MESIN GURDI / DRILLING & KELENGKAPANNYA

MESIN GURDI / DRILLING & KELENGKAPANNYA

Proses gurdi adalah proses pemesinan yang paling sederhana di antara proses pemesinan yang lain. Biasanya di bengkel atau workshop proses ini dinamakan proses bor, walaupun istilah ini sebenarnya kurang tepat. Proses gurdi dimaksudkan 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. Gambar 8.1. berikut menunjukkan proses gurdi.

 

Proses gurdi digunakan untuk pembuatan lubang silindris. Pembuatan lubang dengan bor spiral di dalam benda kerja yang pejal merupakan suatu proses pengikisan dengan daya penyerpihan yang besar. Jika terhadap benda kerja itu dituntut kepresisian yang tinggi (ketepatan ukuran atau mutu permukaan) pada dinding lubang, maka diperlukan pengerjaan lanjutan dengan pembenam atau penggerek. 

Pada proses gurdi, beram (chips) harus keluar melalui alur helix pahat gurdi ke luar lubang. Ujung pahat menempel pada benda kerja yang terpotong, sehingga proses pendinginan menjadi relatif sulit. Proses pendinginan biasanya dilakukan dengan menyiram benda kerja yang dilubangi dengan cairan pendingin, disemprot dengan cairan pendingin, atau cairan pendingin dimasukkan melalui lubang di tengah mata bor. 

Karakteristik proses gurdi agak berbeda dengan proses pemesinan yang lain, yaitu :

•  Beram harus keluar dari lubang yang dibuat.
• Beram yang keluar dapat menyebabkan masalah ketika ukurannya besar dan atau kontinyu.
• Proses pembuatan lubang bisa sulit jika membuat lubang yang dalam.
• Untuk pembuatan lubang dalam pada benda kerja yang besar,cairan pendingin dimasukkan ke permukaan potong melalui tengah mata bor.

A. Mesin Gurdi (Drilling Machine) dan Jenis-jenisnya
1. Mesin Gurdi (Drilling Machine)
Gurdi adalah sebuah pahat pemotong yang ujungnya berputar dan memiliki satu atau beberapa sisi potong dan galur yang berhubungan continue disepanjang 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. 

Mesin yang digunakan untuk melakukan proses gurdi adalah Mesin Gurdi/Drilling  Machine. Proses pembuatan lubang bisa dilakukan untuk satu pahat saja atau dengan banyak pahat (Gambar 8.2.). Dalam proses produksi pemesinan sebagian besar lubang dihasilkan dengan menggunakan Mesin Gurdi.

 

2. Jenis-jenis Mesin Gurdi
Mesin Gurdi dikelompokkan menurut konstruksi, umumnya :
a. Mesin Gurdi portable
b. Mesin Gurdi peka
     1) Pasangan bangku
     2) Pasangan lantai
c. Mesin Gurdi vertical
     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

3. Ukuran Mesin Gurdi
Unit Mesin Gurdi portable dispesifikasikan menurut diameter penggurdi maksimum yang dapat dipegangnya. Ukuran dari Mesin Gurdi tegak biasanya ditentukan oleh diameter benda kerja yang paling besar  yang dapat digurdi. Jadi sebuah mesin 600 mm adalah mesin yang memiliki paling tidak ruang bebas sebesar 300 mm antara garis tengah penggurdi dengan rangka mesin. Unit yang lebih kecil dari jenis ini dikelompokkan menurut ukuran penggurdi yang dapat ditampung. 

Ukuran Mesin Gurdi radial didasarkan pada panjang lengannya dalam meter. Ukuran yang umum adalah 1,2 m; 1,8 m; 2,4 m. Dalam beberapa kasus, diameter dari tiang dalam milimeter juga digunakan dalam menyatakan ukuran.

4. Beberapa Mesin Gurdi yang Dipakai pada Proses Produksi :
a. Mesin Gurdi portable dan peka
Mesin Gurdi portable (Gambar 8.3.) adalah Mesin Gurdi kecil yang terutama digunakan untuk operasi penggurdian yang tidak dapat dilakukan dengan mudah pada Mesin Gurdi biasa. Yang paling sederhana adalah penggurdi yang dioperasikan dengan tangan. Penggurdi ini mudah dijinjing, dilengkapi dengan motor listrik kecil, beroperasi pada kecepatan cukup tinggi, dan mampu menggurdi sampai diameter 12 mm. Penggurdi yang serupa, yang menggunakan udara tekan sebagai daya, digunakan kalau bunga api dari motor dapat menimbulkan bahaya kebakaran. 

Mesin Gurdi peka adalah mesin kecil berkecepatan tinggi dengan konstruksi sederhana yang mirip dengan kempa gurdi tegak biasa (Gambar 8.4.). Mesin ini terdiri atas sebuah standar tegak, sebuah meja horizontal dan sebuah spindel vertical untuk memegang dan memutar penggurdi. Mesin jenis ini memiliki kendali hantaran tangan, biasanya dengan penggerak batang gigi dan pinyon pada selongsong yang memegang spindel putar. Penggurdi ini dapat digerakkan langsung dengan motor, dengan sabuk atau dengan piring gesek. Penggerakan piring gesek yang mempunyai pengaturan kecepatan pengaturan sangat luas, tidak sesuai kecepatan rendah dan pemotongan berat. Kempa penggurdi peka hanya sesuai untuk pekerjaan ringan dan jarang yang mampu untuk memutar penggurdi lebih dari diameter 15 mm.

 

b. Mesin Gurdi vertical
Mesin Gurdi vertical, mirip dengan penggurdi peka, mempunyai mekanisme hantaran daya untuk penggurdi putar dan dirancang untuk kerja yang lebih berat. Gambar 8.5. menunjukkan mesin dengan tiang bentuk bulat. Mesin Gurdi semacam ini dapat dipakai untuk mengetap maupun menggurdi.

 

c. Mesin Gurdi gang (kelompok)
Kalau beberapa spindel penggurdi dipasangkan pada meja tunggal, ini disebut sebagai penggurdi gang atau kelompok. Jenis ini sesuai untuk pekerjaan produksi yang harus melakukan beberapa operasi. Benda kerja dipegang dalam sebuah jig yang dapat diluncurkan pada meja dari satu spindel ke spindel berikutnya. Kalau beberapa operasi harus dilakukan, misalnya menggurdi dua lubang yang ukurannya berbeda dan perlu meluaskannya, maka dipasangkan empat spindel. Dengan kendali hantaran otomatis, maka dua atau lebih dari operasi ini dapat berjalan serempak dengan hanya diawasi oleh seorang operator. Pengaturannya, mirip dengan mengoperasikan beberapa kempa gurdi.

d. Mesin Gurdi radial
Mesin Gurdi radial dirancang untuk pekerjaan besar, untuk pekerjaan dengan benda kerja tidak memungkinkan berputar, dan untuk pekerjaan menggurdi beberapa lubang. Mesin ini, yang ditunjukkan pada Gambar 8.6., terdiri atas sebuah tiang vertical yang menyangga sebuah lengan yang membawa kepala gurdi. Lengannya dapat berputar berkeliling ke sembarang kedudukan di atas bangku kerja, dan kepala gurdi mempunyai penyetelan di sepanjang lengan ini. Penyetelan ini memungkinkan operator untuk menempatkan penggurdi dengan cepat di sembarang titik di atas benda kerja. Mesin jenis ini hanya dapat menggurdi dalam bidang vertical. Pada mesin semi-vertical kepalanya dapat diputar pada lengan untuk menggurdi lubang pada berbagai sudut dalam bidang vertical. Mesin universal mempunyai tambahan penyetelan putar pada kepala maupun lengan dan dapat menggurdi lubang pada sembarang sudut.

e. Mesin Turet
Mesin Turet mengatasi keterbatasan ruang lantai yang ditimbulkan oleh kempa gurdi kelompok. Sebuah kempa gurdi delapan stasiun turet ditunjukkan dalam Gambar 8.7. Stasiunnya dapat disetel dengan berbagai perkakas.

 

f. Mesin Gurdi spindel jamak
Mesin Gurdi spindel jamak, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 8.8. untuk menggurdi beberapa lubang secara serempak. Mesin Gurdi ini mampu menggurdi banyak suku cadang dengan ketepatan sedemikian rupa sehingga semua suku cadang mampu tukar. Biasanya, sebuah plat yang dilengkapi dengan selongsong yang dikeraskan sangat dibutuhkan untuk memandu penggurdi secara tepat ke benda kerja. 

Disain yang umum dari mesin ini memiliki rakitan kepala dengan sejumlah spindel atas tetap yang digerakkan dari pinyon yang mengelilingi roda gigi pusat. Spindel yang berhubungan ditempatkan di bawah roda gigi ini dan dihubungkan dengan spindel yang atas dengan poros penggerak tabung dan dua sambungan universal. Tiga spindel bawah, yang membawa penggurdi, dapat disetel meliputi daerah yang luas. 

Mesin Gurdi spindel jamak sering menggunakan sebuah hantaran meja untuk membantu gerakan dari mekanisme kepala beroda gigi yang berat ketika memutar panggurdi. Ini dapat dilakukan dengan beberapa cara: dengan penggerak batang gigi dan pinion, dengan ulir pengarah, atau dengan nok plat putar. Metoda yang tersebut terakhir memberikan gerakan bervariasi yang menghasilkan hantaran yang mendekat dengan cepat dan seragam, serta pengembalian cepat ke kedudukan awal.

 

g. Mesin Gurdi produksi jenis perpindahan
Mesin Gurdi ada yang dirancang sebagai mesin otomatis, dilengkapi suatu rangkaian operasi pemesinan pada stasiun yang berurutan. Prinsipnya adalah garis produksi dari mesin yang berhubungan disinkronisasikan dalam operasi, sehingga benda kerja setelah dipasang pada mesin pertama, akan maju secara otomatis melalui berbagai stasiun untuk penyelesaiannya. Penggunaan mesin dijelaskan sbb. :
1) Meja Pengarah
Benda kerja yang hanya memerlukan sedikit operasi sesuai untuk mesin meja pengarah, dengan dibuat unit vertical maupun horizontal dan diberi jarak di sekeliling tepi meja pengarah.
2) Jenis Perpindahan
Ciri utama dari mesin perpindahan yaitu adanya alat penanganan atau perpindahan yang sesuai di antara stasiun. Metode yang paling sederhana dan paling ekonomis dari penanganan suku cadang adalah dengan menggerakkannya pada rel atau ban berjalan di antara stasiun. Kalau ini tidak dimungkinkan, karena bentuk dari benda kerja, diperlukan sebuah pemegang tetap untuk tempat pengepitan benda kerja. Gambar 8.9. menunjukkan sebuah mesin perpindahan otomatis 35 stasiun yang melakukan berbagai operasi pada kotak transmisi. Pemegang benda kerja berbentuk bangku kecil memegang ketat kotak transmisi selama operasi. Mesin perpindahan berkisar dari unit terkecil yang hanya memiliki dua atau tiga stasiun sampai mesin lurus panjang dengan lebih dari 100 stasiun. Penggunaannya terutama dalam industri mobil. Dengan memadatkan jadwal produksi, dimungkinkan untuk menekan biaya produksi yang tinggi dengan jalan pengurangan karyawan. Produk yang diproses dengan mesin itu termasuk blok silinder, kepala silinder, badan kompresor lemari es, dan suku cadang lain yang serupa. 

 

h. Mesin Gurdi lubang dalam
Beberapa masalah yang tidak dijumpai dalam operasi penggurdian biasa, dapat muncul dalam penggurdian lubang yang panjang/dalam misalnya pada saat menggurdi laras senapan, spindel  panjang, batang engkol, dan lain-lain. Dengan bertambahnya panjang lubang, akan makin sulit untuk menyangga benda kerja dan penggurdi secara baik. Pengeluaran serpihan dengan cepat dari operasi penggurdian diperlukan untuk memastikan operasi yang baik dan ketepatan dari penggurdian. Kecepatan putar dan hantaran juga harus ditentukan dengan teliti, karena kemungkinan terjadi lenturan lebih besar dibanding penggurdi yang lebih pendek. 

Untuk mengatasi hal ini, telah dikembangkan Mesin Gurdi lubang dalam. Disain mesin ini dikembangkan dari jenis horizontal maupun vertical, bisa konstruksi spindel tunggal maupun spindel jamak, dan mungkin bervariasi dalam hal apakah benda kerja atau penggurdi yang harus berputar. Mesin yang banyak dipakai pada umumnya konstruksinya horizontal, menggunakan sebuah penggurdi pistol pemotongan pusat yang mempunyai mata potong tunggal dengan alur lurus sepanjang gurdi. Minyak bertekanan tinggi diberikan kepada mata potong melalui sebuah lubang dalam penggurdi. Pada penggurdi pistol, hantaran harus ringan untuk mencegah pelenturan dari penggurdi.

B. Perkakas Mesin Gurdi
Perkakas sebagai kelengkapan Mesin Gurdi di antaranya ragum, klem set, landasan (blok paralel), pencekam mata bor, sarung pengurang, pasak pembuka, boring head, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.10., dan mata bor seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.11.

• Ragum , Ragum untuk Mesin Gurdi digunakan untuk mencekam benda kerja pada saat akan di bor.
• Klem set, Klem set digunakan untuk mencekam benda kerja yang tidak mungkin dicekam dengan ragum.
• Landasan (blok paralel), Digunakan sebagai landasan pada pengeboran lubang tembus, untuk mencegah ragum atau meja mesin turut terbor.
• 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.
• Sarung bor (drill socket, drill sleeve),Sarung bor digunakan untuk mencekam mata bor yang bertangkai konis.
• Pasak pembuka, Digunakan untuk melepas sarung pengurang dari spindel bor atau
  melepas mata bor dari sarung pengurang.
• Boring head , Digunakan untuk memperbesar lubang baik yang tembus maupun
  yang tidak tembus.

• Mata bor, 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.
• Bor spiral, Digunakan untuk pembuatan lubang yang diameternya sama dengan diameter mata bor.
• Mata bor pemotong lurus, Digunakan untuk material yang lunak seperti kuningan, tembaga, perunggu dan plastik.
• Mata bor untuk lubang yang dalam (deep hole drill) , Digunakan untuk membuat lubang yang relatif dalam.
• Mata bor skop (spade drill) Digunakan untuk material yang keras tetapi rapuh. Mata potong dapat diganti-ganti.
• 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.