Pengeboran (Drilling dan Boring)

      Dalam kehidupan sehari-hari, segala bentuk kegiatan membuat ataupun memperbesar lubang biasa disebut dengan pengeboran (boring). Namun dalam industri manufaktur, pengeboran memiliki pengertian yang berbeda. Secara garis besar dibedakan menjadi dua macam, yaitu drilling dan boring.. Pada dasarnya prosedur kerja dari mengebor dan mengedrill adalah sama. Namun tujuannya berbeda, pengeboran (boring) diartikan sebagai proses untuk memperbesar lubang, sedangkan drill digunakan untuk melubangi benda kerja.

      Drilling adalah operasi yang menghasilkan lubang-lubang bulat pada seluruh bahan,atau memperbesar lubang dengan mata bor (twist drill). Sedangkan yang dimaksud dengan boring ialah operasi yang bertujuan untuk memperbesar lubang yang telah dibor oleh alat potong yang dapat diatur atau core drill. Jenis core drill antara lain seperti counter sink, counter boring, reamer, tap,dan lain sebagainya.

Mesin bor dan kelengkapannya

Mesin drilling dapat juga digunakan untuk boring, namun mata bor yang digunakan berbeda. Mesin bor yang digunakan pada percobaan ini adalah mesin bor manual. Mesin dapat digunakan untuk bermacam-macam operasi seperti srilling, boring, pemotongan ulir, pembuatan ulir dalam maupun luar,dan lain sebagainya.

Jenis-jenis mesin bor :

Secara umum mesin bor dapat digolongkan dalam 5 jenis, yaitu:

a. Mesin bor tangan (mekanik dan elektrik)

b. Mesin bor bangku atau dengan kaki

c. Mesin bor tiang (colum) ataumesin bor tegak (tunggal atau banyak poros)

d. Mesin bor radial

e. Mesin-mesin “jig bor”

Dari beberapa jenis mesin bor tersebut, penggunaannya dalam pemakaian tertentu tergantung lebar lubang dan ukuran benda kerja. Dan dalam proses praktikum ini yang digunakan adalah jenis mesin bor bangku.

Penggunaan dan prinsip kerja Mesin bor bangku :

Jenis mesin bor ini umumnya digunakan untuk mengebor dari lubang-lubang yang berdiameter kecil sampai diameter kira-kira 16 mm. Biasanya alat ini ditempatkan di atas bangku kerja atau suatu dari lembar besi (sheet metal). Kepala mesin dapat digerakkan ke atas dank e bawah sepanjang tiang yang terpasang di meja kerja (alas).

      Penggerak mesin berupa motor listrik yang dapat memutarkan poros dengan sabuk pemutar (belt). Poros berputar di dalam rumah pipa (drill sleeve) yang mana dapat digerakkan ke atas dan kebawah dengan bantuan dari roda gigi dan balok bergigi. Roda gigi berputar dengan tuas pemutar yang menghasilkan tekanan pemakan bagi alat potongnya.

Penjepitan perkakas dengan cekam bor

Cekam bor digunakan untuk memegang perkakas potong yang silindris dan lurus bentuk batangnya. Cekam biasa memiliki 2 atau3 rahang. Ukurannya dapat dapat ditunjukkan oleh diameter terbesar yang dapat digunakan. Mata bor harus dimasukkan sedalam mungkin pada cekam, supaya tidak meleset (slip) selama pengerjaan. Penjepitan dan pengencangannya dapt menggunakan tangan maupun dengan bantuan kunci untuk memperkuat penjepitan. Sebenarnya selain itu masih ada proses penjepitan cekam dan mata bor pada batang tirus, namun untuk mesin yang rutin dipakai, penjepitan pada batang tirus ini sudah disetel dan jarang dilakukan setting ulang,melainkan hanya proses penyesuaian saja. 

Pemegangan dan Penjepitan benda kerja dalam pelubangan

Setiap proses pelubangan, benda kerja harus selalu dijepit atau dipegang dengan pemegang. Hal ini sangat penting karena bila tidak terjepit dan tidak kuat dalam penjepitan akan sangat berbahaya bagi operator dan sering berakibat tidak tepatnya (hasilnya) benda kerja dan dapat pula mematahkan twist drill ataupun mata bor.

Ada beberapa macam cara penjepitan, yaitu:

- memegang benda kerja dengan ragum tangan

- memegang benda kerja dengan ragum mesin

- memegang benda kerja dengan tangan

- penjepitan benda kerja pada meja mesin

      Namun pada proses kerja yang telah dilakukan, penjepitan dilakukan dengan penjepit pada meja mesin. Prinsip kerja penjepitan pada meja mesin adalah: benda keaja dijepit pada meja mesin menggunakan baut T, penjepit-penjepit dan bantalan. Bantalan untuk ujung dari luar penjepit harus sedikit mungkin sama tingginya dengan benda kerja, dan baut harus lebih dekat ke benda kerja. Setelah benda kerja dipasang, baut pada ragum dikencangkan dengan kunci.

Bor spiral (twist drill)

Bor spiral terdiri dari unsur-unsur sudut tatal dan sudut bebas yang biasa terdapat pada alat-alat potong. Keuntungan yang utama dari bor spiral adalah:

- memiliki sudut bibir pemotong yang baik

- diameternya tetap, meskipun sudah diasah

- spirslnya membantu mempercepat laju pengeboran

- mudah dijepit dan dipasang

- beram-beram (cips) lebih muda keluar

      Bor spiral dibuat dari baja karbon, baja campuran, baja kecepatan tinggi dan karbida. Namun jenis material bahan yang paling sering dipakai adalah HSS dan karbaid. Bentuk badan bor tidak silindris benar, garis luarnya tirus, dari ujung sampai batas tangkai,dengan kenaikan sekitar 0,05 mm setiap panjang 100 mm.

Bor spiral memiliki bagian-bagian pokok, yaitu:

a.      Tangkai ;

bentuknya ada dua macam, yaitu silindris dan tirus (morsetirus). Bor yang bertangkai silindris pemasangannya pada penjepit bor. Sedangkan bor yang bertangkai tirus dipasang pda pksi mesin bor yang berlubang tirus.

b.      Badan ;

panjangnya diukur dari batas tangkai sampai ujung bor.

c.       Alur ;

alur memberi bentuk dasar mata pemotong/bibir bor. Memiliki sudut tatal dan mempercepat kelurnya tatal.

d.      Ujung ;

terdiri dari sepasang bibir pemotong dan mata pemotong pada kedua bibir pemotang inilah yang diasah.

e.       Tebal bor ;

tebal bor merupakan tulang punggung spiral, bagian ini terdapat antara dua alur.

f.        Sisi pemotong ;

merupakan bagian kecil bor yang terdapat di sepanjang alur, dan menentukan ukuran bor maupun hasil pengeboran.

g.      Kelonggaran badan.

h.      Pasak.

i.        Tirus.

      Alur bor tidak hanya berfungsi mengeluarkan beram, tetapi juga membentuk sudut tatal pada bibir pemotong. Besarnya sudut tatal ini tergantung dari macam bahan yang dikerjakan. Oleh karena itu bor spiral dibuat bermacam-macam bentuk. Ujung bor harus selalu tajam. Hanya kedua bidng bebas inilah yang yang harus diasah dengan sudut bebes sebesar antara 5 sampai 8 derajat sehingga mendapatkan sudut 55 derajat antara mata sisi silang dan bibir pemotong.

      Walaupun diameter lubang tergantung dari jarak antara kedua sisi potongnya, pisau dan sisi potongnya juga harus dalam kondisi yang baik. Walaupun pengarahan dari bor spiral dilakukan oleh pisaunya tetapi juga dapat dipengaruhi oleh sudut mata bor. Makin kecil sudut mata bornya makin besar gaya pengarah sisinya. Ketidaksimetrian dari penggerindaan mata bor menghasilkan beban yang tidak sama pada sisi potongnya, dan gaya pengarahnya tidak sama besar. Akibatnya ketika bor spiral terdorong dan tdak seimbang, lubangnya akan menjadi lebih besar dari bor spiralnya dan posisi sumbu lubang bergeser/ menyimpang. Selain itu gaya pengarah yang lebih besar pada sudut mata bor yang lebih kecil juga berakibat negatif jika bor spiral digerinda tidak simetris.

Jenis dan pemakaian bor :

1.    Kedalaman penuh memakai kelem pengisi Bor kombinasi dan countersink.

Pemakaian :

Untuk bor senter. Juga untuk memperbesar lubang (boring) sampai kedalaman tertentu.

2.    Bor spiral dua alur

Pemakaian :

-    mengebor lubang tembus

-    mengebor lubang pengarah.

Adakalanya pada sisi potong ditempati logam keras, misalnya karbaid.

3.    Bor ujung rata.

Pemakaian :

-    membuat konterbor

-    mengebor lubang buntu

4.    Bor alur

pemakaian:
-    mengebor rata pada bidang miring atau bidang lengkung

-       membuat konterbor

-       meluruskan lubang yang miring

-       meratakan .mengebor pelat tipis dan logam rapuh (dengan ujung sama seperti bor biasa118 derajat).

Adakalanya pada sisi potong ditempelkan logam keras, misalnya karbaid.

5.    Peluas standard

Pemakaian :

meluruskan lubang tembus

6.    Peluas ujung

pemakaian :

-       meluaskan bidang tembus

-       meluaskan lubang buntu 

-       meluruskan lubang miring

7.    Pahat lubang

Pemakaian:

-       untuk membesarkan lubang tembus

-       membuat konterbor

8.    Bor spiral dengan saluran pendingin

pemakaian:

-       mengebor dalam. Saluran pendingin berfungsi sebagai penyalur pendingin ke sisi potong bor

-       mengebor teliti

9.    Bor spiral bertingkat

Pemakaian:

-       Mengebor

-       Bertingkat

-       membuat kontering

10.               Counterbor
pemakaian: 
untuk memperbesar lubang hingga kedalaman perbesaran yang diinginkan

11.               Countersink
pemakaian:

untuk membuat kontersing. Atau membuat camper pada permukaan lubang.

Operasi mesin bor

v  Memilih bor senter

-    pilih bor senter dengan diameter batang sedikit lebih kecil dari bor yang akan digunakan

-    periksa secara visual apakah sisi potong tidak pecah atau rusak.

v  Memasang bor senter

-    pasang bor senter pada cak (cekam). Jepit batang bor senter sepanjang mungkin, kencangkankan dengan dengan kunci atau dengan tangan saja

-    jalankan spindle. Periksa secara visual apakah bor senter berputar betul.

Untuk keselamatan kerja, pastikan kunci cak dalam ukuran yang benar dan masih dalam keadaan baik. Lepaskan kunci cak setelah

v  Mengebor senter benda kerja

-    jalankan spindle dan sentuhkan ujung senter pada titik tanda benda kerja.

-    bersihkan pendingin dan adakan pengisian tangan sampai kedalaman pengarah senter

-    Naikkan bor senter untuk menaikkan beram (cips)

-    lanjutkan pengeboran benda kerja sedalam penyenteran yang diperlukan

catatan: mengebor senter harus menggunakan pengisian tangan

v  Memilih bor

-    pilih bor pada ukuran yang diperlukan

-    periksa ukuran bor

-    periksa secara visual apakah bor tidak rusak atau usang dan pengasahan sisi potong betul

-    periksa apakah bagian tirus batang bor tidak rusak.

v  Memasang bor

-    pilih sarung bor apabila diperlukan. Bersihkan dan periksa ketirusan dalam dan ketirusan luar

-    bersihkan spindle mesin dan rakitlah

Untuk keselamatan kerja, peganglah leher bor sewaktu merakit sarung ke spindle mesin. Bila perlu pakailah sarung tangan

v  Memeriksa putaran bor

-    jalankan spindle dan periksa secara visual apakah putaran bor sudah betul

catatan: apabila putaran bor tidak betul setelah melakukan langkah 1 dan 2 berarti bor dalam keadaan rusak. Usahakan agar sarung bor yang digunakan sedikit mungkin.

v  Mengebor tembus

-    pilih putaran dan pengisian bor

-    bor benda kerja dengan pengisian tangan sedalam kira-kira 6 mm.

-    periksa apakah bekas pengeboran sudah baik

-    teruskan pengeboran dengan menggunakan kelem pengisi. Gunakan pendingin bila perlu

Untuk keselamatan kerja, buang beram dengan sikat apakah sudah menumpuk di sekitar benda kerja.

Pastikan spindle mesin dalam keadaan berhenti

-    naikkan bor secara berkala untuk membebaskan alurnya dari beram

-    periksa hasil pengeboran secara visual apabila beram biru atau berubah warna. Setel kembali putaran dan pengisian

catatan : apabila mengebor tembus menggunakan tangan, tekanan pengisian harus dikurangi ketika hampir tembus.

v  Mengebor lubang buntu

-    pilih pengisian dan putaran bor

-    lakukan pengisian tangan bor sampai batas diameter penuh bor tecapai

-    setel indek vertical pada nol

-    adakan pengeboran dengan menyisakan 2 mm dari

-    lepaskan kelem pengisi dan lakukan pengeboran sampai ke kedalaman penuh dengan pengisian tangan

-    periksa kedalaman yang dicapai

v  Meluaskan lubang

a. untuk lubang tembus

-    pilih pengisian dan putaran spindle

-    lakukan pengisian dengan tangan setebal 1 mm pada benda kerja 

-    hubungkan kelem pengisi dan berikan pendingin

-    adakan pengisian sedalam kira-kira 3 mm

-    hentikan spindle dan naikkan peluas (bore)

-    periksa ukuran lubang 

-    hubungkan kelem pengisi dan lakukan pengisian sampai peluas tembus pada lubang

-    periksa lubang

     Untuk keselamatan kerja, jauhkan peluas dari benda kerja apabila hendak melakukan pemeriksaan.

b. Untuk lubang buntu

-    pilih pengisian dan putaran spindle

-    hidupkan spindle dan turunkan dengan tangan sampai peluas (bor) menyentuh ringan lubang bor

-    nol-kan indeks vertical (setting nol)

-    hubungkan kelem pengisi dan lakukan pengisian dengan menyisakan 1,5 mm dari kedalaman penuh.

     Berikan pendingin

-    matikan spindle dan naikkan peluas (bor) 

-    periksa kedalaman dan nol-kan kembali indeks vertikal

     Catatan : apabila meluaskan dengan tangan pertahankanlah tekanan agar tetap ringan.

     Untuk perawatan, setelah selesai menggunakan peralatan, bersihkanlah dari beram yang menempel.

     Dan untuk alat-alat seperti mesin bor dan ragum, olesilah dengan oli setelah dibersihkan agar tidak cepat berkarat atau rusak.

     Analisis hasil percobaan dan pengamatan

Proses drilling maupun boring pada dasarnya memiliki prosedur kerja yang sama. Dalam pengoperasiannya, diperlukan analisis untuk menentukan kecepatan pemotongan (cutting speed).

Penentuan cutting speed didasarka pada beberapa factor, antara lain:

» Jenis bahan alat kerja (drill maupun bore)

» Tingkat kekerasan benda kerja

» Macam dan bentuk alat kerja (drill maupun bore)

» Diameter alat kerja (drill maupun bore)

Rumus umum untuk menentukan cutting speed adalah;

V = d x ∏ x n / 1000

V => cutting speed

d => diameter alat potong (drill atau bore)

n => kecepatan rotasi permenit (rpm)

Pilihan rpm pada mesin bor telah ditentukan, sehingga terkadang hasil perhitungan rpm yg harus dipakai tidak pas dengan pilihan yang ada pada mesin bor. Bila hal ini terjadi, maka langkah yang diambil sebaiknya mengutamakan keamanan. Yaitu dengan cara rpm pada mesin bor diset pada angka di bawah angka hasil perhitungan. Langkah ini lebih bijaksana karena dapat mengurangi resiko kerusakan maupun kecelakaan kerja.

Contoh kesulitan yang dialami dalm proses drilling terutama terjadi saat mengawali dan mengakhiri pembuatan lubang. Saat mengawali, mata drill belum memiliki pijakan yang kuat pada benda kerja sehingga dapat bergeser. Selain itu juga terasa berat karena kekuatan hanya bertumpu pada ujung twist drill, sedangkan mata samping, ulir dan tangkai belum dapat berfungsi optimal disebabkan belum terbentuk lubang yang memadai.

Selain itu, saat lubang hampir tembus juga terasa agak berat dan drill mudah tersangkut dan macet. Hal ini dapat disebakan karena pada saat itu lubang sudah cukup dalam dan saat akan menembus benda kerja, cips dapat tejepit mata drill maupun tangkai spiral. Juga dapat disebabkan mata potong drill tersangkut cips sekaligus tersangkut tekstur permukaan bawah benda kerja yang tidak dapat terpotong dengan baik dan justru menggangu jalannya mata potong. Ketegaklurusan twist drill maupun alat bore juga mempengaruhi kelancaran pemotongan dan kualitas benda kerja yang dihasilkan. 

http://dionfredi.blogspot.com/2011/04/proses-drilling-dan-boring.html