
sesuai dengan pengalaman sehingga dapat memperkirakan kemungkinan arah pelengkungan itu terjadi. Pada beberapa
bentuk coran dapat dilakukan dengan memberikan penguatan, seperti penulangan dengan rusuk-rusuk sehingga membentuk
profil penguat, namun penguatan ini tidak mungkin dilakukan untuk benda dengan bentuk dan kebutuhan tertentu. Cara lain
dengan menambahmengubah bentuk atau ukuran sehingga apabila terjadi pelengkungan, maka pelengkungan itu akan berada pada posisi bentuk yang
diinginkan, dan cara yang lain ialah dengan mengatur kecepatan laju pendinginan yakni dengan menempatkan
―chil‖.. Standarisasai ukuran satuan
Besarnya diameter saluran ditentukan berdasarkan berat coran yang akan digunakan, untuk mengetahui perbandingan antara berat coran dengan ukuran diameter saluran
dapat dilihat pada table berikut:
Berat Coran kg Ukuran Diameter D
1
mm
S100 15
— 20 100
– 200 20
– 23 200
– 300 23
– 26 300
– 500 26
– 28 400
– 600 28
– 30 600
– 700 30
– 31 700
– 800 31
– 32 800
– 900 32
– 33 900
– 1000 33
– 34
Chill – Iron
Chill – Iron merupakan unsur penting dalam proses pembentukan benda kerja dengan
pengecoran. Sebagaimana telah diuraikan pada poin 3.8 tentang pengendalian struktur
Di unduh dari : Bukupaket.com
191 Teknologi Dasar Otomotif
benda tuangan bahwa keragaman komposisi yang terkandung di dalam bahan tuangan termasuk dalam senyawa besi Fe itu sendiri misalnya sulfur, fosfor, silicon, dll memiliki
sifat reaksi yang berbeda dalam menerima perubahan temperatur, serta bentuk produk yang tidak seragam, perbedaan ketebalan benda tuangan itu sendiri akan berbeda
dalam penyerapan panasnya. Oleh karena itu pemakaian chill ini menjadi sebuah metode penting untuk dilakukan
tujuannya, al: Mengendalikan struktur logam tuangan
Mempercepat lau pendinginan Mengurangi penyusutan
Memperbaiki kualitas hasil pengecoran
Dilihat dari posisi penempatannya, Chill ini dibedakan menjadi: Chill dalam
Chill luar
Chill dalam Chill dalam ialah chill yang ditempatkan di bagian
dalam, biasanya di bagian sudut pertemuan antara dua sisi di mana pada bagian ini ketebalan bahan
menjadi berbeda dengan ketebalan pada dinding yang lainnya. Chill dalam dibuat dari besi berbentuk
bulat atau segi empat atau batang bulat dengan lilitan, atau dapat dibedakan menjadi dua macam,
yaitu Chill batang atau Chill jarum dan Chill batang dengan lilitan. lihat gambar.
d = ¼T
1
+ T
2
mm d = 314T
1
+ T
2
+ 2 mm
Gambar 8.37 Chill batang Chill jarum
Di unduh dari : Bukupaket.com
192 Teknologi Dasar Otomotif
Gambar 8.40 Benda seperti gambar di atas
dengan :
Gambar 8.38 menentukan ukuran diameter Chill batang Chill batang dengan lilitan
Pemberian lilitan pada batang chill ini akan lebih baik dimana perambatan panas pada lilitan itu akan lebih cepat, Chill batang dengan lilitan ini biasanya
digunakan pada benda-benda tuangan yang lebih tebal.
Chill Luar
Pemasangan Chill luar dilakukan dengan menempatkannya pada bagian luar dari permukaan bidang yang rata
atau sudut-sudut pertemuan bagian luar.
T1 T2 Diameter Chill d = 0,5 T1
Gambar 8.41 Chill luar samping
Gambar 8.39 Chill batang dengan lilitan
Gambar 8.42 Chill luar dasar
Di unduh dari : Bukupaket.com
193 Teknologi Dasar Otomotif
Gambar 8.44 Perbandingan antara ukuran diameter Chill dengan ketebalan bahan pada bentuk T
T
1
= T
2
maka d 34 T
1
Ukuran Chill luar Pemakaian Chill luar yang efektif harus
memiliki ukuran dengan perbandingan tertentu terhadap ketebalan bahan coran sehingga
aliran panas akan merata dan laju pembekuan Solidification juga akan merata, hal ini pada
benda tuangan yang memiliki ketebalan bahan yang bervariasi, kendati kita dapat mengatur laju
pembekuan ini sesuai dengan jenis tuangan yang kita kehendaki. Untuk perbandingan Chill dengan ketebalan bahan
dapat dilihat pada gambar berikut.
Jika T
1
T
2
maka d = T
1
Jika T
1
= T
2
maka d = 23 T
1
Gambar 8.43 Pemakaian Chill luar
dan Chill Luar dasar
Di unduh dari : Bukupaket.com
194 Teknologi Dasar Otomotif
Pemakaian Chi pada bentuk benda bersilang―X― T
1
T
2
maka d = T
1
Cetakan logam sebagai Chill
Pada dasarnya penggunaan chill ini ialah menempatkan logam dalam keadaan padat di antara proses pendinginan
logam cair kearah pemadatan solidification, pemakaian cetakan pasir dalam penuangan dimana terdapat
perbedaan yang signifikan antara dua material ini dalam penyerapan panasnya, disamping itu pula cetakan pasir
yang berpori memberikan penyerapan pendinginan yang lebih cepat terutama pada logam cair
yang berhiubungan langsung dengan bagian dinding rongga cetakan. Dengan ditempatkannya bahan logam padat sebagai
chill ini panas dari logam cair akan diserap oleh chill tersebut. Pemakaian cetakan logam dies tentu saja tidak memerlukan chill tambahan karena dies itu
sendiri merupakan logam padat dan sudah berfungsi sebagai chill.
Pembersihan produk pengecoran
Proses pembersihan terhadap benda-benda kerja yang dihasilkan melalui proses pengecoran
terutama benda kerja yang dibentuk melalui cetakan pasir diperlukan metoda-metoda khusus
selain pembersihan secara manual atau menggunakan alat bantu mekanik dan power
tool seperti sikat, gerinda, ampelas yang digerakkan dengan tenaga listrik atau pneumatic.
Tentu saja alat-alat ini memiliki keterbatasan terutama pada mekanismenya yang tidak memungkinkan untuk selalu dapat
menjangkau bagian-bagian yang rumit dari kontur benda kerja tertentu. Gambar 8.46 Alat bantu mekanik Mesin gerinda tangan
Gambar 8.45 cetakan logam sebagai chill
Di unduh dari : Bukupaket.com
195 Teknologi Dasar Otomotif
Blasting system
Blasting systemmerupakan salah satu metoda pembersihan yang cocok untuk berbagai jenis Casting benda cor terutama benda- benda dengan bentuk
yang rumit dan berongga yang tidak mungkin terjangkau oleh peralatan mekanik seperti bentuk-bentuk peralatan pada contoh yang digambarkan pada
Gambar 6.75 dan Gambar 6.76 diatas. Sistem pemberishan ini dibedakan menurt media yang digunakannya, yakni Abrasive Blasting antara lain :
1 Sand Blasting 2 Grit blasting
Skema pengerjaan dari system blasting ini tidak ada perbedaan, yakni seperti digambarkan pada illustrasi gambar berikut.
c. Rangkuman 8
Pengecoran atau penuangan casting merupakan salah satu proses pembentukan bahan bakubahan benda kerja yang relatif mahal dimana
pengendalian kualitas benda kerja dimulai sejak bahan masih dalam keadaan mentah. Komposisi unsur serta kadarnya dianalisis agar diperoleh suatu sifat
bahan sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang direncanakan namun dengan komposisi yang homogen serta larut dalam keadaan padat. Pengembangan
peralatan dan mesin-mesin perkakas moderen sebagaimana yang kita gunakan pada saat ini merupakan bagian dari produk penuangan, dengan salah satu
metoda penuangan menggunakan dengan cetakan pasir sand casting antara lain meliputi Sand casting penuangan dengan cetakan pasir, Die casting
penuangan dengan cetakan matres, Centrifugal casting penuangan dengan cetakan putar, Continuous casting dan Shell moulding Investment casting.
Gambar 8.47 Semprotan pasir-pasir
Di unduh dari : Bukupaket.com
196 Teknologi Dasar Otomotif
Bagian-bagian dari cetakan pasir ini antara lain Pola, mal atau model pattern, Inti core, Cope, Drag, dan Gate Riser . Pembuatan cetakan ditentukan menurut
jenis dan cara pembuatannya, antara lain : Cetakan pasir dibuat dengan tangan dan Cetakan pasir dibuat dengan mesin atau secara mekanis.
Dalam Proses
peleburan pencairan
logam tuangan
cor harus
mempertimbangkan Berat Jenis, titik Cair dan koefisien kekentalan. Peleburan dengan dapur Kupola Cupola Furnace merupakan cara peleburan
yang paling banyak digunakan dibanding dengan pemakaian dapur listrik dan dapur-dapur lainnya karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain
:konstruksi dapur kupola sangat sederhana dan mudah dalam pengoperasian, biaya operasional relatif rendah, kapasitas relatif besar, komposisi kimia mudah
dikendalikan dan dapat digunakan dalam peleburan secara terus-menerus. Sebagai bahan bakar yang diperlukan untuk peleburan baja ini digunakan Kokas
batu bara. Ukuran dapur peleburan Kupola ditentukan berdasarkan tinggi efektif yang dihitung dari pertengahan Tuyere hingga bagian bawah dari pintu
pengisisan. Pemakaian energi listrik ini memiliki berbagai keunggulan, antara lain
Memberikan jaminan homogenitas kemurnian bahan tuangan, Temperatur pemanasan dapat dikendalikan pada konstanta yang diinginkan dan dapat
memperbaiki mutu logam dari bahan baku dengan mutu rendah. Proses penuangan pengecoran ialah pengisian rongga cetakan dengan bahan tuangan
yang telah dileburkan dicairkan, sesuai dengan cara penuangan dalam system pengecoran yang digunakan. Penuangan pengecoran dengan cara centrifugal
ini ialah pengecoran dengan menggunakan putaran yang tinggi dari dies sehingga logam cair yang cukup berat akan terlempar keluar dari posisi
penuangan keposisi bentuk dies sebagai bentuk benda kerja yang kita kehendaki.
Proses penuangan berlanjut Continouos Casting bertujuan untuk menghasilkan benda tuangan yang panjang yang dapat dipotong ssuai dengan kebutuhan
benda kerja. Faktor-faktor penting yang harus diperhatikan dalam proses pembuatan produk penuangan pengecoran adalah Tambahan penyusutan,
Tambahan penyelesaian mesin dan tambahan Deformasi atau distorsi Chill ialah sebuah metoda penting untuk dilakukan yang bertujuan antara lain :
Mengendalikan struktur logam tuangan, mempercepat laju pendinginan,
Di unduh dari : Bukupaket.com
197 Teknologi Dasar Otomotif
mengurangi penyusutan dan memperbaiki kualitas hasil pengecoran. Chill ini dibedakan menjadi : Chill dalam, Chill luar
d. Tugas 8
Membuat makalah tentang pengecoran
e. Tes Formatif 8
1. Jelaskan apakah yang dimaksud dengan pembentukan benda kerja dengan pengecoran penuangan
2. Sebutkan beberapa cara pembentukan benda kerja dengan cara penuangan pengecoran
3. Sebutkan bagian-bagian dari cetakan pasir 4.Sebutkan macam-macam pasir yang digunakan sebagai bahan cetakan pasir
untuk pengecoran logam 5. Jelaskan cara membersihkan benda kerja yang dihasilkan melalui
pengecoran
f. Kunci Jawaban formatif 8
1. Pengecoran adalah membuat komponen dengan cara menuangkan bahan yang dicairkan ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan membeku di dalam
cetakan. 2
. Beberapa cara pengecoran adalah Sand casting penuangan dengan cetakan
pasir,. Die casting penuangan dengan cetakan matres, Centrifugal casting penuangan dengan cetakan putar, Continuous casting, Shell moulding,
Investment casting. 3. Bagian bagian cetakan pasir adalah polamal, inticore, Cope, Drag, Gate
dan Riser 4. Macam-macam pasir yang digunakan sebagai bahan cetakan adalah pasir
tanah liat, pasir minyak, pasir dammarresinoid, pasir kaca air dan pasir semen.
5. Cara membersihkan benda kerja yang dihasilkan melalui pengecoran adalah dengan metoda pembersihan secara manual atau menggunakan alat bantu
mekanik dan power tool seperti sikat, gerinda, ampelas yang digerakkan dengan tenaga listrik atau pneumatic, selain itu untuk membersihkan bagian-
bagian yang rumit dan berongga dengan metode blasting.
Di unduh dari : Bukupaket.com
198 Teknologi Dasar Otomotif
9. Kegiatan Belajar 9 : Pembentukan Logam a. Tujuan Kegiatan Belajar 9
Setelah mempelajari topik ini diharapkan siswa mampu : 1. Mengetahui prinsip dasar pembentukan logam
2. Menjelaskan Pembentukan secara manual 3. Menjelaskan Pembentukan roll
4. Menjelaskan Pembentukan roll panas 5. Menjelaskan pembentukan dengan tempa
6. Menjelaskan Pembentukan dengan press
b. Uraian Materi 9 1. Sejarah Perkembangan Teknologi Pembentukan
Sejarah pembentukan logam dimulai sejak zaman pra sejarah yang diperkirakan dalam rentang waktu antara tahun 4000 sampai 3000 S.M.
Perkembangan pembentukan logam ini diawali pada pembuatan pembuatan asesoris atau hiasan-hiasan kerajaan, perisai untuk keperluan perang, peralatan
rumah tangga dan sebagainya. Bahanbahan logam ini umumnya terbuat dari bahan perunggu dan kuningan. Proses pengerjaan yang dilakukan untuk
pembuatan peralatan ini dilakukan secara anual dengan proses pengerjaan panas maupun dingin. Proses pembentukan logam untuk berbagai macam
peralatan ini dikerjakan oleh para ahli logam yang mempunyai keterampilan khusus. Para ahli logam ini mempunyai keahlian pekerjaan tangan handy craft
yang diperoleh secara turun temurun. Proses pembentukan untuk bentuk-bentuk profil ini dilakukan seluruhnya dengan menggunakan keahlian tangan. Peralatan
bantu yang digunakan meliputi berbagai macam bentuk palu, landasan-landasan pembentuk serta model-model cetakan sederhana. Bentuk profil pelat yang
dihasilkan dari proses pembentukan ini memiliki nilai seni yang tinggi, khususnya pada bentuk ukiran yang ditampilkan dari produk tersebut. Profil yang
ditampilkan mempunyai arti dan nilai seni dengan menampilkan bentuk-bentuk dari, bunga-bunga, simbol-simbol, peradapan manusia serta profil-profil binatang.
Beberapa hasil peninggalan sejarah ditemukan peralatan rumah tangga seperti bentuk-bentuk cangkircawan, berbagai macam piring. Produk piring dan cangkir
ini memiliki desain dan ukiran khusus yang mempunyai arti dan nilai seni. Hasil
Di unduh dari : Bukupaket.com
199 Teknologi Dasar Otomotif
survai bidang arkeologi memberikan gambaran bahwa produk rumah tangga yang digunakan untuk keperluan kerajaan berbeda dengan produk-produk yang
dikeluarkan untuk rakyat biasa. Biasanya produk-produk ini mempunyai ciri-ciri khusus, mulai dari desain dan ukiran atau hiasan pada produk tersebut. Pola-
pola atau bentuk profil yang dikerjakan untuk perhiasan atau asesoris untuk kerajaan ini memiliki tingkat artistik yang tinggi, hal ini terlihat dari beberapa
peninggalan sejarah yang ditemukan di beberapa musium sejarah di Perancis dan kota-kota sejarah lainnya.
Pada gambar
disamping memperlihatkan
proses pembentukan
yang dilakukan
dengan sistem penempaan secara tradisional.
Perkembangan teknologi pembentukan logam ini
ditandai dengan
ditemukannya proses
pembentukan dengan
menggunakan alat-alat pembentuk dengan menggunakan penekan
sistem hidrolik, juga menggunakan landasan,
punch, swage,
dies sebagai
alat bantu
untuk membentuk profil-profil yang diinginkan. Jika pada awalnya proses pembentukan
dilakukan secara manual di atas landasan-landasan pembentuk dengan menggunakan palu, maka sekarang ini proses pembentukan dilakukan dengan
berbagai macam metode. Metode yang digunakan pada proses pembentukan logam diantaranya adalah
proses bending atau penekukan, squeezing, rolling, spinning, deed drawing, streching, crumping, blanking, press dan sebagainya.
Setiap proses memiliki kemampuan pembentukan tersendiri, misalnya untuk proses bending, proses ini mampu menekuk pelat secara lurus dan rapi yang
digunakan untuk peralatan perkantoran seperti file cabinet, locker, lemari data dan sebagainya. Proses pengerolan pelat juga sangat banyak digunakan untuk
Gambar 9.1 tempa secara tradisional
Di unduh dari : Bukupaket.com
200 Teknologi Dasar Otomotif
pembuatan-pembuatan pipa, tangki-tangki, bejana bertekanan seperti ketel atau boiler dan lain-lain. Produk
pengerolan ini juga dapat dilakukan secara manual maupun dengan motor control. Penggerak dengan motor kontrol ini memudahkan dalam proses
pengerolan, khususnya pengerolan pelatpelatte bal dengan tingkat ketelitian yang tinggi.
Perkembangan yang sangat pesat juga terjadi pada proses pembentukan dengan tekanan atau press. Proses press ini dilakukan dengan menggunakan
tenaga hidraulik dengan menggunakan swage atau cetakan dengan penekan karet rubber pembentuk. Proses ini dapat dilakukan dalam keadaan dingin,
khususnya untuk pengerjaan pembentukan pelat-pelat tipis. Hasil dari produk press ini dapat membentuk profil-profil yang sulit, dengan bentuk yang dihasilkan
tanpa cacat. Proses tekanan press hidrolik ini banyak digunakan untuk pembentukan bodi-bodi mobil dengan istilah sekarang full press body. Pelat-pelat
lembaran yang mengalami pekerjaan pembentukan ini seperti tekan menghasilkan pelat menjadi lebih kaku rigid. Produk pelat yang dihasilkan juga
mengalami perkembangan yang pesat, hal ini semenjak ditemukannya proses pengerolan pelat yang menghasilkan produk pelat yang mempunyai sifat mampu
bentuk, mampu mesin dan mampu las. Produk pelat yang dihasilkan dari proses pengerolan secara bertingkat ini mempuyai bentuk struktur mikro yang
memanjang dan pipih, sehingga pelat hasil pengerolan ini memunyai sifat elastis atau lentur yang baik untuk dilakukan proses pembentukan. Pelat lembaran yang
berkualitas mempunyai karakteristik sifat mampu bentuk yang baik. Sifat ini terlihat jika pelat mengalami proses pembentukan sisi pelat yang mengalami
peregangan tidak menimbulkan keretakan. Retak ini dapat menyebabkan terjadinya kerusakan atau robek pada komponen pelat yang terbentuk.
Karakteristik sifat mampu las juga dapat diperlihatkan apabila pelat tersebut mengalami proses pengelasan maka tidak terjadi retak atau crack pada daerah
transisi. Daerah transisi ini merupakan daerah yang rentan terhadap kerusakan sebab daerah ini merupakan daerah yang mengalami perobahan panas dan
dingin. Istilah teknologi pengelasannya adalah Heat Affect Zone HAZ, dimana pada daerah ini struktur mikro yang terbentuk mengalami perubahan yang tak
menentu. Akibat perubahan struktur mikro ini, maka terjadi perubahan sifat
Di unduh dari : Bukupaket.com
201 Teknologi Dasar Otomotif
mekanik dari bahan pelat tersebut. Perubahan sifat mekanik ini khususnya pada sifat kekerasan dan tegangan luluhnya. Produk bahan pelat yang dihasilkan tidak
hanya diproduk untuk keperluan pembentukannya saja tetapi produk-produk pelat yang digunakan untuk keperluan khusus juga dapat dihasilkan. Produk
pelat untuk keperluan khusus ini biasanya untuk keperluan militer juga ada yang digunakan untuk keperluaan perbankan. Produk pelat untuk keperluan militer ini
dapat dilihat dari pembuatan tank baja yang digunakan untuk keperluan perang. Tank Baja yang dihasilkan ini mempunyai karakteristik anti peluru, sehingga
bahan pelat yang digunakan harus tahan terhadap berbagai macam tembakan senjata. Rompi anti peluru yang digunakan oleh aparat keamanan juga dilapisi
dengan bahan pelat anti peluru. Bahan pelat anti peluru yang digunakan untuk melapisi bagian dada atau depan ini mempunyai tebal yang sangat tipis jika
dibandingkan dengan pelat yang digunakan untuk Tank Baja. Walaupun keduanya digunakan untuk anti peluru. Brankas yang digunakan untuk
penyimpanan uang dan benda-benda berharga di perbankan juga di produk dengan karakteristik khusus.
Bahkan brankas ini dirancang dengan membuat lapisan yang terdiri dari berbagai macam jenis bahan yang digunakan untuk brankas tersebut. Brankas ini tidak
hanya tahan terhadap peluru tetapi dibakarpun dengan temperatur tinggi tidak berpengaruh terhadap isi brankas tersebut.
Prinsip dasar teknik pembentukan
Prinsip dasar pembentukan logam : melakukan perubahan bentuk pada benda kerja dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis,
contoh : pengerolan, tempa, ekstrusi, penarikan kawan, penarikan dalam, dll.
Di unduh dari : Bukupaket.com
202 Teknologi Dasar Otomotif
Dewasa ini
perkembangan teknologi
pembentukan pelat
mengalami perkembangan
yang sangat
pesat, hal ini terlihat dari dalam kehidupan sehari-hari khususnya yang berdampingan dengan kita adalah alat
transportasi. Alat transfortasi seperti kereta api, mobil, kapal laut, pesawat terbang, bodi kendaraan ini merupakan hasil produk dari 5pembentukan pelat.
Teknologi pembentukan pelat tidak hanya dilakukan dengan menggunakan peralatan sederhana tetapi sejak ditemukannya teknologi produksi yang
menggunakan program komputer seperti CNC Computer Numerical Control sangat membantu dalam proses produk pelat dengan tekanan sistem hidrolik.
Proses pembengkokan pelat ini menggunakan tenaga hidrolik yang berfungsi menekan dies pembengkok. Pelat diletakkan di atas landasan sesuai dengan
posisi bagian pelat yang akan dibengkokan. Prinsip kerja alat ini dapat dikontrol dengan pemograman sesuai dengan bentuk-bentuk bending yang diinginkan.
Proses produksi dengan sistem hidrolik dan pemograman komputer ini terlihat dari hasil produk yang dikerjakan memiliki ketelitian tinggi serta tingkat sifat
mampu tukar interchange ability yang tinggi. Produksi dengan sistem komputer ini sangat menguntungkan untuk jumlah produksi yang besar. Jika dibandingan
produksi secara manual maka tingkat ketelitian dan mampu tukarnya dari pekerjaan manual ini rendah. Kondisi ini sangat tidak menguntungkan pada
jumlah produksi yang besar, sebab ini akan menambah waktu dan biaya pekerjaan. Hasil produksi pembentukan pelat secara manual ini akan menjadi
lebih mahal. Harga mahal ini menjadi rendahnya daya saing harga apalagi jika dibandingkan dengan penggunaan bahan plastik. Bahan plastik sudah mulai
banyak menggeser penggunaan bahan yang menggunaan bahan dasar pelat atau bahan logam. Tetapi untuk beberapa komponen tertentu ini masih
didominasi bahan yang menggunakan bahan dasar pelat logam. Bahan dasar logam ini mempuyai keuntungan yang lebih baik jika dibandingkan dengan
bahan plastik khususnya untuk penggunaan pada kondisi-kondisi tertentu. Sifat bahan logam yang tidak bisa digantikan oleh bahan plastik ini diantaranya bahan
logam ini memiliki sifat mekanik yang lebih baik seperti kekerasan, impact Gambar 9.2 mesin bending hydraulic
Di unduh dari : Bukupaket.com
203 Teknologi Dasar Otomotif
tumbukan, tegangan tarik, dan modulus elastisitas. Jika dibandingkan dari sifat- sifat fisis bahan logam memiliki titik lebur yang lebih tinggi, sehingga bahan ini
menjadi lebih tahan panas dibandingkan dengan plastik. Kemampuan untuk menghasilkan berbagai bentuk dari lembaran pelat datar dengan laju produksi
yang tinggi merupakan salah satu perkembangan teknologi pembentukan pelat. Laju produksi yang tinggi ini ditengarai dengan penemuan sistem pembentukan
logam secara mekanis dan hidraulik. Proses pembentukan dengan sistem ini dipicu oleh
tuntutan dunia industri pada penggunaan bahan-bahan pelat untuk berbagai komponen permesinan. Namun demikian metode kuno pada proses
pembentukan pelat dengan tangan tidak dapat ditinggalkan begitu saja, sebab pada proses pembentukan masih ada beberapa bagian pembentukan yang
belum sempurna. Akhirnya proses lanjutan atau finishing komponen masih dilakukan dengan tangan secara manual. Pada prinsipnya suatu bentuk yang
dihasilkan dari bahan lembaran pelat datar dengan cara penarikan atau perentangan dan penyusutan dimensi elemen volume pada tiga arah utama yang
tegak lurus terhadap satu dengan yang lainnya. Bentuk-bentuk yang diperoleh dari hasil pembentukan pelat ini merupakan
penggabungan antara proses perentangan dengan penyusutan. Proses perentangan dan penyusutan ini memberikan perobahan terhadap ketebalan
pelat lembaran yang dibentuk. Pada proses pembentukan ini terjadi proses pengerasan regang artinya kekerasan bahan akan meningkat setelah adanya
proses peregangan, apabila proses ini diabaikan maka kemungkinan cacat dari hasil pembentukan besar terjadi.
Cacat-cacat pada proses pembentukan ini diantaranya adalah terjadinya pengeriputan antara proses perengangan dan penyusutan komponen yang tidak
seimbang. Akibat proses peregangan yang besar dapat terjadi robek pada bagian-bagian komponen yang mengalami penarikan yang berlebihan .
Tujuan proses pembentukan logam : 1. mengubah bentuk benda kerja menjadi bentuk yang diinginkan.
2. memperbaiki sifat logam dengan jalan memperbaiki struktur mikronya, misalnya dengan menghomogenkan dan menghaluskan butir, memecah dan
mendistribusikan inklusi, menutup rongga cacat cor-an, serta memperkuat
Di unduh dari : Bukupaket.com
204 Teknologi Dasar Otomotif
logam dengan mekanisme pengerasan regangan.
Di unduh dari : Bukupaket.com
205 Teknologi Dasar Otomotif
Proses pembentukan logam, dapat diklasifikasikan dengan berbagai cara, yaitu :
1. berdasarkan daerah temperature pengerjaan 2. berdasarkan jenis gaya pembentukan
3. berdasarkan bentuk benda kerja 4. berdasarkan tahapan produk
Klasifikasi berdasarkan temperature pengerjaan :
1. Proses pengerjaan panas : proses pembentukan yang dilakukan pada
daerah temperature rekristalisasi logam yang diproses. Akibat konkretnya ialah logam bersifat lunak pada temperature tinggi. Keuntungannya :
bahwa deformasi yang diberikan kepada benda kerja dapat relative besar, hal ini dikarenakan sifat lunak dan sifat ulet pada benda kerja, sehingga
gaya pembentukan yang dibutuhkan relative kecil, serta benda kerja mampu menerima perubahan bentuk yang besar tanpa retak.
2. Proses pengerjaan dingin : proses pembentukan yang dilakukan
pada daerah temperature dibawah temperature rekristalisasi, pada umumnya pengerjaan dingin dilakukan pada suhu temperature kamar,
atau tanpa pemanasan. Pada kondisi ini, logam yang dideformasi terjadi peristiwa pengerasan regangan. Logam akan bersifat makin keras dan
makin kuat, tetapi makin getas bila mengalami deformasi, bila dipaksakan adanya suatu perubahan bentuk yang besar, maka benda kerja akan
retak akibat sifat getasnya. Keunggulan : kondisi permukaan benda kerja yang lebih baik dari pada yang diproses dengan pengerjaan panas, hal ini
dikarenakan tidak adanya proses pemanasan yang dapat menimbulkan kerak pada permukaan. Contoh, proses penarikan kawat, dan
pembentukan pelat. Klasifikasi berdasarkan gaya pembentukan :
1. pembentukan dengan tekanan, contoh tempa, pengerolan, ekstrusi, pukul putar.
2. pembentukan dengan tekanan dan tarikan, contoh : penarikan kawat, pipa, penarikan dalam, dan penipisan dinding tabung.
3. pembentukan dengan tarikan, contoh : tarik regang, ekspansi.
Di unduh dari : Bukupaket.com
206 Teknologi Dasar Otomotif
4. pembentukan dengan tekukan, contoh : proses tekuk, proses rol tekuk. 5. pembentukan dengan geseran.
Klasifikasi berdasarkan bentuk benda kerja : 1. pembentukan benda kerja masif atau pejal, ciri : terjadinya perubahan
tebal pada benda kerja secara maksimal, atau mencolok selama diproses. 2. pembentukan benda kerja pelat, ciri : tebal dianggap tetap, karena
perubahan tebal sangat kecil, tetapi perubahan bentuk tertentu saat dideformasi.
Klasifikasi berdasarkan tahapan produk : 1. proses pembentukan primer, proses ini menghasilkan produk setengah
jadi. Contoh : pelat dan profil dari bahan baku berupa ingot, slab dan billet.
2. proses pembentukan sekunder, proses lebih lanjut yang dihasilkan oleh proses primer, atau proses final. Contoh, penarikan kawat, penarikan
dalam, dan pembuatan pipa dan plat. Berdasar penjelasan sebelumnya bahwa berdasarkan temperatur
pengerjaannya, proses pembentukan dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar, yaitu: pengerjaan panas hot working dan pengerjaan
dingin cold working. Pada bahan ajar ini dijelaskan mengenai sebagian pengerjaan dingin yaitu pembentukan manual, tekuklipat, dan
pengerolan, serta sebagian pengerjaan panas yaitu tempa
1.
Proses Pengerjaan dingin
Proses pengerjaan dingin cold working yang merupakan pembentukan plastis logam di bawah suhu rekristalisasi pada umumnya dilakukan disuhu kamar.
Suhu rekristalisasi yang dimaksud adalah suhu pada saat bahan logam akan mengalami perobahan struktur mikro. Perobahan struktur mikro ini akan
mengakibatkan perobahan karakteristik bahan logam tersebut. Cold working sangat baik untuk produksi massal, mengingat diperlukannnya mesin-mesin yang
kuat dan perkakas yang mahal. Produk-produk yang dibuat biasanya harganya sangat rendah. Selain itu material yang menjadi sampah relatif lebih kecil
daripada proses pemesinan. Pada kondisi ini logam yang dideformasi mengalami peristiwa pengerasan
Di unduh dari : Bukupaket.com
207 Teknologi Dasar Otomotif
regangan strain-hardening. Logam akan bersifat makin keras dan makin kuat tetapi makin getas bila mengalami deformasi. Hal ini menyebabkan relatif
kecilnya deformasi yang dapat diberikan pada proses pengerjaan dingin. Bila dipaksakan suatu perubahan bentuk yang besar, maka benda kerja akan retak
akibat sifat getasnya. Proses pengerjaan dingin tetap menempati kedudukan yang khusus, dalam
rangkaian proses pengerjaan. Langkah deformasi yang awal biasanya adalah pada temperatur tinggi. Misalnya proses pengerolan panas. Balok ingot, billet
ataupun slab di rol panas menjadi bentuk yang lebih tipis, misalnya pelat. Pada tahapan tersebut deformasi yang dapat diberikan relatif besar. Namun proses
pengerolan panas ini tidak dapat dilanjutkan pada pelat yang relatif tipis. Memang mungkin saja suatu gulungan pelat dipanaskan terlebih dahulu pada
tungku sampai temperaturnya melewati temperatur rekristalisasi. Akan tetapi bila pelat tersebut di rol, maka temperaturnya akan cepat turun sampai di bawah
temperatur rekristalisasi. Hal ini disebabkan oleh besarnya panas yang berpindah dari pelat ke sekitarnya. Pelat yang tipis akan lebih cepat mengalami
penurunan temperatur dari pada pelat yang tebal. Proses deformasi yang dilakukan pada benda kerja yang luas permukaan
spesifikasinya besar luas spesifik adalah luas permukaan dibagi dengan volume hanyalah proses pengerjaan dingin. Beberapa contohnya adalah proses
pembuatan pelat tipis sheet dengan pengerolan dingin, proses pembuatan kawat dengan proses penarikan kawat wire drawing serta seluruh proses
pembentukan terhadap pelat sheet metal forming. Keunggulan proses pengerjaan dingin adalah kondisi permukaan benda
kerja yang lebih baik dari pada yang diproses dengan pengerjaan panas. Hal ini disebabkan oleh tidak adanya proses pemanasan yang dapat
menimbulkan kerak pada permukaan. Keunggulan lainnya adalah naiknya kekerasan dan kekuatan logam sebagai akibat pengerjaan dingin. Namun hal ini
diikuti oleh suatu kerugian, yaitu makin getasnya logam yang dideformasi dingin. Sifat-sifat logam dapat diubah dengan proses perlakuan pada heatreatment.
Perubahan sifat menjadi keras dan getas akibat deformasi dapat dilunakkan dan diuletkan kembali dengan proses anil annealing.
Di unduh dari : Bukupaket.com
208 Teknologi Dasar Otomotif
Keuntungan Proses Pengerjaan Dingin
Keuntungan dari pembentukan dingin diantaranya: Tidak dibutuhkan pemanasan
Permukaan yang lebih baik Ketelitian yang lebih baik
Ukurannya bisa seragam Kekuatan tariknya akan lebih baik dari bahan asalnya
Alasan terpenting pada pengerjaan pembentukan dengan cold working ini yaitu: untuk menghasilkan permukaan yang lebih baik dan ketepatan
ukuran. Beberapa contoh proses pembentukan logam
untuk pengerjaan dingin dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar di samping memperlihatkan proses pemotongan pelat dengan gaya geser,
pemotongan ini aplikasinya dapat dilihat pada gunting tangan maunpun gunting mesin
tenaga hidrolik. sedang gambar disamping merupakan
gambar pada
proses blanking
atau penembukan.
Penembukan dilakukan
dengan menggunakan punch dan dies.
Gambar proses blanking dengan sistem penembukan lobang melalui
penahan pegas pada dies. Proses ini menggunakan penekan stopper untuk menahan
pelat pada saat proses penembukan berlangsung. Gambar 9.3. Pemotongan
Gambar 9.4. Penembukan
Gambar 9.5. Penembukan dengan penahan press
Di unduh dari : Bukupaket.com
209 Teknologi Dasar Otomotif
Gambar disamping menunjukan terjadinya proses bending atau
pembengkokan untuk
pelat- pelat pada arah memanjang.
Dies dan
Punch yang
digunakan berbentuk
sudut yang diinginkan. Pelat yang
berbentuk U merupakan hasil bending dengan menggunakan
dies persegi
dan punch.
Turunnya punch
disesuaikan dengan
kedalaman U
yang dinginkan.
Proses pengerjaan dingin menurut DeGarmo terbagi dalam 4 kelompok besar sebagai berikut:
1. Squeezing mengepres 2. Bending melengkungkan
3. Shearing memotong 4. Drawing menarik
Pembentukan Secara Manual
Pembentukan pelat secara manual merupakan proses pembentukan yang dilakukan menggunakan landasan-landasan pembentuk dengan
menggunakan berbagai macam bentuk palu. Landasan pembentuk ini dikenal juga dengan istilah Pancang Tinman. Palu yang digunakan
dalam proses pembentukan ini juga terdiri dari berbagai jenis palu pembentuk. Palu pembentuk ini dapat dibedakan mulai dari ukuran, jenis
Gambar 9.6. Gambar pembengkokanbending
Gambar 9.7. Bending U
Di unduh dari : Bukupaket.com
210 Teknologi Dasar Otomotif
dan bentuk kepala palu. Proses pembentukan pelat secara manual ini ditinjau secara mekanika
dan metalurgi fisiknya merupakan proses deformasi plastis. Deformasi plastis ini adalah perobahan bentuk yang diinginkan dimana proses ini
apabila pelat mengalami pemukulan akan menyebabkan pelat berobah bentuk. Pukulan pembentukan ini melebihi batas elastisitas pelat yang
dibentuk. Setelah pelat mengalami pembentukan diatas landasan ini pelat mengalami perobahan bentuk.
a. Karakteristik pembentukan manual
Karakteristik pembentukan secara manual ini memiliki bentuk- bentuk yang sangat bervariasi, sebab pembentuk dengan manual ini sangat
tergantung pada bentuk landasan dan kepala palu yang digunakan. Karakteristik hasil pembentukan secara manual ini memiliki kelebihan
dari semua proses pembentukan yang ada. Proses pembentukan secara manual ini dapat melakukan semua proses pembentukan yang
ada, hal ini sangat tergantung pada kemampuan atau skill pekerja yang melakukannya.
b. Peralatan Utama Palu
Palu yang digunakan dalam pembentukan secara manual ini terdiri dari berbagai jenis dan bentuk kepala palu. Ditinjau dari jenis palu yang
digunakan terdiri dari bahan kepala palu yang bervariasi diantaranya: Baja, Karet, Plastik, Kayu, Mallet,Timbel timah hitam
Bentuk kepala palu yang digunakan pada proses pembentukan ini tergantung dari bentuk yang diinginkan. Bentuk kepala palu ini dibedakan
menurut fungsi dan kegunaannya. Penggunaan palu juga sangat tergantung dari jenis bahan yang akan dibentuk. Bahan-bahan yang
relatif lunak biasanya mengguakan bahan jenis palu yang lunak. Seperti untuk pembentukan pelat alumanium digunakan palu plastik ataupun palu
kayu. Dilihat dari bentuknya kepala dapat dibedakan menjadi beberapa jenis palu diantaranya: Palu kepala bulat. Palu kepala pipih, palu
kepala segiempat, palu kepala setengah bola, palu kepala tirus, palu kepala bulat besar. Jika dibedakan dari jenis palu yang digunakan pada
Di unduh dari : Bukupaket.com
211 Teknologi Dasar Otomotif
proses pembentukan pelat secara manual ini seperti; Palu jenis bahan baja, palu jenis bahan plastik, palu jenis bahan kayu, palu jenis bahan
campuran plastik dan sebagainya. .Palu besi kepala
membentuk segiempat
ini digunakan
untuk membentuk bidang
penyambungan persegi,
agar penyambungan
menjadi lebih rapat. Palu kepala bulat digunakan untuk melakukan pemukulan regang pada tepi pelat yang berbentuk silinder.
Palu besi kepala segiempat rata dan tirus digunakan
untuk meratakan permukaan pelat yang mengalami
proses penyambungan, Kepala tirus digunakan
untuk mebentuk sambungan sudut alas. Palu Kepala bola digunakan untuk membentuk
bagian-bagian sisi pelat yang melengkung atau berbentuk silinder. Palu jenis kombinasi bulat
silinder dan bola ini merupakan palu yang umum digunakan,
jenis palu ini biasanya digunakan untuk membentuk
kepala paku keling. Palu picak digunakan untuk merapatkan
bagian sisi tepi pelat pada sambungan alas.
Gambar 9.8. Palu besi segiempat bulat
Gambar 9.9. Palu besi kombinasi segiempat dan tirus bulat
Gambar 9.10. Palu kombinasi bulat rata bola serta pipih
Di unduh dari : Bukupaket.com
212 Teknologi Dasar Otomotif
Palu kayu dan karet ini banyak digunakan untuk pembentukan
pelat-pelat yang relatif lebih lunak seperti: pelat alumanium, pelat
tembaga dan sebagainya.
Palu karet
persegi ini
digunakan untuk
proses finishing, yakni untuk meratakan
atau merapikan bentuk-bentuk bidang-bidang
pelat yang
menyimpang atau kurang lurus. Palu
karet ini
jika dipukulkan
ke pelat
yang lunak tidak memberikan cacat akibat pemukulan. Gambar Palu Plastik Palu Kombinasi
dan Bulat. Palu plastik dikenal juga dengan
palu mallet digunakan untuk proses pembentukan pelat-pelat
yang relatif tipis, karena bentuk kepala palunya silinder rata
hampir sama dengan palu-palu besi kepala silinder lainnya.
Gambar 9.11. Palu kepala bulat palu karet bulat
Gambar 9.12. Palu karet persegi
Gambar 9. 13. Palu plastik dan palu kombinasi bulat
Di unduh dari : Bukupaket.com
213 Teknologi Dasar Otomotif
Gambar.Palu Kayu Tirus dan Palu Rata
Palu kayu
kombinasi bulat
dan krucut
digunakan untuk proses pembentukan
penarikan dalam secara manual,
seperti pembuatan
mangkuk-mangkuk dari bahan alumanium.
Landasan
Landasan yang digunakan pada proses pembentukan
pelat secara manual ini dibedakan berdasarkan
fungsinya. Landasan ini terdiri dari landasan tetap
dan landasan tidak tetap. Landasan tetap ini biasanya
mempunyai bentuk yang lebih besar dan memiliki
berat yang lebih dibandingkan dengan
landasan tidak tetap. Landasan tetap ini memiliki bentuk umum tanpa variasi yang lebih.
Landasan tetap ini disebut juga dengan istilah paron landasan tidak tetap Pancang Tinman.
Landasan pembentukan ini ada juga yang terbuat dari kayu. Khususnya landasan-landasan setengah bola. Pada landasan kayu ini dibentuk profil
setengah bola dengan berbagai macam variasi, mulai dari diameter dan kedalamannya. Landasan ini biasanya digunakan untuk
Gambar 9.14. Palu kayu tirus palu rata
Gambar 9.15. Macam-macam landasan
Di unduh dari : Bukupaket.com
214 Teknologi Dasar Otomotif
pembentukan awal mangkuk setengah bola dari bahan-bahan yang relatif lebih lunak seperti alumanium. Proses pembentukannya dapat
dilakukan dengan memulai pemukulan dari diameter yang paling besar dan dangkal selanjutnya berurutan sampai pada diameter mendekati
bentuk yang diinginkan dengan kedalaman tertentu. Pada gambar berikut ini diperlihatkan gambar macam-macam landasan.
Landasan kombinasi digunakan untuk membentuk
silinder-silinder kecil, landasan rata digunakan
untuk tempat meratakan sambungan-sambungan lipat
juga dapat digunakan untuk menekuk pelat.
Gambar landasan bulat dan kombinasi silinder dan tirus
Landasan bulat digunakan sebagai landasan untuk
membentuk mangkuk dan landasan kombinasi silinder
dan tirus ini digunakan
untuk membentuk silidinder berbentuk tirus.
Gambar landasan seperempat Bola dan kombinasi rata kerucut.
Landasan seperempat bola ini digunakan untuk membentuk
penguatan sisi dari silinder dan landasan
kombinasi ini
digunakan untuk membentuk Gambar 9.16. Landasan kombinasi dan rata 1
Gambar 9.17. Landasan bulat dan kombinas silinder dan tirus
Gambar 9.18. Landasan seperempat bola dan kombinasi rata kerucut
Di unduh dari : Bukupaket.com
215 Teknologi Dasar Otomotif
silinder-silinder yang relatif kecil. Gambar landasan kombinasi
silinder dan kerucut serta sudut 45º.
Landasan ini digunakan untuk
membentuk kotak persegi dan landasan kerucut dapat
digunakan untuk pembentukan kerucut.
Gambar landasan pipa dan alur
sesuai dengan namanya pipa dan alur digunakan
untuk landasan dalam pembentukan pipa kecil dan
alur rata.
Landasan Kombinasi
tirus dan
silinder merupakan
landasan yang
universal dapat
digunakan untuk berbagai keperluan pembentukan persegi dan silinder.
c. Teknik Pemukulan
Gambar 9.19. Landasan kombinasi silinder dan kerucut serta sudut 45
Gambar 9.20. Landasan pipa dan alur
Gambar 9.21.Kombinasi tirus silinder serta kedudukan landasan
Di unduh dari : Bukupaket.com
216 Teknologi Dasar Otomotif
Pemukulan pelat di atas landasan dengan berbagai jenis palu mempunyai teknik-teknik tersendiri. Teknik pemukulan ini biasanya
sangat sulit dilakukan dengan pekerja yang tidak terbiasa dengan kerja pembentukan ini. Teknik pemukulan ini dapat dipelajari dari kebiasaan
atau pengalaman yang dilakukan secara terus menerus. Pemukulan dengan palu untuk proses pembentukan ini harus dilakukan dengan
teknik dan prosedur yang benar. Apabila proses pemukulan ini tidak dilakukan mengikuti teknik dan prosedur yang benar maka akan
menghasilkan pemukulan yang menyebabkan pelat menjadi rusak atau cacat. Teknik memegang palu harus dilakukan secara benar yakni
memegang palu harus berada di ujung tangkai palu. Jika dipegang berada diujung tangkai palu maka akan menghasilkan gaya pemukulan
yang maksimal. Momen impak yang dihasilkan palu sebanding dengan masa palu dikali dengan jarak pemegang. Artinya semakin jauh jarak
pemegang dengan kepala palu maka akan menghasilkan impak yang lebih besar. Teknik-teknik pemukulan ini dapat dikategorikan sebagai
berikut:
Pemukulan Peregangan
Pemukulan regang pada dasarnya adalah pemukulan yang dilakukan untuk meregang pelat menjadi lebih besar. Pelat hasil pemukulan
regang ini menghasilkan bentuk pelat menjadi lebih panjang kearah bagian yang mengalami pemukulan. Teknik pemukulan regang ini
menggunakan palu kepala pipih di atas landasan rata. Pada saat proses pemukulan pelat akan meng- alami menurunan ketebalan akibat
dari proses pemukulan regang.
Pemukulan Pengkerutan
Prose pemukulan kerut menghasilkan pelat menjadi terkompres. Pemukulan ini merupakan kebalikan dari proses pemukulan regang.
Dimensi ketebalan pelatnyapun menjadi bertambah. Terjadinya proses pemukulan kerut ini dilakukan di atas landasan lengkung dengan
palu kepala bulat. Pemukulan kerut ini digunakan untuk proses pembentukan pelat menjadi bentuk mangkuk.
Pemukulan Perataan
Di unduh dari : Bukupaket.com
217 Teknologi Dasar Otomotif
Pemukulan datar merupakan proses pemukulan yang berfungsi untuk mendatar bagain pelat yang mengalami peleng-kungan. Pemukulan
datar ini juga dapat diterapkan untuk proses pemukulan pembentukan di atas landasan. Seperti untuk mem-bengkok pelat di atas landasan
persegi. Teknik pemukulan ini juga dilakukan untuk meratakan hasil pemukulan regang. Pada saat proses pemukulan regang pelat
mengalami cekungan dan tidak merata. Pemukulan datar ini sangat banyak digunakan untuk semua proses pembentukan pelat.
Pemukulan Keseimbangan
Pemukulan keseimbangan berguna untuk menyeimbangkan kondisi pelat yang mengalami penyimpangan akibat proses pengerolan. Hasil
proses pengerolan pelat biasanya masih belum mengalami bentuk bulat sempurna, maka dengan teknik pemukulan keseimbangan ini akan dapat
menghasilkan bulatan silinder menjadi lebih baik. Proses pemukulan ini dilakukan dengan memukul bagian pelat yang melonjong pemukulan
pelat ini akan menekan pelat yang melonjong dan menjadi lebih datar sampai mendekati keseimbangan dari kebulatan silinder yang diinginkan.
Pemukulan Pembentukan
Pemukulan membentuk merupakan penggabungan dari beberapa teknik pemukulan yang ada. Proses pemukulan membentuk ini berguna untuk
melakukan pembentukan di atas landasan. Pelat diletakan di atas landasan dan dipegang oleh salah satu tangan dan tangan yang
satunya melakukan pemukulan pembentukan sesuai dengan bentuk pelat yang inginkan. Apabila seseorang sudah dapat mensinergikan
antara apa yang ada dalam pikirannya di salurkan melalui tangan dan palu maka akan menghasilkan bentuk pelat yang seperti apa yang
diinginkan dalam pikiran tersebut. Selain Proses pembentukan dilakukan dengan tangan secara manual
maka proses pembentukan juga dapat dilakukan mesin- mesin pembentukan secara manual . Mesin-mesin ini mempunyai kapasitas
dan kemampuan khusus. Keuntungan proses pembentukan dengan sistem pembentukan secara
manual ini adalah dapat mengerjakan seluruh bentuk proses
Di unduh dari : Bukupaket.com
218 Teknologi Dasar Otomotif
pembentukan. Pembentukan dalam jumlah skala kecil atau pembuatan satu buah komponen yang terbuat dari bahan pelat ini sangat cocok
dengan pembentukan secara manual. Pengerjaan komponen bahan pelat dengan sistem ini tidak memerlukan cetakan atau alat bantuk
pembentukan yang lain. Pembentukan pelat ini hanya terbatas pada pembentukan pelat yang relatif mempunyai dimensi lebih kecil dan
tipis. Pelat relatif tebal dan mempunyai dimensi yang besar akan sulit dilakukan dengan proses pembentukan secara manual.
Kesalahan-kesalahan yang sering terjadi dalam proses pembentukan ini dapat terjadi apabila pekerja tidak mengetahui karakteristik bahan
pelat yang dibentuk. Jika pekerja tidak mempunyai keterampilanskill pada bidang pekerjaan pembentukan ini maka kemungkinan kesalahan
besar terjadi. Pekerjaan-pekerjaan pembentukan dalam sangat sulit dikerjakan secara manual. Biasanya pekerjaan yang dihasilkan dari
proses pembentukan secara manual ini masih kurang teliti Penerapan sistem pembentukan secara manual ini sangat variatif
khususnya untuk komponen pelat yang relatif kecil dan ringan. Komponen-komponen bahan pelat yang dikerjakan dengan sistem
manual ini dapat diterapkan untuk pembuatan komponen mesin yang tidak memerlukan cetakan. Finishing dari beberapa proses pengerjaan
pembentukan yang lain juga finishingnya dapat dilakukan finishing secara manual.
2.
Proses TekukLipat
Secara mekanika proses penekukan ini terdiri dari dua komponen gaya yakni: tarik dan tekan lihat gambar. Pada gambar memperlihatkan
pelat yang mengalami proses pembengkokan ini terjadi peregangan, netral, dan pengkerutan. Daerah peregangan terlihat pada sisi luar
pembengkokan, dimana daerah ini terjadi deformasi plastis atau perobahan bentuk. Peregangan ini menyebabkan pelat mengalami
pertambahan panjang. Daerah netral merupakan daerah yang tidak mengalami perobahan. Artinya pada daerah netral ini pelat tidak
mengalami pertambahan panjang atau perpendekkan. Daerah sisi bagian dalam pembengkokan merupakan daerah yang mengalami penekanan,
Di unduh dari : Bukupaket.com
219 Teknologi Dasar Otomotif
dimana daerah ini mengalami pengkerutan dan penambahan ketebalan, hal ini disebabkan karena daerah ini mengalami perobahan panjang
yakni perpendekan.atau menjadi pendek akibat gaya tekan yang dialami oleh pelat. Proses ini dilakukan dengan menjepit pelat diantara landasan
dan sepatu penjepit selanjutnya bilah penekuk diputar ke arah atas menekan bagian pelat yang akan mengalami penekukan
Pada Gambar
posisi tuas penekuk diangkat
ke atas
sampai membentuk
sudut melebihi
sudut pembentukan
yang dinginkan.
Besarnya kelebihan
sudut pembengkokan ini dapat
dihitung berdasarkan
tebal pelat, kekerasan bahan
pelat dan
panjang bidang membengkokkan penekukan . Gambar 9.22. Proses tekuk
Gambar 9.23. Langkah awal tekuk
Gambar 9.24. Penekukan plat
Di unduh dari : Bukupaket.com
220 Teknologi Dasar Otomotif
Langkah proses
penekukan pelat
dapat dilakukan
dengan mempertimbangkan sisi bagian pelat yang akan dibentuk. Langkah
penekukan ini harus diperhatikan sebelumnya, sebab apabila proses penekukan ini tidak menurut prosedurnya maka akan terjadi salah
langkah. Salah langkah ini sangat ditentukan oleh sisi dari pelat yang dibengkokan dan kemampuan mesin bendingtekuk tersebut. Komponen
pelat yang akan dibengkokan sangat bervariasi. Tujuan proses pembengkokan pada bagian tepi maupun body pelat ini di- antaranya
adalah untuk memberikan kekakuan pada bentangan pelat. Gambar ini memperlihatkan
sudut tekuk yang terbentuk pada proses pelipatan pelat, dimana
pada bagian sisi atas pelat mengalami peregangan dan
bagian bawah mengalami pengkerutan.
Gambar.Bentangan pada Proses Tekuk
Sudut penekukan pada pelat dapat diatur sesuai dengan
bentuk tekukan
yang diinginkan.
. Gambar 9.25. Sudut tekuk
Gambar 9.26. Bentangan pada proses tekuk
Di unduh dari : Bukupaket.com
221 Teknologi Dasar Otomotif
Pada Gambar
di s a m p i n g ini adalah
gambar konstruksi
mesin tekuklipat
manual dengan sistem jepitan sederhana.
Tenaga penekukan yang digunakan adalah
dengan tuas
tekuk yang
digerakkan dengan
tangan. Tangan kiri memegang tuas penekan dan tangan kanan menaikan tuas
nekuk
Langkah-langkah yang dilakukan
untuk membuat sambungan lipat
pada mesin pelipat terdiri dari
tujuh langkah pengerjaan
seperti pada gambar
Sistem lain yang digunakan
dalam proses
penekukan ini
menggunakan sistem
tekan hidrolik. Proses
ini dapat
dilakukan Gambar 9.27. Mesin tekuklipat
Gambar 9.28. Langkah proses tekuk untuk sambungan lipat
Di unduh dari : Bukupaket.com
222 Teknologi Dasar Otomotif
dengan meletakkan pelat pada dies pembengkok dan dies penekan bergerak turun sambil menekan pelat membentuk sudut sesuai dengan
dies bawah yang sudah disiapkan.
Difinisi lain menjelaskan bahwa penekukan merupakan proses di
mana bentuk-bentuk yang lurus diubah menjadi lengkungan
bersudut. Proses ini merupakan proses yang sering digunakan
untuk mengubah lembaran dan pelat menjadi saluran, kotak penutup cover mesin, pintu-pintu, file
cabinet dan lain-lainnya. Gambar 9.29. Mesin bending hidrolik
Gambar 9.30. Proses bending Dies dan Punch
Di unduh dari : Bukupaket.com
223 Teknologi Dasar Otomotif
Karakteristik
Karakteristik proses penekukan ini memperlihatkan bentuk penekukan yang lurus dari sisi tepi ujung ke tepi ujung yang lainnya. Bending ini juga
dapat dilakukan
untuk membentuk
penekukan pada
body. Pembengkokan pada sisi tepi dapat dilakukan dengan beberapa
variasi pembengkokan membentuk sudut 90° atau dapat juga dilakukan penekukan dengan bentuk silinder di sepanjang sisi pelat.
Proses pembengkokan ini hanya dapat dilakukan pada penekukan dalam bentuk lurus. Penekukan bentuk sisi melengkung tidak dapat
dilakukan dengan proses ini, sebab sepatu atau dies penekuk mempunyai bentuk lurus saja.
Peralatan penekukan
Mesin-mesin yang digunakan dalam proses lipat ini menggunakan sistem jepit secara manual dan sistem tekan bending secara hidrolik.
Mesin Lipat Universal Sistem
penekukan secara manual dapat
dilakukan dengan sepatu
tekan disepanjang pelat yang
ditekan. Proses
ini dapat
dikerjakan dengan membuat tanda
pada daerah pelat yang akan
dibengkok. Selanjutnya pelat dijepit
diantara landasan dan sepatu tekan. Garis tanda yang dibentuk harus sejajar dengan sepatu penekan atas. Selanjutnya Pembengkok diputar
ke atas sampai membengkok pelat yang dijepit. Besarnya sudut pembengkokan dapat diatur sesuai dengan sudut pembengkokan yang
dikehendaki . Gambar 9.31. Mesin lipat universal
Di unduh dari : Bukupaket.com
224 Teknologi Dasar Otomotif
Mesin Lipat Independent Pelipatan pelat independent ini menggunakan sepatu yang
terpisah-pisah. Sepatu penjepit ini dapat dengan bebas diatur sesuai dengan kondisi pelat yang akan dibentuk. Sepatu penjepit ini dapat
dilepas atau diatur sesuai panjang pelat yang akan dilipat. Mesin Tekuk Hidrolik
Mesin tekuk hidrolik merupakan sistem penekukan yang sangat berkembang di industri. Mesin-mesin Bending sistem hidrolik ini
mempunyai kapasitas yang relatif besar dan umumnya dengan sistem pembentukan pelat yang panjang sampai mencapai panjang 2500
mm sampai 3000 mm. Mesin tekuk hidrolik ini memiliki dies sebagai landasan dan dies pada posisi bagian bawah tetap dan punch
penekan ber-gerak naik dan turun. Gerakan punch ini dapat dikontrol lang-kahnya dengan sistem hidrolik.
Keuntungan
Pengerjaan pembentukan pelat dengan sistem bending ini mempunyai beberapa keunggulan diantaranya :
1. Menhasilkan pembengkokan yang lurus dan rapi 2. Sisi hasil pembengkokan memiliki radius yang merata
3. Sudut pembengkokan yang dihasilkan sama 4. Hasil pembengkokan tanpa adanya cacat akibat bekas pemukulan
5. Menjadikan pelat lebih kaku Gambar 9.32. Berbagai tipe
punch dan die
Di unduh dari : Bukupaket.com
225 Teknologi Dasar Otomotif
Kesalahan dalam pembentukan
Kesalahan-kesalahan yang sering terjadi pada proses pembengkokan ini adalah:
1. Hasil pembengkokan tidak merata atau pada sisi tengah pelat lebih cembung dibandingkan sisi tepi yang lain, hal ini disebabkan
karena tebal pelat yang ditekuk melebihi kapasitas mesin lipat. 2. Jika posisi peletakan pelat tidak sejajar terhadap sepatu penjepit
maka mengakibatkan hasil pembengkokan menjadi miring. 3. Penekanan pelat pada sepatu pembentuk tidak boleh melebihi
atau kurang dari batas sudut pembengkokan yang diinginkan. Jika hal ini terjadi maka hasil pembengkokan cenderung
mempunyai sudut pembengkokan yang tidak tepat atau tidak sesuai yang diharapkan.
Aplikasi Proses Tekuk
Penerapan proses bending ini banyak digunakan untuk pembuatan body atau cover mesin-mesin. Cover mesin-mesin ini biasanya dikerjakan
dengan proses bending yakni dengan melipat sisi-sisi tepi pelat, sehingga pelat menjadi lebih kaku dan ringan. Cover mesin-mesin ini dapat
dengan mudah dibongkar pasang. Kondisi ini dirancang untuk mempermudah proses penggantian atau perawatan
mesin tersebut. Aplikasi lain dari sistem bending ini dapat dilihat pada body-body mesin dan kendaraan seperti: Body kereta api, body truck,
body alat-alat berat, body mesin-mesin pertanian dan sebagainya. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam proses pembengkokan pelat
Hasil pembengkokan pelat yang baik dapat dihasilkan dengan mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut:
1. Sebelum melakukan proses pembengkokan pelat Mesin pembengkok harus diperiksa terlebih dahulu terutama dies,
atau sepatu pembentuk, sudut pembengkokan yang diinginkan. 2. Tadailah sisi bagian tepi pelat yang akan dibengkokkan.
3. Posisi tanda pembengkokan ini harus sejajar dengan dien pembengkok.
Di unduh dari : Bukupaket.com
226 Teknologi Dasar Otomotif
4. Penjepitan pelat harus kuat 5. Atur sudut pembengkokan sesuai dengan sudut pembengkokan
yang dikehendaki 6. Sesuaikan dies landasan dengan bentuk pembengkokan yang
diinginkan. 7. Mulailah proses pembengkokan dengan memperhatikan sisi- sisi
yang akan dibengkokan, hal ini untuk menjaga agar lebih dahulu mengerjakan posisi pelat yang mudah.
8. Jika ingin melakukan pembengkokan dengan jumlah yang banyak buatlah jig atau alat bantu untuk memudahkan proses
pembengkokan. Jig ini bertujuan untuk memudahkan pekerjaan sehingga menghasilkan bentuk pembengkokan yang sama.
Proses Pengerolan
Pengerolan merupakan proses pembentukan yang dilakukan dengan menjepit pelat diantara dua rol. Rol tekan dan rol utama berputar
berlawanan arah sehingga dapat menggerakan pelat. Pelat bergerak linear melewati rol pembentuk. Posisi rol pembentuk berada di bawah
garis gerakkan pelat, sehingga pelat tertekan dan mengalami pembengkokan. Akibat penekanan dari rol pembentuk dengan putaran
rol penjepit ini maka terjadilah proses pengerolan. Pada saat pelat bergerak melewati rol pembentuk dengan kondisi pembenkokan yang
sama maka
akan menhasilkan
radius pengerolan yang merata. Proses pengerolan dapat terjadi apabila
besarnya sudut kontak antara rol penjepit dengan pelat yang akan dirol melebihi
gaya penekan yang yang ditimbulkan dari penurunan rol pembentuk. Besarnya
penjepitan ini dapat mendorong pelat sekaligus pelat dapat melewati rol
pembentuk. Proses pengerolan ini dapat dilihat seperti pada gambar diatas Gambar 9.33. Pengerolan pelat di industri
Di unduh dari : Bukupaket.com
227 Teknologi Dasar Otomotif
Sistem Pengerolan
Tipe Susunan Rol Tipe jepit
Gambar 9. 34. Tipe susunan rol jepit
Gambar 9.35. Tipe susunan rol piramid
Di unduh dari : Bukupaket.com
228 Teknologi Dasar Otomotif
Tipe Kombinasi Jepit dan Piramide
Sistem Pengerolan
Pembentukan rol adalah metode lain untuk menghasilkan bentuk- bentuk lengkung yang panjang. Proses pengerolan ini juga digunakan untuk
menghasilkan silinder-silinder berdinding tipis ataupun silinder berdinding tebal dari lembaran datar.
Berbagai metode telah digunakan untuk melengkungkan atau membentuk silinder dari pelat lurus. Bagian-bagian yang berbentuk silinder dan kerucut di
buat dengan memakai pengerol lengkung. Pelengkung tiga rol tidak menjamin terhindarnya penekukan pada lembaran yang tipis. Seringkali ditambahkan rol
ke empat pada bagian keluaran untuk memberikan pengaturan tambahan terhadap kelengkungan. Pada pembebanan 3 titik, momen lengkung maksimal
terletak ditengah-tengah panjang bentangan. Hal ini dapat menimbulkan regangan lokal, sehingga batas pembentukan terjadi di tengah-tengah,
sebelum bahan dilengkungkan sebagaimana mestinya. Deformasi yang lebih seragam diperoleh dengan memakai peralatan jenis
‖wipe‖. Dalam bentuknya yang paling sederhana, peralatan ini terdiri atas lembaran
yang diklem salah satu ujungnya pada blok pembentuk;kontur terbentuk oleh pukulan palu berturutan, dimulai di dekat klem dan bergerak menuju ujung
yang bebas. Pada tipe blok pembentuk atau cetakan mempunyai kontur yang tidak seragam, karena itu rol harus ditekankan ke blok dengan tekanan
Gambar 9.36. Tipe susunan rol kombinasi jepit dan piramid
Di unduh dari : Bukupaket.com
229 Teknologi Dasar Otomotif
seragam yang diperoleh dari silinder hidraulik. Metode ketiga untuk menghasilkan kontur adalah pembentukan selubung wrap forming. Contoh
sederhana pembentukan selubung adalah penggulungan pegas pada madril. Pembentukan regang bagian- bagian yang melengkung merupakan kasus
khusus pembentukan selubung.
Tipe Jepit
Mesin Rol tipe jepit mempunyai susunan rolnya membentuk huruf L, dimana pada mesin rol ini terdiri dari 3 tiga buah rol yang panjang. Dua rol berfungsi
menjepit bahan pelat yang akan di rol. Kedua rol ini berputar berlawanan arah, Rol utama merupakan rol penggerak dimana gerakan putar yang dihasilkan rol
dapat diperoleh dari putaran tuas maupun putaran motor listrik. Rol penjepit bagian yang satu lagi dapat bergerak turun naik. Pada saat turun rol penjepit
secara sejajar menjepit pelat yang akan di rol. Proses penurunan rol penjepit ini dilakukan dengan memutar tuas pada bagian atas. Pemutaran tuas ini
sebaiknya dilakukan secara bersamaan sehingga rol penjepit akan turun sejajar dan merata penjepitannya.
Penjepitan pelat ini diharapkan merata pada seluruh bagian pelat. Apabila penekanan ini tidak merata maka kemungkinan hasil pengerolan yang terjadi
tidak membentuk silinder sempurna atau mendekati bulat yang merata diseluruh bagian pelat yang mengalami pengerolan. Rol penekan juga harus
diatur turunnya secara bersamaan dimana posisi rol penekan ini juga harus sejajar terhadap bidang pelat yang akan di rol. Penurunan rol penekan ini juga
dapat diatur turun atau naiknya dengan tuas pengatur. Proses pengerolan dapat dilakukan pada arah ke bawah ataupun ke atas hal
sangat ditentukan oleh posisi rol yang dapat dibuka. Sebab pelat yang sudah mengalami proses pengerolan akan menjadi bentuk silinder dimana ujung-ujung
pelat yang di rol akan bersatu. Kondisi ini akan menyebabkan sulitnya pelat yang sudah di rol keluar dari mesin rol ini. Mesin rol harus dilengkapi
dengan salah satu ujung rol penjepitnya dapat dengan mudah dibuka dan dipasang kembali. Kemudahan untuk membukan dan memasng kembali rol ini
akan mempengaruhi terhadap operasional mesin rol tersebut. Kemudahan operasional ini akan memperlancar proses pengerolan dan sekaligus dapat
memperlancar produksi dan meningkatkan efisiensi kerja. Hasilnya biaya proses pengerolan menjadi lebih murah.Rol yang ketiga berfungsi menekan
Di unduh dari : Bukupaket.com
230 Teknologi Dasar Otomotif
ujung pelat sampai pelat mengalami pembengkokan. Pada saat pelat tertekan oleh rol penekan, pelat bergerak linear searah putaran rol penjepit. Tekanan
gaya rol penjepit ini harus lebih besar dari defleksi yang ditimbulkan akibat penekanan pelat tersebut.
Tipe Piramide Mesin rol tipe piramide mempunyai susunan rol membentuk piramide atau
segitiga. Jumlah rol pada mesin rol tipe piramide ini berjumlah tiga buah. Dua rol bagian bawah berfungsi menahan pelat yang akan di rol. Rol bagian atas
berfungsi menekan pelat sampai pelat mengalami perobahan bentuk menjadi melengkung. Kelengkungan akibat penurunan rol atas ini selanjutnya diteruskan
pada bagian sisi pelat yang lain sambil mengikuti putaran ketiga rol tersebut. Dua Rol bagian bawah berputar searah dimana posisi garis singgung bagian
sisi atas rol merupakan arah gerakkan pelat yang mengalami proses pengerolan ini. Rol bagian atas berputar berlawanan arah dari gerakkan kedua rol bawah.
Kedua Rol bagian bawah merupakan sumber putaran. Putaran rol ini dapat diperoleh dengan memutar tuas rol yang berhubungan langsung dengan gigi
pemutar mesin rol. Mesin rol tipe ini juga ada yang menggunakan motor listrik sebagai sumber tenaga untuk melakukan proses pengerolan. Rol bagian
atas biasanya dapat dengan mudah dibongkar dan dipasang kembali. Hal ini sama fungsinya denga rol tipe jepit. Pelat yang sudah di rol dapat dengan
mudah dikeluarkan dari mesin mesin rol.
Tipe Kombinasi Jepit dan Piramide
Mesin rol kombinasi tipe jepit dan piramide ini terdiri dari 4 rol Lihat Gambar.9.61. Dua buah rol berada di tengah yang berfungsi menjepit pelat
dan sekalugus mendorong pelat ke arah rol penekan. Rol penekan dan pengarah pada bagian depan dan belakang masing-masing dapat diatur sesuai
dengan ketinggian kedudukan rol. Rol penggerak utama berada di bagian bawah. Rol ini tidak dapat diatur atau tetap pada kondisinya. Tetapi rol ini
dapat dibuka dan dipasang kembali. Sistem buka pasang ini merupakan sistem kerja mesin rol yang berfungsi untuk menurunkan pelat yang sudah berbentuk
silinder keluar. Rol penjepit bagian atas dapat diatur turun naiknya. Turun naiknya rol penjepit ini disesuaikan dengan ketebalan pelat yang akan
dibentuk. Sistem pengerolan dengan susunan rol kombinasi jepit dan piramide
Di unduh dari : Bukupaket.com
231 Teknologi Dasar Otomotif
ini mempunyai keuntungan jika dibandingan dengan sistem lainnya, diantaranya adalah dapat melakukan proses pengerolan timbal balik. Kemampuan sistem
susunan rol tipe ini biasanya digunakan untuk proses pengerolan pelat-pelat tebal dan panjang.
Distribusi gaya-gaya pada Pengerolan
Gaya-gaya yang terjadi pada pengerolan ini dapat dilihat seperti pada gambar. Rol penekan memberikan gaya tekan pada pelat. Secara mekanika
terjadi defleksi pada ujung sisi pelat yang tertekan Arah gaya pembentuk berada pada garis singgung pertemuan rol penekan dengan pelat yang mengalami
kelengkungan. Gaya putar tuas diteruskan ke rol penjepit. Selanjutnya gaya penjepit dari tuas ini mendorong pelat ke arah rol penekan.
Diagram Tegangan Regangan Berulang pada Proses Pengerolan
Proses pengerolan biasanya dilakukan secara berulang-ulang. Aplikasi proses pengerolan berulang ini bertujuan untuk meringankan beban pengerolan.
Pengerolan dengan sistem ber- ulang ini akan memberikan pemerataan pembentukan pada seluruh bidang pelat yang mengalami proses
pengerolan. Khusus-nya ujung-ujung sisi pelat yang bersentuhan dengan rol pembentuk.
Diagram Tegangan Regangan di bawah memperlihat-kan baja karbon rendah yang menjadi bahan dasar pelat lembaran ini memiliki regangan yang besar
jika dibandingkan dengan baja carbon tinggi. Regangan ini dapat di putus- putus dengan pengulangan sistem pengerolan.
Gambar 9.37. Grafik tegangan regangan baja carbon
Di unduh dari : Bukupaket.com
232 Teknologi Dasar Otomotif
Karakteristik
Pengerolan silinder Pengerolan silinder adalah pengerolan yang menghasilkan bentuk silinder
atau tabung dengan kelengkungan tersendiri. Pengerolan kerucut
Pengerolan kerucut merupakan hasil pengerolan bentuk-bentuk krucut. Bentuk kerucut ini dihasil dari mesin rol kerucut. Bentuk kerucut ini juga dapat
dihasilkan dari pengerolan biasa dengan teknik-teknik tertentu. Peralatan yang digunakan, alat bantu, alat utama
Alat-alat bantu mesin pengerolan ini meliputi: unit mesin rol yang terdiri dari. Rol utama, tuas pemutar, tuas penjepit, tuas penekan dan sebagainya.
Teknik dan prosedur yang dilakukan dalam proses pengerolan ini mengikuti langkah-langkah berikut:
• Posisi rol seluruhnya harus pada kodisi sejajar terhadap rol penjepit sebagai acuan.
• Longgarkan antara rol penjepit. • Aturlah tinggi rol penekan pada posisi mendatar pelat, beri celah
antara rol penjepit untuk memudahkan masuknya pelat . • Turunkan rol penjepit secara bersamaan
• Naikkan rol penekan secara bertahap untuk meringankan putaran tuas pengerolan
• Pengerolan sebaiknya dilakukan secara bertahan sampai seluruh sisi pelat mengalami proses pengerolan.
Gambar 9.38. Mesin rol jepit dan piramid
Di unduh dari : Bukupaket.com
233 Teknologi Dasar Otomotif
Keuntungan
• Menghasilkan radius pembentukkan yang menyeluruh • Proses kerja pengerolan sederhana sehingga biaya yang dibutuhkan relatif
lebih murah. • Dapat mengerol berbagai bentuk silinder kecil maupun yang besar.
• Tenaga pengerolan lebih ringan karena dapat dilakukan secara berulang- ulang
• Mampu mengerol kerucut secara bertahap • Hasil pengerolan merata diseluruh lembaran pelat dan kondisi pelat
yang terbentuk tanpa cacat.
Kesalahan dalam pembentukan
• Posisi Rol Pembentuk tidak Sejajar
• Penekanan Rol Pembentuk Berlebih
• Penekanan Rol Pembentuk Kurang
• Posisi Pelat yang masuk Miring
• Pelat mengalami deformasi arah melintang
Gambar 9.39. Macam macam kesalahan hasil pengerolan
Di unduh dari : Bukupaket.com
234 Teknologi Dasar Otomotif
Finishing Proses Pengerolan
Finishing proses pengerolan dilakukan dengan berbagai cara. Pengerolan pelat dilakukan untuk menghasilkan bentuk-bentuk silinder sesuai dengan
bentuk yang dikehendaki. Proses selanjutnya setelah pelat di rol dilakukan proses penyambungan pelat yang sudah terbentuk kelengkungannya.
Penyambungan ini sangat tergantung dari besar kecilnya silinder yang diinginkan. Finishing peroses pengerolan ini menggunakan proses pengecatan
pada bagian dinding yang sudah menjadi silinder atau tabung-tabung. Pengecat ini berfungsi untuk antisipasi proses pengkaratan pada dinding tabung
atau silinder.
Aplikasi
Aplikasi penggunaan dari produksi pengerolan ini sangat banyak terutama dalam pembuatan tangki-tangki besar untuk tempat penyimpanan berbagai
macam cairan. Bahkan untuk pembuatan boiler bertekanan tinggi juga dapat dihasilkan dari proses pengerolan ini.
Pada gambar
berikut ini
diperlihatkan hasil pengerolan di Industri yang ada di industri. Tangki-
tangki yang ada umumnya digunakan sebagai tempat penyimpanan cairan,
baik berupa minyak maupun air, atau bahan kimia.
Proses pengerjaan panas
Proses pengerjaan panas merupakan proses pembentukan yang dilakukan pada daerah di atas temperatur rekristalisasi temperatur tinggi logam yang diproses.
Dalam proses deformasi pada temperatur tinggi terjadi peristiwa pelunakan yang terus menerus. Akibat kongkritnya adalah bahwa logam akan mengalami
Gambar 9.40. aplikasi pebgerolan di industri
Di unduh dari : Bukupaket.com
235 Teknologi Dasar Otomotif
perobahan sifat menjadi lebih lunak pada temperatur tinggi, kenyataan inilah yang membawa keuntungan-keuntungan pada proses pengerjaan panas, yaitu
deformasi yang diberikan kepada benda kerja menjadi lebih relatif besar. Kondisi ini karena sifat lunak dan sifat ulet, sehingga gaya pembentukan yang
dibutuhkan relatif kecil, serta benda kerja mampu menerima perubahan bentuk yang besar tanpa mengalami retak. Maka keuntungan itulah proses pengerjaan
panas biasanya digunakan pada proses-proses pembentukan primer yang dapat memberikan deformasi yang besar, misalnya: proses pengerolan panas, tempa
dan ekstrusi. Pengerjaan panas mempunyai beberapa keuntungan diantaranya :
• Pada temperatur tinggi logam bersifat lunak dan ulet, sehingga gaya pembentukan yang dibutuhkan menjadi relatif lebih kecil.
• Deformasi yang dapat diberikan dari pemanasan ini adalah relatif lebih besar.
• Terjadinya perbaikan struktur mikro pada logam yang dideformasi pada temperatur tinggi.
Pada pengerjaan panas ini hanya dijelaskan mengenai proses tempa. Menempa merupakan salah satu proses pembentukan yang dilakukan pada
benda kerja dalam kondisi panas. Panas yang dimaksukan adalah sebelum dilakukan proses pembentukan benda logam dipanaskan terlebih dahulu sampai
mencapai tempratur tempa yang diinginkan. Tempratur tempa yang diharapkan pada proses ini berkisar di atas daerah temperatur rekristalisasi bahan logam
yang akan di tempa. Baja mempunyai temperatur rekristalisasi berkisar 723º C. Pemanasan yang dilakukan pada benda kerja bertujuan untuk merobahan
kekerasan logam menjadi bersifat lebih lunak . Sifat lunak dari benda kerja ini memudahkan untuk pembentukan. Baja yang mengalami proses pemanasan
akan memberikan sifat lunak dan tidak mudah pecah apabila dilakukan pembentukan. Proses penempaan bahan logam ini dilakukan dengan
menggunakan peralatan pengeprespukul dan penahan atau landasananvil. Benda kerja diletakkan diantara landasan dan pemukul. Proses pemukulan dapat
dilakukan dengan palu tempa secara manual atau juga dapat dilakukan dengan mesin pemukul hammer sistem hidrolik atau dengan menggunakan pemukul
mekanik dengan motor listrik.
Di unduh dari : Bukupaket.com
236 Teknologi Dasar Otomotif
Prinsip dasar menempa secara mekanika mempunyai komponen pembentukan pengepresan atau tekan, peregangan atau tarik, dan pemotongangeser.
Penerapan proses penempaan di industri biasanya digunakan untuk pembuatan komponen yang menggunakan bahan baku pejal dengan bentuk profil
kombinasi. Bahan dasar untuk proses penempaan ini selain berbentuk pejal juga mempunyai tingkat kekerasan bahan yang relatif lebih keras. Kerasnya bahan ini
menjadi lebih sulit untuk dikerjakan dengan proses yang lain. Logam yang mengalami proses pemanasan akan meningkatkan keliatan bahan hal ini dapat
diketahui dari proses uji impact tumbukan dengan memvariasikan temperatur sepecimen pengujian. Hasil pengujian impact ini memperlihatkan
bahwa nilai impact sangat dipengaruhi oleh temperatur bahan saat pengujian. Semangkin rendah temperatur bahan logam menunjukkan bahwa semangkin
tinggi tingkat kegetasan bahan tersebut dan nilai impactnya menjadi lebih kecil. Penempaan yang sering dilakukan pada industri rumah tangga di daerah
umumnya dilakukan untuk proses pembuatan alat-alat pertanian seperti parang, cangkul, sabit, bajak, kampak dan sebagainya. Proses penempaan untuk
pembuatan alat-alat pertanian ini diikuti dengan proses Quenching atau pendinginan cepat. Proses quenching ini bertujuan untuk memberikan kekerasan
permukaan benda pada daerah yang didinginkan cepat. Hal ini diaplikasikan untuk pengerasan permukaan mata parang, mata cangkul, mata sabit, dimana
bagian alat-alat yang tajam ini menjadi lebih keras. Bagian yang tajam akan memberikan permukaan yang keras dan
bagian alat yang belakang berbentuk tebal dan tidak diquenching, sehingga
alat-alat pertanian
yang dihasilkan
memiliki sifat kombinasi keras dan liat sesuai dengan kebutuhan petani.
Peralatan utama yang diperlukan dalam proses penempaan ini diantaranya:
Gambar 9.41. Dapur pemanas
Di unduh dari : Bukupaket.com
237 Teknologi Dasar Otomotif
Dapur pemanas atau dikenal juga dengan istilah dapur tempa berfungsi untuk memanaskan benda kerja sampai temperatur tertentu sesuai dengan jenis benda
kerja yang akan ditempa. Proses pemanasan di dapur tempa ini menggunakan bahan bakar arang kayu atau batu bara. Proses pembakaran berlangsung di
dalam tempat pembakaran dimana bahan bakar arang atau batu bara dibakar dengan menambah hembusan udara yang dihasilkan dari blower penghembus.
Aliran udara ini diharapkan dapat mempercepat proses pembakaran arang kayu atau batu bara. Aliran udara ini di salurkan memlalui lobang aliran yang langsung
bersentuhan dengan bahan bakar. Dapur pemanas ini dilengkapi dengan bagian- bagian utama diantaranya tempat pembakar, motor listrik dan blower, air
pendingin, cerobong asap Dapur pemanas ini terdiri dari tempat pembakaran, bodi, cerobong asap, motor
penggerak, blower, dan bak pendingin. Tempat pembakaran adalah tempat yang digunakan untuk pembakaran bahan bakar dengan dengan menggunakan
hembusan udara dari blower. Proses kerja pada dapur ini biasanya dilakukan dengan memanaskan terlebih dahulu bahan bakar berupa batu bara atau arang
kayu sampai mencapai warna merah membara lihat gambar tungku pemanas. Setelah terlihat warna merah pada pembakaran batu abar atau arang kayu ini
benda kerja dimasukan kedalam bara api. Benda kerja yang dimasukan kedalam bara api ini setelah beberapa menit akan terlihat memerah. Warna bahan logam
yang mengalami proses pembakaran ini berdasarkan pengalaman mempunyai kisaran temperatur tersendiri tergantung dari jenis bahan logamnya. Untuk baja
dapat diperkirakan temperaturnya menurut warna hasil pembakaran: Proses
pemanasan benda
kerja untuk
penempaan ini kisaran warna
pembakaran yang mucul adalah
warna merah jingga atau orange. Setelah
warna ini muncul pada bagian benda yang
Tabel 9.1. Warna pembakaran dan temperatu
Di unduh dari : Bukupaket.com
238 Teknologi Dasar Otomotif
akan ditempa selanjutnya benda kerja diangkat dengan menggunakan smeed tang. Smeed tang ini berguna untuk me- megang benda kerja dalam keadaan
panas. Selanjutnya benda kerja diletakkan pada landasan dan dilakukan proses penempaan dengan membentuk benda kerja sesuai dengan gambar atau bentuk
yang diinginkan. Proses penempaan dilakukan secara berulang-ulang. Artinya proses penempaan
tidak bisa dilakukan sekaligus, sebab pada saat proses penempaan berlangsung benda kerja akan mulai mengalami pendinginan sehingga setelah
benda dingin dengan penandaan perubahan warna benda yang menghitam kembali. Benda kerja dibakar kembali sampai berwarna orange. Selanjutnya
dilakukan pembentukan kembali. Begitulah seterusnya sampai benda kerja mencapai bentuk yang dinginkan sesuai dengan gambar kerja.
Kesulitan yang sering muncul pada proses pengerjaan tempa ini adalah proses penandaan benda kerja sebelum dipanaskan. Sebab akibat proses pembakaran
benda kerja akan mengalami perubahan warna dan tanda yang diberikan pada benda kerja tidak terlihat. Di samping itu pembentukan tempa secara manual ini
memunyai akurasi pengerjaan yang rendah. Pengalaman kerja akan dikuti dengan peningkatan akurasi pekerjaan yang lebih baik.
Dapur tempa manual dapat diperlihatkan pada gambar
disamping, dimana tempat pembakaran
benda kerja
terlihat arang kayu yang terbakar. Hembusan udara
dihasilkan dari blower yang di putar secara manual dengan
tangan. Kapasitas
dapur tempa ini relatif kecil.
Gambar 9.42. Dapur tempa sederhana
Di unduh dari : Bukupaket.com
239 Teknologi Dasar Otomotif
Landasan dikenal
juga dengan
istilah paron
ini merupakan bagian komponen
yang sangat penting dalam kerja tempa ini. Landasan ini
dapat dilihat pada gambar- gambar
landasan berikut.
Landasan ini ada beberapa tipe
sesuai dengan
kebutuhan pekerjaan yang diinginkan. Seperti landasan rata, landasan profil, landasan paron. Landasan ini berguna untuk peletakan benda kerja pada saat
dilakukannya proses pembentukan secara manual. Landasan atau paron ini terdiri dari bagian-bagian: dasar base, kaki foot,
badan body, permukaan datar face, meja table, tanduk horn.
Landasan datar ini terdiri dari meja besi yang pejal
dengan beberapa lobang pada
permukaan meja.
Lobang ini tembus sampai ke bawah. Landasan ini
dilengkapi dengan batang tirus
melengkung yang
berguna untuk membentuk dan penjepit benda kerja pada meja. Landasan profil terdiri dari berbagai macam
bentuk profil yang ada di sekitar landasan, baik berbentuk persegi, bulat, segienam dan segitiga. Landasan profil ini dapat dibolak-balik sesuai dengan
kebutuhan bentuk yang diinginkan dari profil. Gambar 9.43. Landasan
Gambar 9.44. Landasan datar dan landasan
Di unduh dari : Bukupaket.com
240 Teknologi Dasar Otomotif
Smeed Tang Smeed
tang berfungsi
untuk memegang benda kerja pada saat
dilakukannya proses
penempaan. Smeed tang ini mempunyai tangkai
yang cukup panjang berkisat 400 –
500 mm. Panjang tangkai ini berguna untuk mengurangi pengaruh panas
benda kerja ke tangan. Smeed tang ini dibedakan menurut catok atau
ujung pengapit benda kerja seperti catok rata, catok bulat, dan catok
berkaki. Catok rata berguna untuk memegang benda kerja persegi, catok bulat berguna memegang benda-benda
bentuk silinder, dan catok berkaki berguna untuk memegang benda yang ada lobangnya.
Palu Palu merupakan peralatan yang
sangat penting
pada proses
penempaan ini. Palu ini berguna sebagai alat untuk membentuk
benda kerja tempa. Palu tempa dibedakan
berdasarkan bentuk
kepalanya. Gambar 10.7 Macam-macam Palu
Tempa Ukuran palu ditentukan oleh berat
dari kepala palu, seperti palu 250 gr, 500 gr, 1000 gr dan bahkan
palu dengan berat 10 kg. Dengan demikian pemakaian palu sangat bervariasi sesuai dengan jenis
kegiatan pekerjaan. Gambar 9.45. Macam-macam smeed
tang
Gambar 9.46. Macam-macam palu tempa
Di unduh dari : Bukupaket.com
241 Teknologi Dasar Otomotif
Jenis palu dapat dibagi dua yaitu palu keras dan palu lunak. Palu keras adalah palu yang kepalanya terbuat dari baja dengan kadar karbon sekitar 0,6. Proses
pembuatannya adalah dengan jalan ditempa, kemudian dikeraskan pada bagian permukaannya agar menjadi keras. Pemakaian palu keras pada bengkel kerja
bangku atau bengkel kerja mesin adalah sebagai pemukul pada kerja memotong dengan pahat, menempa dingin, pada pekerjaan assemblingperakitan,
membengkokkan benda kerja, membuat tanda dan pekerjaan pemukulan lainnya.
Palu Kombinasi Picak dan Bulat Palu Persegi Enam Rata
Palu Kepala Bola Palu Kombinasi Bulat Silinder
Palu Bulat Kecil Palu Picak
Di unduh dari : Bukupaket.com
242 Teknologi Dasar Otomotif
Palu Pipih Tirus Palu Kombinasi Bulat Elip
Palu Kombinasi Bulat Setengah Bola Palu Kepala Bulat Besar Gambar
10.8 Beberapa Jenis Palu Tempa
Mesin Hammer Mesin
Hammer pada
dasarnya adalah mesin yang
digunakan untuk
membentuk benda
kerja atau sebagai pengganti
fungsi palu
pembentuk. Mesin ini mempunyai
kapasitas pemukul
yang relatif besar sesuai
dengan kapasitasnya. Mesin
hammer ini bergerak Gambar 9.47. Macam-macam palu tempa yang digunakan
Gambar 9.48. Mesin Hammer
Di unduh dari : Bukupaket.com
243 Teknologi Dasar Otomotif
secara linear dengan gerakkan naik dan turun. Pada saat turun mesin hammer ini bekerja untuk memukul atau membentuk benda kerja.
Kecepatan gerak mesin hammer turun ini dapat diatur sesuai dengan kecepatan yang diinginkan. Kepala pemukul mesin hammer dan landasananvil ini dapat
diganti sesuai dengan bentuk benda kerja yang ada pada gambar. Penggunaan mesin hammer ini akan lebih efisien jika digunakan untuk memproduksi dalam
jumlah relatif besar. Mesin hammer ini digerakkan
oleh motor
listrik dengan
pemindahan gerakan putar motor menjadi gerak translasi atau
gerak turun naiknya hammer pemukul. Mesin hammer ada juga
yang digerakkan
dengan menggunakan sistem hidrolik,
dimana silinder hidrolik ini yang difungsikan untuk proses
pemukulan atau pembentukan benda kerjanya.
Bagian-bagain Utama
Mesin Hammer
1.Kepala Gabungan
head assembly
2.Batang Penyangga column to anvil pads
3.Pegas Balik steel spring replacements
4.Tutup Landasan anvil cap or sow block 5.Isolasi blok landasan foundation block isolation
6.Landasan anvil mat Gambar 9.49. Bagian utama meswin Hammer
Di unduh dari : Bukupaket.com
244 Teknologi Dasar Otomotif
Bak Pendingin
Bak pendingin ini berfungsi untuk mendinginkan benda kerja setelah proses pekerjaan tempa selesai. Bak
pendingin ini juga berfungsi sebagai tempat proses quenching
alat-alat hasil
tempa seperti,
pada penempaan parang atau pisau, cangkul, kampak dan
sebagainya. Media pendingin yang umum digunakan untuk proses pendinginan cepat atau quenching ini
terdiri dari beberapa jenis diantaranya, air, olie, dan minyak sabana
Ragum Tempa
Gambar 9.50. Bak pendingin
Gambar 9.51. Penjepit hidrolik Gambar 9. 52. Ragum tempa
Di unduh dari : Bukupaket.com
245 Teknologi Dasar Otomotif
Proses Penempaan Manual
Pada gambar
terlihat bahan dasar benda kerja
berbentuk persegi empat panjang.
Proses penempaan dimulai dari
bagian ujung dilakukan pemukulan
secara bertahap
sampai mencapai benda kerja
menjadi bentuk
pipih seperti yang diinginkan.
Proses pemukulan
bertahap yang dimaksud adalah pemukulan merata pada seluruh bagian benda, selanjutnya dilakukan
pemukulan kembali secara merata secara berulang-ulang. Teknik Penempaan di Atas Landasan
Teknik penempaan di atas landasan ini dapat dilakukan dengan memperhatikan
penggunaan kepala palu dan posisi benda kerja pada landasan. Palu kepala picak
digunakan untuk
peregangan benda
sehingga benda kerja akan mengalami pertambahan panjang. Proses peregangan
dilakukan dengan
meletakkan benda
dibagian tanduk horn landasan dan dipukul secara bertahap. Palu kepala rata
digunakan untuk membentuk benda menjadi rata dan diletakkan di atas bagian permukaan rata dari landasan.
Gambar 9.53. Proses penempaan alat perta
Gambar 9.54. Penempaan diatas landasan
Di unduh dari : Bukupaket.com
246 Teknologi Dasar Otomotif
Contoh sederhana pada pembuatan parang panjang diperlihatkan pada gambar di samping,
dimana tahap awal penempaan dilakukan dengan
meregang benda
dengan menggunakan palu picak secara bertahap.
Tahap berikutnya dilakukan pembentukan dengan palu rata sampai membentuk benda
kerja menjadi pipih. Pada gambar di bawah diperlihatkan parang panjang yang mendekati
penyelesaian akhir.
Terlihat pekerjaan
pembuatan ini sederhana tetapi jika hal ini dilakukan penempa pada tingkat awal maka akan
muncul kesalahan-
kesalahan dalam
proses penempaan. Seperti ketebalan parang yang tidak
merata, tingkat kelurusannya yang rendah, lebar yang tidak teratur dan sebagainya.
Proses Pembentukan Tempa dengan Mesin Hammer Proses penempaan dengan menggunakan mesin
hammer pada dasarnya sama dengan proses pembentukan
secara manual.
Pada proses
penempaan dengan tangan ini pemukulan yang dilakukan lebih fleksibel, tetapi pembentukan dengan
hammer ini pukulan hammer berggerak secara teratur dengan
kecepatan pemukulan
dapat diatur.
Kapasitas pemukulan yang dihasilkan relatif besar dibandingkan pemukulan secara manual. Pada
gambar di bawah terlihat mesin hammer konvensional dengan penggerak motor listrik.
Gambar 9.55. Penempaan pembuatan parang
Gambar 9.56. Penempaan parang panjang
Gambar 9.57. Proses tempa dengan mesin Hammer
Di unduh dari : Bukupaket.com
247 Teknologi Dasar Otomotif
Gambar 10.20 Mesin Hammer Konvensional
Tempa Menggunakan Die Cetakkan
Pengerjaan tempa dapat juga dilakukan dengan menggunakan cetakkan atau die. Penggunaan cetakan ini dilakukan pada mesin hammer untuk pembuatan
berbagai macam produk tempa. Pada dasarnya pengerjaan tempa dengan menggunakan die dapat diketahui dengan meletakkan benda kerja dalam
keadaan panas diantara kedua die atas dan bawah gambar 10.21, selanjutnya die ditekan dengan hammer. Sampai kedua die atas dan bawah merapat.
Pembentukan dengan teknik ini sangat menguntungkan apabila profil produk yang
dihasilkan mempunyai
bentuk kombinasi dan dapat di
produksi dalam jumlah besar.
Untuk menghasilkan
suatu produksi yang baik dan memenuhi
standar pada proses tempa
ini dilakukan
dengan menghitung
volume awal pada saat Gambar 9.58. Mesin Hammer
konvensional
Gambar 9.59.
Tempa dengan
menggunakan Diewww.forging-hydraulic-press.com
Di unduh dari : Bukupaket.com
248 Teknologi Dasar Otomotif
benda belum terbentuk dan volume benda pada saat benda sesudah dibentuk. Secara matematis antara volume benda sebelum dibentuk dan sesudah dibentuk
harus sama. Kesulitan yang mungkin dapat terjadi apabila bentuk benda yang diinginkan tidak beraturan sehingga menyulitkan untuk menganalisis volume
bentuk benda yang diinginkan. Pada gambar di samping
terlihat beberapa
model penempaan yang dilakukan
dengan menggunakan die. Bentuk awal benda sebelum
ditempa berbentuk silinder bulat dan setelah mengalami
proses penempaan
diperlihatkan menjadi bentuk- bentuk profil simetris.
Hasil Produksi Tempa Gambar 9.60. Beberapa model penempaan
Gambar 9.61. Beberapa hasil produk tempa 1 Gambar 9.62. Beberapa hasil produk tempa 2
Di unduh dari : Bukupaket.com
249 Teknologi Dasar Otomotif
Proses Squeezing Tekanan
Mesin penekan adalah suatu penekan aksi tunggal yang mempunyai landasan yang sempit dan sangat panjang. Kegunaan utama penekan ini adalah untuk
membentuk benda-benda yang panjang melengkung, seperti saluran dan lembaran bergelombang.
Definisi
Pembentukan-hydro karet rubber hydroforming adalah modifikasi dari penumbuk dan cetakan
konvensional, di mana bantal karet berfungsi sebagai cetakan. Pembentukan karet, atau
proses Guerin.
Suatu blok
pembentuk Penumbuk diletakkan pada alas mesin
penekan hidraulis aksi tunggal, dan suatu lapisan karet yang tebal diletakkan dalam kotak
penahan yang terletak di pelat atas penekan. Apabila bahan diletakkan diatas blok pembentuk
dan kemudian karet ditekankan, maka karet akan mentransmisikan tekanan yang hampir-
hampir hidrostatis ke bahan tersebut. Tekanan yang besarnya kira-kira 1500 psi cukup untuk sebagian besar komponen. Dan
tekanan lokal yang tinggi dapat diperoleh dengan menggunakan peralatan bantu.
Proses
Sebagian besar pembentukan lembaran logam dengan laju produksi dilakukan pada mesin pres, dikendalikan secara mekanis atau hidrolik. Pada pres mekanis,
energi disimpan pada roda gila dan dipindahkan kepada peluncur yang dapat bergerak pada saat langkah torak pres. Pres mekanis biasanya beraksi cepat
dan mempunyai langkah yang pendek sedangkan pres hidrolis beraksi lambat, tetapi mempunyai langkah yang lebih panjang. Mesin pres biasanya digolongkan
sesuai dengan jumlah peluncur yang dapat dioperasikan secara bebas. Pada pres aksi tunggal, hanya terdapat 1 peluncur, yang biasanya berkerja dalam arah
vertikal. Pada mesin press aksi ganda, terdapat 2 peluncur. Aksi yang kedua, biasanya
Gambar 9.63. Mesin Press
Di unduh dari : Bukupaket.com
250 Teknologi Dasar Otomotif
digunakan untuk mengoperasikan pemegang, yang mencegah terjadinya keriput pada penarikan dalam. Pres
aksi tiga dilengkapi 2 gerakan diatas cetakan dan yang satu di bawah cetakan. Perkakas utama yang digunakan pada mesin pres pengerjaan logam adalah
pelubang dan cetakan. Pelubang adalah pekakas cembung yang berpasangan dengan cetakan cekung. Pada
umumnya pelubang merupakan elemen gerak. Karena biasanya diperlukan penyebarisan teliti antara pelubang dan cetakan, maka akan lebih mudah apabila
keduanya dipasang secara permanen pada subpres, atau dudukan cetakan, yang dengan segara dapat dipasang pada pres. Suatu hal penting yang harus
diperhatikan pada perkakas-perkakas untuk pembentukan lembaran logam adalah seringnya diperlukan klem penekan atau pemegang bawah, untuk
mencegah keriput logam. Penekanan kebawah dilakukan dengan cincin pemegang bawah yang dijalankan oleh aksi kedua pres-gerak-ganda.
Akan tetapi dengan menggunakan pegas mekanis dan silinder udara bantu, penekanan kebawah dapat dilakukan pada mesin pres aksi-tunggal.
Cetakan gabungan dirancang untuk melaksanakan beberapa operasi pada bahan yang sama dalam satu langkah mesin pres. Karena rumit, cetakan
gabungan mahal dan operasi kerja lebih lambat dibandingkan dengan cetakan tunggal. Cara lain adalah penggunaan cetakan transfe, disini suatu benda kerja
berpindah dari satu tempat ketempat berikutnya dalam pres. Bahan pembuat cetakan tergantung pada beban kerja yang direncanakan. Pada indusri pesawat
terbang, dimana volume produksi umumnya rendah, perkakas sering kali dibuat dari paduan seng, kirkskite, dari kayu atau dari resin epokti. Sedangkan untuk
yang tahan lama, dipelukan peralatan dari baja perkakas.
Karakteristik Proses Squeezing
Proses squeezing atau proses dengan penekanan ini merupakan
proses pembentukan
yang sangat
berkembang, sebab proses ini mempunyai karakteristik produksi dalam jumlah besar.
Gambar 9.64. Mesin Squeezing sistem hidrolik
Di unduh dari : Bukupaket.com
251 Teknologi Dasar Otomotif
Peralatan yang Digunakan
Peralatan yang digunakan pada sistem pembentukan dengan pressing ini pada dasarnya sama dengan komponen-komponen pada proses Deep Drawing. Dies
merupakan komponen dasar cetakan profile yang diinginkan.
Punch pada
proses pressing
digantik an oleh
karet untuk
melakuk an
proses penekan
an. Pelat
diletakkan diantara dies dan karet. Selanjutnya karet ditekan dengan menggunakan tekanan
silinder hidraulik sampai men-capai bentuk dies bagian bawah. Gambar. 9.65. Peralatan Mesin Press
www.answers.com
Aplikasi
Aplikasi hasil produksi proses squeezing ini dapat dilihat seperti pada gambar 9.92 dimana terlihat body mobil, cupper bagian depan mesin. Proses ini
dilakukan dengan menggunakan bahan lembaran pelat tipis baja carbon rendah. Pelat dipotong sesuai dengan bentuk profil yang diinginkan dan diletakkan diatas
dies atau cetakan yang sudah terbentuk. Rubber atau karet penekan menekan mengikuti profil yang ada pada sies.
Gambar 9.65. Hasil produk proses Squeezing
Di unduh dari : Bukupaket.com
252 Teknologi Dasar Otomotif
c. Rangkuman 9
Proses pengerjaan panas merupakan proses pembentukan yang dilakukan pada daerah di atas temperatur rekristalisasi temperatur tinggi logam yang diproses.
Logam akan mengalami perobahan sifat menjadi lebih lunak pada temperatur tinggi, kenyataan inilah yang membawa keuntungan-keuntungan pada proses
pengerjaan panas, yaitu deformasi yang diberikan kepada benda kerja menjadi lebih relatif besar.
Pengerjaan panas biasanya digunakan pada proses-proses pembentukan primer yang dapat memberikan deformasi yang besar, misalnya: proses pengerolan
panas, tempa dan ekstrusi. Segregasi dapat berkurang dengan adanya pemanasan. Pada temperatur tinggi peristiwa difusi akan mudah berlangsung,
sehingga efeknya akan lebih menghomogenkan komposisi kimia. Proses pemanasan untuk mengurangi segregasi ini dinamai proses homofenisasi.
Besarnya pelunakan dari masing-masing mekanisme tersebut tergantung pada jenis logamnya, temperatur pengerjaan, serta kecepatan proses deformasi atau
laju regangannya. Batas atas temperartur pengerjaan panas adalah sekitar 50-100 0C di bawah titik
cairnya. Biasanya proses pengerjaan panas dilakukan secara berurutan, misalnya proses pengerolan panas dan diproses tempa yang bertahap.
Menempa merupakan salah satu proses pembentukan yang dilakukan pada benda kerja dalam kondisi panas. Panas yang dimaksukan adalah sebelum
dilakukan proses pembentukan benda logam dipanaskan terlebih dahulu sampai mencapai temperatur tempa yang
diinginkan. Prinsip dasar menempa secara mekanika mempunyai komponen pembentukan
pengepresan atau tekan, peregangan atau tarik, dan pemotongangeser. Dapur pemanas ini terdiri dari tempat pembakaran, bodi, cerobong asap, motor
penggerak, blower, dan bak pendingin. Untuk menghasilkan suatu produksi yang baik dan memenuhi standar pada proses tempa ini dilakukan dengan
menghitung volume awal pada saat benda belum terbentuk dan volume benda pada saat benda sesudah dibentuk. Secara matematis antara volume benda
sebelum dibentuk dan sesudah dibentuk harus sama.
Di unduh dari : Bukupaket.com
253 Teknologi Dasar Otomotif
d. Tugas 9
Membuat ringkasan materi pembentukan logam dengan ditulis tangan
e. Tes formatif 9
1. Apa yang dimaksud dengan proses pembentukan logam? 2. Apa yang dimaksud dengan proses pengerjaan panas?
3. Jelaskan proses pembentukan rol? 4. Jelaskan proses pembentukan manual?
5. Apa fungsi dapur pemanas pada proses penempaan? 6. apa yang dimaksud pengerjaan dingin?
7. Sebutkan peralatan yang digunakan pada proses tempa?
f. Kunci Jawaban tes formatif 9
1. Pembentukan logam adalah melakukan perubahan bentuk pada benda kerja dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis.
2. Proses pengerjaan panas merupakan proses pembentukan yang dilakukan pada daerah di atas temperatur rekristalisasi temperatur tinggi logam yang
diproses. 3. Pengerolan merupakan proses pembentukan yang dilakukan dengan menjepit
pelat diantara dua rol. Rol tekan dan rol utama berputar berlawanan arah sehingga dapat menggerakan pelat. Pelat bergerak linear melewati rol
pembentuk. Posisi rol pembentuk berada di bawah garis gerakkan pelat, sehingga pelat tertekan dan mengalami pembengkokan. Akibat penekanan
dari rol pembentuk dengan putaran rol penjepit ini maka terjadilah proses pengerolan.
4. Pembentukan pelat secara manual adalah proses pembentukan yang dilakukan
menggunakan landasan-landasan
pembentuk dengan
menggunakan berbagai macam bentuk palu 5. Dapur pemanas atau dikenal juga dengan istilah dapur tempa berfungsi untuk
memanaskan benda kerja sampai temperatur tertentu sesuai dengan jenis benda kerja yang akan ditempa.
6. Proses pengerjaan dingin cold working yang merupakan pembentukan plastis logam di bawah suhu rekristalisasi, pada umumnya dilakukan
disuhu kamar jadi tanpa pemanasan benda kerja. Suhu rekristalisasi yang
Di unduh dari : Bukupaket.com
254 Teknologi Dasar Otomotif
dimaksud adalah suhu pada saat bahan logam akan mengalami perobahan struktur mikro.
7. Peralatan yang digunakan pada proses penempaan adalah dapur tempa, landasan,
tang smeed,
paluuntuk tempa
tradisional, mesin
tempasebagai pengganti palu, bak pendingin dan ragum.
Di unduh dari : Bukupaket.com
255 Teknologi Dasar Otomotif
Kegiatan Belajar 10 : Pembentukan dengan mesin bubut, frais dan sekrap a. Tujuan Kegiatan Belajar 10
Setelah mempelajari topik ini diharapkan siswa mampu : 1. Memahami cara pembentukan logam dengan proses bubur, frais dan sekrap
2. Menjelaskan proses pembubutan 3. Menjelaskan proses pengefraisan
4. Menjelaskan proses penyekrapan
b. Uraian Materi 10 PROSES MESIN BUBUT,FRAIS DAN SEKRAP
Logam merupakan bahan baku yang digunakan secara luas untuk membuat
mesin-mesin hingga
kebutuhan rumah
tangga sehingga
perkembangan dalam pengolahannya terjadi secara kontiniu. perkembangan industri pengolahan logam menjadi perhatian yang perlu disikapi secara positif
dalam kegiatan akademis. Sehingga setiap ahli Teknik Industri perlu membekali diri dengan pengetahuan pada proses pembentukan logam, pengoperasian
mesin dan perangkat lunak sehigga para praktikan memiliki pengetahuan dengan dasar-dasar manufaktur logam.
Proses pemesinan merupakan proses lanjutan dalam pembentukan benda kerja atau mungkin juga merupakan proses akhir setelah pembentukan
logam menjadi bahan baku berupa besi tempa atau baja paduan atau dibentuk melalui proses pengecoran yang dipersiapkan dengan bentuk yang mendekati
kepada bentuk benda yang sebenarnya. Proses pemesinan yang berhubungan dengan pembentukan produk pengecoran
memerlukan kecakapan khusus yang berbeda dengan proses pemesinan pada baja dengan bentuk tertentu seperti bulat; segi empat atau segi enam,
terutama dalam memegang benda kerja itu sendiri pada mesin perkakas selama proses pemotongan itu berlanjut dimana benda hasil pengecoran memiliki
bentuk yang tidak beraturan, serta khusus dalam pekerjaan pembubutan dimana benda kerja akan berputar, keseimbangan putaran juga perlu diperhatikan jika
Di unduh dari : Bukupaket.com
256 Teknologi Dasar Otomotif
benda tidak berada sesumbu dengan sumbu mesin itu sendiri Counter balance. Pembentukan benda kerja dengan mesin bubut
Pembubutan adalah proses pemesinan yang menggunakan perkakas mata tunggal memotong bagian dari bendakerja bentuk silinder yang berputar.
Pembubutan secara tradisional dikerjakan dengan mesin perkakas yang disebut bubut, dilengkapi dengan daya putar dengan kecepatan yang sesuai dan
perkakas dihantarkan dengan kecepatan dan kedalaman potong tertentu. Berbagai jenis operasi mesin bubut
a. Pembubutan muka facing; perkakas dihantarkan secara radial ke bendakerja yang berputar untuk mendapatkan permukaan yang datar.
b. Pembubutan tirus taper turning; perkakas dihantarkan dengan membentuk sudut tertentu terhadap sumbu putar sehingga diperoleh bentuk konis.
c. Pembubutan kontour contour turning; perkakas dihantarkan dengan mengikuti garis bentuk tertentu sehingga diperoleh benda dengan kontour
yang sesuai dengan garis bentuk tersebut. d. Pembubutan bentuk form turning; menggunakan perkakas yang memiliki
bentuk tertentu dan dihantarkan dengan cara menekankan perkakas tersebut secara radial ke bendakerja.
e. Pembubutan tepi chamfering; tepi perkakas potong digunakan untuk memotong tepi ujung silinder dengan sudut potong tetentu.
f. Pemotongan cutoff; perkakas dihantarkan secara radial ke bendakerja yang berputar pada suatu lokasi tertentu sehingga memotong bendakerja
tersebut. g. Penguliran threading; perkakas yang runcing dihantarkan secara linear
memotong permukaan luar bendakerja yang berputar dalam arah yang sejajar dengan sumbu putar dengan kecepatan hantaran tertentu sehingga
terbentuk ulir pada silinder. h. Pengeboran boring; perkakas mata tunggal dihantarkan secara linear,
sejajar dengan sumbu putar, pada diameter dalam suatu lubang bendakerja yang telah dibuat sebelumnya.
i. Penggurdian drilling; penggurdian dapat dilakukan dengan mesin bubut, dengan menghantarkan gurdi ke bendakerja yang berputar sepanjang
sumbu putarnya. Perluasan lubang reaming dapat juga dilakukan dengan
Di unduh dari : Bukupaket.com
257 Teknologi Dasar Otomotif
cara yang sama. j. Knurling, merupakan operasi pembentukan logam untuk menghasilkan pola
lubang palka menyilang pada permukaan luar bendakerja. Jadi mesin bubut adalah salah satu mesin perkakas yang paling banyak
digunakan dibengkel-bengkel karena memiliki fungsi yang bervariasi dalam pengerjaan berbagai bentuk benda kerja. Hampir semua aspek bentuk benda
kerja dapat dikerjakan dengan mesin bubut, bahkan dari benda-benda yang tidak beraturan bentuk bentuk tersebut dapat tercapai melalui berbagai metoda
pemasangan benda kerja pada mesin bubut. Setiap mesin memiliki prosedur pengoperasian yang berbeda-beda
walaupun bagian-bagian utama dari mesin dihampir semua merek mesin bubut memiliki bagian yang sama, setiap pabrik pembuat mesin berusaha memberikan
kemudahan dalam pengoperasian dari mesin yang dibuatnya, sistem palayanan dan pengendalian proses kerja mesin ditempatkan sedapat mungkin ditempat
yang mudah dijangkau. Perhatikan salah satu konstruksi dan bagian- bagian utama dari mesin bubut pada gambar berikut.
Gamabar 10.1. Mesin bubut
Di unduh dari : Bukupaket.com
258 Teknologi Dasar Otomotif
Keterangan: 1. Headstock
2. Knob pengatur kecepatan putaran 3 Handle pengatur putaran
4. Chuck 5. Benda kerja
6 . Pahat tool 7. Tool post dan eretan atas
8. Eretan lintang 9 Bed Mesin
10. Senter jalan 11. Tail stock
12 Pengunci barel 13. Lead screw
14. Feeding shaft 15. Roda pemutarpenggerak eretan memanjang
16. Rem mesin 17. Main switch
18. Coolant motor switch 19. Tabel mesin
20. Pengatur arah feeding shaft 21.Handle lead screw
Proses bubut adalah proses pemesinan untuk menghasilkan bagian- bagian mesin berbentuk silindris yang dikerjakan dengan menggunakan Mesin
Bubut. Prinsip dasarnya dapat didefinisikan sebagai proses pemesinan permukaan luar benda silindris atau bubut rata :
1. Dengan benda kerja yang berputar 2. Dengan satu pahat bermata potong tunggal with a single-point cutting tool
3. Dengan gerakan pahat sejajar terhadap sumbu benda kerja pada jarak tertentu sehingga akan membuang permukaan luar benda kerja.
Di unduh dari : Bukupaket.com
259 Teknologi Dasar Otomotif
Proses bubut permukaan adalah proses bubut yang identik dengan proses bubut rata, tetapi arah gerakan pemakanan tegak lurus terhadap sumbu benda kerja.
Proses bubut tirus taper turning sebenarnya identik dengan proses bubut rata di atas, hanya jalannya pahat membentuk sudut tertentu terhadap sumbu benda
kerja. Demikian juga proses bubut kontur, dilakukan dengan cara memvariasi kedalaman potong, sehingga mengha-silkan bentuk yang diinginkan. Walaupun
proses bubut secara khusus menggunakan pahat bermata potong tunggal, tetapi proses bubut bermata potong jamak tetap termasuk proses bubut juga, karena
pada dasarnya setiap pahat bekerja sendiri-sendiri. Selain itu proses pengaturan setting pahatnya tetap dilakukan satu persatu.
a. Parameter Pada Mesin Bubut
Tiga parameter utama pada setiap proses bubut adalah kecepatan putar spindel speed, gerak makan feed dan kedalaman potong depth of cut. Faktor yang
lain seperti bahan benda kerja dan jenis pahat sebenarnya juga memiliki pengaruh yang cukup besar, tetapi tiga parameter di atas adalah bagian yang
bisa diatur oleh operator langsung pada Mesin Bubut. Kecepatan putar, n speed, selalu dihubungkan dengan sumbu utama spindel
dan benda kerja. Kecepatan putar dinotasikan sebagai putaran per menit rotations per minute, rpm. Akan tetapi yang diutamakan dalam proses bubut
adalah kecepatan potong cutting speed atau v atau kecepatan benda kerja dilalui oleh pahatkeliling benda kerja. Secara sederhana kecepatan potong
dapat digambarkan sebagai
keliling benda
kerja dikalikan
dengan kecepatan putar atau :
πdn V =
1000 Di mana:
v = kecepatan potong mmenit d = diameter benda kerja mm
n = putaran benda kerja putaranmenit
Di unduh dari : Bukupaket.com
260 Teknologi Dasar Otomotif
Dengan demikian kecepatan potong ditentukan oleh diameter benda kerja. Selain kecepatan potong ditentukan oleh diameter benda kerja faktor bahan
benda kerja dan bahan pahat sangat menentukan harga kecepatan potong. Pada dasarnya pada waktu proses bubut kecepatan potong ditentukan berdasarkan
bahan benda kerja dan pahat. Harga kecepatan potong sudah tertentu, misalnya untuk benda kerja Mild Steel dengan pahat dari HSS, kecepatan potongnya
antara 20 sampai 30 mmenit. Gerak makan, f feed, adalah jarak
yang ditempuh oleh pahat setiap benda kerja berputar satu kali ,
sehingga satuan
f adalah mmputaran.
Gerak makan
ditentukan berdasarkan
kekuatan mesin, material
benda kerja, material pahat, bentuk pahat,
dan terutama kehalusan permukaan yang diinginkan. Gerak makan biasanya ditentukan dalam hubungannya dengan
kedalaman potong a. Gerak makan tersebut berharga sekitar 13 sampai 120 a, atau sesuai dengan kehalusan permukaan yang dikehendaki. Gambar Gerak
makan f dan kedalaman potong a. Kedalaman potong a depth of cut, adalah tebal bagian benda kerja yang
dibuang dari benda kerja, atau jarak antara permukaan yang dipotong terhadap permukaan yang belum terpotong. Ketika pahat memotong sedalam a, maka
diameter benda kerja akan Panjang permukaan benda kerja yang dilalui pahat setiap putaran. berkurang 2a, karena bagian permukaan benda kerja yang
dipotong ada di dua sisi, akibat dari benda kerja yang berputar.
b.Metoda pemegangan benda kerja pada mesin bubut
Pemasangan benda kerja pada mesin bubut dapat dilakukan dengan berbagai cara sesuai dengan bentuk benda serta tujuan pembentukan yang
dihasilkan melalui proses pembubutan tersebut. Fasilitas pencekaman benda kerja pada mesin bubut disediakan baik untuk kegunaan mencekam benda
kerja dengan bentuk-bentuk yang umum maupun yang khusus, namun jika Gambar 10.2. Gerak makan
kedalaman potong
Di unduh dari : Bukupaket.com
261 Teknologi Dasar Otomotif
benda kerja dengan bentuk yang berbeda dari peralatan yang tersedia, maka dimungkinkan untuk membuat bentuk pemegang benda kerja tersebut
sesuai dengan kebutuhan. Terdapat
empat metode
pemegangan bendakerja
dalam pembubutan.
Metode pemegangan
ini ditunjukkan
dalam gambar, yaitu :
a.Pemegangan benda kerja diantara
pusat, satu di kepala tetap dan yang lain di ekor tetap; digunakan untuk pemegangan bendakerja
yang memiliki rasio panjang terhadap diameter besar. Pada pusat kepala tetap, dipasang peralatan yang disebut dog, digunakan untuk memegang bagian luar
bendakerja sehingga bendakerja tersebut berputar mengikuti putaran spindel. Pusat ekor tetap dapat berupa pusat hidup atau pusat mati. Pusat hidup
berputar dalam bantalan bearing yang dipasang pada ekor tetap, sehingga tidak terjadi gesekan karena tidak ada perbedaan putaran antara bendakerja
dengan pusat hidup tersebut. Sebaliknya pusat mati dipasang tetap pada ekor tetap, jadi tidak ikut berputar sehingga terjadi gesekan antara bendakerja
dengan pusat mati tersebut yang dapat menimbulkan panas. Pusat mati biasanya digunakan untuk putaran yang rendah, sedang pusat hidup dapat
digunakan untuk putaran yang tinggi. b. Pencekamchuck; dengan tiga atau empat ragum jaw untuk memegang
bendakerja silinder pada diameter luarnya. Ragum sering didesain sedemikianrupa sehingga dapat juga memegang diameter dalam bendakerja
tabular. Pencekam pemusatan sendiri self-centering chuck memiliki mekanisme yang dapat menggerakkan ragum masuk atau keluar secara
serentak. Pencekam yang lain, ragum dapat digerakkan sendiri-sendiri. Gamabr 10.3. Metode pemegangan pahat
Di unduh dari : Bukupaket.com
262 Teknologi Dasar Otomotif
Pencekam dapat digunakan dengan atau tanpa ekor tetap, untuk bendakerja dengan rasio panjang terhadap diameter rendah, maka dipasang tanpa ekor
tetap, tetapi bila rasio panjang terhadap diameternya besar diperlukan ekor tetap agar dapat menyangga bendakerja dengan kokoh.
c. Lehercollet, terdiri dari bantalan tabular tabular bushing dengan belahan longitudinal sepanjang setengah dari panjang leher. Diameter dalam dari leher
digunakan untuk memegang bendakerja bentuk silinder, seperti batang logam. Salah satu ujung dapat dimampatkan karena adanya belahan, jadi diameternya
dapat diperkecil sehingga dapat memegang bendakerja dengan erat. Karena pengecilan diameter terbatas, maka peralatan pemegang ini harus dibuat
dalam berbagai ukuran yang sesuai dengan diameter bendakerja. d. Pelat mukaface plate, adalah peralatan pemegang yang dipasang pada
spindel mesin bubut dan digunakan untuk memegang bendakerja yang memiliki bentuk tidak teratur. Karena bentuk tidak teratur, maka bendakerja tidak dapat
dipegang dengan metode yang lain. Pelat muka dilengkapi dengan pengapit, baut, atau yang lain dalam peralatan tetap atau alat pemegang yang
dipasangkan kepadanya sehingga dapat memegang bendakerja yang memiliki bentuk tidak teratur.
a.
Alat-alat potong pada mesin bubut dan pembentukannya
Sebelum kita bahas lebih jauh tentang proses pemesinan melalui pekerjaan bubut, sebaiknya kita melihat terlebih dahulu salah satu alat potong utama
yang digunakan pada mesin bubut yakni pahat bubut, karena sebagaimana fungsi mesin bubut dalam pembentukan benda kerja tersebut sangat komplek
dan bervariasi, tentu saja untuk melakukan fungsi-fungsi tersebut diperlukan alat potong yang bervaiasi pula, namun pahat bubut ini merupakan alat
potong utama dalam pekerjaan bubut, misalnya pekerjaan mengebor dapat dikerjakan pada mesin bor walaupun dikerjakan dengan mesin bubut akan
lebih baik.
Di unduh dari : Bukupaket.com
263 Teknologi Dasar Otomotif
a.
Jenis dan tipe pahat bubut.
Secara umum tipe pahat bubut dapat dibedakan menjadi dua tipe yakni :
Solid tool,dan Tool bits. Solid tool ialah pahat bubut yang berukuran
besar dibuat dari baja perkakas paduan alloy tool steel atau High
Speed Steel HSS. Seperti pada gambar .
Pahat dari jenis ini digunakan dalam pekerjaan penyayatan bahan-bahan
lunak seperti baja lunak Mild Steel. Pemasangannya
langsung dijepit
pada tool post, namun terdapat pula ukuran yang kecil 14
― ini dipasang pada tool holder, pahat ini termasuk
solid tool
Tool bit ialah pahat yang hanya terdiri atas mata potongnya dan
harus menggunakan tool holder, dengan spesifikasi khusus sesuai
dengan bentuk tool bit itu sendiri, atau di brazing pada tangkainya
lihat gambar Gambar 10.4 pahat bubut
Macam macam pahat bubut
Gambar 10.4a Tool bit
Gambar 10.4b Pahat potong
Di unduh dari : Bukupaket.com
264 Teknologi Dasar Otomotif
Kemiringan pada Pahat bubut
Pengendalian kemiringan pahat dilakukan untuk mengendalikan aliran chip serta permukaan benda kerja hasil pebubutan, untuk itu maka perlu untuk
melakukan identifikasi berikut: Periksa kebenaran sisi potong, lihat 90° dari sisi potong beberapa gerakan menyudut dari sumbu
pahat apakah kemiringannya posisitif atau negative Kemiringan pahat bubut
Pahat terpasang
pada tool
holder dengan
kemiringan mendekati 15, sehinga dengan bentuk pahat yang diasah pada zero inclination pahat
dengan kemiringan 0 dalam pemakaiannya menjadi ―positive incli-nation‖ pahat positif
Gambar disamping memperlihatkan hubungan antara kemiringan sisi sayat serta berbagai dimensi dari
pahat bubut dalam pemasangannya pada mesin bubut, Ketinggian pahat terhadap sumbu benda kerja.
Gambar 10.5 Kemiringan pahat
Di unduh dari : Bukupaket.com
265 Teknologi Dasar Otomotif
a.
Arah pemakanan Direction of Cutting
Dalam penerapan
penyetalan dan
pemasangan pahat
pada mesin bubut terlebih dahulu harus
mempertimbangkan posisi sisi pemotong
dalam hubungannya dengan
arah pemakanan
yang akan
dilakukan. Terdapat tiga arah
pemakanan yang
biasa dilakukan,
yaitu: Plunge cutting, yakni
pemakanan yang mengarah kesumbu
benda kerja. Dalam proses pemakanan ini sisi pemotong berada pada bagian depan dari alat potong
tersebut dengan demikian pemotongan ini cenderung pada pemotongan segi empat orthogonal cutting sebagai contoh pada pahat alur. Dalam kasus ini
chip tatal bergerak pada 900 dari sisi pemotong dalam hubungannya dengan benda kerja dan membentuk per jam spiral type chip. Hal ini
sebagaimana terjadi dalam pemotongan sepanjang pemotongan dengan menggunakan pahat normal.
b.
Pemotongan kanan dan pemotongan kiri
Dalam proses pembubutan dimana terjadi proses pemotongan dari alat potong terhadap bahan benda kerja, membentuk dengan mengurangi bagian bahan
benda kerja kedalam bentuk benda sesuai dengan bentuk yang dikehendaki dilakukan dengan pergeseran pahat, maju , mundur, kekiri atau kekanan dalam
pemakanan yang berlawanan dengan sisi pemotong dari pahat sebagaimana diuraikan diatas.
Gambar 10.6. arah pemotongan
Di unduh dari : Bukupaket.com
266 Teknologi Dasar Otomotif
Pemotongan kanan right-hand cutting ialah pemotongan dimana pahat tool memiliki sisi
potong sebelah kiri sehingga dengan gerakan pahat kekiri akan terjadi perlawanan kearah
kanan. Dalam proses pemotongan yang disebut sebagai pe-motongan kanan ini ialah dimana sisi
pemotong kontak kelonggaran ujung benda kerja.
Dalam kasus
pemotongan yang
menggunakan pahat
kanan, dimana
sisi pemotong kontak dengan ujung benda kerja,
dengan kebebasan
sisi pemotong
dan kebebasan muka. Jika sisi potong distel sejajar
dengan bed mesin ketinggian pahat pada posisi sejajar sumbu arah pemakanan pada
posisi 900, maka pemotongan dengan arah segi empat yang terjadi. Aliran tatal berlawanan normal pada sisi portong yang berb
entuk ―pegas jam‖.
a.
Pembentukan sudut reclief pada ujung pahat
Pembentukan sudut pahat yang benar dalam persiapan proses pembubutan ini sangat bentuk
me-nentukan permukaan akhir benda kerja yan kita kerjakan. Dalam pembentukan pahat terutama
dalam pengerjaan pengasaran roughing sudut bebas belakang relief angle harus diperbesar,
oleh keran itu dalam mengasah pahat sudut relief ini harus dibentuk sedemikian rupa untuk
menghindari gesekan terhadap permukaan benda kerja tetapi juga harus mempetimbangkan kekuatan
pahat itu sendiri. gambar . Gambar 10.7. pemotongan kanan
Gambar 10. 8. Susut sayat sudut bebas
Di unduh dari : Bukupaket.com
267 Teknologi Dasar Otomotif
Pemotongan kanan right-hand cutting ialah pemotongan dimana pahat tool
memiliki sisi potong sebelah kiri sehingga dengan gerakan pahat kekiri akan terjadi
perlawanan kearah kanan. Dalam proses pemotongan yang disebut sebagai pe-
motongan kanan ini ialah dimana sisi pemotong
kontak kelonggaran
ujung benda kerja. Dalam kasus pemotongan
yang menggunakan pahat kanan, dimana sisi pemotong kontak dengan ujung
benda kerja, dengan kebebasan sisi pemotong dan kebebasan muka. Jika sisi
potong distel sejajar dengan bed mesin ketinggian pahat pada posisi sejajar sumbu arah pemakanan pada posisi 900, maka pemotongan dengan arah segi
empat yang terjadi. Aliran tatal berlawanan normal pada sisi portong yang berb
entuk ―pegas jam‖.
a.
Pembentukan sudut reclief pada ujung pahat
Pembentukan sudut pahat yang benar dalam persiapan proses pembubutan ini sangat
bentuk me-nentukan permukaan akhir benda kerja yan kita kerjakan. Dalam pembentukan
pahat terutama dalam pengerjaan pengasaran roughing sudut bebas belakang relief angle
harus diperbesar, oleh keran itu dalam mengasah pahat sudut relief ini harus
dibentuk sedemikian rupa untuk menghindari gesekan terhadap permukaan benda kerja
tetapi juga
harus mempetimbangkan
kekuatan pahat itu sendiri. gambar . Gambar 10.7. pemotongan kanan
Gambar 10. 8. Susut sayat sudut bebas
Di unduh dari : Bukupaket.com
268 Teknologi Dasar Otomotif
a.
Nose Radius
Pembentukan radius dibagian ujung pahat akan mengindari penyebaran
panas dan melindungi kerusakan pahat serta akan menghasilkan
permukaan hasil pembubutan yang halus. Radius yang dibentuk tidak
harus terlalu besar, karena radius yang besar akan mengakibatkan
pembentukan chip
yang tidak
terkendali.
Gambar diatas memperlihatkan pengaruh yang bervariasi terhadap bentuk chip pada kedalaman pemakanan depth of cut tertentu. Untuk pembubutan normal
radius dibuat antara 0,5 sampai 2,0 mm akan menghasilkan permukaan yang baik.
g. Sudut bebas clearance angle
Sudut bebas untuk sebuah alat potong merupakan syarat yang
harus dibentuk dalam proses pengasahan,
dimana sudut
bebas ini adalah kemiringan sisi bagian bawah dari sisi sayat
yang memungkinkan pahat itu masuk kedalam benda kerja.
Sudut-sudut kebebasan
itu antara
lain sudut
bebas depan
dan sudut bebas tepi.
Bagian-bagian sudut ini adalah bagian yang secara bertahap dan teru menerus berhubungan dengan permukaan benda kerja dan akibatnya akan
menimbulkan panas, aus sehingga permukaan benda kerja manjadi kasar. Gambar 10. 9. sisi potong pahat bentuk radius
Gambar 10.10. kebebasan muka tepi pahat bubut
Di unduh dari : Bukupaket.com
269 Teknologi Dasar Otomotif
Kombinasi antara sudut sisi potong dan sudut kebebasan tepi satu bentuk permukaan yang dibentuk melalui satu kali penggerindaan sedangkan sudut
relief dan sudut kebebasan muka dibentuk dalam dua kali penggerindaan. Pengasahan penajaman ulang dilakukan pada kedua posisi ini yang
dilanjutkan dengan membentuk radius nose. lihat gambar 9.46. Sudut-sudut tersebut harus memiliki ukuran yang cukup untuk menghindari terjadinya
gesekan, biasanya antara 30 sampai 80 sedangkan untuk Alumunium dan non- logam antara 120 sampai 150
h. Panduan dalam memilih pahat bubut
Dilihat dari bentuk dan dimensional pahat bubut seperti yang telah dibahas pada uraian tersebut di atas yang merupakan bentuk dasar yang secara umum
harus dimiliki oleh pahat bubut atau alatalat potong tunggal lainnya, akan tetapi secara ringkas beberapa acuan yang dapat digunakan sebagai panduan dalam
memilih pahat bubut antara lain sebagai berikut :
Secara umum sisi penyayatan normal berada sudut positif secara maximum untuk memberikan ketahan umur pakai dari pahat tersebut :
Sudut sayat approach angle harus cukup besar dan rigid kaku terhadap benda kerja.
Untuk pengasaran rough berada pada kemiringan 0 zero inclination atau sedikit negative untuk memberikan
kekuatan pada pahat tersebut, sedangkan untuk finishing diperlukan kemiringan positif
Positive Inclination
agar diperoleh
permukaan akhir yang halus lihat gambar 9.47.
Radius hidung Nose radius harus cukup menghindari patahnya ujung pahat
serta gerakan yang halus pada permukaan benda kerja.
Gambar 10.11. proses penyayatan pahat bubut
Di unduh dari : Bukupaket.com
270 Teknologi Dasar Otomotif
Sudut kebebasan belakang end relief angle harus cukup untuk menghindari gesekan rubbing
i. Pahat bubut untuk pemotongan bahan-bahan cor atau tuangan casting
Pada dasarnya semua pahat bubut atau alat potong mesin memiliki dimensi yang rata-rata sama, perbedaan seperti yang dijelaskan pada Gambar 9.38 dimana
pergeseran pembentukan sudut kemiringan dari posisi normal normal rake sangat berpengaruh antara lain terhadap bentuk permukaan hasil pemotongan
serta umur pakai dari pahat itu sendiri, untuk besi tuang cast-iron ditentukan kemiringannya adalah antara 80 hingga 90 dari kemiringan 0 zero inclination,
kendati terdapat beberapa jenis cast iron yang memiliki sifat mendekati pada sifat besi tempa wrought-iron seperti pada malleable cast iron, namun pada
umumnya benda-benda tuangan casting memiliki butiran kasar yang relatif mengikis alat potong itu sendiri, sehingga menimbulkan getaran Vibration dan
permukaan hasil pembubutan menjadi kasar serta mempercepat tumpul atau ausnya pahat itu sendiri.
Sebagaimna yang telah diuraikan bahwa jenis pahat bubut itu terdapat dalam dua tipe yakni tipe solid tool dan tool bit, tool bit berbeda dengan solid bit yang
dipasang pada ―tool holder‖ tidak termasuk pahat kecil yang dipasang pada jenis tool holder pada gambar 9.40, melalui penjepit yang dirancang secara khusus
atau di ―brazing‖.
Tool bit dirancang dengan bentuk sedemikian rupa dari bahan metallic carbide melalui proses pengikatan binder dengan sifat mekanik yang baik: sangat keras
dan memungkinkan untuk pemotongan yang efisien. Dikembangkan dari High Speed Steel HSS untuk pemakaian yang lebih luas.
Kendati cemented carbide tool ini memiliki sifat pemotongan yang baik namun juga memiliki berbagai jenis atau klas untuk fungsi pemakaian yang berbeda-
beda antara lain dengan kelompok dalan spesifikasi P, M dan K, dimana P
merekomendasikan pemakaian untuk pemotongan bahan yang menghasilkan long chip tatal panjang atau chipping materials ; seperti baja steel,
K
direkomendasikan pemakaiannya untuk pemotongan dengan tatal pendek short chipping materials serperti besi tuang Cast-iron dan bahan-bahan tungan
Di unduh dari : Bukupaket.com
271 Teknologi Dasar Otomotif
lainnya Casting. Sedangkan jenis
M dapat digunakan pada berbagai jenis bahan seperti steel
casting, malleable cast-iron dan lain-lain Perbedaan dalam klasifikasi ini adalah berdasarkan sifat dari pahat itu sendiri
seperti keuletan toughness serta ketahanannya wear resistance, juga diklasifikasikan menurut penomoran dari nomor 01 sampai 50 diantaranya pada
pahat dengan nomor yang besar tingkat keuletannya toughness lebih tinggi namun ketahanannya wear resistance yang lebih rendah disamping itu pula
terdapat penandaan dengan warna, seperti biru, kuning, dan merah. Lihat tabel berikut.
Pahat dari jenis ―tool bit‖ ini dibuat dalam bentuk ―sisipan‖ sesuai dengan pemasangannya pada tool holder atau disebut
―insert‖ yang juga memiliki klasifikasi yang berbeda pula menurut bentuk dan dimensi pahat serta berbagai
feature yang dibutuhkan seperti yang diuraikan dalam pembentukan pahat Solid tool. Hal ini
―insert‖ diberikan dalam berbagai sifat dan karakteritik pemakaian melalui simbol-simbol, yang terdiri atas satu huruf dan dua angka
―single-letter and double numeral‖, 9 digit klasifikasi pokok ditentukan oleh 7 sifat pokok.
Sebagai tambahan ditentukan maximum oleh 4 simbol berdasarkan keadaan sisi
potong serta arah pemotongan dan pemilihan posisi, 2 digit untuk kode manufaktur.
Pada gambar diperlihatkan simbol ―T‖ menunjukkan bentuk segitiga triangle, untuk clearance ditandai dengan huruf dimana adalah P yang menunjukkan 19
dab G menunjukkan toleransi untuk IC ―inscribed circle‖ tentang ini lihat uraian
berikut, of + or – 0,025mm, tebal : of + or – 0,09 dan karakteristik dimensi of + or
–0,025 mm. Ukuran yang berhubungan dengan kofigurasi tebal dan sudut diperlihatkan oleh
2 digit, simbol ukuran ini diperoleh dari nilai nomor panjang sisi potong dalam millimeters mm. Demikian halnya dengan tebal ukuran desimal diabaikan dan
diambil satu digit yang ditunjukkan dengan 0 zero, Konfigurasi sudut sesuai dengan nilai sudut radius. Untuk keadaan kualifikasi yang khusus juga
ditunjukkan dengan simbol-simbol huruf yang mengindikasikan alur tatal Chip groove di atas permukaan sisi sayat dan atau kelengkapan lainnya
Di unduh dari : Bukupaket.com
272 Teknologi Dasar Otomotif
1. Pembentukan benda kerja dengan mesin frais
Frais adalah operasi pemesinan dimana bendakerja dihantarkan ke perkakas berbentuk silinder yang berputar. Perkakas frais memiliki tepi potong jamak,
tetapi pada keadaan khusus kadang-kadang digunakan perkakas dengan satu tepi potong disebut fly-cutter. Perbedaan gurdi dengan frais terletak pada arah
hantarannya. Arah hantaran pada mesin frais tegak lurus dengan sumbu putarnya, sedang pada gurdi hantaran searah dengan sumbu putar perkakas.
Jadi proses pemesinan frais milling adalah proses penyayatan benda kerja menggunakan alat potong dengan mata potong jamak yang berputar. Proses
penyayatan dengan gigi potong yang banyak yang mengitari pisau ini bisa menghasilkan proses pemesinan lebih cepat. Permukaan yang disayat bisa
berbentuk datar, menyudut, atau melengkung. Permukaan benda kerja bisa juga berbentuk kombinasi dari beberapa bentuk. Terjadinya pemotonganpenyayatan
dengan kedalaman yang disesuaikan karena alat potong yang berputar dan gigi potong yang menyentuh permukaan benda kerja yang dijepit pada ragum meja
mesin milling menghasilkan benda produksi sesuai dengan gambar kerja yang dikehendaki. Adapun prinsip-prinsip pemotongan pada proses frais dapat dilihat
pada gambar dibawah ini.
Gambar Prinsip pemotongan pada mesin frais
Gambar disamping
menunjukkan prinsip pemotonganpengefr
aisan datar bagian permukaan
face milling dimana cutter
bergerak berputar
memotong keatas
cutting up sedang benda kerjanya
Gambar 10.12. Pemotongan dengan frais
Di unduh dari : Bukupaket.com
273 Teknologi Dasar Otomotif
bergerak lurus melawan cutter pada mesin frais horizontal. Demikian pula yang terjadi pada mesin frais tegak Dengan prinsip-prinsip pemotongan diatas, kita
dapat melakukan pembuatan benda kerja dengan berbagai bentuk-bentuk diantaranya:
a. Bidang rata datar b. Bidang rata miring menyudut
c. Bidang siku d. Bidang sejajar
e. Alur lurus atau melingkar f. Segi beraturan atau tidak beraturan
g. Pengeboran lubang atau memperbesar lubang dan lain-lain.
a. Metode Proses Frais
Metode proses frais ditentukan berdasarkan arah relatif gerak makan meja mesin frais terhadap putaran pisau. Metode proses frais ada dua yaitu frais naik dan
frais turun seperti gambar dibawah ini. 1. Frais naik up milling, biasanya disebut frais konvensional. Gerak dari
putaran pisau berlawanan arah terhadap gerak makan meja mesin frais. Sebagai
contoh, pada proses frais naik apabila pisau berputar searah jarum jam, benda kerja
disayat ke
arah kanan.
Penampang melintang bentuk beram chips untuk
proses frais naik adalah seperti koma diawali dengan ketebalan minimal kemudian menebal. Proses frais ini sesuai
untuk mesin frais konvensionalmanual, karena pada mesin konvensional backlash ulir trnasportirnya relatif besar dan tidak dilengkapi backlash
compensation. 2. Frais turun down milling, dinamakan juga climb milling. Arah dari putaran
pisau sama dengan arah gerak makan meja mesin frais. Sebagai contoh jika pisau berputar berlawanan arah jarum jam, benda kerja disayat ke kanan.
Penampang melintang bentuk beram chips untuk proses frais naik adalah seperti koma diawali dengan ketebalan maksimal kemudian menipis. Proses frais
ini sesuai untuk mesin frais CNC, karena pada mesin CNC gerakan meja Gambar 10.12 Frais naik dan Frais turun
Di unduh dari : Bukupaket.com
274 Teknologi Dasar Otomotif
dipandu oleh ulir dari bola baja, dan dilengkapi backlash compensation. Untuk mesin
frais konvensional tidak direkomendasikan melaksanakan proses frais turun, karena meja mesin frais akan tertekan dan ditarik oleh pisau.
3 b. Metoda Pemotongan Benda Kerja
Metode pemotongan pada frais dibagi menjadi tiga, antara lain; pemotongan searah jarum jam, pemotongan berlawanan arah jarum jam, dan netral.
1. Pemotongan searah benda kerja, yang dimaksud pemotongan searah adalah pemotongan yang datangnya benda kerja searah
dengan putaran sisi potong cutter. Pada pemotongan ini hasilnya kurang baik karena meja benda kerja
cenderung tertarik oleh cutter.
2. Pemotongan berlawanan arah benda kerja, yang dimaksud pemotongan berlawanan arah adalah pemotongan yang datangnya
benda kerja berlawanan dengan arah putaran sisi potong cutter. Pada pemotongan ini hasilnya dapat maksimal
karena meja benda kerja tidak tertarik oleh cutter.
3. Pemotongan netral, pemotongan netral yaitu pemotongan yang terjadi apabila lebar benda yang disayat lebih kecil dari ukuran
diameter pisau atau diameter pisau tidak lebih besar dari bidang yang disayat. Pemotongan jenis
ini hanya berlaku untuk mesin frais vertical. 4
4 Gambar 10.13 pemotongan searah
Gamabr 10.14. pemotongan berlawanan arah
Gambar 10.15 pemotongan netral
Di unduh dari : Bukupaket.com
275 Teknologi Dasar Otomotif
C. Mesin Milling
Mesin yang digunakan untuk memegang benda kerja, memutar pisau, dan penyayatannya disebut mesin milling. Ada dua jenis mesin milling sesuai dengan
cara kerjanya,
seperti pada
gambar dibawah ini.
Mesin milling
ada yang
dikendalikan secara
konvensional dan ada yang
dengan bantuan CNC.
Mesin konvensional
manual posisi spindelnya ada dua macam yaitu horizontal dan vertikal. Mesin milling dengan kendali CNC hampir semuanya adalah mesin frais vertikal.
Adapun mesin milling konvensional dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar Mesin milling konvensional Mesin
milling konvensional
cara pengerjaannya dilakukan secara manual
oleh operator. Sedangkan mesin milling cnc dikendalikan
oleh komputer,
sehingga semua gerakan yang berjalan sesuai dengan
program yang diberikan, keuntungannya yaitu
mesin mampu
diperintah untuk
melakukan pengerjaan secara mengulang gerakan yang sama secara terus menerus
dengan tingkat ketelitian yang sama. Berbeda dengan mata pahatalat pemotong
Gambar 10.16. skema mesin frais vertikala dan bfrais horizonta
Gambar 10.17 mesin frais konvensional
Di unduh dari : Bukupaket.com
276 Teknologi Dasar Otomotif
pada mesin bubut, maka pada mesin ini alat pemotong hanya melakukan gerak berputar saja tanpa ada gaya-gaya lain yang bekerja.
Benda kerja di jepit pada meja yang mengendalikan hantaran nya benda kerja pada pemotong yang terdiri dari sederetansekumpulan pahat mata tunggal yang
di susun sedemikian rupa menjadi 1 satu unit. Secara umum, mesin ini dapat melakukan 3 tiga kemungkinan gerakan meja,
yakni: gerak longitudinal, gerak menyilang dan vertikal, namun pada beberapa jenis meja tertentu, dapat juga melakukan gerak memutar
Mesin frais adalah salah satu jenis mesin perkakas yang paling mampu untuk melakukan berbagai macam tugas dibandingkan dengan jenis mesin perkakas
lain nya. Permukaan yang datar maupun yang berlekukbergelombang, dapat di proses mesin ini dengan ketelitian yang tinggi, termasuk pemotongan sudut,
celah, roda gigi dan ceruk juga dapat di proses dengan baik menggunakan mesin ini. Bila alat pemotong dan arbor nya dilepas, maka dapat digantikan dengan
pahat gurdi, alat pembesar lubang reamer dan bor. Karena mesin ini dilengkapi alat penyetel mikrometer micrometer dial untuk mengatur gerakan dari meja
nya, maka lubang dan pemotongan yang lain dapat diberi jarak secara tepat Alat-alat potong yang umum digunakan pada operasi mesin ini adalah: ketam,
kempa gurdi, mesin pemotong roda gigi dan reamer, dan biasanya alat-alat pemotong tersebut cukup tahan lama tidak cepat aus.
Karena alasan alat pemotongnya yang tersedia begitu ber aneka ragam, menjadikan mesin frais ini mampu melakukan begitu banyak tugas, oleh karena
itu, kehadiran mesin ini pada suatu bengkel work shop sangat penting. Pemotongan biasanya dikelompokkan menurut:- bentuk umum nya, cara
pemasangan nya,bahan yang dipakai pada gigi nya,-metode yang digunakan untuk meng grinda gigi nya.
Umunya alat potong mesin frais terbuat dari: - baja karbon tinggi
Di unduh dari : Bukupaket.com
277 Teknologi Dasar Otomotif
- baja kecepatan tinggi - paduan cor bukan besi atau yang ujung nya diberi karbida desinter
Pemotong yang terbuat dari baja karbon tinggi, biasanya tidak kuat bila dipakai pada kecepatan potong dan hantaran yang tinggi. Oleh karena itu, untuk
pemotongan serba guna, biasanya digunakan alat potong yang terbuat dari baja kecepatan tinggi, sebab mata potong nya dapat di pertahan kan tetap tajam
untuk waktu yang lama, mampu beroperasi dengan baik pada suhu kerja mencapai 600 ° C. Kecepatan potong nya pun dapat mencapai 2,5 kali
kecepatan potong baja karbon tinggi, dengan hasil memuaskan. Namun untuk operasi pemotongan berat, dianjurkan menggunakan alat potong dari logam cor
bukan besi, misal nya: Cobalt atau pun Karbida, sebab material ini mampu bertahan pada suhu operasi yang tinggi. Mata potong bahan ini mampu
beroperasi dengan baik pada kecepatan potong sampai dengan 5 kali kecepatan potong baja kecepatan tinggi.
D. Alat-alat Potong Mesin Milling
Video yang berhubungan