Mengenal Mesin Bor Drilling Machine Operations

Gambar 1. Menggunakan center punch

Banyak pekerjaan yang bisa dilakukan dengan menggunakan mesin bor (drilling machine). Pengaturan (setup) dari sebuah drilling machine sebelum dioperasikan harus secara hati-hati dipelajari dan diperiksa.

Operasi utama dari drill press adalah membuat lubang (drilling) pada permukaan logam maupun non logam dimana lubang yang dibuat tersebut berbentuk bulat. Untuk membuat identitas titik pengeboran maka bisa digunakan center punch sebagaimana terlihat pada Gambar 1. Jangan pernah untuk membuat lubang dengan menggunakan twist drill sebelum menggunakan center punch sebagai tanda untuk titik pengeboran.

1. Twist drill

Twist drill digunakan untuk operasi drilling machine yang biasanya terbuat dari carbon steel atau high-speed steel. Mata bor (twist drill) yang terbuat dari carbon steel tidak cocok digunakan untuk pekerjaan dengan produksi tinggi. Carbon steel cocok digunakan untuk pekerjaan dengan kecepatan pemotongan yang rendah (lower cutting speed) dibandingkan twist drill yang terbuat dari high speed steel.

Semua mata bor (twist drill) terdiri dari tiga bagian utama yaitu: shank (batang), body(badan) dan point. Twist drill terdiri dari berbagai ukuran sebagaimana terlihat pada Tabel 1. Ukuran-ukuran dari twist drill diklasifikasikan sebagaimana berikut:

• Pecahan: 1/64” hingga 4” × 1,64” increments
• Millimeter
• Angka: 1 hingga 60, 61 hingga 80
• Huruf: A hingga Z

Gambar 2. Elements of twist drills

Tabel 1. Ukuran mata bor

Mata bor (twist drill) memiliki banyak jenis. Beberapa twist drill dirancang untuk pekerjaan khusus sebagaimana terlihat pada Gambar 3 hingga Gambar 13.

Gambar 3. Taper length, tanged, automotive series

Gambar 4. Straight-shank, three flute core drill

Gambar 5. Straight-shank, four-flute core drill

Gambar 6. Straight-flute drill for free machining brass and bronze

Gambar 7. Drill used for drilling molded plastics

Gambar 8. Low helix drill

Gambar 9. Screw machine length straight shank twist drill

Gambar 10. High helix drill

Gambar 11. Center drill

Gambar 12. Starting drill

Gambar 13. Oil-hole twist drills

Sebelum sebuah mata bor (twist drill) digunakanan, twist drill tersebut harus dilihat terlebih dahulu apakah dalam kondisi baik dan sesuai standar atau tidak. Sudut potong (cutting edges) atau lips dari twist drill panjangnya harus sama dan harus memiliki sudut yang sama sebagaimana terlihat pada Gambar 14. Sudut C harus 135 derajat untuk melakukan drilling pada baja yang keras atau alloy steel. Untuk drilling material lunak dan keperluan umum, sudut C harus 118 derajat.

Gambar 14. Sudut potong pada twist drill

Mata bor (twist drill) dengan sudut lips ground yang tidak sama akan menghasilkan lubang yang oversized. Sudut yang tidak sama juga akan menghasilkan lubang yang tidak sempurna serta menyebabkan mata bor cepat tumpul.

Gambar 15. Twist drill dengan sudut yang tidak sama besar

Gambar 16. Hasil dari proses drill dengan lips tidak sama panjang

Gambar 17. Hasil proses drilling dengan sudut dan panjang lips yang tidak sama

Ketika melakukan proses pengeboran (drilling), operator harus memeriksa apakah titik pengeboran sudah berada pada posisi yang tepat sebelum proses mata bor memotong terlalu dalam. Seringkali titik pengeboran melenceng dari titik pengeboran sehingga proses drilling menjadi tidak presisi. Operator juga bisa menggunakan garis-garis layout dan layout lingkaran sehingga dia bisa menentukan apakah twist drill membuat lubang yang tepat. 

Setelah benda kerja ditempatkan pada posisi yang tepat pada meja kerja, meja kerja drilling machine harus diatur supaya ketinggiannya sesuai dengan mempertimbangkan panjang twist drill dan drill holder. Ketinggian spindle juga harus diatur sependek mungkin.

Setelah kecepatan putar drilling machine diatur dengan putaran yang tepat, proses permesinan bisa dimulai dan twist drill bisa diturunkan menuju benda kerja. Drill harus ditekan dengan lambat pada permukaan benda kerja sampai twist drill melakukan proses pengeboran pada posisi yang tepat.

Ketika membuat lubang dengan diameter kecil, kemungkinan twist drill rusak sangat besar jika proses pemakanan (feed) tidak tepat dan putaran mesin tidak sesuai. Secara umum untuk membuat lubang berdiameter kecil direkomendasikan pada putaran mesin yang tinggi akan tetapi proses feed harus ringan. Rekomendasi drilling speeddiperlihatkan pada Tabel 2.

Kecepatan drill yang terlalu tinggi diindikasikan dengan adanya chips hasil drill yang keluar dari cutting edge. Hal ini merupakan indikasi pemakanan yang terlalu banyak. Drilling presisi dibutuhkan ketika akan membuat dua buah lubang atau lebih dan saling berkaitan secara spesifik antara satu dengan yang lainnya. Templates, jig dan fixturesdigunakan untuk keperluan ini. Membuat lubang dengan kedalaman tertentu termasuk dalam kategori drilling presisi.

Tabel 2. Rekomendasi drilling speed (High-speed drills)

2. Driling on Automatic Machines

High speed dan light feed direkomendasikan untuk automatic drilling machines. Jika memungkinkan, chip yang dihasilkan dari membuat lubang dengan menggunakan automatic machines tidak terputus atau rusak. Jika drill terlihat berfungsi dengan baik tetapi permukaan lubang yang dihasilkan kasar maka hal ini mengindikasikan twist drilltelah tumpul dan harus diasah.

Kebanyakan automatic drilling machines dikontrol dari push button control stationsebagaimana terlihat pada Gambar 18. Coolant, spindle jog, spindle drill dan drill-tap operation dikontrol oleh selector switches. Push button digunakan untuk mengontrol cycle start, spindle start, emergency spindle returns dan motor stop functions. 

Gambar 18. Control station pada automatic drilling machines

3. Jenis pekerjaan dengan menggunakan drilling machine

Tapping

Gambar 19. Tapping

Drill press bisa digunakan untuk membuat ulir dalam sebagaimana proses tapping. Precision hand tapping bisa dilakukan pada drill press dengan benda kerja ditempatkan pada drill press table sebagaimana posisi ketika melakukan proses drilling.

Countersinking

Countersinking adalah proses memperbesar lubang dimana pada bagian ujung lubang tersebut dibuat berbentuk kerucut. Conical cutting atau reaming digunakan untuk membuat taper atau membentuk sudut pada ujung lubang sebagaimana terlihat pada Gambar 20.

Gambar 20. Machine countersink

Gambar 21. Countersinking

Operasional membuat countersink adalah menempatkan dan mengencangkan benda kerja pada posisi yang tepat, memasang countersink pada drill chuck, mensejajarkan (aligning) antara countersink dengan benda kerja, memilih putaran spindle yang sesuai dan melakukan feeding countersink pada permukaan benda kerja secara hati-hati. Countersink harus berputar dengan kecepatan relatif lambat dan dibantu dengan menggunakan cutting oil untuk membantu proses pekerjaan. Pencekaman material benda kerja yang tidak tepat, tool yang tumpul dan putaran spindle yang terlalu tinggi akan menyebabkan hasil countersinking menjadi kasar.

Counterboring

Counterboring tool digunakan untuk memperbesar diameter lubang sehingga bisa mengakomodasi stud, baut atau pin. Counterboring tool sebagaimana terlihat pada Gambar 22 harus diposisikan sejajar dengan lubang yang akan di counterbore.

Gambar 22. Counterbore tool

Gambar 23. Counterbore hole

Reaming

Reaming dilakukan untuk melakukan finishing di dalam lubang menjadi lebih halus serta membuat ukuran lubang menjadi lebih akurat. Hand reamer bisa dilakukan untuk melakukan finishing pada sebuah lubang. Lubang tersebut harus dibor (drill) dengan ukuran 1/64 inch lebih kecil dan kemudian mesin melakukan reamer untuk menghasilkan lubang yang halus dan dengan ukuran yang akurat. Jika ukuran lubang yang akan dibuat adalah ½ inch maka terlebih dahulu dibuat lubang dengan ukuran twist drill 1/64 inch lebih kecil dari ukuran ½ inch tersebut.

Gambar 24. Reamers tool

4. Holding devices

Drill press dan drilling machines membutuhkan dua jenis holding devices (perangkat pemegang) yaitu perangkat yang digunakan untuk mencekam tool atau cutter dan perangkat yang digunakan untuk mencekam benda kerja supaya terpasang sempurna dalam pekerjaan drilling, taping dan sebagainya.

Kebanyakan cutting tool memiliki tangkai (shank) yang lurus atau berbentuk taper (taper shank). Kebanyakan drill press dilengkapi dengan morse taper spindle. Cutting tooldengan tangkai yang lurus (straight-shank) dicekam dengan menggunakan chuck.

Chuck memiliki banyak jenis sebagaimana terlihat pada Gambar 25 dan Gambar 26. Drill press chuck memiliki sebuah morse taper pada chuck shank. Tapered shank cocok atau sesuai dengan drill press spindle. Chuck dengan rahang tiga mencekam mata bor (twist drill) dimana diameternya adalah 1/2 inch atau lebih kecil.

Gambar 25. Ball bearing chuck dan gambar potongannya

Gambar 26. Albrecht keyless chuck dan gambar potongannya

Tapered drill sleeve digunakan untuk mencekam taper-shank twist drill yang terlalu kecil untuk tapered hole pada spindle mesin bor (drilling machine). Gambar dari tapered drill sleeve diperlihatkan pada Gambar 27. Drill socket digunakan untuk memegang mata bor (twist drill) yang tangkainya (shank) terlalu besar jika harus dimasukkan ke dalam drill press spindle. Tapered key atau drill drift sebagaimana terlihat pada Gambar 28 digunakan untuk melepaskan mata bor (twist drill), sleeves dan socket dari drill press spindle.

Gambar 27. Tapered drill sleeve

Gambar 28. Drill socket

Gambar 29. Drill drift

Benda kerja yang akan dibor harus secara aman dikencangkan supaya diperoleh hasil yang memuaskan serta pekerjaan yang dilakukan aman. Ragum (drill press vise) digunakan untuk memegang benda kerja pada drill press table. Gambar 30 memperlihatkan ragum yang dasarnya bisa diputar dan Gambar 31 memperlihatkan air-hydraulic vise yang digunakan untuk mesin dengan produksi tinggi. Kombinasi dari meja dan ragum (vise) pada drilling machine diperlihatkan pada Gambar 32.

Gambar 30. Drill press vise

Gambar 31. Air hydraulic vise

Gambar 32. Kombinasi meja dan ragum untuk drilling machine

Paralel digunakan untuk mengangkat benda kerja supaya ketika melakukan kegiatan pengeboran benda kerja bisa dilakukan secara sempurna tanpa merusak ragum atau meja. Paralel harus ditempatkan secara hati-hati supaya mata bor (twist drill) tidak merusaknya ketika melakukan pekerjaan.

 

Gambar 33. Menggunakan paralel pada drill press vise

Untuk melakukan pengeboran pada benda kerja berbentuk bulat maka dibutuhkan V-blocks sebagaimana terlihat pada Gambar 34.

Gambar 34. V-blocks dan clamps

Angle plate bermanfaat ketika lubang yang dihasilkan dari proses pengeboran (drill) harus paralel dengan permukaan lain. Angle plate biasanya terbuat dari besi tuang (cast iron) dan lubang-lubang dan slot pada angle plate berfungsi untuk menempatkannya dengan aman pada meja mesin bor.

Gambar 35. Angle plate

T-bolts adalah baut yang ditempatkan pada slot yang tersedia pada meja mesin bor dan berfungsi untuk mencekam benda kerja atau ragum dengan aman pada meja mesin bor.

Gambar 36. T-bolts

Straps atau clamps digunakan untuk menjepit benda kerja pada meja. Clamp harus terbuat dari baja berkualitas baik untuk mencegahnya bengkok ketika diberi tekanan.

Gambar 37. Straps atau clamp
(A) flat strap (B) U-strap (C) goose-neck strap

Step block digunakan untuk menyokong bagian ujung dari sebuah clamp atau strap. Block ini biasanya terbuat dari baja berkualitas baik dan biasanya dibuat secara berpasangan.

Gambar 38. Step block

Pergerakan sedikitpun dari benda kerja yang ditempatkan pada meja drilling machinebisa menyebabkan mata bor (twist drill) rusak dan memiliki potensi melukai operator. Benda kerja harus dicekam secara aman dan kokoh pada meja mesin. Baut-baut harus cukup panjang dan harus ditempatkan sedekat mungkin dengan benda kerja. Clamps dan blocks yang digunakan harus memiliki tinggi dan ukuran yang tepat dan ring (washer) harus digunakan untuk semua mur (nuts). Banyak kecelakaan yang terjadi disebabkan karena benda kerja ketika melakukan proses pengeboran tidak terpasang secara kuat dan dibantu dipegang dengan menggunakan tangan.

Gambar 39. Pencekaman benda kerja pada meja mesin bor

Referensi

mhasanalbana, Miller, Rex & Miller, Mark Richard, 2004, Machine shop Tools and Operations, Wiley Publishing, Inc, United States of America.

Share this post