Parut (Broaching)

Parut (Broaching)

Parut menggunakan perkakas pemotong mata jamak (multiple-tooth cutting tool) dengan menggerakkan perkakas secara linear relatif terhadap bendakerja dalam arah sumbu perkakas seperti ditunjukkan dalam gambar 9.30 berikut ini.



Gambar 9.30  Operasi pemarutan (broaching)

Keuntungan pemakaian mesin ini adalah :
-    permukaan akhir bagus,
-    toleransi ketat (close tolerance), dan
-    bentuk yang dapat dikerjakan beragam.

Kerugiannya mesin ini harganya mahal.

Terminologi dan geometri perkakas; ditunjukkan dalam gambar 9.31.
Perkakas mesin ini memiliki sejumlah gigi dengan ukuran yang berbeda-beda. Hantaran dilakukan dengan peningkatan ukuran gigi secara bertahap. Gerakan hantaran dapat dilakukan oleh perkakas atau bendakerja. Jumlah material yang dapat dilepaskan merupakan jumlah kumulatif dari tahapan pemotongan oleh semua gigi perkakas. Gerakan pemotongan dihasilkan oleh gerakan linear perkakas melewati permukaan bendakerja. Bentuk permukaan potong ditentukan oleh kontour tepi potong, khususnya tepi potong yang terakhir. Karena memiliki geometri yang kompleks dan menggunakan kecepatan potong yang rendah, maka pada umumnya perkakas dibuat dari material baja kecepatan tinggi (high-speed steel, HSS). Untuk pemesinan logam yang keras (misalnya besi tuang), digunakan mata potong sisipan dari bahan karbida semented yang disolder atau dipasang secara mekanik pada perkakas.


Gambar 9.31  Terminologi dan geometri perkakas

Terdapat dua jenis operasi mesin parut, yaitu eksternal (disebut juga parut permukaan), dan internal seperti ditunjukkan dalam gambar 9.32 berikut ini.



Gambar 9.32  Beberapa macam bentuk yang dapat dipotong dengan mesin parut

(a)    Parut eksternal dilakukan pada permukaan luar bendakerja untuk memperoleh bentuk bidang-lintang pada permukaan (gambar 9.32.a).
(b)    Parut internal dilakukan pada permukaan dalam suatu lubang bendakerja. Sebelum proses ini dilakukan, harus dibuat dahulu lubang awal agar perkakas dapat masuk ke dalam bendakerja (gambar 9.32.b).
Prinsip dasar dari mesin pembesar lubang adalah gerakan linear perkakas melewati bendakerja yang diam. Mesin pembesar lubang dapat diklasifikasikan atas pembesar lubang vertikal dan horisontal.



Peggergajian (Sawing)
Penggergajian adalah proses pemotongan bendakerja dengan celah yang sempit, menggunakan perkakas yang memiliki sejumlah gigi dengan jarak yang rapat. Penggergajian pada umumnya digunakan untuk memotong bendakerja menjadi dua bagian atau memotong bagian dari bendakerja yang tidak diperlukan.
Pada kebanyakan operasi penggergajian, bendakerja dipegang secara tetap sedang pisau gergaji bergerak relatif terhadap bendakerja. Berdasarkan gerakan pisau gergajinya, penggergajian dapat diklasifikasikan atas tiga jenis dasar seperti ditunjukkan dalam gambar 9.34 berikut ini.

(a)    Gergaji ulak-alik (gambar 9.34.a) pada umumnya digunakan untuk operasi pemotongan. Pisau gergaji ulak-alik merupakan perkakas tipis dan lurus dengan gigi potong pada satu sisi. Proses pemotongan dilakukan dengan menggerakkan pisau gergaji ke depan, sedang gerakan balik pisau gergaji dalam kondisi tidak bekerja (idle). Oleh karena itu pemotongan berlangsung secara tidak kontinu, sehingga kurang efisien dibandingkan dua jenis gergaji yang lain yang dapat bekerja secara kontinu. Gergaji ulak-alik dapat dilakukan baik secara manual maupun dengan daya. Daya digunakan untuk menggerakkan mekanisme kecepatan sesuai dengan yang diinginkan, juga untuk kecepatan hantaran/makan (feed rate) atau tekanan penggergajian (sawing press).



Gambar 9.34  Tiga jenis operasi penggergajian (a) gergaji ulak-alik (hacksawing), (b) gergaji pita/sabuk (bandsawing), dan (c) gergaji bulat (circular sawing).


(b)    Gergaji pita (gambar 9.34.b) merupakan proses penggergajian dengan gerakan linear secara kontinu, menggunakan pisau gergaji bentuk pita tanpa ujung (loop tertutup) yang fleksibel dengan gigi-gigi pada satu sisinya. Gergaji pita menggunakan mekanisme puli untuk menggerakkan dan memandu pisau gergaji ke bendakerja. Gergaji pita dapat diklasifikasikan atas dua jenis yaitu gergaji pita vertical  dan gergaji pita horizontal. Gergaji pita vertical selain digunakan untuk memotong, juga digunakan untuk membuat kontour (contouring) dan celah (slotting).
-    Mesin gergaji pita vertical dapat dioperasikan baik secara manual (operator memandu dan menghantarkan bendakerja ke pisau gergaji) maupun secara automatik (bendakerja dihantarkan ke pisau gergaji dengan daya). Inovasi terakhir mesin gergaji pita vertical ini sudah dilengkapi dengan CNC sehingga dapat digunakan untuk membuat kountur yang kompleks.
-    Gergaji pita horisontal biasanya digunakan untuk operasi pemotongan seperti gergaji ulak-alik.
(c)    Gergaji bulat (gambar 9.34.c) menggunakan pisau gergaji putar sehingga gerakan pisau gergaji ke bendakerja dapat dilakukan secara kontinu. Gergaji bulat sering digunakan untuk memotong batang panjang, pipa, dan bentuk-bentuk memanjang lainnya. Gerakan memotongnya mirip dengan operasi frais celah (slot milling), tetapi pisau gergaji lebih tipis dan memiliki lebih banyak gigi pemotong dibandingkan dengan perkakas frais celah. Mesin gergaji bulat memiliki spindel untuk memutar pisau gergaji dan mekanisme hantaran untuk menggerakkan pisau gergaji putar ke bendakerja.
Dua jenis operasi yang berkaitan dengan gergaji bulat adalah :
-    pemotong abrasif (abrasive cutoff) dan
-    gergaji gesek (friction sawing).
Pemotong abrasif menggunakan piringan abrasif untuk melakukan operasi pemotongan pada bahan keras yang sulit digergaji dengan pisau gergaji konvensional.
Gergaji gesek menggunakan piringan baja yang diputar ke bendakerja dengan kecepatan sangat tinggi, menghasilkan panas gesek yang dapat menyebabkan bahan (logam) menjadi cukup lunak, sehingga piringan baja tersebut dapat menghasilkan penetrasi menembus bendakerja.

Pisau Gergaji
Untuk ketiga jenis operasi penggergajian di atas, pisau gergaji memiliki ciri-ciri umum yaitu seperti ditunjukkan dalam gambar 9.35 berikut ini.


Gambar 9.35  Bentuk pisau gergaji : (a) nomenklatur untuk geometri pisau gergaji (b) dua jenis bentuk gigi (tooth form), (c) dan dua jenis setelan gigi (tooth set)
(a)    Nomenklatur untuk geometri pisau gergaji (gambar 9.35.a), meliputi :
-    sudut garuk/sudut muka (rake angle/face angle),
-    sudut ruang bebas (clearance angle),
-    jarak gigi (tooth spacing),
-    alur antara gigi (gullet), dan
-    kedalaman alur (gullet depth).
Jarak gigi adalah jarak antara gigi yang berdekatan pada pisau gergaji, parameter ini menentukan ukuran gigi dan ukuran alur (gullet) antara gigi;
Alur adalah merupakan ruang untuk pembentukan serpihan oleh gigi potong yang berdekatan.
(b)    Bentuk pisau gergaji (gambar 9.35.b) yang paling umum digunakan pada gergaji ulak-alik dan gergaji pita  adalah :
-    gigi lurus (straight tooth), dan
-    gigi pemotong bawah (undercut tooth).
Gigi lurus memiliki sudut garuk nol digunakan untuk pisau gergaji kecil, sedang gigi pemotong bawah digunakan untuk pisau gergaji yang lebih besar.
(c)    Setelan gigi (gambar 9.35.c) memungkinkan celah potong (kerf cut) yang dihasilkan oleh pisau gergaji lebih lebar daripada ketebalan pisau gergaji itu sendiri, sehingga pisau gergaji tersebut tidak terjepit oleh dinding celah yang baru terbentuk. Dua jenis setelan gergaji, yaitu :
-    setelan lurus (straight set), dan
-    setelan garuk (raker set).
Setelan lurus memiliki setelan gigi ke kanan dan gigi berikutnya ke kiri, digunakan untuk kuningan, tembaga, dan plastik;
Setelan garuk terdapat satu gigi lurus berselang-seling dengan dua gigi yang arahnya berlawanan, digunakan untuk pemotong baja dan besi (logam keras).