Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XII (SNTTM XII) & Lomba Rancang Bangun Mesin Universitas Lampung, Bandar Lampung, Oktober 2013

Transkripsi

1 Proceeding Seminar Nasiona Tahunan Teknik Mesin XII (SNTTM XII) & Lomba Rancang Bangun Mesin Universitas Lampung, Bandar Lampung, - Oktober PENGARUH PARAMETER PEMOTONGAN PADA OPERASI PEMOTONGAN MILLING TERHADAP GETARAN DAN TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN (SURFACE ROUGHNESS). ABSTRAK Hammada Abbas a, Yafet Bontong a Yusran Aminy a, Nasaruddin Azis a, Syahrir Arief a a Jurusan Teknik Mesin, Fakutas Teknik, Universitas Hasanuddin J. Perintis Kemerdekaan Km Tamaanrea Makassar, Indonesia ABSTRAK Pada setiap proses permesinan akan menghasikan getaran yang timbu dari berbagai sumber pemicu dan akan mempengaruhi kuaitas hasi permesinan. Peneitian ini tentang karakteristik getaran dan tingkat kekasaran permukaan (surface roughness) akibat pengaruh parameter pemotongan pada operasi up-miing. Peneitian ini mengkombinasikan tiga parameter pemotongan yaitu gerak insut benda kerja, kedaaman pemotongan dan kecepatan putaran spinde. Ketiga parameter ini diakukan pada pemotongan up-miing pada mesin fris horisonta pada materia baja ST dan ST. Karakteristik kekasaran permukaan dan getaran seama proses pemotongan adaah dua variabe output yang diteiti. Dari hasi pengujian diperoeh tingkat kekasaran permukaan terkeci terjadi pada materia ST sebesar. μm dengan ampitudo getaran. μm terjadi pada putaran spinde rpm pada kedaaman potong. mm dengan gerak ingsut mm/m sedangkan kekasaran maksimum terjadi pada materia ST yaitu sebesar. μm pada putaran spinde rpm, kedaaman potong. mm, dengan gerak insut mm/m menghasikan ampitudo getaran sebesar. μm. Kata kunci: getaran, kekasaran permukaan, parameter pemotongan, miing. Abstract In machining process, vibration wi aways happen from severa sourches and infuence the surface quaity of machining process. This research is to find out vibration ampitudo and eve of surface quaity in up miing process by using ST and ST as speciment. Surrface rougness characteristic and vibration are two parameter as output of this research. By controing cutting parameter as spinde speed, deep of cut and feed rate as contro parameter wi give information about their effect to the vibration and surface rougness. As a resut we found that the minimum eve of rougness is. μm at the rpm spinde speed,. mm dept of cut and mm/m feed rate with ampitudo of vibration is. μm. The maksimum eve of surface roughness is. μm at rpm spinde speed,. mm dept of cut and mm/m feed rate with ampitudo of vibration is. μm. Keyword: vibration, surface roughness, cutting parameter, miing Pendahuuan. Tuntutan kuaitas produk merupakan tujuan pada setiap industri termasuk industri manufaktur. Kuaitas produk dapat diihat dari parameterparameter kuaitas yang dijadikan indikator daam meniai tingkat kuaitas produk. Proses permesinan adaah secondary manufacturing pada proses pembuatan produk. Proses permesinan umumnya merupakan tahapan kedua daam ine manufacturing. Pada proses permesinan ukuran kuaitas banyak diihat dari kekasaran permukaan yang dihasikan. Tingkat kekasaran permukaan menjadi parameter kuaitas utama dari setiap proses permesinan. Saah satu parameter indikator kuaitas hasi pekerjaan permesinan adaah ukuran kekasaran permukaan. Niai kekasaran permukaan suatu produk pada proses permesinan disebabkan oeh banyak faktor diantaranya adaah kecepatan potong, kecepatan pemakanan, kedaaman potong, sudut pemotongan, jenis materia, pahat yang digunakan dan aju peepasan geram. Disamping itu faktor yang sering terjadi diapangan seperti

2 setting aat potong yang kurang tepat, pencekaman benda kerja, kondisi mesin dan ski operator. Getaran secara umum terjadi pada suatu mesin perkakas yang berinteraksi dengan gaya eksitasi paksa atau eksitasi sendiri. Eksitasi paksa misanya berupa gaya yang berfuktuasi pada proses permesinan, ketidak seimbangan massa berputar dan sebagainya. Beberapa peneitian berkaitan dengan kuaitas proses permesinan teah banyak diakukan. Pengamatan dari Oegik S. () menyimpukan bahwa teba geram sebeum terpotong akan berpengaruh pada pemakanan dan sudut potong utama berarti juga mempengaruhi kekasaran permukaan. Peneitian juga diakukan oeh A.M. Anzarih () meakukan anaisa untuk mendapatkan pengaruh getaran pada baja karbon dengan variasi sudut potong pahat HSS memberikan hasi bahwa pengaruh getaran dan kekasaran permukaan sebagai berikut : materia terhadap getaran % dan terhadap kekasaran %, kedaaman pemakanan terhadap getaran % dan terhadap kekasaran %, sudut pahat terhadap getaran % dan terhadap kekasaran %. Amirua Abdua (), menemukan bahwa Koreasi variabe benda kerja terhadap ampitudo getaran, %, dan kekasaran permukaan, %, putaran terhadap ampitudo getaran, %, dan kekasaran permukaan, %, gerak insut terhadap ampitudo getaran, %, dan kekasaran permukaan, %, kedaaman potong terhadap ampitudo getaran, %, dan kekasaran permukaan, %, serta Ampitudo getaran terhadap kekasaran permukaan, %. Peneitian yang diakukan ini bertujuan meihat pengaruh tiga parameter pemotongan yaitu kecepatan spinde, aju pemakanan dan kedaaman potong terhadap getaran yang dihasikan dan eve kekasaran permukaan pada proses pemotongan dengan menggunakan mesin fris horizonta. Kajian Pustaka. Jika suatu sistem diberi gangguan berupa gaya uar, maka sistem akan bergetar pada frekuensi eksitasinya sama dengan saah satu atau ebih dari frekwensi pribadi sistem, maka akan terjadi resonansi. Dengan adanya simpangan yang besar maka kondisi resonansi dapat dicegah dengan menggunakan peredam. Pada gerakan harmonik sederhana, grafiknya berbentuk sinusoida. Simpangan getaran (dispacement) dinyatakan daam : x X sin( t) () Kecepatan getaran dinyatakan daam : x X cos t. () Percepatan getaran dinyatakan daam : x X sin t () Parameter Getaran Kondisi mesin dan gangguan pada mesin dapat ditentukan dengan mengukur parameter atau ukuran getaran yang terjadi. Parameter getaran yang sering dipakai adaah :. Frekwensi (freqwency). Simpangan (dispacement). Kecepatan (veocity). Percepatan (acceeration) Kekasaran Permukaan Kekasaran permukaan adaah merupakan tekstur permukaan yang diperoeh dari hasi pengerjaan yang secara umum dapat diihat dengan visua ataupun diraba sehingga kita mengatakan permukaan itu kasar atau haus. Akan tetapi daam dunia teknik, kekasaran permukaan suatu benda kerja dapat dinyatakan dengan ebih rinci dan

3 spesifik agi. Beberapa parameter yang bisa digunakan untuk menyatakan kekasaran permukaan antara ain :. Kekasaran rata-rata Aritmatik (mean roughness index), Ra adaah kekasaran yang diukur dari rata-rata uasan yang terbentuk dari profi permukaan. Yang dirumuskan sebagai berikut : Ra hi dx.(). Kekasaran tota (peak to vaey), Rt yaitu kekasaran yang diukur dari puncak profi tertinggi ke bagian profi yang terendah.. Kekasaran perataan (depth of surface smoothness), Rp yaitu jarak rata-rata antara profi referensi dengan profi terukur, dapat dirumuskan sebagai berikut. Rp yi dx () Gambar. Profi kekasaran permukaan (RochimTaufik, ) Metode Peneitian Materia yang digunakan sebagai bahan uji adaah ST dan ST. Pada peneitian ini respon yang diakukan akan diamati berupa ampitudo getaran dan kekasaran permukaan. Untuk setiap kedaaman potong dan putaran spinde diakukan ima kai pengambian data dengan empat tingkat gerak insut dan dua jenis bahan yang berbeda. Mesin perkakas yang dipakai sebagai aat peneitian adaah mesin frais Horizonta dengan spesifikasi sebagai berikut Type (Schaubin SA ), Putaran Spinde sampai rpm, daya Motor,, kw ; V. Pengukur Ampitudo Getaran adaah Vibrocord. Surface Test menggunakan Surtronic + dengan sistem Gerak boak-baik, Kecepatan Gerak: mm/det. Panjang Gerakan ( mm) dengan bahan styus terbuat dari intan. Daam peneitian ini variabe yang digunakan adaah :. Gerak Insut (vf): Pada rancangan peneitian ini digunakan empat tingkat gerak insut, yaitu masingmasing,, dan (mm). Kedaaman potong (a) : Kedaaman potong dirancang sebanyak ima yaitu masing-masing, ;, ;, ;, ; dan. (mm).. Putaran spinde (n) : Putaran spinde untuk baja permesinan antara rpm, daam ha ini dipiih empat putaran spinde masingmasing,,, dan (rpm). HASIL DAN PEMBAHASAN. Peneitian ini mengkaji tentang Karakteristik Getaran dan Tingkat Kekasaran Permukaan (Surface Roughness) akibat Pengaruh Parameter Pemotongan pada Operasi Pemotongan UP- MILLING. Dari peneitian yang teah diakukan dengan menggunakan aat vibrometer dan aat pengukur Rougness Test diperoeh data ampitudo getaran dan tingkat kekasaran permukaan. Gambar,,

4 dan dibawah ini memperihatkan hasi pengujian untuk materia baja ST pada variasi putaran spinde,, dan rpm. Dari gambar hingga gambar dibawah ini memperihatkan adanya peningkatan kekasaran permukaan dengan naiknya gerak insut untuk setiap putaran spinde. Gambar. Grafik Hubungan Kedaaman Potong pemotongan rpm bahan ST... Kedaaman Potong Gambar. Grafik Hubungan Kedaaman Potong pemotongan rpm bahan ST. mm/ m mm/ m mm/ m mm/ m.. mm/m mm/m mm/m mm/m Gambar. Grafik Hubungan Kedaaman Potong pemotongan rpm bahan ST... Kedaaman Potong (mm) Gambar. Grafik Hubungan Kedaaman Potong pemotongan rpm bahan ST. Niai kekasaran permukaan maksimum diperoeh pada kedaaman potong. mm pada putaran rpm dengan gerak insut pada mm/m. Sedangkan niai kekasaran permukaan terendah diperoeh pada parameter potong dengan kedaaman potong. mm pada putaran spinde rpm dengan gerak insut mm/m. mm/ mm/ mm/ mm/..... mm/ mm/ mm/ mm/ Gambar,, dan dibawah ini memperihatkan hasi pengujian untuk materia baja ST pada variasi putaran spinde,, dan rpm.

5 Keasaran (um).. Gambar. Grafik Hubungan Kedaaman Potong pemotongan rpm bahan ST. mm mm mm mm Gambar. Grafik Hubungan Kedaaman Potong pemotongan rpm bahan ST mm mm mm mm..... Kedaaman Potong (mm) Gambar. Grafik Hubungan Kedaaman Potong pemotongan rpm bahan ST. mm mm mm mm..... mm/ mm/ mm/ mm/ Gambar. Grafik Hubungan Kedaaman Potong pemotongan rpm bahan ST. Niai kekasaran permukaan maksimum yang diperoeh dari jenis baja ST pada kedaaman potong. mm pada putaran rpm dengan gerak insut pada mm/m yaitu sebesar. um. Sedangkan niai kekasaran permukaan terendah untuk baja ST diperoeh pada parameter potong dengan kedaaman potong. mm pada putaran spinde rpm dengan gerak insut mm/m yaitu sebesar. um. Sebagaimana yang teah ditunjukkan pada gambar diatas bahwa niai kekasaran tertinggi untuk gerak insut mm/ m, mm/ m, mm/ m, mm/ m terjadi pada kedaaman potong. mm pada puran rpm. Ha ini terjadi karena pada posisi tersebut putaran spinde ambat, sementara gerakan meja ebih cepat sehingga menimbukan gesekan ebih besar yang menyebabkan kekasaran permukaan ebih meningkat.

6 Berdasarkan hasi pengujian diperoeh bahwa semakin tinggi putaran pada setiap gerak insut dan kedaaman potong kekasaran permukaaan cenderung menurun. Kekasaran permukaan terendah dicapai pada putaran rpm pada gerak insut mm/ m dengan kedaaman potong. samapai. mm, karena pada posisi tersebut gerak meja seimbang dengan putaran spinde, sehingga gesekan yang terjadi ebih keci. Tabe. Besar ampitude getaran (mm) yang dihasikan pada variasi parameter potong yang diakukan. Dari tabe diatas diperoeh niai ampitude getaran tertinggi untuk gerak insut mm/ m, mm/ m, mm/ m dan mm/ m terjadi pada kedaaman potong. mm pada putaran rpm. Pada parameter potong tersebut putaran spinde ambat sementara gerakan meja ebih cepat sehingga menimbukan gesekan ebih besar yang menyebabkan getaran meningkat. Semakin tinggi putaran pada setiap gerak insut dan kedaaman potong ampitudo getaran cenderung menurun. Ampitudo getaran terendah dicapai pada putaran rpm pada gerak insut mm/ m dengan kedaaman potong. sampai. mm, karena pada posisi tersebut gerakan meja seimbang dengan putaran spinde sehingga gesekan yeng terjadi ebih keci. Sesuai dengan Tabe diperoeh bahwa niai ampitude getaran pada st ebih besar dibanding dengan st, Ha ini karena tingkat kekerasan pada baja ST ebih tinggi sehingga dibutuhkan gaya potong yang ebih besar dan menimbukan tingkat getaran yang ebih tinggi pua. Kesimpuan Hasi pengujian yang teah diaksanakan untuk proses pemotongan up miing teah diperoeh data mengenai perubahan getaran yang terjadi akibat perubahan parameter pemotongan yang diakukan. Dengan memvariasikan putaran spinde, kedaaman potong dan aju pemakanan pahat dipeoreh niai ampitudo getaran minimum dan getaran maksimum. Perubahan niai ampitudo getaran ini berakibat pada tingkat kekasaran permukaan hasi permesinan miing. Dari hasi pemotongan up miing yang teah diakukan saat ini diperoeh bahwa tingkat kekasaran permukaan terkeci terjadi pada materia ST sebesar. μm dengan ampitudo getaran. μm terjadi pada putaran spinde rpm pada kedaaman potong. mm dengan gerak ingsut mm/m sedangkan kekasaran maksimum terjadi pada materia ST yaitu sebesar. μm pada putaran spinde rpm, kedaaman potong. mm, dengan gerak insut mm/m menghasikan ampitudo getaran sebesar. μm.

7 DAFTAR PUSTAKA Anzarih, A.M.,, Anaisis Getaran Terhadap Kekasaran Permukaan Baja Karbon pada Prosess Frais dengan Variasi Sudut Potong Pahat HSS, Tesis, Pascasarjana Universitas Hasanuddin, Makassar. Oegik, S, Simuasi Komputer untuk Memprediksi Besarnya Daya Pemotongan pada Proses Cyindrica Turning Berdasarkan Parameter Underformed Chip Thickness, Jurna UK Petra, Vo. No. Apri. Bidangan, M,, Anaisis Simpangan Pahat pada Pembubutan Baja Karbon, Tesis, Pasca Serjana Universitas Hasanuddin Makassar. Richim Taufik,, Teori & Teknoogi Prosese Permesinan, Higher Education Deveopment Support Projet, ITB, Bandung Boothroyd, Geoffrey,, Fundamentas of Meat Machining and Machine toos, Washinton D.C. Cook, N.H.,, Too Wear and Too ife, Journa of Enginering for Industri. Rochim Taufik, Wirjomartono, dan Sri Hardjoko,, Spesifikasi dan Meteoroogi Industri, Jurusan Teknik Mesin ITB. Bandung. Thompson, W.T., Teori Getaran dengan Penerapan, Erangga, Jakarta.