SCRUTINISING HOLE MAKING

Pendahuluan
Penjelasan teknik tentang Scrutinising Hole Making adalah Proses penelitian pembuatan lubang. Didalam tugas ini saya akan menjelaskan tentang mesin yang digunakan untuk proses pelubangan pada benda kerja dan bahan material yang digunakan untuk membuat lubang.
1.1 Permesinan
Pada proses Hole Making mesin yang digunakan adalah mesin seperti: Mesin gurdi, mesin bubut, mesin frais dan mesin bor dalam proses pembuatan lubang. Sistem kerja pada mesin bor dan mesin gurdi adalah benda kerja yang dijepit pada ragum dengan posisi diam dan mata bor yang berputar, mata bor inilah yang digunakan untuk membuat lubang pada benda kerja.
Perbedaan proses antara mesin gurdi dengan mesin bor adalah Proses gurdi sebagai proses pembuatan lubang bulat dengan menggunakan mata bor (twist drill). Sedangkan proses bor (boring) adalah proses meluaskan/memperbesar lubang yang bisa dilakukan dengan batang bor (boring bar) yang tidak hanya dilakukan pada mesin gurdi, tetapi bisa dengan mesin bubut, mesin frais, atau mesin bor.
Sebuah pahat gurdi memiliki satu atau beberapa sisi potong dan melakukan gerak potong karena diputar poros utama mesin gurdi. Putaran tersebut dapat dipilih dari beberapa tingkatan putaran yang tersedia pada mesin gurdi, atau ditetapkan sekehendak bila sistem transmisi putaran mesin gurdi merupakan sistem berkesinambungan. dan galur yang berhubungan continue di sepanjang badan gurdi. Galur ini, yang dapat lurus atau helix, disediakan untuk memungkinkannya lewatnya serpihan atau fluida pemotong. Meskipun gurdi pada umumnya memiliki dua galur, tetapi mungkin juga digunakan tiga atau empat galur, maka gurdi kemudian dikenal sebagai penggurdi inti. Penggurdi semacam ini tidak dipakai untuk memulai sebuah lubang, melainkan untuk meluaskan lubang atau menyesuaikan lubang yang telah digurdi atau diberi inti.

1.2 Jenis-Jenis Mesin Gurdi
Mesin gurdi dikelompokkan menurut konstruksi, umumnya:
A. Mesin gurdiportable
B. Mesin gurdi peka
1) Pasangan bangku
2) Pasangan lantai
C. Mesin gurdi vertikal
1) Tugas ringan
2) Tugas berat
3) Mesin gurdi gang (kelompok)
D. Mesin gurdi radial
E. Mesin gurdi turet
F. Mesin gurdi spindel jamak
1) Unit tunggal
2) Jenis perpindahan
G. Mesin gurdi produksi otomatis
1) Meja pengarah
2) Jenis perpindahan
H. Mesin gurdi lubang dalam

1.3 Alat pendukung dari mesin gurdi
1. Ragum untuk mesin gurdi digunakan untuk mencekam benda kerja pada saat akan di bor.
2. Klem set digunakan untuk mencekam benda kerja yang tidak mungkin dicekam dengan ragum.
3. Landasan (blok paralel) Digunakan sebagai landasan pada pengeboran lubang tembus, untuk mencegah ragum atau meja mesin turut terbor.
4. Pencekam mata bor Digunakan untuk mencekam mata bor yang berbentuk silindris. Pencekam mata bor ada dua macam, yaitu pencekam dua rahang dan pencekam tiga rahang.
5. Sarung bor (drill socket, drill sleeve) Sarung bor digunakan untuk mencekam mata bor yang bertangkai konis.
6. Pasak pembuka Digunakan untuk melepas sarung pengurang dari spindel bor atau melepas mata bor dari sarung pengurang. .
7. Boring head Digunakan untuk memperbesar lubang baik yang tembus maupun yang tidak tembus
8. Mata bor merupakan alat potong pada mesin gurdi, yang terdiri dari bor spiral, mata bor pemotong lurus, mata bor untuk lubang yang dalam (deep hole drill), mata bor skop (spade drill), dan mata bor stelite.
9. Bor spiral digunakan untuk pembuatan lubang yang diameternya sama dengan diameter mata bor.
10. Mata bor pemotong lurus Digunakan untuk material yang lunak seperti kuningan, tembaga, perunggu, dan plastik.
11. Mata bor untuk lubang yang dalam (deep hole drill) Digunakan untuk membuat lubang yang relatif dalam.
12. Mata bor skop (spade drill) Digunakan untuk material yang keras tetapi rapuh. Mata potong dapat diganti-ganti.
13. Mata bor stelite Digunakan untuk membuat lubang pada material yang telah dikeraskan. Mata bornya mempunyai bentuk segitiga dan terbuat dari baja campuran yang tahan panas












Gambar bagian mata bor
















Gambar mata bor
1.4 Material Pahat dan Mata bor
Proses pembentukan geram dengan cara pemesinana berlangsung, dengan cara mempertemukan dua jenis material. Untuk menjamin kelangsungan proses ini maka jelas di perlukan material pahat dan mata bor yang lebih unggul daripada material benda kerja. Keuunggulan tersebut dapat di capai karena pahat dan mata bor di buat dengan memperhatikan berbagai segi yaitu :
1. Keras : kekerasan yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja tidak saja pada temperature ruang melainkan juga pada temperature tinggi pada saat prosespembentukan geram berlangsung.
2. Keuletan :yang cukup besar untuk menahan beban kejut yang yerjadi sewaktu peseninan dengan interupsi maupun sewaktu enda kerja memotong yang mengandung partikel atau bagian yang keras (hard spot).
3. Tahan beban kejut termal: ketahanan ini diperlukan bila terjadi perubahan temperature yang cukup besar secara berkala atau periodic.
4. Sifat adhesi yang rendah : diperlukan untuk mengurangi avinitas benja kerja terhadap pahat, mengurangi laju keausan, serta penurunan gaya pemotongan.
5. Daya larut elemen /komponen material pahat yang rendah : di butuhkan demi untuk memperkecil laju keausan akibat mekanisme difusi.
Beberapa contoh urutan material bahan paling “lunak” tetapi “ulet” sampai yang paling “keras” tetapi “getas” yaitu :
1. Baja karbon (high Carbon Steel; Carbon Tool Steels; CTS
2. HSS (High Speed Steels; Tool Steels)
3. Paduan cor nonferro (cast nonferrous alloys; cast carbides)
4. Karbida (cemented carbides; hardmetals)
5. Keramik (ceramics)
6. CBN (cubic boron nitrides), dan
7. Intan (sintered diamonds & natural diamond)
Penjelasan material bahannya :
1. BAJA KARBON
Baja dengan kandungan karbon yang relative tinggi (0,7% - 1,4% C) tanpa unsur lain dengan presentasi unsur lain yang rendah (2% Mn, W, Cr) mampu mempunyai kekerasan permukaan yang cukup tinggi. Dengan proses laku panas kekerasan yang tinggi ini (500 – 1000 HV) dicapai akan menjadi transformasi martensitik. Karena mertensitik akan melunak pada temperature sekitar 250oC maka hanya karbon ini hanya bisa digunakan pada kecepatan potong yang rendah. Pahat jenis ini hanya dapat digunakan untuk memotong logam yang lunak ataupun kayu.
2. HSS (High Speed Steels; Tool Steels)
Pada tahun 1898 ditemukan jenis baja paduan tinggi dengan unsur paduan krom (Cr) dan tungsten/wolfram (W). melalui proses penuangan (molten metallurgy) kemudian di ikuti pengerolan ataupun penempaan baja ini di bentuk menjadi batang,atau silinder. Pada kondisi lunak baja tersebut dapat diproses secara pemesinan menjadi berbagai bentuk pahat potong. Setelah proses laku panas dilaksanakan, kekerasannya akan cukup tinggi sehingga dapat digunakan untuk kecepataqn potong yang tinggi (sampai dengan 3 kali kecepatan potong untuk pahat CTS yang dikenal pada saat itu sekitar 10 m/menit)
Pengaruh unsur-unsur tersebut pada unsure besi dan karbon adaah sebagai berikut
 Tungsten/Wolfram (W)
 Chromium (Cr)
 Vanadium (V)
 Molybdenum (Mo)
 Cobalt (Co)

3. PADUAN COR NONFERRO
Sifat-sifat paduan cor nonferro adalah diantara HSS dan Karbida (Cemented Carbide) dan digunakan dalam hal khusus diantara pilihan dimana karbida terlalu rapuh dan HSS menpunyai hot hardness dan wear resistance yang terlalu rendah.
Jenis material ini di bentuk secara tuang menjadi bentuk-bentuk yang tidak terlampau sulit misalnya tool bit (sisipan) yang kemudian diasah menurut geometri yang dibutuhkan.
Paduan nonferro terdiri dari 4 macam eleman utama adalah sebagai berikut :
1. Cobalt : sebagai pelarut bagi elemen-elemen lain.
2. Krom (Cr) : (10% s.d 35% berat) yang membentuk karbida
3. Tungsten/Wolfram (W) : (10% s.d 25% berat) sebagai pembentuk karbida menaikan karbida secara menyeluruh.
4. Karbon : (1% C membentuk jenis yang relaitif lunak sedang 3% C menghasilkan jenis yang keras serta tahan aus.
4, 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 (1000oC pemanasan mula untuk menguapkan bahan pelumas) dan kemudian sintering (1600oC) 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 (WC + Co) yang merupakan jenis pahat karbida untuk memotong besi tuang.
2. Karbida Tungsten Paduan (WC – TiC + Co ; WC – TaC –TiC + Co ; WC – TaC + Co ; WC - Tic – TiN + Co ; TiC + Ni, Mo) merupakan jenis karbida untuk pememotongan baja.
3. Karbida Lapis yang merupakan jenis karbida tungsten yang di lapis (satu atau beberapa lapisan) karbida, nitride, atau oksida lain yang lebih rapuh tetapi hot hardnessnya tinggi.

5. KERAMIK
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 dapat di bedakan menjadi dua jenis utama :
1. Keramik tradisional yang merupakan barang pecah belah peralatan rumah tangga
2. Keramik industry digunakan untuk berbagai untuk berbagai keperluan ssebagai 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 ssebagai 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

6. CBN (CUBIC BORON NITRIDE)
CBN termasuk jenis keramik. Di buat dengan penkanan panas (HIP, 60kbar, 1500C) sehingga bentuk grafhit putih nitride boron dengan strukrur atom heksagonal berubah menjadi struktur kubik. Pahat sisipan CBN dapat di buat dengan menyinter serbuk BN tanpa atau dengan material pengikat QUOTE 12 AL2O3"> 12 AL2O3">, TiN atau Co. hot hardness CBN ini sangat tinggi disbanding dengan jenis pahat yang lain.

7. INTAN
Sintered Diamond merupakan hasil proses sintering serbuk intan tiruan dengan pengikat Co (5%-10%). Hot hardness ssasngat 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 terdifusi 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, Rubber).

1.5 Proses Pembuatan
 Proses mixing. Merupakan proses pencampuran (mixing) antara serbuk logam dengan bahan aditif.
 Proses pembentukan (forming). Yaitu 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.
 Proses manufaktu.
 Proses finishing.