PENGARUH VARIASI KECEPATAN POTONG, LAJU PEMAKANAN DAN KEDALAMAN PEMAKANAN PADA MESIN BUBUT TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA ST 37

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI KECEPATAN POTONG, LAJU PEMAKANAN DAN KEDALAMAN PEMAKANAN PADA MESIN BUBUT TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA ST 37 SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S.T) Program Studi Teknik Mesin OLEH : MOHAMMAD BAIHAQI NPM: FAKULTAS TEKNIK (FT) UNIVERSITAS NUSANTARA PERSATUAN GURU REBUPLIK INDONESIA UN PGRI KEDIRI

2 2

3 3

4 PENGARUH VARIASI KECEPATAN POTONG, LAJU PEMAKANAN DAN KEDALAMAN PEMAKANAN PADA MESIN BUBUT TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA ST 37 Mohammad Baihaqi Irwan Setyowidodo, S.Pd., M.Si. dan Dr. Suryo Widodo, M.Pd. UNIVERSITAS NUSANTARA PGRI KEDIRI ABSTRAK Mohammad Baihaqi : Pengaruh Variasi Kecepatan Potong, Laju Pemakanan Dan Kedalaman Pemakanan Pada Mesin Bubut Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan Benda Kerja ST 37, Skripsi, Mesin, Fakultas Teknik UNP Kediri, Penelitian ini dilatar belakangi hasil pengamatan dan pengalaman peneliti, bahwa proses pembubutan terutama permukaan sangat dipengaruhi oleh sudut potong pahat, kecepatan makan (feeding), kecepatan potong ( cutting speed), kedalaman pemotongan (depth of cut) dan lain-lain. Pada proses pembubutan kekasaran dari hasil pekerjaan merupakan hal yang sangat penting. Permasalahan penelitian ini adalah bagaimanakah pengaruh variasi kecepatan potong, laju pemakanan dan kedalaman pemakanan pada penggunaan proses bubut terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja ST 37? Penilitian ini menggunakan metode faktorial 2 k k adalah variable. Variable yang digunakan dalam penilitian ini adalah kecepatan potong (50 m/min dan 80 m/min), kedalaman pemakanan (0,3 mm dan 0,7 mm) dan gerak makan (0,07 mm/rev - 0,09 mm/rev). Kesimpulan hasil penelitian ini adalah kecepatan potong dan kedalaman pemakanan mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kekasaran permukaan, sedangkan laju pemakanan tidak berpengaruh signifikan terhadap kekasaran permukaan. Karena kecepatan potong dan kedalaman pemakanan mempunyai F-value lebih besar dari F tabel. Berdasarkan simpulan hasil penelitian ini, direkomendasikan: Untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang optimum adalah dengan menggunakan kecepatan potong yang tinngi dan kedalaman pemakan yang rendah sedangkan untuk laju pemakanan dapat disetting pada kondisi maksimal karena tidak berpengaruh signifikan terhadap kekasaran permukaan. Pada penelitian ini kekasaran permukaan yang optimum di dapatkan sebesar 1,90 µm pada kondisi percobaan; kecepatan potong 80 m/min (paling tinggi), gerak makan 0,09 mm/rev (paling tinggi) dan kedalaman pemakan 0,3 mm (paling rendah). Kata kunci: bubut, kecepatan potong, laju pemakanan, kedalaman pemakanan kekasaran permukaan. A. PENDAHULUAN Proses bubut merupakan proses pembentukan material dengan membuang sebagian material dalam bentuk geram akibat adanya gerak relatif pahat terhadap benda kerja, dimanaa benda kerja diputar 4

5 pada spindle dan pahat dihantarkan ke benda kerja secara translasi (Kalpakjian & Schmid: 2001). Kalpakjian & Schmid (2001) mengatakan bahwa parameter yang sangat menentukan kekasaran permukaan adalah kedalaman pemakanan ( depth of cut), laju pemakanan ( feed rate) dan kecepatan potong. Demikian pula Rochim, (1983) bahwa hasil komponen proses pembubutan terutama permukaan sangat dipengaruhi oleh sudut potong pahat, kecepatan makan ( feeding), kecepatan potong ( cutting speed), kedalaman pemotongan (depth of cut) dan lain-lain. Pada proses pembubutan kekasaran dari hasil pekerjaan merupakan hal yang sangat penting. Kualitas pembubutan logam sangat dipengaruhi oleh jenis pahat yang digunakan seperti misalnya pahat bubut High Speed steel (HSS) dan karbida. Perkembangan cutting tool seperti pahat bubut jenis carbide, CBN, keramik, dan inserts tool sudah semakin maju. Meskipun demikian, jenis pahat konvensional salah satunya jenis pahat HSS (high speed steel) masih tetap digunakan (Rochim, 1993). Oleh karena itu, Kekerasan permukaan (roughnees) merupakan ketidakteraturan konfigurasi suatu permukaan ditijau dari profilnya. Maksudnya dari konfigurasi adalah batasan yang memisahkan benda pada sekelilingnya (Munadi, 1980 ). Salah satu karateristik geometris yang ideal dari suatu komponen adalah permukaan yang halus. Pada penelitian ini, dilakukan untuk memperoleh pembubutan pemotongan logam bubut konvensional data hasil dari proses yaitu suatu proses potong HSS (high speed steel) dan tanpa menggunakan cairan pendingin. Dimana dalam membuat pelaksanaannya penulis akan permukaan dengan full factorial dari spesimen uji kekasaran tergolong baja karbon rendah (low carbon steel) umumnya otomotif. seperti baja ST 37 yang pada digunakan pada industri B. METODE PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas tanggal 29 Juni menggunakan metodee faktorial 2 k k adalah variable. Variable yang digunakan dalam penilitian ini adalah kecepatan potong (50 m/min dan 80 m/min), kedalaman pemakanan (0,3 mm dan 0,7 mm) dan gerak makan (0,07 mm/rev - 0,09 mm/rev) ). 1. Alat dan bahan menggunakan mesin dengan mata pahat meggunakan metode jenis material yang Negeri Malang pada Penilitian ini a. Material benda kerja yang digunakan pada penelitiann ini adalah material Baja ST-37. Material ini memiliki dimensi Ø35 x 150 mm. b. Pahat bubut HSS. c. Mesin Bubut Manual. 2

6 d. Mitotuyo Surface Roughness Tester. e. Mistar ingsut. f. Meja rata. g. V-blok. h. Dial indicator dan Pemegangnya. 2. Rancangan Percobaan Tabel 1 Variabel bebas dan pengaturan level a. Faktor dan Level Penelitian Faktor dan level penelitiann yang diguakan tampak pada Tabel 2 sedangkan matrik penelitiannya ditunjukan pada tabel 2. Tabel 2 Matrik Penelitian Pengambilan data eksperimen dilakukan secara acak dengan kombinasi parameter mengacu pada rancangan percobaan yang sesuai penelitian pada Tabel 2 dengan matrik Pengacakan ini dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak Minitab 16. b. Prosedur Percobaan Langkah-langkahh eksperimen yang akan dilakukan pada penelitian ini untuk mendapatkan kekasaran permukaan dan keausan pahat adalah sebagai berikut: 1) Menyiapkan spesimen uji yang meliputi: penyesuaian ukuran, perataan, pembersihan spesimen dari kotoran- kotoran yang dapat mengganggu proses pemotongan dan penomoran spesimen. 2) Mempersiapkan bahan ST 37 Ø35 x 150 mm,sebanyak 10 spesimen. 3) Menyiapkan perlengkapan mesin bubut yang dibutuhkan daintaranya: pahat bubut rata HSS, kunci chuck dan tool post. 4) Menyeting pahat HSS. Pahat dicekam pada tool post dengan kondisi mata potong keluar sepanjang kurangf lebih 30 mm sehingga tidak over hang. Semua pahat disetting pada kondisi yang sama. 5) Memasang material benda kerja. Material dipasang pada chuck mesin bubut dengan kondisi panjang pemotongan 150 mm dan melakukan pemeriksaan bahwa benda kerja berada pada posisi terpusat. 6) Menghidupkan mesin bubut dan menyeting parameter-parameter 1

7 yang telah ditetapkan sesuai dengan rancangan eksperimen. 7) Melaksanakan proses pembubutan sesuai kombinasi parameter pada spesimen uji sepanjang 100 mm. 8) Melepaskan benda kerja dari ragum setelah proses pemotongan selesai. 9) Melepas pahat bubut HSS pada pemegang pisau. 10) Mengulang langkah ketiga hingga kedelapan untuk spesimen dan kombinasi parameter berikutnya. Langkah langkah dari pengukuran kekasaran permukaan adalah sebagai berikut: 1) Lakukan kalibrasii sensor pada surface roughness ester. 2) Letakan specimen uji pada V-blok. 3) Ujung sensor dari surface roughness tester disentuhkan pada specimen uji. 4) surface roughness tester diaktifkan untuk melakukan proses pengukuran kekasaran permukaan sepanjang 5 mm. 5) hasil kekasaran permukaan dapat dilihat pada layar display surface roughness tester. 6) Specimen uji dibebaskan dari ujung sensor surface roughness tester untuk diletakan pada permukaan. 7) Langkah ketiga hingga keenam diulang mendapatkan kembali untuk hasil kekasaran. permukaan pada specimen uji yang sama. Hal ini dilakukan berulang hingga mendapatkan 1 data nilai kekasaran aritmatika (R a ) untuk pada tiap spesimen uji. C. PEMBAHASAN Tabel 3 Hasil pengukuran kekasaran permukaan Sumber:hasil eksperimen. pengukuran pada Dari hasil data diatas menunjukan bahwa hasil kekasaran permukaannya normal, karena masih di range angka tingkat kekasaran 1,6 µm sampai 6,3 µm. 1. Uji Kenormalann H 0 ditolak jika p-value lebih kecil dari pada = 0,05.Gambar 4..1 menunjukan bahwa dengan uji Kolmogorov-Smirnov. Gambar 1 Plot uji distribusi normal pada respon kekasaran permukaan 2

8 2. Uji Identik Gambar 4.2 menunjukkan bahwa residual tersebar secara acak disekitar harga nol dan tidak membentuk pola ertentu. Dengan demikian asumsi residual identik terpenuhi. adalah kecepatan potong dan kedalaman pemakanan. Gambar 3 Gambar pengaruh masing- uji terhadap masing parameter kekasaran permukaan Gambar 2 Plot residual kekasaran permukaan versus fitted values Table 4 Anailis variasi variable proses terhadap kekasaran permukaan Nilai F hitung yang lebih besar dari F (0,05;1,14) = 4,60 menunjukkan bahwaa variable proses tersebut mempunyai pengaruh signifikan terhadap kekasaran permukaan. Dari tabel 3 menunjukan bahwa nilai F-value kecepatan potong (V) sebesar sedangkan nilai F-value laju pemakanan (f) sebesar 0.31 dan nilai F-value kedalaman pemakanan (a) sebesar Dapat disimpulkan bahwa yang mempunyai pengaruh yang signifikan Pada gambar 3 dapat dijelaskan bahwa: 1. Kecepatan potong semakain cepat semakin halus permukaan dengan berpengaruh yang signifikan (nilai F > F tabel ). 2. Kedalaman pemotongan semakin banyak semakin kasar permukaan berpengaruh cukup signifikan secara statistic (nilai F > F tabel ). 3. Gerak makan semakin besar gerak makan semakin kasar permukaan tapi tidak ada pengaruh yang signifikan (nilai F < F tabel ) D. KESIMPULAN Berdasarkan hasil eksperimen dan analisis yang telah dilakukan, maka penelitian yang berjudul pengaruh variasi kecepatan potong, gerak makan dan kedalaman pemakanan pada mesin bubut terhadap tingkat kekasaran benda kerja ST 37 terhadap kekerasan permukaan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 3

9 1. Untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang optimum adalah dengan menggunakan kecepatan potong yang tinngi dan kedalaman pemakan yang rendah sedangkan untuk laju pemakanan dapat disetting pada kondisi maksimal karena tidak berpengaruh signifikan terhadap kekasaran permukaan. 2. Pada eksperimen ini kekasaran permukaan yang optimum di dapatkan sebesar 1,90 µm pada kondisi percobaan; kecepatan potong 80 m/min (paling tinggi), gerak makan 0,09 mm/rev (paling tinggi) dan kedalaman pemakan 0,3 mm (paling rendah). DAFTAR PUSTAKA Amstead, B.H Teknologi Mekanik. Jakarta: Erlangga. Asmed dan Yusri Pengaruh Parameter Pemotongan Terhadap Kekasaran Permukaan Proses Bubut Material ST 37, Jurnal teknik Mesin, Vol. 7, No. 2. Bagus, dkk. 2013, Pengaruh jenis pahat bubut terhadap kekasaran permukaan hasil pem pada bahan Stainlees steel, Jurnal Energi dan manufaktur Vol 6, No1 April. Bimbing Atedi dan Djoko Agustono Standar Kekasaran Permukaan Bidang Pada Yoke Flange Menurut ISO R 1320 Dan DIN 4768 Dengan memperhatikan Nilai Ketidakpastiannya. Volume 6, No.2. Child, dkk Metal Machining Theory and Aplication. New York: Jonh Wiley & Sons Inc. Davis, J. R ASM Speciality Handbook. Tool Materials. Ohio: ASM Internasional. Dieter, G., terjemahan oleh Sriati Djeprie Metalurgi Mekanik,Jilid 1, edisi ke-tiga. Jakarta: Erlangga. Febrian MengembangkanModel Matematika T..Q Dan Mrr Sebagai Parameter Karateristik Performa Pahat Bagi Memperoleh Kondisi Pemotongan Optimum, Medan: Usu Repository. Fowlkes, William Y. dan Creveling, Clyde M., 1995, Engineering Methods for Robust Product Design Using Taguchi Methods in Technology and Product Development. New York: Addison - Wesley Publishing Company. Hadimi Pengaruh Perubahan Kecepatan Pemakanan Terhadap Kekasaran Permukaan Pada Prose Pembubutan. Vol. 11, N0.1. Hicks, Philip E Industrial Engineering and Management. Tokyo: A New Perspective. McGraw-Hill. Irawan, N. Dan Astuti, S. P. Minitab 16. Yogyakarta: Andi Juanda Karakteristik Aus Pahat Karbida Berlapis Pada Proses Pembubutan Kering Bahan Otomotif. Medan: USU Repository. Kalpakjian, S. Dan Steven, R. S Manufacturing Processes for Engineering Materials. New Jersey: Prentice Hall. 4

10 Kalpakjian, S. Dan Steven, R. S Manufacturing Processes for Engineering Materials 5th Edition. New Jersey: Prentice Hall. Lie, Raul. A Pengaruh Variasi Kecepatan Potong Dan Kedalaman Potong Pada Mesin Bubut Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan Benda Kerja ST 41. Malang: Universitas Negeri Malang. Montgomery, D. C Design and analysis of experiments 6th Edition. New York: John Wiley & Sons, Inc. Montgomery, D. C Design and Analysis of Experimen 7th Edition. New York: John Wiley & Sons, Inc. Munadi, S Dasar-Dasar Metrologi Industri. Jakarta: Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan. Paridawati Pengaruh Kecepatan Dan Sudut Potong Terhadap Kekasaran Benda Kerja Pada Mesin Bubut. (online), tersedia: diunduh 31 Januari Park, S.H Robust Design and Analysis for Quality EngineeringFirst Edition.London: Chapman & Hall. Prasetyo, A. B Aplikasi Metode Taguchi Pada Optimasi Parameter Permesinan Terhadap Kekasaran Permukaan Dan Keausan Pahat HSS Pada proses Bubut Material ST 37. Jurnal. Kediri: UNP. Rochim, T Teori dan Teknologi Proses PemesinanLaboratorium Teknik Produksi dan Metrologi Industri. Bandung: Jurusan Teknik Mesin FTIITB. Rochim, T Teori & Teknologi Proses Permesinan Laboratorium Produksi Dan Metalurgi Industri. Bandung: Jurusan Teknik Mesin ITB. Rochim, T Proses Pemesinan. Bandung: HEDSP. Rochim, T Spesifikasi, Metrologi, dan Kontrol Kualitas Geometrik. Bandung: Institut Teknologi Bandung. Schey, J. A Introduction to Manufacturing McGraw-Hill. Processes. Tokyo: Setyawan, F. B Pengaruh Geometri Sudut Pahat High Speed Steel (HSS) Terhadap Umur Pahat Dan Penyusutan Stadard Operating Procedure (SOP) Pengasahan Pahat Padaa Proses Bubut Aluminium Surakarta: Paduan Universitas Rendah. Sebelas Maret. Schönmentz, dkk Fachkunde Für Metallberufe Metallbearbeitung Mit Maschinen, Drehen, Fräsen, Schleifen, Hobeln Und Stossen, Räumen, Feinstbearbeitung. Wina: Bohmann Verlag AG. Sudjana Desain Eksperimen edisi II. Bandung: Tarsito. Sumbodo, W Teknik Produksi Mesin Industri. Jakarta: Direktorat Pembinaan Kejuruan. Sekolah Menengah Surdia, T. Saito, S Pengetahuan Bahan Teknik.. Jakarta: PT Pradnya Paramita. Widarto Teknik Pemesinan. Jakarta: Depdiknas. 5