D. Pembubutan Eksentrik dengan Menggunakan Chuck Eksentrik

Proses pembubutan eksentrik menggunakan chuck yang dapat bergeser pada flens yang menyebabkan sumbu putar chuck berubah. Keuntungannya adalah besar pergeseran lebih presisi dan setting lebih cepat. Dengan menggunakan chuck ini, daya cengkeran rahang dapat dilakukan dengan maksimal. Namun, chuck jenis ini lebih mahal daripada cekam rahang tiga dan rahang empat. 

Untuk menggeser sumbu pada chuck eksentrik, dapat dilakukan dengan cara mengendorkan baut pengunci pada flens dan menggeser sesuai ukuran yang dibutuhkan. Chuck tersebut dilengkapi dengan skala tertentu yang menunjukkan besar pergeseran sumbunya. Dalam proses penyettingan, chuck eksentrik jauh lebih cepat karena lebih mudah dan sudah dilengkapi dengan skala penunjuk pergeseran sumbu putarnya.

E. Pembubutan Eksentrik Diantara Dua Center

Pembubutan eksentrik di antara dua center adalah pembubutan eksentrik tanpa menggunakan chuck sebagai pencekam benda kerja. Lubang center masing-masing ujung benda kerja dibuat dengan menggunakan mesin milling. Lubang center tersebut digunakan sebagai dudukan center benda kerja tersebut.

Jika ‘e’ kecil, maka: 

1. Klem benda pada V-block

2. Buat goresan pada sumbu benda pada kedua sisi muka tegak lurus

3. Putar benda 90o

4. Buat goresan sejauh ‘e’ pada kedua penampang

5. Buat titik dengan center punch

6. Buat lubang centre drill

7. Cekam di between centre 

Jika ‘e besar, maka:

1. Buat lubang centre drill pada kedua sisi muka.

2. Buat goresan melingkar dengan jangka sejauh ‘e.

3. Klem pada V-block.

4. Buat goesan tegak lurus pada garis lingkar.

5. Bat tanda dengan center punch.

6. Buat lubang centre drill pada garis perpotongan.

F.     Pembubutan Eksentrik dengan Menggunakan Mandrel

Proses pembubutan eksentrik dengan menggunakan mandrel pada umumnya digunakan pada benda kerja yang memiliki lubang sehingga tidak dapat dilakukan pembubutan eksentrik di antara dua center. Penggunaan mandrel ini biasanya juga digunakan pada benda kerja yang tipis sehingga tidak dapat dicekam pada chuck.

Proses pembubutan ini diawali dengan membuat lubang pada benda kerja sesuai ukuran mandrel sehingga mandrel dapat memegang benda kerja tersebut. Pembubutan ini bisa dilakukan bisa dengan chuck ataupun dua center. Pada ujung mandrel terdapat lubang yang digunakan sebagai pengatur sumbu putar benda kerja apabila dilakukan pembubutan eksentrik dengan mandrel di antara dua center.

C. Pembubutan Eksentris dengan Menggunakan Cekam Empat

Rahang (Independent Chuck)

Perbedaan mendasar dari cekam rahang tiga dan cekam rahang empat selain dari jumlah chuck-nya adalah pergerakan rahang-rahangnya. Rahang dari chuck rahang tiga bergerak serentak, sedangkan rahang chuck rahang empat bergerak sendiri-sendiri/independen.

Cekam rahang empat digunakan saat Anda mengerjakan suatu pekerjaan dengan ketelitian yang tinggi terhadap sentrisitasnya. Cekam rahang empat tepat digunakan walaupun akan memerlukan waktu yang lebih lama. Selain itu, biasanya dipakai saat membubut eksentrik, membubut benda yang bentuknya tidak teratur, dan membubut benda yang bentuknya segi empat, delapan, dan sebagainya.

Proses awal pembubutan eksentrik dengan cekam rahang empat ini adalah pencekaman benda bekerja dengan center. Dalam menentukan posisi centernya, dibutuhkan alat bantu berupa dial indicator dan penggores yang disetting bersinggungan dengan permukaan luar benda kerja, lalu diposisikan tegak lurus terhadap benda kerja.

Penyettingan dilakukan dengan menggerakkan setiap rahang hingga tidak terjadi penyimpangan yang ditunjukkan oleh dial indicator saat cekam diputar. Jika dial indicator sudah tidak menunjukkan penyimpangan maka dapat dilakukan pembubutan muka dan pembubutan rata pada benda kerja.

Berikut ini dijelaskan urutan langkah pengerjaan cara membubut poros eksentrik sebagaimana ditunjukkan pada gambar. Secara umum langkah pengerjaan dibagi menjadi dua bagian, yakni persiapan dan pembuatan eksentrik.

Persiapan membubut eksentrik:

1. Persiapan cara membubut poros eksentrik.

2. Memakai alat pelindung diri (APD) sesuai ketentuan.

3. Persiapkan alat ukur dan peralatan pendukung lainnya.

4. Memasang benda kerja pada cekam rahang tiga.

5. Memasang pahat pada toolpost setinggi center.

6. Lakukan pembubutan muka dan rata pada sisi kiri sehingga mendapatkan ukuran Ø22 mm dan panjang 32 mm (30+2 mm).

7. Mengubah posisi pahat bubut sedemikian rupa agar dapat melakukan pembuatan chamfer sebesar 1x45O  pada ukuran Ø22 mm tersebut.

8. Membalik penjepitan benda kerja untuk melakukan pembubutan muka sampai diperoleh ukuran panjang total benda kerja sebesar 50 mm.

9. Melepaskan benda kerja yang sudah selesai dilakukan pembubutan awal.

10. Beri tanda permukaan benda kerja yang sebelah kanan untuk menentukan posisi titik pusat eksenstrisnya dengan cara menggoresnya menggunakan high gauge. Jarak eksentris yang ditentukan sebesar 5 mm.

Pengerjaan cara membubut poros eksentrik:

1. Mengganti cekam mesin bubut dengan cekam independent rahang empat.

2. Memasang benda kerja sedemikian rupa pada cekam independent rahang empat agar dapat mengerjakan sisi kanan dengan Ø10 sepanjang 20 mm. Gunakan senter putar kepala lepas untuk mengecek posisi apakah titik center eksentrisnya sudah segaris dengan center mesin bubut. Posisi masing-masing rahang diatur kembali sedemikian rupa agar tercapai jarak eksentris sebesar 5 mm.

3. Melakukan pembubutan rata untuk Ø10 sepanjang 20 mm.

4. Menggunakan putaran benda kerja yang lebih rendah dari hasil perhitungan rumus standarnya untuk alasan keselamatan. Tebal penyayatan diupayakan yang relatif tipis terlebih dahulu sampai pada saat kondisi pembubutan yang discontinue sudah tidak terjadi, putaran benda kerja dan tebal penyayatan dapat disesuaikan kembali dengan hasil perhitungan rumus standarnya. Lakukan penyayatan hingga dengan tercapai Ø10 sepanjang 20 mm.

5. Melakukan pembuatan chamfer 1x45O  pada ukuran Ø10 mm tersebut.

6. Lepaskan benda kerja dan melakukan prosedur kebersihan sesuai aturan.

 B.    Pembubutan Eksentrik dengan Menggunakan Cekam Rahang Tiga (Universal Chuck)

Cekam rahang tiga telah menjadi salah satu aksesoris yang paling mendasar mesin bubut, khususnya ketika ada pekerjaan produksi mengolah bahan berbentuk silinder. Menggunakan cekam rahang tiga tampaknya mejadi prosedur sederhana yang sudah umum. Namun, masih banyak tips dan usaha untuk merawat pencekam rahang tiga ini agar berfungsi optimal dalam membubut.

Jika suatu pekerjaan mengharuskan benda kerja dipasang dan dibongkar dengan jumlah waktu dan usaha yang singkat, maka chuck rahang tiga adalah pilihan yang terbaik. Chuck rahang tiga juga merupakan pilihan yang baik apabila terdapat jumlah pekerjaan besar untuk mesin bubut, operasi yang dilakukan tidak memerlukan tingkat presisi yang tinggi. Terdapat kelemahan tertentu dalam menggunakan chuck rahang tiga, yaitu chuck rahang tiga yang digunakan banyak menghasilkan keausan ada cekaman. Oleh karena itu, harus ada pemeliharaan yang dilakukan secara berkala. Ketiga rahang chuck dianggap atau diasumsikan berjalan sempurna konsentris, tetapi yang sering terjadi tidak selalu begitu. Potongan tatal masuk kedalam alur dari chuck dan e ulir spiral chip tatal ini sering menyebabkan gulir dan gigi bagian rahang untuk mengikat menjadi aus. Akhirnya bagian-bagian ini akan menjadi hilang dan menjadi kurang sempurna. Akibatnya, chuck tidak mencengkram benda kerja dengan sempurna bahkan bisa goyang dan tidak sentris.

Pembuatan benda kerja eksentrik dengan menggunakan cekam rahang tiga dilakukan pada benda kerja yang tidak dituntut hasil dengan ukuran yang presisi. Pembubutan eksentrik dengan menggunakan cekam rahang tiga dilakukan dengan cara menambahkan ganjal pada saat pencekaman.

Dalam modul mesin bubut ini, Anda akan mencoba membuat as eksentrik dengan cekam rahang tiga dari bahan besi yang berdiameter 30 mm dan pergeseran sumbu sebesar 5 mm. Berikut langkah-langkahnya.

1.     Penyiapan Bahan

Buatlah besi as dengan diameter jadi 30 mm

2.     Membuat Ganjalan

Agar menjadi eksentris saat dicekam dengan chuck rahang tiga, benda kerja akan kita ganjal menggunakan sebuah bantalan yang kita bikin dulu. Pembubutan eksentrik dengan cekam rahang tiga harus mengetahui terlebih dahulu besarnya offset atau pergeseran sumbu pada benda kerja. Besarnya offset mempengaruhi tebal tipisnya ganjal yang akan ditambahkan dalam proses pencekaman. Ketebalan ganjal dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

r = 0.5 D = 15 mm

Of = 5 mm

Dengan menggunakan rumus di atas

Jadi ketebalan ganjal yang harus dibuat 7,42 mm.

3.     Cekam Benda Kerja dan Mulai Membubut Eksentrik.

Cekam benda kerja dengan menaruh ganjal tadi di salah satu rahang cekam.

Dalam pembubutan eksentrik disarankan menggunakan putaran benda kerja lebih rendah dari perhitungan rumus standar demi keselamatan kerja. Hal ini dikarenakan adanya jarak eksentris sehingga saat penyayatan awal akan terjadi discontinue. Discontinue adalah siklus putaran benda kerja yang akan ada saat pahat menyayat dan tidak menyayat. Akibatnya, akan ada beban kejut pada pahat maupun benda kerja. Jika Anda menginginkan ketebalan bahannya lebih tipis tapi kedalaman eksentriknya sudah cukup maka Anda bisa membalikkan benda kerjanya dan bubut permukaannya hingga ketebalan yg dikehendaki. Anda sudah bisa membubut eksentrik dengan chuck rahang tiga. 

 Proses bubut adalah proses pembentukan benda kerja dengan mengurangi benda kerja (Material removal). Pengurangan material dilakukan pada benda kerja yang berputar dengan alat potong (pahat) yang bergerak secara linear (melintang, memanjang, atau membentuk sudut) sehingga benda kerja yang dihasilkan memiliki penampang berbentuk lingkaran.

Jenis pekerjaan pembubutan yang dapat dilakukan dengan menggunakan mesin bubut universal sangat bervariasi, beberapa di antaranya: membubut muka (facing), membubut lurus/rata yaitu dalam arah memanjang, membubut alur, membubut ulir baik ulir luar maupun ulir dalam, membubut tirus, mengebor dan membubut diameter dalam, mengkartel, serta membubut radius dan chamfer. Pembubutan dalam arah memanjang bisa dilakukan dengan menggunakan satu sumbu atau lebih di dalam suatu benda kerja. Pembubutan yang dilakukan dengan menggunakan lebih dari satu sumbu dalam benda kerja disebut pembubutan eksentrik.

Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 1. Benda Hasil Pembubutan Eksentrik

(Sumber Google)

Bingung bagaimana membuat benda seperti digambar? Pembubutan benda gambar di atas bisa dilakukan dengan berbagai cara. Benda di atas dinamakan benda eksentrik. Pemahaman dan pengetahuan mengenai teknik pembubutan eksentrik sangat mempengaruhi pengoperasian mesin bubut. Pelajarilah materi teknik membubut eksentrik ini dengan sungguh-sungguh agar dapat menghasilkan benda eksentrik sesuai yang ditentukan dan mengurangi kesalahan pembubutan eksentrik yang diakibatkan teknik pembubutan yang salah.

 11) Pemilihan Pahat Bubut

Pertimbangan  dalam  memilih  pahat  bubut  yang  akan  digunakan  sebaiknya mempertimbangkan beberapa hal, diantaranya:

- Bahan/ material benda kerja

Kwalitas bahan pahat bubut harus memililki siafat keras, ulet, tahan gesek, tahan aus dan tahan beban kejut.

- Kecepatan potong (Cutting speed - Cs)

Makin   tinggi   kecepatan   potong   yang   ditetapkan,   alat   potong   harus mempunyai sifat tahan panas yang baik.

- Kualitas permukaan (Surface Quality)

Semakin  bagus  kualitas  permukaan  yang  dituntut,  alat  potong  harus mempunyai sifat tahan aus yang baik.

- Frekuensi penggunaan

Semakin  sering  digunakan,  alat  potong  harus  mempunyai  sifat  tahan terhadap keausan.

- Ekonomis 

Pertimbangan  ekonomis,  harga  semakin  murah  tapi  kualitas  semaksimal mungkin

 9) Perubahan Geometri Sudut Pahat

Untuk mendapatkan hasil pembubutan yang baik, pemasangan pahat bubut selain harus kuat dan aman juga ketinggiannya harus setinggi pusat senter agar tidak terjadi perubahan geometri pada pahat bubut. Posisi ketinggian pahat bubut terhadap pusat senter benda kerja mempunyai pengaruh besar terhadap geometri sudut potong utamanya, misalkan posisi tepat pada pusat senter, di bawah pusat senter, atau di atas pusat senter. 

Geometri awal yang kita buat akan terpenuhi apabila kita menempatkan pahat tepat pada pusat senter dari putaran benda kerja. Apabila kita salah menyenterkan pahat (di atas atau di bawah senter), maka akan terjadi perubahan pada geometri sudut bebas () dan sudut garuk () sedangkan sudut badji () tidak terpengaruh sama sekali.

Perubahan ini dapat menyebabkan sudut tersebut menjadi lebih besar atau menjadi lebih kecil tergantung dari jenis pengerjaan (luar atau dalam) dan posisi pahat tersebut terhadap pusat senter. Perubahan yang terjadi pada sudut bebas dan sudut garuk/buang tatal akan saling berlawanan, apabila sudut gama () membesar maka sudut  alfa () akan mengecil dan sebaliknya. Hal ini disebabkan oleh kelengkungan dari diameter benda kerja. Besarnya perubahan sudut gama () dan alfa () tergantung dari penyimpangan terhadap pusat senter, dan diameter dari benda kerja. Perubahan ini jelas tidak kita harapkan karena akan mempengaruhi proses dan hasil. Adapun kemungkinan perubahan yang terjadi adalah sebagai berikut: 

a) Pembubutan Luar

 Ketinggian pahat bubut diatas pusat senter benda kerja 

Pada kondisi ini ada perubahan sudut yaitu:

› Sudut bebas (), menjadi lebih kecil.

› Sudut garuk (), menjadi lebih besar. 

b) Pembubutan Dalam

Ketinggian pahat diatas pusat senter benda kerja

Pada kondisi ini ada perubahan geometrisnya sebagai berikut:

›   Sudut bebas (), menjadi lebih besar.

›   Sudut garuk (), menjadi lebih kecil.

Gambar 2.78. Ketinggian pahat bubut diatas pusat senter benda kerja

 Ketinggian pahat dibawah pusat senter benda kerja

  Pada kondisi ini ada perubahan geometrisnya sebagai berikut:

› Sudut bebas (), menjadi lebih besar.

› Sudut garuk (), menjadi lebih kecil. 

b) Pembubutan Dalam

 Ketinggian pahat diatas pusat senter benda kerja

Pada kondisi ini ada perubahan geometrisnya sebagai berikut:

› Sudut bebas (), menjadi lebih besar.

› Sudut garuk (), menjadi lebih kecil.

 Ketinggian pahat dibawah pusat senter benda kerja

Pada kondisi ini ada perubahan geometrisnya sebagai berikut:

› Sudut Bebas (), menjadi lebih kecil.

› Sudut Garuk (), menjadi lebih besar. 

10) Kerusakan Pada Pahat Bubut.

Pahat bubut dikatakan rusak atau tidak dapat difungsikan sebagai mana mestinya, apabila telah terjadi perubahan pada geometri sudut potongnya terutama pada sudut kebebasan potong (α), sudut potong/ baji (β) dan sudutbuang tatal (()) atau perubahan bentuk yang akan mengganggu proses pengerjaan. Ketika pahat tersebut sudah mengalami perubahan geometri sudut potong, maka proses pengerjaan menjadi tidak maksimal, seperti: kualitas permukaan kasar, beban motor penggerak dan pahat menjadi lebih berat, akan terjadi   panas yang berlebihan akibat gesekan antara pahat dan benda kerja, proses pembubutan menjadi lebih lama, dan bisa mengakibatkan kerusakan yang lebih fatal terhadap benda kerja atau mesin.

Ada bebeberapa kerusakan yang terjadi pada pahat bubut, yang secara visual dapat terlihat diantaranya:

a)  Radius Pada Ujung

Pembentukan radius pada ujung pahat (Gambar 2.82), merupakan kerusakan yang  wajar  terjadi  disebabkan  oleh  frekuensi  pemakaian  yang  sudah melebihi ambang tool life pahat tersebut. Tool life  pahat tidak selalu sama tergantung dari proses   pengerjaan yang menyangkut penggunaan feed, cutting  speed,  dan  material  benda  kerja.  Oleh  karena  itu  di  butuhkan pengasahan pahat yang kontinyu, agar proses produksi dapat berjalan lancar. 

b)  Keausan Pada  Bidang  Bebas Muka

Keausan pada bidang bebas muka (Gambar 2.83), dapat disebabkan oleh pemakaian feed yang terlalu besar, atau sudut bebasnya () terlalu kecil , sehingga terjadi pergesekan antara pahat dan benda kerja.  Hal ini dapat dihindari dengan   memperbesar sudut bebas atau memperkecil feed. Andaikan dalam kondisi ini   pahat masih terus dipakai maka yang akan terjadi adalah penggesekan penyayatan dan berakibat seperti di atas.

c)  Keausan Pada Bidang Potong

Keausan  pada  bidang  potong  (Gambar  2.84),  disebabkan  panas  yang berlebihan (over heat). Panas yang timbul dari hasil penyayatan dibawa oleh chips dan disalurkan ke pahat melalui bidang garuk tersebut. Hal ini bisa disebabkan  oleh  pemakaian  cutting  speed  yang  terlalu  tinggi,  dan  juga sistim  pendinginan  yang  kurang  baik,  sehingga  panas   yang  muncul berlebihan dan tidak dapat dihantarkan atau dinetralisir dengan sempurna. Keausan  ini  akan  menyebabkan  berubahnya  nilai  sudut  potong,  tingkat kesesuaian  antara  geometri  sudut  dan  material  akan  berubah  pula  pada akhirnya  akan  mempengaruhi  kualitas  dari  benda  kerja.  Hal  ini  dapat dicegah  dengan  penggunaan  cutting  speed  yang  sesuai  dan  pendinginan yang baik. 

d)  Built Up Cutting Edges

Built up cutting edge adalah lelehan material benda kerja yang menempel pada ujung pahat (Gambar 2.85), lelehan ini menjadi dingin dan mengeras sehingga   berfungsi   sebagai   mata   potong   yang   baru.   Akibat   yang ditimbulkan   adalah   perubahan   sisi   potong   utama   yang   berarti   juga perubahan geometri   sudut potongnya ukuran awal pahat dan center dari pahat  akan  berubah.  Hal  ini  biasanya  terjadi  pada  material  yang  lunak seperti mild steel atau Aluminium. Masalah ini bisa dihindari dengan memperbesar sudut buang tatal (  ) supaya alirannya chipnya lancar atau mengurangi cutting speednya. Bisa juga dengan menggunakan pendingin khusus untuk mencegah  chip melekat pada pahat dan permukaan benda kerja  bisa lebih halus misalnya untuk pengerjaan aluminium menggunakan pendingin pendingin minyak tanah. 

e) Keretakan Pada Pahat Bubut Sisipan/ Tip Carbide

Keretakan pada tip carbide (Gambar 2.86), lebih disebabkan karena panas berlebihan  (over  heat)  dengan  pendinginan  yang  tidak  kontinyu  atau  mendadak. Tip carbide tidak mampu menahan perubahan suhu yang besar dan mendadak. Perubahan itu memacu proses pemuaian dan penyusutan dalam range yang besar dan dalam waktu yang singkat. Untuk menghindarinya cukup dengan pemberian pendingin yang tepat dan teratur. Hal  ini  bisa  juga  disebabkan  kerena  bagian  bawah  tip  carbide  tidak atau proses brassing yang kurang sempurna. 

f) Tip Carbide Pecah

Kelemahan yang paling utama dari pahat carbide adalah ketidak mampuan untuk menahan beban kejut (impact load). Jika pahat carbide menerima beban kejut diluar kemampuannya maka akan pecah (Gambar 2.87). Hal lain juga bisa disebabkan beban berlebih karena kedalaman pemakanan, feed, atau cutting speed yang berlebihan. Selain tidak mampu menerima beban kejut tip carbide juga tidak mampu menahan beban tarik, jadi bisa juga pecahnya tip ini karena terjepit atau tertarik oleh material benda kerja.                                                                                             .

g) Tip Carbide Lepas

Lepasnya tip carbide ini lebih disebabkan karena sistim pengikat antara tip hasil brassing dan holdernya kurang baik, atau bisa juga disebabkan oleh beban lebih (over load) yang menyebabkan lepasnya sistim pengikat yang ada (gambar 2.88).

 8) Geometris Pahat Bubut

Nama-nama geometris yang terdapat pada pahat bubut meliputi: sudut potong samping (side cutting edge angle), sudut potong depan (front cutting edge angle), sudut tatal (rake angle), sudut bebas sisi (side clearance angle), dan sudut bebes depan (front clearance angle).

Besarnya sudut potong dan sudut-sudut kebebasan pahat tergantung dari jenis bahan/material   yang   akan   diproses   pembubutan,   karena   akan   sangat berpengaruh   terhadap   hasil   pemebubutan   dan   performa   pahat.   Berikut diuraikan besaran sudut potong dan sudut-sudut kebebasan pahat bubut jenis HSS.

a) Pahat Bubut Rata

Untuk proses pembubutan rata pada benda kerja dari bahan/ material baja yang lunak (mild steel), pahat bubut rata memilki sudut potong dan sudut- sudut kebebasan sebagai berikut: sudut potong total 80º, sudut potongsisi samping (side cutting adge angle) 12º ÷ 15º, sudut bebas tatal (side rake angle) 12º ÷ 20º , sudut bebas muka (front clearance angle)  8º ÷ 10º dan sudut  bebas  samping  (side  clearance  angle)10º  ÷  13º.  Geometris  pahat bubut rata kanan dapat dilihat pada (Gambar 2.68) dan pahat bubut rata kiri dapat dilihat pada (Gambar 2.69). 

b) Pahat Bubut Muka/ Facing

Untuk proses pembubutan muka/ facing pada benda kerja dari bahan/ material baja  yang lunak (mild steel), pahat bubut muka memilki sudut potong dan sudut-sudut kebebasan sebagai berikut: sudut potong55º, sudut potong  sisi samping (side cutting adge angle) 12º ÷ 15º, sudut bebas tatal (side rake angle) 12º ÷ 20º , sudut bebas muka (front clearance angle)  8º ÷ 10º dan sudut bebas samping (side clearance angle)  10º ÷ 13º. Geometris pahat bubut muka/ facing dapat dilihat pada (Gambar 2.70).

Besaran sudut potong dan sudut-sudut kebebasan lainnya yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah berdasar pada pengalaman empiris, selain itu berikut ditampilkan tabel petunjuk penggunaan  sudut potong dan sudut- sudut kebebasan lainnya berdasarkan jenis bahan/ material yang akan dikerjakan.    (Tabel 2.2).

c) Pahat Bubut Ulir Segitiga

Pembuatan ulir segitiga yang sering dilakukan pada mesin bubut yang pada umumnya adalah jenis ulir metris (M) dan withwort (W). Jenis ulir metris memiliki sudut puncak ulir sebesar 60 (Gambar 2.71) dan ulir withwort 55 (Gambar 2.72). Besarnya sudut pahat bubut ulir harus disesuaikan dengan jenis ulir yang akan dibuat dan sudut-sudut kebebasan potongnya harus dihitung sesuai dengan kisar atau gangnya.

d) Pahat Bubut Ulir Segi Empat

Seperti  halnya  pahat  bubut  ulir  segitiga,  besaran  sudut-sudut  kebebasan pahat bubut ulir segi empat tergantung dari kisar/ gang yang akan dibuat (Gambar 2.73). Lebar pahat untuk ulir yang tidak terlalu presisi penambahannya sebesar 0,5 mm. Sedangkan untuk sudut-sudut kebebasan potongnya harus dihitung sesuai dengan kisar atau gangnya.

Untuk mendapatkan sudut bebas sisi samping pahat bubut ulir yang standar, sebelum melakukan penggerindaan atau pengasahan sudut-sudut kebebebasanya harus dihitung terlebih dahulu sesuai kisar/gang ulir yang dibuat agar supaya mendapatkan sisi potong dan sudut kebebasan yang baik. Sebagai ilustrasi, sebuah ulir apabila dibentangkan dari titik awalnya, maka akan membentuk sebuah segitiga siku-siku (2.74).

Berdasarkan gambar tersebut diatas, sudut uliran atau kisarnya dapat dicari dengan rumus:

tg α = Kisar/Keliling   Lingkaran

tg α =P/(π .d)

Pada saat penyayatan, sisi depan pahat ulir dibatasi oleh sisi uliran pada diameter terkecil/minor diameter (d1) dan sisi belakangnya dibatasi oleh sisi uliran pada diameter terbesarnya/ mayor diameter (d) - (Gambar 2.75). Dengan demikian, agar pahat ulir tidak terjepit pada saat digunakan perlu adanya  penambahan  sudut  kebebasan  pada  saat  penggerindaan   yaitu masing-masing  sisi  ditambah  antara  1º  ÷  3º  (Gambar  2.76),  sehingga didapat:

›   Sudut bebas sisi depan:

Sudut kisar pada diameter terkecil  (d1) + Kebebasan = α pada d1+ 1º

›   Sudut bebas sisi belakang:

Sudut kisar pada diameter terbesar (d) + Kebebasan   = α pada d - 1º

Contoh:

Akan dibuat sebuah ulir Metrik M30x3. Sudut kebebasan sisi depan dan belakangnya adalah:

Sudut kisar pada d1:

tg α =P/(π .d)

tg α =3/(3,14 .27)

α =  2° 1′35,78′′

Maka sudut kebasan sisi depan= 2° 1′35,78′′ + 1º = 3° 1′35,78′′  ≈ 3°

Sudut kisar pada d:

tg α =P/(π .d)

tg α =3/ (3,14 .30)

𝛼 =  1°  50′51,4′′

Maka sudut kebasan sisi belakang= 1° 50′51,4′′ − 1°= 50′  ≈ 1°

 7) Macam-macam Pahat Bubut Sisipan (inserts Tips).

Sesuai perkembangan dan kebutuhan pekerjaan dilapangan, pahat bubut sisipan (inserts Tips)pengikatan dibrasing dan diklem/ dibaut.

a) Pahat bubut sisipan (inserts tips) pengikatan dibrasing

Pahat bubut sisipan (inserts Tips) pengikatan dibrasing (Gambar 2.61), pembuatannya hanya pada bagian ujung yang terbuat dari pahat bubut sisipan, kemudian diikatkan dengan cara dibrassing pada ujung badan/ bodi. Contoh macam-macam bentuk pahat bubut sisipan yang sudah dibrasing pada tangkai/ bodinya dapat dilihat pada (Gambar 2.62).

Bubut sisipan yang sudah dibrasing pada tangkai/ bodinya

b) Pahat bubut sisipan (inserts tips) pengikatan diklem/ dibaut

Pahat bubut sisipan (inserts tips) pengikatan diklem/ dibaut (Gambar 2.63), pengikatannya   yaitu   dengan   cara   pahat   bubut   sisipan   klem/   dibaut diselipkan  pada  pemegang/  holder.Contoh  macam-macam  pahat  bubut 84 sisipan pengikatan diklem/ dibaut terpasang pada pemegannya untukpembubutan bidang luar dapat dilihat pada (Gambar 2.64) dan terpasang pada pemegannya untuk pembubutanbidang dalam dapat dilihat pada (Gambar 2.65) .

Bentuk dan pengkodean pahat sisipan dan pemegang pahatnya sudah distandarkan. Tabel pahat sisipan dan pengkodean pemegang pahat standar ISO dapat dilihat pada lampiran.

 6) Pahat Bubut Standar DIN

Jenis pahat bubut menurut standar DIN, terdapat 10 (sepuluh) type yaitu: DIN 4971, DIN 4972, DIN 4973, DIN 4974, DIN 4975, DIN 4976, DIN 4977, DIN 4978, DIN 4980 dan DIN 4981 (Gambar 2.60a). Aplikasi penggunaan dari berbagai jenis pahat bubut standar DIN dapat dilihat pada (Gambar 2.60b).

Keterangan:

1. Pahat DIN 4971

Pahat DIN 4971 fungsinya sama dengan pahat ISO 1, yaitu digunakan untuk proses pembubutan memanjang dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 75o. Pada umumnya pahat jenis ini digunakan untuk membubut pengasaran yang hasil sudut bidangnya tidak memerlukan siku atau 90º.

2. Pahat DIN 4972

Pahat DIN 4972 fungsinya sama dengan pahat ISO 2, yaitu digunakan untuk pembubutan memanjang dan melintang (pembubutan permukaan/ facing) dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 45º. Pahat jenis ini juga dapat digunakan untuk membubut champer atau menghilangkan ujung bidang yang tajam (debured).

3. Pahat DIN 4973

Pahat DIN 4973 fungsinya sama dengan pahat ISO 8, yaitu digunakan untuk proses pembesaran lubang tembusdengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 75º.

4. Pahat DIN 4974

Pahat DIN 4974 fungsinya sama dengan pahat ISO 9, yaitu digunakan untuk proses pembesaran lubang tak tembus dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 95º. 

5. Pahat DIN 4975

Pahat DIN 4975 digunakan untuk pembubutan finising arah memanjang dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 45º. Pahat jenis ini juga dapat digunakan untuk membubut champer atau menghilangkan ujung bidang yang tajam (debured).

6. Pahat DIN 4976

Pahat DIN 4976 fungsinya sama dengan pahat ISO 4, yaitu digunakan proses pembubutan memanjang dengan pemakanan relatif kecil dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 0º. Pahat jenis ini pada umumnya hanya digunakan untuk proses finising.

7. Pahat DIN 4977

Pahat DIN 4977 fungsinya sama dengan pahat ISO 5, yaitu digunakan untuk proses pembubutan melintang menuju sumbu center dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 0º. Jenis pahat ini pada umumnya hanya digunakan untuk meratakan permukaan benda kerja atau memfacing.

8. Pahat DIN 4978

Pahat DIN 4978 fungsinya sama dengan pahat ISO 3, yaitu digunakan untuk proses pembubutan memanjang dan melintang dengan sudut bidang samping (plane  angle)  sebesar  93º.  Pada  proses  pembubutan  melintang  tujuannya adalah untuk mendapatkan hasil yang siku (90º) pada sudut bidangnya, yaitu dengan cara menggerakan pahat menjahui sumbu senter.

9. Pahat DIN 4980

Pahat DIN 4980 fungsinya sama dengan pahat ISO 6, yaitu digunakan untuk proses pembubutan memanjang dengan hasilsudut bidangnya (plane angle) sebesar 90º, sehingga pada proses pembubutan bertingkat yang selisih diameternya tidak terlalu besar dan hasil sudut bidangnya dikehendaki siku (90º) pahatnya tidak perlu digerakkan menjahui sumbu senter.

10. Pahat DIN 4981

Pahat DIN 4981 fungsinya sama dengan pahat ISO 7, yaitu digunakan untuk proses pembubutan alur menuju sumbu center dengan hasil sudut bidangnya (plane  angle)  sebesar  0º.  Pahat  jenis  ini  dapat  juga  digunakan  untuk memotong pada benda kerja yang memilki diameter nominal tidak lebih dari dua kali lipat panjang mata pahatnya.

 5) Pahat Bubut Standar ISO

Jenis pahat bubut menurut standar ISO, terdapat 9 (sembilan) type diantaranya: ISO 1, ISO 2, ISO 3, ISO 4, ISO 5, ISO 6, ISO 7, ISO 8 dan  ISO 9. Ilustrasi penggunaan dari berbagai jenis pahat bubut standar ISO dapat dilihat pada (Gambar 2.59).

Keterangan:

1. Pahat ISO 1

Pahat ISO 1 digunakan untuk proses pembubutan memanjang dengan hasil sudut bidangnya (plane angle)sebesar 75o. Pada umumnya pahat jenis ini digunakan untuk membubut pengasaran yang hasil sudut bidangnya tidak memerlukan siku atau 90º.

2. Pahat ISO 2

Pahat ISO 2 digunakan untuk pembubutan memanjang dan melintang (pembubutan  permukaan/  facing)  dengan  hasil  sudut  bidangnya  (plane angle) sebesar 45º. Pahat jenis ini juga dapat digunakan untuk membubut champer atau menghilangkan ujung bidang yang tajam (debured).

3. Pahat ISO 3

Pahat ISO 3 digunakan untuk proses pembubutan memanjang dan melintang dengan sudut bidang samping (plane angle) sebesar 93º. Pada proses pembubutan melintang tujuannya adalah untuk mendapatkan hasil yang siku (90º) pada sudut bidangnya, yaitu dengan cara menggerakan pahat menjahui sumbu senter.

4. Pahat ISO 4

Pahat ISO 4 digunakan untuk proses pembubutan memanjang dengan pemakanan relatif kecil dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 0º.Pahat jenis ini pada umumnya hanya digunakan untuk proses finising.

5. Pahat ISO 5

Pahat ISO 5 digunakan untuk proses pembubutan melintang menuju sumbu center dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 0º. Jenis pahat ini pada umumnya hanya digunakan untuk meratakan permukaan benda kerja atau memfacing.

6. Pahat ISO 6

Pahat ISO 6 digunakan untuk proses pembubutan memanjang dengan hasilsudut bidangnya (plane angle) sebesar 90º, sehingga padaproses pembubutan bertingkat yang selisih diameternya tidak terlalu besar dan hasil sudut bidangnya dikehendaki siku (90º) pahatnya tidak perlu digerakkan menjahui sumbu senter.

7. Pahat ISO 7

Pahat ISO 7 digunakan untuk proses pembubutan alur menuju sumbu center dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar0º. Pahat jenis ini dapat juga digunakan untuk memotong pada benda kerja yang memilki diameter nominal tidak lebih dari dua kali lipat panjang mata pahatnya.

8. Pahat ISO 8

Pahat ISO 8 digunakan untuk proses pembesaran lubang tembus dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 75º.

9. Pahat ISO 9

Pahat  ISO  9  digunakan  untukproses  pembesaran  lubang  tidak    tembus dengan hasil sudut bidangnya (plane angle) sebesar 95o.

 4) Macam-macam Pahat Bubut berdasarkan klasifikasinya

Macam/  jenis  pahat  bubut  dapat  dibedakan  menurut  beberapa  klasifikasi tertentu diantaranya:

a) Menurut Letak Penyayatan.

Menurut letak penyayatan, pahat bubut terdapat dua jenis yaitu, pahat bubut luar dan dalam.

- Pahat Bubut Luar

Pahat bubut luar digunakan untuk proses pembubutan benda kerja pada bidang bagian luar. Contoh penggunaan pahat bubut luar dapat dilihat pada (Gambar 2.54). 

-Pahat Bubut Dalam

Pahat bubut dalam digunakan untuk   proses pembubutan benda kerja pada bidang bagian dalam. Contoh penggunaan pahat bubut luar dapat dilihat pada (Gambar 1.55).

b) Menurut Keperluan Pekerjaan

Menurut keperluan pekerjaan, pahat bubut terdapat dua jenis yaitu, pahat kasar (rouging) dan finising.

- Pahat Kasar (Roughing)

Selama diperlukan untuk proses pengerjaan kasar, pahat harus menyayat benda  kerja  dalam  waktu  yang  sesingkat  mungkin.  Maka  digunakan pahat kasar (roughing) yang konstruksinya dibuat kuat.

- Pahat Finishing

Apabila diinginkan hasil permukaan yang halus, sebaiknya digunakan pahat finishing. Ada dua jenis pahat finishing, yaitu pahat finishing titik dan pahat finishing datar. Pahat finishing titik mempunyai sisi potong bulat, sedang pahat finishing datar mempunyai sisi potong rata.

Catatan:  Setelah  digerinda,  sisi  potong  pahat  finishing  harus  poles (dihoning) dengan oil stone.

c) Menurut Letak Sisi Potongnya

Pahat bubut menurut letak sisi potongnya, terdapat dua jenis yaitu pahat bubut kanan dan kiri (Gambar 1.57).

1. Pahat Kanan

Pahat kanan adalah pahat yang mempunyai mata potong yang sisi potongnya  menghadap  kekanan  apabila  pahat  mata  potongnya dihadapkan kearah kita. Penggunaannya untuk mengerjakan benda kerja dari arah kanan ke arah kiri, atau menuju kearah kepala tetap/ cekam.

2. Pahat Kiri

Pahat  kiri  adalah  pahat  yang  mempunyai  mata  potong  yang  sisi potongnya menghadap kekiri apabila pahat mata potongnya dihadapkan kearah kita. Penggunaannya untuk untuk mengerjakan benda kerja dari arah kiri ke arah kanan, atau menuju kearah kepala lepas.

d) Menurut Fungsi

Menurut fungsinya, pahat bubut terdapat enam jenis yaitu, pahat bubut rata, sisi/ muka, potong, alur, champer dan ulir.

- Pahat Rata

Pahat bubut jenis ini digunakan untuk membubut permukaan rata pada bidang memanjang. Sistem kerjanya adalah dengan menggerakkan pahat dari ujung luar benda kerja kearah cekam atau sebaliknya tergantung pahat kanan atau kiri.

- Pahat Sisi/ Muka

Pahat bubut jenis ini yang digunakan untuk membubut pada permukaan benda kerja. Sistem kerjanya adalah dengan menggerakkan dari tengah benda   kerja   kearah   keluar   atau   sebaliknya   tergantung   dari   arah putarannya.

- Pahat Potong

Pahat jenis ini digunakan khusus untuk memotong suatu benda kerja hingga ukuran panjang tertentu.

- Pahat Alur

Pahat jenis ini digunakan untuk membentuk profil alur pada permukaan benda kerja. Bentuk tergantung dari pahat alur yang digunakan.

- Pahat Champer

Pahat jenis ini digunakan untuk menchamper pada ujung permukaan benda kerja. Besar sudut champer pada umumnya 45º

- Pahat Ulir

Pahat jenis ini digunakan untuk membuat ulir pada permukaan benda kerja, baik pembuatan ulir dalam maupun ulir luar.

Ilustrasi penggunaan dari berbagai jenis pahat bubut dapat dilihat pada (Gambar 2.58). 

 3) Sifat Bahan/ Material Pahat Bubut

Secara garis besar ada empat sifat utama yang diperlukan untuk menjadi alat potong yang memiliki kemampuan pemotongan/ performa yang baik. Sampai saat  ini  belum  ada  material  alat  potong  yang  secara  keseluruhan  dapat memenuhi keempat sifat yang ada, masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan   yang   dalam   aplikasinya   dapat   disesuaikan   dengan   dengan kebutuhan  pekerjaan.  Adapun  sifat-sifat  yang  dibutuhkan  pada  suatu  alat potong antara lain sebagai berikut:

a) Keras

Sifat paling utama yang dibutuhkan oleh alat potong adalah keras. Agar dapat memotong/menyayat bahan benda kerja/ material dengan baik, alat potongharus memilki sifat lebih keras dari benda kerja/ row material. Pemotongan/ penyayatan dengan alat potong keras, selain dapat melakukan  pemotongan dengan baik juga alat potong tidak lentur/ stabil (Gambar 1.50). Tingkat kekerasan material benda kerja maupun alat potong yang ada sekarang ini sudah cukup bervariasi, sehingga kita tinggal memilih material alat potong yang kita butuhkan disesuaikan dengan bahan benda kerja (row material) yang akan dikerjakan. Namun tidak sedikit terjadi dilapangan, pada kondisi tertentu alat potong harus digunakan untuk memotong/ menyayat benda kerja (row material) yang sudah mengalami proses perlakukan panas (heattreatment),  yang mungkin kekerasanya menyamai atau  bahkan  melebihi  kekerasan  dari  material  alat  potong  yang  ada, sehingga harus mengganti jenis alat potong lain yang memilki sifat yang lebih keras dari pada bahan Benda kerja.

Sifat  keras  suatu  alat  potongsangat  erat  kaitannya  dengan  unsur-unsur paduan yang ada pada bahan alat potong tersebut, sehingga apabila ingin meningkatkan  kekerasannya  pada  saat  proses  pembuatanharus menambahkan unsur paduan lain  yang mampu  meningkatkan kekerasan. Selain  itu  perlu  diketahui  bahwa,  tingkat  kekerasan  alat  potong  akan bertolak  belakang  dengan     tingkat  kelenturan  atau  keuletannya,  yang tentunya sifat ini juga merupakan sifat yang dibutuhkan untuk menjadi alat potong yang performanya baik.

b) Ulet/Liat

Sifat ulet sangat diperlukan pada suatu alat potong, terutama untuk mengatasi/ menetralisir adanya beban kejut dan getaran yang mungkin muncul    sewaktu    pemotongan/    penyayatan    terjadi.    Sifat    ulet    ini  menyebabkan pahat mampu untuk mengalami pelenturan atau defleksi yang bersifat elastis (Gambar 1.51). Meskipun dapat melentur pahat diharapkan tetap stabil dan kokoh, defleksi hanya diperlukan untuk mengurangi efek dari beban kejut. Sifat ulet dan keras memang saling bertolak belakang, semakin keras material itu maka akan semakin getas, dan sebaliknya, sehingga jarang di temukan material yang mempunyai tingkat kekerasan dan keuletan yang baik.

Untuk menanggulangi hal tersebut maka pahat dibuat dari dua material yang berbeda,   yang  pertama   adalah  material   keras   (material   alat   potong) kemudian yang kedua adalah material penyangga yang biasanya terbuat dari baja St. 60 atau EMS 45. Metode pengikatnya bisa berupa brazing, dibaut, dijepit, atau diselipkan.

c) Tahan Panas

Setiap alat potong pada saat digunakan untuk melakukan pemotongan/ penyayatan akan timbul panas, hal ini tarjadi karena adanya gesekan akibat pemotongan (Gambar 2.52). Besarnya panas yang ditimbulkan secara dominan tergantung dari kecepatan potong (cutting speed), kecepatan pemakanan (feed), kedalaman pemakanan (depth of cut), putaran mesin (Revolotion per menit – Rpm), jenisbahan benda kerja yang dikerjakan dan penggunaan air pendingin.

Panas  yang  timbul  akibat  pemotongan,  akan  merambat  dan  terdistribusi pada benda kerja maupun pada pahat. Perambatan panas pada benda kerja jenis tertentu yaitu yang termasuk baja paduan, pada suhu tertentu dapat mengakibatkan perubahan struktur sehingga tingkat kekerasanya menjadi berubah lebih keras seperti dilakukan proses pengerasan (hardening). Sedangkan perambatan panas pada pahat bubut, seperti dilakukan proses tempering  atau normalisingyang dapat  mengakibatkan  penurunan  tingkat kekerasannya. Perlu diketahui bahwa, ketahanansuatu alat potong terhadap panas, sangat dipengaruhi oleh jenis bahan/ material yang digunakan.

Bahan atau material alat potong dikatakan baik apabila mampu mempertahankan kekerasanya pada suhu tinggi, jadi meskipun ada panas yang muncul akibat pemotongan/ penyayatan tidak mempengaruhi performa dari pahat bubut. Panas yang muncul pada pahat bubut, dapat dikurangi dengan   memberikan   air   pendingin   pada   saat   proses   pemotongan/ penyayatan. Cara pemberian air pendingin hendaknyadiarahkan tepat pada titik pemotongan/ penyayatan, sehingga diharapkan dapat mengurangi atau menetralisir panas yang terjadi pada benda kerja maupun pahat. Selain itu perlu diketahui bahwa, pemberian air pendingin yang tidak rutin/ stabil, akan dapat menyebabkan mata sayat pahat bubut menjadi retak atau pecah dalam hal ini untuk pahat bubut yang mengandung unsur korbonnya tinggi.

d) Tahan Aus

Penampang ujung pahat bubut yang kecil dan runcing, mudah sekali untuk mengalami keausan. Sifat  ini tidak bias terlepas/ erat kaitanya dengan sifat yang lain yaitu kekerasan, keuletan dan tahan panas, akan tetapi merupakan hal yang berdiri sendiri. Umur pakai pahat secara normal   menunjukkan tingkat ketahanan terhadap keausan.

Keausan yang timbul pada mata sayat pahat bubut, dapat disebabkan terjadinya gesekan maupun getaran yang terjadi pada saat pemotongan/ penyayatan (Gambar 2.53). Sifat tahan aus dapat diperbaiki dengan penambahan  unsur paduan ataupun perbaikan pada geometri sudut pada pahat bubut.

 2) Proses Pembuatan Pahat Bubut

Untuk mendapatkan kualitas hasil produk pahat bubut yang standar, tahapan proses  pembuatannya  harus  sesuai  prosedur  yang  telah  ditetapkan.  Berikut tahapan proses pembuatan alat potong (Gambar 2.49).

Keterangan:

1. Proses mixing.

Proses mixing., merupakan proses pencampuran (mixing) antara serbuk logam dengan bahan aditif.

2. Proses pembentukan (forming).

Proses pembentukan (forming), yaitu proses pemberian gaya-gaya kompaksi baik  pada temperatur  ruang  (cold  compaction)  maupun pada temperatur tinggi (hot compaction). Proses cold compaction akan dilanjutkan dengan proses  sintering,  yaitu  proses  pemanasan  yang  dilakukan  pada  kondisi vakum sehingga diperoleh partikel-partikel yang bergabung dengan kuat.

3. Proses manufaktur

Proses manufaktur adalah proses pemesinan dalam rangka membentuk produk alat potong sesuai standar yang diinginkan.

4. Proses finishing

Proses finishing adalah proses mengahluskan bidang/ bagian tertentu agar kelihatan lebih menarik bila dilihat dari sisi tampilan, dengan tidak mempengaruhi spesifikasi.

 b. Pahat Bubut

Pahat bubut merupakan salahsatu alat potong yang sangat diperlukan pada prosespembubutan, karena pahat bubut dengan berbagai jenisnya dapat membuat benda kerja dengan berbagai bentuk sesuai tututan pekerjaan misalanya, dapat digunakan untuk membubut permukaan/ facing, rata, bertingkat, alur, champer, tirus, memperbesar lubang, ulir dan memotong

Kemampuan/performa   pahat   bubut   dalam   melakukan   pemotongan   sangat dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  diantaranya,   jenis  bahan/  material   yang digunakan,  geometris  pahat  bubut,  sudut  potong  pahat  bubut  dan  bagaimana apakah  teknik  penggunaanya  sudah  sesuai  petunjuk  dalam  katoalog.  Apabila beberapa faktor tersebut diatas dapat terpenuhi berdasarkan standar yang telah ditentukan, maka pahat bubut akan maksimal kemampunannya/ performanya. Setiap  pabrik  pembuat  pahat  bubut  biasanya  pada  buku  catalognya  selalu mencantumkan   spesifikasi   dan   klasifikasi   produk   buatannya,   diantaranya mencantumkan kode standar yang digunakan misalnya dengan standar ISO 513.

1) Bahan/ Material Pahat Bubut

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini begitu pesat terutama dalam industri manufaktur/ permesinan, sehingga sudah banyak diciptakan variasi jenis dan sifat  material, baik untuk alat potong pahat bubut atau bahan/ row material. Pada awalnya manusia hanya mampu membuat alat potong pahat bubut dari jenis baja karbon, kemudian ditemukan unsur atau paduan yang lebih keras sampai ditemukannya material alat potong pahat bubut yang paling keras yaitu diamond. Unsur-unsur yang berpengaruh terhadap performa alat potong/ pahat bubut diantaranya: Tungsten/ Wolfram (W), Chromium (Cr), Vanadium (V), Molybdenum (Mo) dan Cobalt (Co).

Sifat yang diperlukan untuk sebuah alat potong tidak hanya kerasnya saja, akan tetapi masih ada sifat lain yang diperlukan untuk membuat suatu alat potong memilkiperforma yang baik misalnya, bagaimana ketahanan terhadap gesekan, ketahanan terhadap panas, ketahanan terhadap benturan dll.

Macam-macam pahat bubut dilihat dari jenis material/ bahan yang digunakanmeliputi: Baja karbon, Baja kecepatan tinggi/ High Speed Steels (HSS, Paduan cor nonferro (cast nonferrous alloys; cast carbides), Karbida (cemented  carbides;  hardmetals),  Keramik  (ceramics),  CBN  (cubic  boron nitrides), danIntan (sintered diamonds & natural diamond)

a) Baja karbon

Yang termasuk didalam kelompok baja karbon adalah High Carbon Steel (HCS) dan Carbon Tool Steels (CTS). Baja jenis ini menggandung karbon yang relative tinggi (0,7% - 1,4% C) dengan prosentasi unsur lain relatif rendah yaitu  Mn, W dan Crmasing-masing 2% sehingga mampu memiliki kekerasan permukaan yang cukup tinggi. Dengan proses perlakuan panas pada suhutertentu, strukur bahan akan bertransformasi menjadi martensit dengan hasil kekerasan antara 500 ÷ 1000 HV.

Karena mertensitik akan melunak pada temperature sekitar 250C,  maka baja karbon jenis ini hanya dapat digunakan pada kecepatan potong  yang rendah (10 m/menit) dan hanya dapat digunakan untuk memotong  logam yang lunak atau kayu.

b) Baja Kecepatan Tinggi/ High  Speed Steel (HSS)

Pada sekitar tahun 1898, ditemukan jenis baja paduan tinggi dengan unsur paduan Crom (Cr) dan Tungsten/ Wolfram (W) dengan melalui proses penuangan (molten metallurgy) selanjutnya dilakukan pengerolan atau penempaan dibentuk menjadi batang segi empat  atau silinder. Pada kondisi masih  bahan  (raw  material),  baja  tersebut  diproses  secara  pemesinan menjadi berbagai bentuk pahat bubut. Setelah proses perlakukan panas dilaksanakan, kekerasannya akan menjadi cukup tinggi sehingga dapat digunakan untuk kecepatan potong yang tinggi   yaitu sampai dengan tiga kali kecepatan potong pahat CTS.

Baja Kecepatan Tinggi (High   Speed Steel - HSS) apabila dilihat dari komposisinya  dapat  dibagai  menjadi  dua  yaitu,  Baja  Kecepatan  Tinggi (High  Speed Steel - HSS) Konvensional dan Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel - HSS) Spesial. 

HSS Konvensional:

Baja Kecepatan Tinggi  (HSS) Konvesional, terbagi menjadi dua yaitu:

- Molibdenum HSS

- Tungsten HSS

HSS Spesial:

Baja Kecepatan Tinggi  Konvesional (HSS) Spesial, terbagi  menjadi enam yaitu:

- Cobalt Added HSS

- High Vanadium HSS

- High Hardess Co HSS

- Cast HSS

- Powdered HSS

- Coated HSS

c) Paduan Cor Nonferro

Sifat-sifat paduan cor nonferro adalah diantara sifat yang dimiliki HSS dan Karbida (Cemented Carbide), sehingga didalam penggunaannya memiliki karakteristik tersendiri karena karbida terlalu rapuh dan HSS mempunyai ketahanan panas (hot hardness) dan ketahanan aus (wear resistance) yang terlalu rendah. Jenis material ini di bentuk dengan cara dituang menjadi bentuk-bentuk yang tertentu, misalnya tool bit (sisipan) yang kemudian diasah menurut geometri yang dibutuhkan.

Baja  paduan  nonferro  terdiri  dari  empat  macam  elemen/  unsur  utama diantaranya:

Cobalt (Co):

Unsur cobalt,berfungsi sebagai pelarut bagi unsure-unsur lainnya.

Chrom (Cr):

Unsur chrom (10% s.d 35%), berfungsi sebagai pembetuk karbida

Tungsten/ Wolfram (W):

Unsur  tungsten/  wolfram (10% s.d 25%), berfungsi sebagai pembentuk karbida dan menaikan karbida secara menyeluruh. 

Karbon (C):

Apabila terdapat unsur karbon (1%) akan menghasilkan jenis baja yang masih relaitif lunak, dan apabila terdapat unsur karbon (3%) akan menghasilkan jenis yang relatif keras serta tahan aus.

d) Karbida

Jenis karbida yang “disemen” (Comented Carbides) merupakan bahan pahat yang dibuat dengan cara menyinter (sintering) serbuk karbida (Nitrida, Oksida) dengan bahan pengikat yang umumnya dari Cobalt (Co). dengan cara Carburizing masing-masing bahan dasar (serbuk) Tungsten (Wolfram,W) Tintanium (Ti), Tantalum (Ta) dibuat menjadi karbida yang kemudian  digiling  (ball  mill)  dan  disaring.  Salah  satu  atau  campuaran serbuk karbida tersebut kemudian di campur dengan bahan pengikat (Co) dan dicetak tekan dengan memakai bahan pelumas (lilin). Setelah itu dilakukan presintering (1000º C) pemanasan mula untuk menguapkan bahan pelumas) dan kemudian sintering (1600º C) sehingga bentuk keeping (sisipan) sebagai hasil proses cetak tekan (Cold atau HIP) akan menyusut menjadi sekitar 80% dari volume semula.

Hot Hardness karbida yang disemen (diikat) ini hanya akan menurun bila terjadi pelunakan elemen pengikat. Semakin besar prosentase pengikat Co maka kekerasannya menurun dan sebaliknya keuletannya membaik.

Ada tiga jenis utama pahat karbida sisipan, yaitu:

1. Karbida Tungsten:

Karbida tungsten merupakan jenis pahat karbida untuk memotong besi tuang.

2. Karbida Tungsten Paduan:

Karbida tungsten paduan merupakan jenis karbida untuk pememotongan baja.

3. Karbida lapis:

Karbida lapis yang merupakan jenis karbida tungsten yang di lapis (satu atau beberapa lapisan) karbida, nitride, atau oksida lain yang lebih rapuh tetapi ketahanan terhadap panasnya (hot hardness) tinggi. 

e) Keramik (Ceramics)

Keramik menurut definisi yang sempit adalah material paduan metalik dan nonmetalik. Sedangkan menurut definisi yang luas adalah semua material selain metal atau material organic, yang mencakup juga berbagai jenis karbida, nitride, oksida, boride dan silicon serta karbon.

Keramik secara garis besar dapat di bedakan menjadi dua jenis yaitu :

1. Keramik tradisional

Keramik  tradisional    yang  merupakan  barang  pecah  belah  peralatan rumah tangga

2. Keramik industry

Keramik industry digunakan untuk berbagai untuk berbagai keperluan sebagai komponen dari peralatan, mesin dan perkakas termasuk perkakas potong atau pahat.

Keramik mempunyai karakteristik yang lain daripada metal atau polimer (plastic,  karet)  karena  perbedaan  ikatan  atom-atomnya,  ikatannya  dapat berupaikatan kovalen, ionic, gabungan kovalen & ionic, ataupaun sekunder. Selain  sebagai  perkakas  potong,  beberapa  contoh  jenis  keramik  adalah sebagai berikut :

- Kertamik tradisional (dari ubin sampai dengan keramik untuk menambal gigi)

- Gelas (gelas optic, lensa, serat)

- Bahan tahan api (bata pelindung tandur/ tungku)

- Keramik   oksida   (pahat   potong,   isolator,   besi,   lempengan   untuk mikroelektronik dan kapasitor)

- Karemik oksida paduan

- Karbida, nitride, boride dan silica

- Karbon

f) Cubic Boron Nitride (CBN)

Cubic  Boron  Nitride  (CBN)  termasuk  jenis  keramik.  Dibuat  dengan penekanan  panas  (HIP,  60  kbar,  1500ºC)  sehingga  bentuk  grafhit  putih  nitride boron dengan strukrur atom heksagonal berubah menjadi struktur kubik. Pahat sisipan CBN dapat dibuat dengan menyinter serbuk BN tanpa atau  dengan  material  pengikat,  TiN  atau  Co.  Ketahanan  panas  (Hot hardness) CBN ini sangat tinggi bila dibandingkan dengan jenis pahat yang lain.

g) Intan

Sintered diamond merupakan hasil proses sintering serbuk intan tiruan dengan pengikat Co (5% - 10%). Tahan panas (Hot hardness) sangat tinggi dan tahan terhadap deformasi plastic. Sifat inidi tentukan oleh besar butir intan serta prosentase dan komposisi material pengikat. Karena intan pada temperature tinggi akan berubah menjadi graphit dan mudah ter-difusi dengan  atom  besi,  maka  pahat  intan  tidak  dapat  di  gunakan  untuk memotong bahan yang mengadung besi (ferros). Cocok untuk ultra high precision & mirror finish cutting bagi benda kerja nonferro (Al Alloys, Cu Alloys, Plastics dan Rubber).

 6) Kartel (Knurling)

Kartel (knurling) adalah suatu alat pada mesin bubut yang berfungsi untuk membuat alur-alur melingkar lurus atau silang pada bidang permukaan benda kerja bagian luar atau dalam. Tujuan pengkartelan bagian luar adalah agar permukaan bidanng tidak licin pada saat dipegang, contohnya terdapat pada batang penarik, tangkai palu besi dan pemutar yang dipegang dengan tangan. Untuk pengkartelan bagian dalam tujuannya adalah untuk keperluan khusus, misalnya memperkecil lubang bearing yang sudah longgar.

Bentuk/ profil hasil pengkartelan ada tiga jenis yaitu: belah ketupat/ intan, menyudut/ silang dan lurus (Gambar 2.44). Hasil pengkartelan tergantung dari bentuk gigi pisau kartel yang digunakan (Gambar 2.45).

Pada saat digunakan gigi pisau kartel dipasang pada pemegangnya (holder). Untuk pengkartelan bentuk lurus, hanya diperlukan sebuah gigi pisau kartel bentuk lurus yang dipasang pada dudukannya dengan posisi tetap/ rigid (Gambar 2.46). Pada k pengkartelan bentuk menyudut   dan ketupat/ intan, diperlukan sepasang gigi pisau kartel bentuk menyudut/ silang yang dipasang pada dudukannya. Pemegang gigi kartel menyudut/ silang da, ada yang satu dudukan dan ada yang tiga dudukan (Gambar 2.47). 

Konstruksi atau bentuk  pemegang/  holder gigi pisau kartel dibuat sesuai profil bidang yang akan dikartel, sehingga dapat dipilih sesuai kebutuhan. Macam- macam bentuk pemegang gigi pisau kartel buatan dari salah satu pabrikan dapat dilihat pada (Gambar 2.48).

 4) Konterbor (Counterbor)

Konterbor (counterbor) adalah salah satu alat potong pada mesin bubut yang berfungsi untuk membuat lubang bertingkat. Hasil lubang bertingkat berfungsi sebagai dudukan kepala baut L.Jenis alat ini apabila dilihat dari tangkainya terbagi menjadi dua yaitu konterbor tangkai lurus (Gambar 2.27) dan konterbor tangkai tirus (Gambar 2.28). 

Apabila dilihat dari sisi ujung mata sayatnya, alat ini juga terbagi menjadi dua yaitu, konterbor dengan pengarah (Gambar 2.29) dan konterbor tanpa pengarah (Gambar 2.30). Hasil pembuatan lubang konterbor pada mesin bubut dapat dilihat pada (Gambar 2.31).

5) Rimer Mesin (Reamer Machine)

Rimer mesin (Gambar 2.32), adalah salah satu alat potong pada mesin bubut yang berfungsi untuk memperhalus dan memperbesar lubang dengan toleransi dan suaian khusus sesuai tuntutan pekerjaan, yang prosesnya benda kerja sebelumnyadibuat lubang terlebih dahulu. Pembuatan lubang sebelum dirimer, untuk diameter sampai dengan 10 mm dianjurkan diameternya dibuat lebih kecil dari diameter nominal rimer yaitu antara 0,15 ÷ 0,25 mm dan untuk lubang diameter 10 mm keatas, dianjurkan diameternya dibuat lebih kecil dari diameter nominal rimer yaitu antara 0,25 ÷ 0,60 mm. Tujuan dilakukan pengurangan diamerter sebelum dirimer adalah, agar hasilnya lebih maksimal dan beban pada rimer tidak terlalu berat sehingga memilki umur lebih panjang.

Apabila dilihat dari fungsinya rimer mesin terbagi menjadi tiga yaitu, reamer mesin untuk lubang pin, reamer untuk luang lurus dan reamer untuk lubang tirus.

a) Rimer Mesin Untuk Lubang Pin

Rimer mesin untuk lubang pin apabila dilihat dari bentuk mata sayatnya terbagi menjadi tiga yaitu, reamer pin tirus mata sayat lurus/ straight taper pin reamer (Gambar 2.33), reamer pin tirus mata sayat spiral/ spiral taper pin reamer (Gambar 2.34), dan reamer pin tirus mata sayat helik  (helical taper  pin  reamer)  -  (Gambar  2.35).  Rimer  jenis  ini  berfungsi  untuk membuat lubang pin tirus, yang memilki ketirusan standar.

b) Rimer mesin untuk lubang lurus:

Rimer mesin untuk lubang lubang lurus apabila dilihat dari tangkainya terbagi menjadi dua yaitu, reamer lurus tangkai lurus (Gambar 2.36), dan rimer lurus tangkai tirus (Gambar 2.37). Rimer jenis ini berfungsi untuk membuat lubang lurus yang memilki toleransi dan suaian khusus. 

c) Rimer mesin untuk lubang tirus:

Rimer  mesin  untuk  lubang  tirus  apabila  dilihat  dari  fungsinya  terbagi menjadi dua yaitu, rimer tirus untuk pengasaran (Gambar 2.38) dan reamer tirus  untuk  finising  (Gambar  2.39).  Rimer  jenis  ini  berfungsi  untuk membuat lubang tirus standar, misalnya tirus standar morse  (taper morse - MT) yaitu mulai dari  MT 1 s.d 6.

Untuk mendaptkan hasil lubang sesuai toleransi dan suaian yang diinginkan, garis sumbu rimer harus benar-benar sepusat dengan garis sumbu lubang yang akan direamer (Gambar 2.40). Untuk merimer lubang lurus yang tembus,  sebaiknya kedalamannya  dilebihkan kurang lebih  1/3  dari  mata sayatnya (Gambar 1.41), hal ini dilakukan agar lubang benar-benar lurus. Untuk mereamer lubang tirus, disarankan lubang yang akan direamer sebelumnya dibuat bertingkat terlebih dahulu dengan tujuan agar rimer tidak menerima beban yang berat (Gambar 2.42). Selain itu agar mendapatkan hasil yang maksimal dan reamer yang digunakan awet, pada saat meramer harus menggunakan putaran mesin yang sesuai dan selalu menggunakan air pendingin atau oli.