Bab VI Tehnik Gerinda Kelas 3

BAB VI
TWIST DRILL
A. Pengertian
Twist drill adalah suatu alat potong yang bekerja dengan cara berputar pada sumbunya, yang menghasilkan lubang silindris dan ukuran lubang yang dihasilkan sama dengan ukuran alat tersebut.
DRILLING BORING
- menggunakan twist drill - menggunakan boring tool (ISO 8/9)
- hasil lubang = ukuran tool - hasil lubang > ukuran tool
- ukuran tetap/ Fix - ukuran bisa bervariasi
- benda kerja bisa pejal / sudah berlubang - harus ada lubang awalan

B. Bagian-bagian Twist Drill







Gambar twist driil

C. Fungsi
1. Body
Bagian twist drill yang mempunyai sisi potong primer maupun sekunder yang ditandai dengan adanya alur spiral (flute).
2. Neck
Bagian twist drill yang membatasi antara shank dan body.
3. Shank
Bagian twist drill yang dipegang oleh drill chuck / sleeve.
- Drill chuck berfungsi pemegang Shank berbentuk silindris.
- Sleeve berfungsi pemegang Shank berbentuk konus.
4. Heel
Salah satu tepi dari alur spiral (flute) yang tidak berfungsi sebagai mata potong.
5. Land
Bagian twist drill yang memiliki mata potong dan posisinya mengikuti alur spiral dengan sudut bebas 0°, Sebagai mata potong skunder yang berfungsi untuk mempertahankan ukuran nominal diameter lubang yang dihasilkan.
6. Flute
Alur spiral pada body yang berfungsi :
- membentuk sudut gama pada mata potong primer dan skunder
- jalan keluar untuk chip pada saat proses pengeboran.
7. Lip
Sisi potong pada mata potong primer yang dibentuk oleh perpotongan antara face dan flank.
8. Face
Permukaan flute yang mendekati lip, dimana chip yang diarahkan saat proses pemotongan.
9. Flank
Bidang bebas pada mata potong primer. Bidang inilah yang setiap kali digerinda saat pengasahan twist drill.
10. Point
Mata potong primer pada twist drill, yang terdiri dari : Lip, Flank, Face dan Chisel.
11. Chisel Edge
Garis yang dibentuk oleh pertemuan Flank dari dua buah mata potong. Untuk menyempurnakan proses pengerjaan biasa geometrinya dibuat 55° atau dimodifikasi bentuk tertentu.
12. Web
Bagian inti dari twist drill yang tidak terkena alur spiral/flute. Ukurannya membatasi chisel edge.

D. Standarisasi Twist Drill
Standarisasi Type Ukuran Ø Tol. Peningkatan Tangkai Ukuran Spesial

DIN 1889 ESU Ø 0.05 – Ø 1.45 h8 0.01 Silindris
DIN 338 N Ø 1 – Ø 4.0 h8 0.05 Silindris
Ø 4.1 – Ø 13 h8 0.1 Silindris Ø 6.25
DIN 338 N Ø 0.2 – Ø 4.0 h8 0.05 Silindris
Ø 4.1 – Ø 13 h8 0.1 Silindris
DIN 345 N Ø 14.0 – Ø 25.0 h8 0.25 MT 2 – MT 3
Ø 25.5 – Ø 50.5 h8 0.5 MT 3 – MT 4
Ø 51.0 – Ø 70.0 h8 1 MT 5 Ø 75.0

E. Type Twist Drill
Alur spiral pada twist drill mempunyai fungsi utama sebagai pembentuk sudut garuk (γ) pada mata potong primer maupun sekunder. Secara prinsip masih sama dengan pahat bubut, semakin keras material maka sudut garuknya semakin kecil, begitu juga sebaliknya.
Pemilihan type ini didasarkan pada material benda kerja dan masih disesuaikan dengan pengasahan sudut puncak twist drill.
Tiga type twist drill menurut sudut spiral, yaitu :
1. Type N  γ = 16º - 30º
Type twist drill ini digunakan untuk pengerjaan pada material normal, dilihat dari segi kekerasan dan keuletannya.





Gambar twist drill tipe N
2. Type H
Twist drill ini digunakan untuk pengerjaan pada material yang keras dan getas.




Gambar Twist Drill Tipe H
3. Type W
Twist drill ini digunakan untuk pengerjaan pada material yang lunak.





Gambar Twist Drill Tipe W

F. Pengasahan Twist Drill
Kriteria pengasahan
Pada twist drill yang diasah hanya bidang sudut bebas (Flank) pada kedua mata potong primernya. Adapun syarat-syarat yang harus dipenuhi dalam pengasahan, antara lain :


a. Sudut puncak (φ)
• Sudut puncak adalah sudut yang dibentuk oleh kedua sisi potong pada mata potong primer.
• Besar sudut pncak dipengaruhi oleh jenis material yang akan dikerjakan
• Ada 3 type dalam pemilihan besanya sudut puncak menurut Standarisasi DIN 1414, yaitu :
No Type Digunakan untuk Jenis Material
1. Type N
γ = 16º-30º • Baja dan baja tuang dengan kekuatan tarik sampai 700 N/mm², φ = 118º.
• Paduan Cuzn, nickel, stainless steel, φ = 140º.
2. Type H
γ = 10º-13º • Paduan Cuzn, 40, φ = 118º.
• Baja kekuatan tingggi > St 70, φ = 140º.
• Plastik cetakan, batu, φ = 80º.
3. Type W
γ = 35º-40º • Alumunium, copper φ = 140º.
• Zinc alloys, φ = 118º.












Gambar Sudut Puncak
b. Sisi potong sama panjang
Bagian yang harus sama panjang adalah LIP kedua-duanya.
Akibat dari sisi potong yang tidak sama panjang, antara lain :
• Munculnya gaya radial pada saat pengeboran.
• Perubahan center lubang uang dihasilkan.
• Pembesaran ukran lubang yang dihasilkan.
• Patahnya twist drill akibat terjadinya kelenturan pada saat proses drilling.







Gambar sisi potong twist drill
c. Sudut bebas
• Bidang bebas pada twist drill berupa bidang lengkung, diukur dengan cara mencari titik singgung pertama pada punggung dari ujung mata potongnya.
• Besarnya bidang bebas (α) = 10° - 12°
• Semakin besar bidang bebas (α) maka semakin tajam berakibat laju pemakanan semakin cepat atau sebaliknya.
• Ketegaran twist drill mempengaruhi besarnya bidang bebas (α)






Gambar sudut bebas twist drill
d. Chisel Edge Angle
Chisel Edge yang diminta pada twist drill bermacam-macam untuk tipe N, sudut chisel edgenya 55 °





Gambar chisel edge angle twist drill
e. Kesebidangan
Kesebidangan pada permukaan twist drill tergantung pada operator. Maka dari itu diperlukan latihan-latihan.




Gambar kesebidangan
G. Cara pengasahan
1. Cara manual
Pada cara manual hanya dibutuhkan mesin gerinda jenis bangku misalnya vitax. Kriteria pengasahan dicapai dengan kemampuan operator tanpa alat bantu, sehingga memeng dituntut ketra,pilan pengerjaan manual yang baik. Pengerjaan ini memakai batu gerinda tipe 1 atau from A dengan memanfaatkan diameter lengkungnya.
Adapun cara setting pengasahan twist drill adalah sebagai berikut :
a) Setting posisis lip ( sisis potong twist drill ) pada posisi horizontal ( 0°) sejajar dengan center batu gerinda.
b) TD dimiringkan kekiri sebesar ½ dari sudut puncak.
c) TD dimiringkan kebawah sebesar clearence angle
Catatan :
a) Posisi terendah dari TD adalah tepat pada center batu gerinda , tidak boleh dibawah center batu gerinda.
b) Panjang langkah harus diatur disesuaikan dengan besar kecil diameter TD.
2. Dengan mesin khusus pengasah twist drill
Dengan mesin khusus pengasah twist drill dibantu dengan skala pembentuk sudut puncak dan sudut bebasnva yang jelas bahwa kesebidangannya mudah dicapai dengan niesin mi. Pengasahan jenis ini dengan memanfaatkan kelengkungan dan diameter dalam batu geninda (type V -form E ). yang berakibat adanya keterbatasnya ukuran twist drill yang dapat dikerjakan. Perlu diingat bahwa posisi pengasahan untuk tiap diameter akan berbeda beda. Karena memakai referensi sisis keliling twist drill bukan center twisr drill. Kecenderungan untuk hangus lebih tinggi karena bidang geseknya agak lebar sebagai contohnya mesin Demander.

Gambar Mesin Demander


3. Dengan perlengkapan khusus
Jenis mesin yang digunakan sania dengan cara manual. hanya saja ada perlengkapan tambahan untuk rnemudahkan pengerjaan. Dengan perlengkapan tersebut gerakan bisa lebih kontinyu, sudut puncak dan sudut bebasnya bisa diatur. Kelemahannva adalah twist drill selalu menempel pada batu gerinda. sehingga kemungkinan untuk hangus hebih besar. Alat ini masih terkesan kurang praktis dan efisien sehingga jarang digunakan untuk proses pengasahan twist drill.
H. Pengukuran hasil pengasahan
a) Pengukuran sudut puncak dan panjang sisi potong
Sudut puncak dan panjang sisi potong dapat dichek menggunakan gauge khusus sesuai dengan sudut puncak yang diinginkan dan skala vernier pada sisi tepinva. Cara inii hanya mengandalkan pengamatan secara visual. sehingga sangat tergantung pada ketelitian atau kecermatan dan operatornva. Untuk pengerjaan dengan tuntutan kepresisian tinggi dapat dicheck ketinggian ujung masing-masing sisi potong menggunakan outside dial.






Gambar Pengukuran
b) Pengukuran sudut bebas
Sudut bebas pada mata bor merupakan bidang lengkung. maka dalam mengukur kita harus mencari garis yang ditarik dan ujung mata potong dan menyinggung bidang bebasnya. Gauge yang akan dipakai disesuaikan dengan kemiringan alur spiral / sudut garuknya ( sesuai dengan type twist drill ) dan sudut bebas ( a ) yang akan kita buat 10° — 12 °.
Sebetulnya yang kita ukur saat ini adalah besarnya sudut baji. Keakuratannya tidak begitu dibutuhkan maka sering juga hanya dicheck secara visual.
c) Pengukuran chisel edge angle
Kita mengukur besarnya keminingan chiesel edge terhadap salah satu mata potong. Besarnya sudut yang di minta adalah 55°. Ada juga gauge yang dibuat untuk mengechek besarnya, sudut ini. Karena ketepatan sudutnya secara presisi tidaklah penting maka pengujian ini juga hanya dilakukan secara visual.

I. Kesalahan dalam pngasahan twist drill dan akibatnya
a) Kedua sisi potong tidak sama panjang.
Pada pengasahan ini sudut puncak pada kedua sisis sama panjang tetapi panjangnya tidak sama. Meskipun kedua mata potong menyayat, tetapi luas bidang sayatnya tidak sama.
Akibatnya :
 Tegangan atau gaya pemakanan pada masing-masing sisi potong tidak sama.
 Ada pergeseran sumbu antara twist drill dan lubang.
 Lubang yang dihasilkan akan over size.






b) Sisi potong tidak sama sudutnya
Pada pengasahan ini sisis potongnya sama panjang tetapi sudutnya berbeda. Maka hanya ada satu sisi potong yang menyayat.
Akibatnya :
 Tengangan atau gaya pemakanan ditumpu hanya oleh satu sisi potong.
 Sisi sayatnya menjadi tidak sama panjang.
 Arah pengeboran dapat membelok.
 Lubang yang dihasilkan akan oversize.







c) Panjang dan sudut sisi potong tidak sama
Kesalahan ini merupakan penggabungan antara nomor I dan 2, dimana
panjang sisinya tidak sama dan sudut puncaknya juga berbeda.
Akibat:
 Tegangan / gaya pemakanan ditumpu oleh satu sisi potong saja.
 Ada pergeseran sumbu antara twist drill dan lubang.
 Arah pengeboran dapat membelok.
 Lubang yang dihasilkan akan oversize.
Semua kesalahan dalam pengasahan yang berkaitan dengan panjang sisi potong dan sudut puncaknya dapat mengakibatkan kerusakan pada benda kerja dan kepatahan pada twist drill.






d) Clearence yang tidak sesuai.
Sudut bebas yang dibentuk secara manual dengan sisi keliling batu gerinda mungkin terlalu besar atau terlalu kecil bahkan minus, hal mi dipengaruhi oleh gerakan pengasahan. Semakin panjang / tinggi gerakan naik kita akan memungkinkan pembentukan sudut bebas yang besar, apa bila gerakan kebawah melebihi titik awalnya maka akan rnenghasilkan clearence yang minus. Clearence yang terlalu kecil akan menyebabkan twist drill tidak mampu menyayat. dan jika terlalu besar akan rnelemahkan sudut badji ( ) sehingga mudah patah.
e) Chisel edge membesar
Kecenderungan kesalahan dalam mengasah chisel edge angle akan
membesar bahkan akan tegak hurus 90° terhadap sisi potong utamanya.
Sebetulnya pembentukan sudut ini berkaitan erat dengan pembentukan sudut bebas. kalau sudut bebasnya benar maka chisel edge akan tampak lurus dan chisel edge angel ± 55°. Andaikan ada kesalahan pada chisel edge pasti disebabkan oleh pembentukan bidang bebas yang salah berarti yang harus dibetulkan adalah sudut bebasnya. Chisel edge membesar disebabkan karena Clearence angle yang dihasilkan terlalu kecil dan juga karena pada saat pengasahan posisi lip ( sisi potong ) tidak pada posisi 0°.
Semakin besar chiesel edge yang dibentuk maka gaya pemakanan yang dibutuhkan akan semakin besar karena sisi potong utama dan chisel edge bekerja pada garis yang saling tegak lurus.

Macam – macam twist drill
a. Center Drill
Center drill merupakan alat pelubang awal, fungsinya secara khusus adalah membuat lubang center untuk pengerjaan chuck center, between center atau yang lainnya. Ciri khasnya adalah ada 2 step diameter antara diameter kecil dan diameter besar dihubungkan dengan konus 60°. Lubang konus tersebut yang akan dipakai sebagai tumpuan live center.ataupun dead center. Kedalaman pengeboran hanya sampai pada akhir konusnya karena pada diameter besarnya tidak terdapat body clearence sehingga ada kemungkinan dijepit oleh benda kerja.
Ada beberapa jenis lain selainn tambahan radius yaitu tambahan cnter pada ujung d2 atau ada drill untuk diameter minor ulir didepan d1. ukuran untuk d1 dan d2 sudah distandarisasikan dalam bentuk d1xd2. contoh : 1,5 x 5 ; 2.5 x 8 ; dst. Untuk material pembentukan mayoritas dari HSS, ada yang dilapisi titanium dan juga yang terbuat dari hard metal.





Gambar Center Drill
b. Non Center Drill ( NC Drill )
Alat ini difungsikan untuk membuat takikan awal untuk pengarahan pengeboran selanjutnya. NC terbuat dari material yang lebih kaku dibandingkan dengan twist drill, agar takikan awal yang dibuat sesuai dengan posisi yang dihiarapkan ( tidak bergeser ). Bentuknya mirip dengan twist drill hanva saja tidak ada body clearence pada sisi potong sekundernya karena bagian yang difungsikan hanya bagian depan / matel kerucutnya. jadi tidak sampai membentuk diameter. Andaikan dipaksakan NC drill akan terjepit pada lubang dan bisa mengakibatkan kepatahan pada alat itu.
Dalam pengasahannva NC dibuat lancip dengan sudut puncak 90° agar penyayatan awalnya lebih mudah tanpa mengalami pergeseran center. Secara fungsi alat intl dapat digantikan deIigan jig yang terdapat selongsong yang sesuai dengan ukuran twist drill yang dipakai. Untuk ukuran D tersedia dan diameter 4, 6. 8. 10. 12. 16. 20, 25. Untuk material pemhentuknya mayoritas dan HSS. ada yang dilapisi titanium. dan juga yang terbuat dan hard metal / carbide.



Gambar NC Drill
c. Straigt Flued Drill
Drill jenis ini dipakai untuk pengerjaan material brass atau bronze. Ciri utamanya adalah spiralnya berupa alur lurus yang geometri menyebabkan sudut garuknya ( y ) 0°. sehingga alat ini juga cocok untuk pengerjaan plat-plat tipis karena material beda kerja tidak akan tertarik keatas ataupun bengkok. Gaya pengeboran yang diperlukan cukup besar karena sudut gamanya relatif kecil. selain itu juga chip yang dihasilkan tidak dapat keluar dengan sendirinya.
d. Flat Drill
Drill ini agak mirip dengan straight fluted drill yaitu sudut garuknya 0°. Secara fisik hanya material pipih yang dibuat mata potong pada ujungnya dan sebidang bebas pada sisi sampingnya. Jenis ini termasuk pada die drill yang digunakan pada pengerjaan baja yang keras. Beberpa flat drill terbuat dari carbide hard metal.
e. Aircraf Drill
Aircraf drill didesainh untuk pengerjaan material yang lunak dengan kekuatan tarik yang tinggi seperti material pembuat pesawat dan peluru. Drill jenis mi dibuat tegar untuk pengerjaan yang berat. Alur flutenya pendek tetapi mempunyai tangkai silindris yang panjang.



Gambar Aircraf Drill
f. Shell Drill
Shell drill merupakan jenis drill yang mempunyai lebih dari dua mata potong dan mempunyai inti ditengahnya, sehingga bersifat kaku dan kuat.sehingga mampu rnenghasilkan lubang yang lurus. Shell drill hanya digunakan untuk memperbesar lubang dan tidak marnpu untuk membuat lubang dari material pejal karena pada bagian intinya tidak terdapat mata potong. Biasanya terdiri dari tiga atau empat sisi potong, secara bentuk mirip dengan reamer.




Gambar Shell Drill
g. Deep Drill
Deep drill merupakan ienis drill dengan mata potong tunggal. tetapi pada mata potong tunggal tersebutmempunyai dua sisi potong yang bersudut 120°. Panjang dan sudut masing¬-masing harus tepat sama agar lubang yang dihasilkan bisa sentris. Terdapat tiga buah land yang akan menjaga drill tersebut tepat pada centernya. Dapat digunakan untuk pengeboran dari material pejal atau berlubang. Ukuran deep drill yang tesedia hanya diatas diameter 80 mm. Karena ukuran dibawah diameter 80 mm terlalu lentur dan tidak mampu mempertahankan kesentrisan dengan mata potong tunggal.
h. Hollow Drill
Hollow drill merupakan alat pelubang yang tidak mernpunyai sisipotong pada bagian intinya. Alat ini dirancang untuk menhasilkan lubang yang besar dalam waktu yang singkat. Material sisanya masih bisa digunakan untuk ukuran yang lebih kecil karena berupa material pejal bukan berupa tatal. sehingga lebih menghemat material benda kerja. Proses pengerjaan menggunakan hollow drill hanya bisa dilakukan untuk membuat lubang tembus. kalau tidak tembus maka akan ada sisa material pada intinya yang sulit untuk dibuang. Jumiah mata potong hollow drill herkisar antara 2 sampal 16. tergantung pda diarneternya. Gaya pernakanan yang dibutuhkan cukup hesar untuk menguranginya posisi tiap mata potong dibuat bet-step sehingga setiap mata potong hanya menyayat sebagian dan luasan yang akan dikerjakan.










Gambar Hollow Drill
i. Counter Bor
Jenis drill untuk membuat lubang berstep dengan dasar yang rata seperti untuk tempat inbus screw. Bentukannya mirip dengan cutter r nilling hanya pada ujung intinya terdapat pilot pin. Pilot pin tersebut memandu jalannya agar tidak bergeser dari sumbu awal.karena pemakanan dengan bidang rata cukup berat dan memungkinkan rnunculnya gaya radial. Pilot pin yang dibuat secara terpisah ( dapat diganti-ganti ) dan ada yang dibuat jadi satu dengan sisi potongnya. Sebelum diproses dengan counter bor maka perlu dibuatkan lubang awal yang sesuai dengan diameter pilot pin tersebut. Jumlah sisi potongnya ada yang berjumlah 3 dan 4.




Gambar Counter Bor
j. Solid Drill
Solid drill merupakan jenis drill yang menggunakan inserted carbide dan mempunyai permukaan yang rata. Drill ini tidak mempunyai sisi potong sekunder. Alur spiralnya pada body hanya merupakan jalan leluar bagi chip. Solid drill mampu mmbuat lubang dari amterial pejal tanpa awalan pada bidang rata maupun miring.





Gambar Solid Drill
k. Twist Drill Dengan Bentukan Khusus
Untuk memenuhi permintaan pengerjaan lubang pada benda kerja dan juga mempercepat proses pebgerjaan maka sering dibuatkan twist drill yang sesuai dengan countur yang diharapkan. Misalkan ada lubang berstep yang dihubungkan dengan konus atau seperti bentukan pada counter bor, maka twist drill dibentuk sesuai dengan gambar benda kerja yang dibuat.









Gambar Twist Drill Bentukan Khusus