Mesin Bubut, Fungsi, Cara Kerja, Jenis, dan Komponennya
Mesin bubut adalah mesin perkakas yang membentuk benda kerja dengan cara memutarnya, lalu menyayat bagian yang tidak diperlukan memakai pahat. Hasilnya berupa komponen berbentuk silinder, kerucut, atau berulir, mulai dari poros mesin sampai perkakas rumah tangga. Panduan ini membahas pengertian, cara kerja, jenis, komponen, dan keselamatan kerja pada mesin ini.
Poin Penting
Ringkasan berikut membantu Anda memahami isi panduan ini dengan cepat sebelum membaca penjelasan lengkapnya.
- Perkakas ini memutar benda kerja, sedangkan pahat bergerak menyayat material sampai ukuran dan bentuk yang diinginkan.
- Proses kerjanya terdiri dari tujuh tahap, mulai dari memasang benda kerja sampai menggantinya dengan benda kerja berikutnya.
- Jenis yang umum dijumpai adalah konvensional, CNC, turret, dan facing lathe.
- Komponen pokoknya meliputi kepala tetap, kepala lepas, eretan, rumah pahat, chuck, lead screw, sistem pendingin, dan bed.
- Peralatan ini termasuk peralatan produksi yang risikonya nyata, sehingga operator dan perusahaan perlu menerapkan K3 sesuai peraturan.
Perlu dicatat bahwa kecepatan potong ditentukan terutama oleh putaran spindle dan diameter benda kerja. Eretan mengatur kedalaman potong dan gerak makan pahat. Pembagian peran ini sering tertukar dalam penjelasan populer, padahal penting untuk hasil bubutan yang baik.
Apa yang Dimaksud dengan Mesin Bubut?
Mesin bubut adalah mesin perkakas yang membuang material dari benda kerja yang berputar. Benda kerja dicekam pada chuck, lalu disayat dengan pahat yang sudah disetel sesuai pekerjaan. Proses ini disebut pembubutan atau turning, dan hasilnya adalah permukaan benda kerja yang bulat, rata, atau berulir.
Dalam pembubutan, benda kerja yang berputar menyediakan gerak potong, sedangkan pahat bergerak lurus menyediakan gerak makan. Eretan memanjang menggerakkan pahat sejajar sumbu benda kerja, dan eretan melintang menggerakkan pahat tegak lurus terhadapnya. Kombinasi kedua gerakan inilah yang membentuk profil akhir benda kerja.
Fungsi Utama Mesin Bubut
Fungsi utamanya adalah membuat benda kerja berpenampang bulat dengan ukuran yang presisi. Pekerjaan yang lazim dilakukan meliputi membubut rata, membubut tirus, membuat alur, memotong ulir, dan mengebor.
Pada perkakas ini juga bisa dilakukan pekerjaan lain, misalnya meratakan muka benda kerja atau membuat lubang sepusat dengan sumbu putar. Karena itu bengkel permesinan hampir selalu menempatkannya sebagai mesin dasar.
Mengapa Kecepatan dan Kedalaman Potong Perlu Diatur
Kecepatan potong dihitung dari diameter benda kerja dikali putaran spindle dikali pi, dibagi 1.000, dengan hasil dalam meter per menit. Nilai yang tepat bergantung pada bahan benda kerja dan bahan pahat. Kecepatan yang terlalu tinggi mempercepat keausan pahat, sedangkan yang terlalu rendah membuat pengerjaan lambat.
Kedalaman potong diatur melalui eretan, dan hasilnya terlihat pada seberapa tebal lapisan yang terbuang dalam satu lintasan. Operator biasanya mengambil beberapa lintasan, dimulai dari pemakanan kasar lalu diakhiri pemakanan halus.
Tahap Persiapan Sebelum Pembubutan
Persiapan pembubutan terdiri dari empat langkah, yaitu memasang benda kerja, memasang pahat, menentukan putaran, dan mengatur posisi awal pahat. Keempatnya menentukan kualitas hasil dan keselamatan operator, sehingga tidak boleh dilewati atau dikerjakan terburu-buru.
- Pemasangan benda kerja. Operator memasang benda kerja pada chuck yang terhubung ke spindle. Pastikan benda kerja tercekam kuat dan berputar stabil sebelum mesin dijalankan penuh.
- Pemasangan pahat. Pahat dipasang pada rumah pahat atau tool holder. Bentuk dan ukuran pahat dipilih sesuai jenis pemotongan, misalnya pemotongan kasar, halus, alur, atau ulir.
- Penentuan kecepatan putaran. Putaran dipilih berdasarkan bahan benda kerja dan jenis pahat. Pilihan yang tepat mencegah keausan pahat berlebihan dan menghasilkan permukaan yang baik.
- Pengaturan posisi pahat. Operator menempatkan pahat pada posisi awal, lalu menetapkan kedalaman potong (depth of cut) dan laju pemakanan (feed rate). Langkah ini sering disebut menentukan titik nol pemakanan.
Titik nol pemakanan adalah acuan semua pengukuran berikutnya. Jika titik ini keliru, seluruh ukuran benda kerja ikut meleset. Operator berpengalaman biasanya menyentuhkan pahat perlahan ke permukaan benda kerja yang berputar, lalu mengatur ulang skala eretan pada posisi tersebut.
Sebelum menyalakan mesin, putar chuck dengan tangan satu putaran penuh untuk memastikan tidak ada bagian yang bersinggungan dengan pahat atau eretan. Pemeriksaan singkat ini mencegah benturan yang dapat merusak pahat maupun benda kerja.
Tahap Pemotongan dan Penyelesaian
Setelah persiapan selesai, pemotongan berjalan dalam tiga langkah, yaitu menyayat benda kerja, mengawasi prosesnya, dan mengganti benda kerja. Pada tahap ini operator harus tetap fokus karena benda kerja, pahat, dan geram bergerak cepat di area yang dekat dengan tangan.
- Pemotongan benda kerja. Pahat digerakkan ke arah benda kerja dan menyayat material yang tidak terpakai sampai terbentuk profil yang diinginkan.
- Pengawasan dan pengendalian proses. Operator memantau kondisi mesin, suara putaran, dan kualitas hasil potong. Jika hasil menyimpang dari prosedur kerja yang ditetapkan, operator menyesuaikan pengaturan.
- Penggantian benda kerja. Setelah pemotongan selesai dan mesin berhenti total, benda kerja dilepas dari chuck. Benda kerja berikutnya dapat dipasang bila masih ada pekerjaan.
Selama pemotongan, geram atau serpihan logam terus terbentuk. Geram panas dan tajam, sehingga jangan dibersihkan dengan tangan kosong dan jangan dibersihkan saat mesin masih berputar. Gunakan kuas atau pengait geram setelah mesin berhenti.
Pemeriksaan ukuran juga dilakukan setelah mesin berhenti. Pengukuran dengan jangka sorong atau mikrometer saat benda kerja masih berputar berbahaya dan memberi hasil yang kurang akurat.
Apa Saja Jenis-Jenis Mesin Bubut?
Jenis yang paling umum adalah konvensional, CNC, turret, dan facing lathe. Masing-masing dirancang untuk kebutuhan produksi yang berbeda, mulai dari pekerjaan satuan di bengkel kecil sampai produksi massal dengan toleransi ketat.
Berikut perbandingan keempat jenis tersebut.
| Jenis | Ciri utama | Kegunaan |
|---|---|---|
| Konvensional | Desain sederhana dan kontrol manual | Pekerjaan satuan atau perbaikan |
| CNC | Dikendalikan program komputer | Produksi presisi dan bentuk kompleks |
| Turret | Kepala pahat memegang beberapa pahat | Produksi berulang tanpa ganti pahat manual |
| Facing lathe | Chuck sangat besar dan tanpa kepala lepas | Benda kerja berbentuk piringan besar |
Pemilihan jenis bergantung pada jumlah produksi, bentuk benda kerja, dan toleransi yang diminta. Untuk satu atau dua komponen, jenis konvensional sering lebih ekonomis. Untuk ribuan komponen identik, CNC atau turret biasanya lebih efisien.
Ciri Khas Tiap Jenis Mesin Bubut
Setiap jenis punya kelebihan dan batasan sendiri. Memahami ciri khasnya membantu Anda menyesuaikan mesin dengan jenis pekerjaan dan kebutuhan pelatihan operatornya.
Bagian ini menguraikan keempat jenis secara berurutan, dari yang paling sederhana sampai yang paling khusus. Perhatikan pula perbedaan cara pemasangan benda kerja dan cara pahat digerakkan pada masing-masing jenis.
Jenis Konvensional
Jenis konvensional memiliki desain sederhana dengan kontrol manual. Operator menggerakkan pahat sendiri melalui handel eretan untuk menyayat permukaan benda kerja.
Kualitas hasilnya sangat bergantung pada keterampilan operator. Karena itu mesin ini cocok untuk pekerjaan satuan, perbaikan, dan pelatihan dasar permesinan.
Jenis CNC
Jenis CNC (Computer Numerical Control) dilengkapi sistem kendali komputer yang menjalankan program pemotongan. Gerakan pahat mengikuti kode program, sehingga bentuk kompleks dapat dikerjakan berulang dengan ukuran yang konsisten.
Otomatisasi dan akurasi yang tinggi membuat mesin ini banyak dipakai di industri otomotif dan dirgantara. Operator tetap harus memahami pemrograman, pemasangan benda kerja, dan prosedur darurat.
Jenis Turret
Jenis turret memiliki kepala revolver yang dapat memegang beberapa pahat sekaligus. Kepala berputar untuk memilih pahat berikutnya, sehingga operator tidak perlu melepas dan memasang pahat setiap berganti jenis pemotongan.
Keunggulan ini menghemat waktu pada produksi berulang. Mesin turret cocok untuk komponen yang membutuhkan beberapa tahap pemotongan, seperti bubut, bor, dan alur dalam satu pencekaman.
Jenis Facing Lathe
Facing lathe memiliki chuck yang jauh lebih besar dibandingkan mesin bubut biasa, dan mesin ini tidak memiliki kepala lepas. Rancangan tersebut membuatnya sesuai untuk benda kerja berdiameter besar namun pendek.
Fungsi utamanya adalah membubut benda kerja berbentuk piringan besar, misalnya flensa atau cakram. Untuk benda kerja panjang dan langsing, mesin jenis lain lebih tepat.
Komponen Utama Mesin Bubut
Komponen utama terdiri dari kepala tetap, kepala lepas, chuck, dan bed. Keempatnya membentuk kerangka dan sistem putar yang menopang seluruh proses pembubutan.
Kondisi keempat komponen ini sangat memengaruhi ketelitian hasil. Keausan pada spindle, chuck, atau jalur bed akan terlihat langsung pada bentuk dan ukuran benda kerja, sehingga pemeriksaan berkala perlu dijadwalkan.
Kepala Tetap (Head Stock)
Kepala tetap berisi poros spindle yang menjadi dudukan chuck atau cekam. Dari sinilah benda kerja menerima putaran untuk proses pembubutan.
Di dalamnya terdapat mekanisme pengatur putaran. Perawatan pelumasan pada bagian ini penting agar putaran tetap halus dan presisi.
Kepala Lepas (Tail Stock)
Kepala lepas dipakai untuk menopang ujung benda kerja yang panjang dengan center. Bagian ini juga sering dipakai untuk pengeboran dan dapat digeser sepanjang alas atau bed.
Dengan penopang ini, benda kerja panjang tidak melentur saat disayat. Kunci kepala lepas harus dikencangkan sebelum mesin dinyalakan.
Chuck
Chuck adalah pencekam yang menjepit benda kerja pada spindle yang berputar. Jenis yang umum adalah chuck rahang tiga untuk benda bulat dan rahang empat untuk benda tidak beraturan.
Benda kerja yang tercekam kurang kuat dapat terlempar saat berputar. Kunci chuck wajib dilepas sebelum mesin dijalankan.
Bed dan Rangka Utama
Bed atau badan mesin adalah struktur utama yang menopang komponen lainnya. Bahannya biasanya besi cor atau baja yang kuat dan stabil, dan rancangannya harus menjaga kestabilan serta presisi mesin.
Pada bed terdapat jalur luncur untuk eretan dan kepala lepas. Jalur ini perlu dijaga bersih dan terlumasi agar tidak cepat aus.
Komponen Penggerak dan Pemotong Mesin Bubut
Komponen penggerak dan pemotong terdiri dari eretan, rumah pahat, lead screw, dan sistem pendingin. Bagian-bagian ini menggerakkan pahat dan menjaga suhu selama pemotongan.
Berbeda dengan komponen utama yang diam, bagian ini bergerak dan bersentuhan langsung dengan benda kerja. Karena itu bagian ini paling sering memerlukan penyetelan, penggantian, dan pembersihan selama pemakaian.
Eretan Memanjang, Melintang, dan Atas
Eretan memanjang, disebut juga eretan bawah, menggerakkan pahat sejajar sumbu benda kerja, yaitu mendekat dan menjauhi chuck. Eretan melintang menggerakkan pahat tegak lurus terhadap sumbu benda kerja.
Eretan atas atau eretan kombinasi menggerakkan pahat ke arah sudut tertentu sesuai penyetelan, misalnya untuk membuat bentuk tirus. Ketiganya bekerja bersama menentukan lintasan pahat.
Rumah Pahat
Rumah pahat adalah tempat pahat dipasang pada eretan. Jenisnya ada yang dapat disetel ketinggian dan sudutnya, ada juga yang standar.
Ketinggian ujung pahat harus sejajar dengan sumbu putar benda kerja. Posisi yang meleset membuat pahat cepat rusak dan permukaan hasil bubutan kasar.
Lead Screw
Lead screw adalah poros berulir yang menggerakkan eretan secara teratur dan teliti, terutama saat memotong ulir pada mesin bubut konvensional. Gerakannya mengikuti putaran spindle melalui roda gigi pengatur.
Jenis CNC umumnya memakai ulir bola (ball screw) yang digerakkan motor servo untuk ketelitian tinggi. Prinsipnya sama, yaitu mengubah putaran menjadi gerak lurus yang terkendali.
Sistem Pendingin (Cooling System)
Sistem pendingin menyalurkan cairan pendingin ke area pemotongan untuk menjaga suhu pahat dan benda kerja. Suhu yang terkendali mencegah deformasi benda kerja dan keausan dini pada pahat.
Cairan pendingin juga membantu membilas geram dari area potong. Periksa kebersihan dan ketinggian cairan secara berkala sebagai bagian dari perawatan rutin, seperti yang dibahas dalam pelatihan Total Productive Maintenance.
Keselamatan Kerja pada Mesin Bubut
Keselamatan kerja pada mesin ini berarti mencegah bagian tubuh, rambut, atau pakaian tertarik benda yang berputar, serta melindungi mata dari geram. Bahaya utamanya adalah terjepit, tersayat, terlempar benda kerja, dan paparan kebisingan.
Undang-Undang Nomor 1 Tahun 1970 tentang Keselamatan Kerja mewajibkan pengurus tempat kerja menerapkan syarat keselamatan pada mesin dan peralatan produksi. Ketentuan lengkapnya dapat dibaca di UU Nomor 1 Tahun 1970 pada JDIH BPK. Secara teknis, Peraturan Menteri Ketenagakerjaan Nomor 38 Tahun 2016 mengatur K3 pesawat tenaga dan produksi, kategori yang umumnya mencakup mesin produksi seperti mesin perkakas. Naskahnya tersedia di JDIH Kemnaker.
Beberapa praktik dasar yang perlu dipatuhi operator sebagai berikut.
- Ikat rambut dan jangan memakai pakaian longgar, dasi, jam tangan, atau perhiasan.
- Jangan memakai sarung tangan saat dekat bagian berputar, karena dapat tertarik.
- Pakai kacamata pengaman dan kelola alat pelindung diri sesuai risikonya.
- Lepas kunci chuck sebelum mesin dinyalakan.
- Pastikan pelindung chuck dan tombol henti darurat berfungsi.
- Terapkan prosedur lock out tag out saat perawatan atau penggantian bagian mesin.
Perusahaan juga perlu mengidentifikasi bahaya dan menilai risikonya sebelum operasi berjalan, misalnya lewat pelatihan HIRADC. Untuk pemeriksaan dan pengujian pesawat tenaga dan produksi, Garuda Systrain menyediakan layanan riksa uji PTP.
Di Mana Mesin Bubut Diaplikasikan?
Perkakas ini dipakai di industri manufaktur, permesinan, otomotif, dirgantara, dan banyak sektor lain. Mesin ini termasuk mesin perkakas paling mendasar karena banyak komponen mesin berbentuk bulat yang dibuat atau diselesaikan melalui pembubutan.
Komponen yang dihasilkan antara lain poros, baut, bantalan, roda gigi, dan komponen presisi lainnya. Di bengkel perawatan pabrik, perkakas ini juga dipakai membuat suku cadang pengganti yang sulit diperoleh.
Perkembangan teknologi CNC membuat mesin ini mampu menghasilkan produk dengan toleransi sangat ketat dan hasil yang konsisten. Kemampuan ini menjadikannya alat penting dalam manufaktur modern. Seiring itu, kompetensi operator dan penerapan K3 menjadi syarat yang sama pentingnya dengan kecanggihan mesinnya.
Di sektor otomotif, misalnya, komponen seperti poros dan bushing dibuat dalam jumlah besar dengan toleransi ketat. Di bengkel kecil, pekerjaan yang sama dilakukan satuan untuk keperluan perbaikan. Kedua situasi ini sama-sama menuntut operator yang paham prosedur kerja aman.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Berikut jawaban singkat atas pertanyaan yang paling sering muncul tentang perkakas ini, baik dari pelajar, teknisi, maupun pengelola pabrik.
Setiap jawaban dapat dibaca terpisah. Untuk penjelasan lebih rinci, rujuk bagian terkait di atas.
Apa fungsi mesin bubut?
Perkakas ini berfungsi membentuk dan memotong benda kerja yang berputar menggunakan pahat. Hasilnya adalah komponen berpenampang bulat, tirus, atau berulir dengan ukuran yang presisi.
Alat ini dipakai untuk membuat komponen mesin sampai alat rumah tangga. Selain membubut, alat ini dapat mengebor, membuat alur, dan memotong ulir.
Apa perbedaan jenis konvensional dan CNC?
Versi konvensional dikendalikan manual oleh operator, sedangkan versi CNC dikendalikan program komputer. CNC menawarkan otomatisasi lebih besar dan akurasi lebih tinggi.
Jenis konvensional lebih ekonomis untuk pekerjaan satuan. CNC lebih unggul untuk produksi berulang dan bentuk yang kompleks.
Apa fungsi chuck?
Chuck berfungsi mencekam benda kerja pada spindle yang berputar. Tanpa cekaman yang kuat, benda kerja dapat bergeser atau terlempar.
Chuck rahang tiga cocok untuk benda bulat, sedangkan rahang empat dipakai untuk benda yang bentuknya tidak beraturan.
Apa yang menentukan kecepatan putaran?
Kecepatan putaran ditentukan oleh bahan benda kerja, bahan pahat, dan diameter benda kerja. Bahan yang lebih keras umumnya memakai kecepatan potong lebih rendah.
Operator dapat mengacu pada tabel kecepatan potong dari produsen pahat, lalu menghitung putaran spindle dari diameter benda kerja.
Bagaimana cara bekerja aman saat membubut?
Pakai kacamata pengaman, ikat rambut, hindari pakaian longgar dan sarung tangan, serta lepas kunci chuck sebelum mesin dinyalakan. Pastikan pelindung dan tombol henti darurat berfungsi baik.
Bersihkan geram hanya setelah mesin berhenti total. Perusahaan juga perlu menilai risiko pekerjaan dan menyediakan pelatihan bagi operator.
Industri apa saja yang memakai perkakas ini?
Perkakas ini dipakai di industri manufaktur, permesinan, otomotif, dirgantara, dan bengkel perawatan. Produk yang dibuat antara lain poros, baut, bantalan, dan roda gigi.
Hampir setiap fasilitas produksi yang membuat komponen logam memerlukan setidaknya satu unit mesin ini.
Penutup
Perkakas ini memutar benda kerja dan menyayatnya dengan pahat untuk menghasilkan komponen presisi. Memahami cara kerja, jenis, dan komponennya membantu Anda memilih mesin yang tepat serta mengoperasikannya dengan benar. Keselamatan kerja harus berjalan beriringan dengan produktivitas.
Jika perusahaan Anda ingin membekali tenaga kerja di area produksi, Garuda Systrain menyediakan pelatihan K3 Manufacture yang relevan untuk lingkungan permesinan. Pelajari juga opsi lain di katalog pelatihan kami.