Rumus waktu pemesinan mesin bubut CNC (Computer Numerical Control) merupakan perhitungan dalam membuat benda kerja atau komponen pada mesin bubut CNC, lamanya waktu proses pemesinan sangat perlu diketahui/dihitung. Hal ini penting karena dengan mengetahui kebutuhan waktu yang diperlukan, perencanaan produksi dan kegiatan produksi dapat berjalan sesuai jadwal.
Apabila diameter benda kerja, kecepatan potong dan kecepatan penyayatan atau penggeseran pahatnya diketahui, waktu pembubutan dapat dihitung. Waktu pemesinan bubut yang akan kita bahas adalah waktu dalam proses bubut rata, waktu dalam proses bubut muka (facing) dan waktu pengeboran dengan mesin bubut. Perhitungan waktu pemesinan adalah sebagai berikut.
Waktu Pemesinan Bubut Rata
Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pemesinan bubut adalah besar panjang atau jarak tempuh pembubutan (L) dalam satuan mm dan kecepatan pemakanan (F) dalam satuan mm/menit. Pada gambar di bawah menunjukkan bahwa panjang total pembubutan (L) adalah panjang pembubutan rata ditambah start awal pahat (ℓa), di mana L total = ℓa+ ℓ (mm). Untuk nilai kecepatan pemakanan (F), dengan berpedoman pada uraian sebelumnya F= f.n (mm/putaran).
Berdasarkan prinsip kerja pembubutan yang telah diuraikan di atas, maka perhitungan waktu pemesinan bubut rata ™ dapat dihitung dengan rumus berikut.
Menghitung panjang total pembubutan:
L = ℓa+ ℓ (mm)
Menghitung kecepatan pemakanan:
F = f . n (mm/menit)
Menghitung waktu pembubutan:
Keterangan:
- f = pemakanan dalam satau putaran (mm/put)
- n = putaran benda kerja (Rpm)
- ℓ = panjang pembubutan rata (mm)
- la = jarak star pahat (mm)
- L = panjang total pembubutan rata (mm)
- F = kecepatan pemakanan mm/menit
Perhitungan waktu pemesinan bubut muka memiliki prinsip sama dengan menghitung waktu pemesinan bubut rata namun terdapat perbedaan pada arah pemakanan, yaitu melintang. Pada gambar di bawah menunjukkan bahwa panjang total pembubutan (L) adalah panjang pembubutan muka ditambah start awal pahat (ℓa).
Dari ilustrasi gambar di atas dapat diketahui bahwa panjang total pembubutan adalah setengah diameter benda kerja ditambah dengan start awal pahat. Dengan demikian dapat dituliskan dengan rumus sebagai berikut.
L = D/2 + ℓa
Keterangan:
- L: Panjang total
- ℓ: ½ diameter benda kerja
- D: Diameter benda kerja
- ℓa: Start awal pahat
Jadi untuk nilai kecepatan pemakanan (F) dengan mengacu pada uraian sebelumnya, yaitu sebagai berikut.
F= f.n (mm/putaran)
Keterangan:
- F: kecepatan pemakanan (mm/putaran)
- f: pemakanan dalam satu putaran (mm/putaran)
- n: putaran benda kerja (Rpm)
Untuk itu berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan di atas, maka perhitungan waktu pemesinan bubut muka (Tm) dapat dihitung dengan rumus berikut.
Keterangan:
- Tm: Waktu pemesinan (menit)
- L: panjang total pembubutan rata (mm)
- F: kecepatan pemakanan mm/menit
Waktu Pengeboran Pada Mesin Bubut
Sementara itu perhitungan waktu pengeboran pada mesin bubut, pada prinsipnya sama dengan menghitung waktu pemesinan bubut rata dan bubut muka. Akan tetapi perbedaannya hanya terletak pada jarak star ujung mata bornya. Pada gambar di bawah menunjukkan bahwa, panjang total pengeboran (L) adalah panjang pengeboran (ℓ) ditambah star awal mata bor (ℓa = 0,3 d).
Dari ilustrasi gambar di atas jika dituliskan dengan rumus maka panjang total pengeboran adalah sebagai berikut.
L = ℓ + 0,3d (mm)
Keterangan:
- L: Panjang total pengeboran
- ℓ: Panjang pengeboran
- d: Diameter mata bor
Jadi untuk nilai kecepatan pemakanan (F), dengan mengacu pada uraian sebelumnya, yaitu sebagai berikut.
F= f.n (mm/putaran)
Keterangan:
- F: kecepatan pemakanan (mm/putaran)
- f: pemakanan dalam satu putaran (mm/putaran)
- n: putaran benda kerja (Rpm)
Dengan demikian, berdasarkan prinsip-prinsip yang telah diuraikan di atas maka perhitungan waktu pemesinan bubut muka ™ dapat dihitung dengan rumus berikut.
Keterangan:
- Tm: Waktu pemesinan (menit)
- L: panjang total pembubutan rata (mm)
- F: kecepatan pemakanan mm/menit
Contoh-Contoh Soal Pemesinan Bubut CNC
Untuk mempermudah memahami uraian materi di atas maka berikut ini disajikan contoh-contoh soal beserta pembahasannya.
Contoh soal 1:
Sebuah baja lunak berdiameter 56 mm, akan dibubut dengan kecepatan potong (Cs) 35 meter/menit.
Ditanyakan: Berapa besar putaran mesinnya?
Jawaban soal 1:
Kecepatan putaran mesin adalah:
Jadi kecepatan putaran mesin yang digunakan adalah 199 Rpm
Contoh soal 2:
Jika ada sebuah benda kerja akan dibubut dengan putaran mesinnya 900 putaran/menit dan besar pemakanan (f) 0,2 mm/putaran.
Ditanyakan: Berapa besar kecepatan pemakanannya?
Jawaban soal 2:
- F = f x n
- F = 0,2 x 900 = 180 mm/menit.
Jadi, kecepatan pemakanannya adalah 180 mm/menit atau pahat bergeser sejauh 180 mm, selama satu menit.
Contoh soal 3:
Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D) = 50 mm akan dibubut rata menjadi (d) = 40 mm sepanjang (ℓ) = 50, dengan jarak star pahat (ℓa) = 5 mm. Data-data parameter pemesinannya adalah: Putaran mesin = 500 Rpm, dan pemakanan mesin dalam satu putaran (f) = 0,05 mm/putaran.
Ditanyakan: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan rata sesuai data di atas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses adalah …
Jawaban soal 3:
Mencari panjang total penyayatan (L):
- L = ℓa+ ℓ = 50+5 = 55 mm
Menghitung kecepatan pemakanan (F):
- F = f.n = 0,05 x 500 = 25 mm/menit
Menghitung waktu pemakanan:
Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai hasil perhitungan di atas adalah selama 2,2 menit.
Contoh soal 4:
Apabila sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D) = 50 mm akan dibubut rata menjadi (d) = 40 mm sepanjang (ℓ) = 50, dengan jarak star pahat (ℓa) = 5 mm. Data-data parameter pemesinannya adalah: Kecepatan potong (Cs) = 25 meter/menit, dan pemakanan mesin dalam satu putaran (f) = 0,1 mm/putaran.
Jawaban soal 4:
Mencari panjang total penyayatan (L):
- L = ℓa+ ℓ = 50+5 = 55 mm
Menghitung kecepatan putaran mesin:
Menghitung kecepatan pemakanan (F):
- F = f x n = 0,1 x 159 = 15.9 mm/menit
Menghitung waktu pemakanan:
Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai perhitungan di atas adalah selama 3,45 menit.
Contoh soal 5:
Sebuah benda kerja dengan diameter terbesar (D) = 60 mm akan dibubut muka dengan jarak start pahat (ℓa) = 3 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut:
- Putaran mesin = 700 putaran/menit,
- Pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,1 mm/putaran.
Ditanyakan: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan muka sesuai data di atas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses?
Jawaban soal 5:
Mencari panjang total penyayatan (L):
- L = D/2 + ℓa = 60/2 + 3 = 33 mm
Menghitung kecepatan pemakanan (F):
- F = f.n = 0,1 x 700 = 70 mm/menit
Menghitung waktu pemakanan:
Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai hasil perhitungan di atas adalah selama 0,47 menit.
Contoh soal 6:
Jika terdapat benda kerja dengan diameter terbesar (D)=80mm akan di bubut muka dengan jarak star pahat (ℓa) = 3 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Kecepatan potong (Cs) = 50 meter/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,1 mm/putaran.
Ditanyakan: Berapa waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pembubutan muka sesuai data di atas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses?
Jawaban soal 6:
Mencari panjang total penyayatan (L):
- L = D/2 + ℓa = 80/2 + 3 = 43 mm
Menghitung kecepatan putaran mesin:
Menghitung kecepatan pemakanan (F):
- F = f.n = 0,1 x 200 = 20 mm/menit
Menghitung waktu pemakanan:
Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai hasil perhitungan di atas adalah selama 2,15 menit.
Contoh soal 7:
Terdapat sebuah benda kerja akan dilakukan pengeboran sepanjang 38 mm dengan mata bor berdiameter 10 mm. Data parameter pemesinannya ditetapkan sebagai berikut: Putaran mesin = 800 putaran/menit, dan pemakanan dalam satu putaran (f) = 0,04 mm/putaran.
Ditanyakan: Berapakah waktu yang diperlukan untuk melakukan pengeboran pada mesin bubut sesuai data di atas, apabila pemakanan dilakukan satu kali pemakanan/proses?
Jawaban soal 7:
Mencari panjang total pengeboran (L):
- L = ℓ + 0,3d = 38 + (0,3 x 10) = 41 mm
Menghitung kecepatan pemakanan (F):
- F = f.n = 0,04 x 800 = 32 mm/menit
Menghitung waktu pemakanan:
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk pembubutan rata sesuai data di atas adalah selama 1,28 menit.
