Mekanisme Pembentukan Geram

Didalam proses pemotongan/perautan logam pemisahan material benda kerja atau pembentukan geram oleh pahat, merupakan syarat utama terjadinya proses pemotongan/perautan tersebut. Untuk itu terdapat tiga hal dasar didalam pembentukan geram yaitu :

1.        Pahat (tool) harus lebih keras dan tahan aus disbanding dengan benda kerja.

2.        Harus ada bagaian pahat yang makan ke benda kerja sesuai dengan pemakanan dan kedalaman potong yang direncanakan.

3.        Harus ada gerakan relatif atau kecepatan potong (cutting speed) antara pahat dengan benda kerja dengan gaya potong yang cukup untuk mengalami tahanan spesifik dari material benda kerja.

Teori tentang terjadinya geram dapat dilihat pada gambar. Logam yang biasanya bersifat ulet, apabila mendapat tekanan akan timbul tegangan (stress) didaerah sekitar konsentrasi gaya penekanan dari mata potong pahat, tegangan pada benda kerja tersebut mempunyai orientasi yang kompleks dan pada salah satu arah akan terjadi tegangan geser (shear stess) yang maksimum. Apabila tegangan geser itu melebihi kekuatan logam yang bersangkutan, maka akan terjadi perubahan bentuk yang menggeser dan memutuskan logam atau benda kerja diujung pahat pada suatu bidang geser. Bidang mempunyai lokasi tertentu yang membuat sudut terhadap vektor kecepatan dan dinamakan sudut geser (shear angle)

Gambar  Analogi Tumpukan Kartu

Gambar Teori Terjadinya Geram

Proses pembentukan geram dapat diterangkan dengan analogi tumpukan kartu. Apabila tumpukan kartu disejajarkan dan diatur sedikit miring, sesuai dengan sudut geser kemudian dipotong dengan sebuah papan yang membuat sudut terhadap garis vertical, sesuai dengan sudut geram maka kartu diujung papan bergeser ke arah relatif terhadap kartu dibelakangnya. Pergeseran tersebut berlangsung secara berurutan dan kartu terdorong lewat bidang papan. Analogi kartu tersebut menerangkan keadaan sesungguhnya dari Kristal logam atau struktur butir (metalografis) yang terjadi perubahan (deformasi). Sehingga merupakan lapisan tipis yang tergeser pada bidang geser.

BENTUK GERAM

Geram hasil pemotongan memiliki bentuk yang bermacam – macam tergantung dari jenis material benda kerjanya dan kondisi pemotongan yang digunakan. Adapun bentuk geram secara garis besar dapat digolongkan menjadi tiga macam, yaitu :

1.             Geram kontinyu (continous chips)

Geram kontiyu adalah geram yang umumnya ikut bersama – sama pahat yang kemudian terpisah, tetapi geramnya sendiri ikut terus tersambung membentuk gulungan geram yang panjang. Gulungannya sering seperti spiral atau lurus memanjang. Geram ini terjadi pada proses permesinan pada mesin perkakas dengan kecepatan potong tinggi dengan menggunakan material yang ulet.

2.             Geram tak kontiyu (discontinuous chips)

Geram tak kontiyu adalah yang bentuknya terputus – putus dimana segmen – segmennya tidak terikat satu dengan yang lainnya. Hal ini disebabkan karena distorsi pada logam yang berdekatan dengan pahat menghasilkan crack (retak) dan terlempar dari pahat. Geram ini didapatkan dalam proses pemesinan bahan yang rapuh seperti besi cor. Geram tak kontiyu dapat juga terbentuk pada beberapa bahan yang ulet kalau koefisien geseknya tinggi, tetapi geram ini pada bahan ulet menunjukkan kondisi pemotongan yang buruk.

3.             Geram kontiyu dengan built up edge (continous with a built up edge), BUE

Geram ini terjadi pada proses pemotongan dengan material yang ulet dan mempunyai koefisien gesek yang tinggi. Pada saat pemotongan , geram mengalir diatas bidang geram pahat, karena koefisien gesek yang tinggi maka terdapat geram yang menempel pada ujung pahat yang ikut mendorong bagaian belakang geram. Karena pada tool dan benda kerja terjadi panas yang berlebihan maka geram tersebut meleleh dan melekan pada ujung pahat potong yang makin banyak. Geram jenis ini dapat menyababkan benda kerja yang dipotong menjadi kasar. Biasanya karena pemakanan yang besar dengan kecepatan potong rendah.

 

                                                                    Bentuk Geram

Read More

Bentuk Dan Geometri Pahat

Proses pemesinan menggunkan pahat sebagai perkakas potong dan geometri pahat merupakan salah satu faktor terpenting yang menentukan keberhasilan proses pemesinan. Geometri pahat harus dipilih sesuai dengan jenis material benda kerja, material pahat dan kondisi pemotongan sehingga salah satu objektif dapat tercapai. Ada beberapa sudut pahat antara lain sudut potong utama (Kr), sudut geram (γo) dan sudut miring (). Ketiga sudut pahat tersebut memang memegang peranan penting dalam proses pemesinan. Selain itu, masih ada beberapa sudut pahat yang mempunyai fungsi tertentu untuk menjamin kelancaran proses pemotongan. Gerak potong dan gerak makan dapat dilakukan dengan berbagai cara, sesuai dengan jenis mesin perkakas yang digunakan, maka bentuk/rupa pahat potong dapat berlainan. Karena fungsinya sama, yaitu sebagai alat untuk menghasilkan geram maka karakteristik geometric setiap pahat akan sama.

Pahat yang sering digunakan dalam proses perautan atau pemotongan logam adalah pahat bermata potong tunggal (single point cutting tool). Bentuk dan geometri tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

                         Bentuk dan geometri pahat bermata potong tunggal

           

Keterangan gambar :

Aγ        = Bidang geram

Aα       = Bidang utama

A’α      = Bidang bantu

S          = Mata potong

S’         = Mata potong bantu

Bagian – bagian dari pahat di atas dapat didefinisikan sebagai berikut :

Ø  Bidang pahat

Merupakan permukaan aktif pahat dimana setiap pahat mempunyai bidang aktif dengan jumlahmata potong (tunggal atau jamak)

1)             Bidang geram (face) yaitu bidang dimana geram mengalir.

2)             Bidang utama (mayor flank) yaitu bidang yang menghadap permukaan benda kerja

3)             Bidang bantu (minor flank) yaitu bidang yang menghadap permukaan terpotong benda kerja.

Ø  Mata potong pahat

Merupakan tepi dari bidang geram yang aktif memotong.

1)             Mata potong mayor (mayor cutting edge) yaitu garis pemotongan antara bidang geram dan bidang utama.

2)             Mata potong minor (minor cutting edge) yaitu sisi pertemuan antara bidang geram dan bidang bantu.

Ø  Geometri pahat

Geometri pahat merupakan salah datu factor yang terpenting untuk menentukan keberhasilan proses pemesinan. Oleh karena itu geometri pahat harus dipilih dengan tepat disesuaikan dengan jenis material benda kerja, material pahat, dan kondisi pemotongan sehingga salah satu atau beberapa obyek dapat tercapai. Beberapa obyek itu antara lain adalah :

a)             Tinggi rendahnya daya dan gaya pemotongan.

b)             Halusnya permukaan benda kerja setelah diproses.

c)             Ketelitian geometri produk dan tingginya umur pahat.

Dengan menentukan sudut- sudut pahat yang cocok bagi suatu pekerjaan yang spesifik maka proses pemesinnan dapat di optimumkan. Untuk menganalisa geometri pahat diperlukan suatu sistim bidang referensi dimana sudut dapat ditentukan harganya. Geometri pahat yang dibahas hanya pada pahat bermata potong tunggal (single point cutting tools). Sudut-sudut yang terdapat pada mata pahat disebut sudut utama pahat (basic tool angel).

1)            Sudut geram (back rake angel)

Sudut ini berpengaruh pada saat pembentukan geram. Jika sudut ini diperbesar maka akan menaikan umur pahat dan menurunkan gaya potong yang dibutuhkan selama proses pemotongan.

2)            Sudut bebas (end relief angel)

Sudut ini dapat mengurangi gesekan yang terjadi antara bidang utama dan benda kerja. Sudut ini sebaiknya tidak terlalu besar karena jika terlalu besar akan menguragi kekuatan dari pahat.

3)            Sudut bibir (lip angel)

Sudut pahat ini terletak diantara sudut bebas dan sudut geram, sudut ini merupakan sudut penampang pahat.

Read More