PENGARUH GEOMETRI PAHAT BUBUT HSS TERHADAP NILAI KEKASARAN PERMUKAAN DAN KEAUSAN PAHAT PROSES BUBUT DENGAN METODE TAGUCHI

Transkripsi

1 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN PENGARUH GEOMETRI PAHAT BUBUT HSS TERHADAP NILAI KEKASARAN PERMUKAAN DAN KEAUSAN PAHAT PROSES BUBUT DENGAN METODE TAGUCHI Oleh : Sriyato ),Faisal RM 2),Ali Parkha 3) ) Mahasiswa, 2)3) Dose Pascasarjaa Fakultas Tekologi Idustri Uiversitas Islam Idoesia,Yogyakarta 204 ABSTRACT Metal workig processes with Covetioal turig is still widely performed usig a cuttig tool High Speed Steel type. Spidle speed, feedig, depth of cut ad cuttig tool major agle affects the process of turig the results that will affect the value of the surface roughess also affects the value of the tool flak wear durig use.with Taguchi method optimal results with a surface roughess respose A2BC2D2.formulatio, whereas for tool wear is A2B2CD Because there are two differet respose variables ot the same, we used the Taguchi method Multirespo MRSN. Optimizatio with MRSN obtaied the optimal level combiatio that is AB3CD.with compositio rpm of 255 rad / mi, feedig of rate 0.088mm / rev, depth of cut of 0.5 mm ad the geometry used is a major agle 75 o Keywords : Turig process,taguchi multirespo,surface roughess, Tool flak wear. I.PENDAHULUAN. Latar Belakag Perkembaga tekologi saat ii mulai pesat khususya pada bidag permesia yaitu mesi bubut. Pegguaa mesi bubut dibutuhka utuk megerjaka suatu beda dega proses pembubuta rata, alur, radius bahka pembuata ulir. Di dalam proses pembubuta beda tersebut diperluka alat selai mesi bubut juga diguaka alat peyayat (Cutter). Alat peyayat yag diguaka ii adalah terbuat dari baha HSS (High Speed Steel). Pahat HSS biasaya masih bersifat metah sehigga pada waktu diguaka harus diasah terlebih dahulu sesuai kebutuha pada waktu melakuka pembubuta. Proses pegasaha pahat HSS dilakuka dega cara maual yaitu memegag pahat kemudia meggesekka pada batu gerida asah. Sudutsudut pahat HSS dibetuk dega cara diasah dega mesi gerida pahat (Tools Grider Machie) (Rochim,200). Proses pegasaha ii aka membetuk geometri pahat yag aka diguaka utuk proses pembubuta. Pada dasarya umur pahat HSS dapat dioptimalka, dega mejaga geometriya sesuai dega karakteristik beda kerja yag diguaka. Geometri pahat yag optimum memberika proses pemotoga yag cepat dega hasil yag halus serta keausa pahat yag miimum. Utuk medapatka kualitas hasil produksi yag optimal peerapa metode Taguchi dalam peelitia yag bersifat eksperimetal merupaka metode yag terbaik yag dapat diguaka karea metode taguchi dapat meyederhaaka jumlah eksperime sehigga dapat meeka lamaya waktu peelitia da meghemat biaya yag dikeluarka. Triastuti, (2009), berpedapat bahwa desai Taguchi parameter adalah satu desai yag petig karea meawarka desai yag sederhaa da sistematik utuk megoptimalka efisiesi, kualitas da biaya. Rasio atara isyarat da gaggua da susua ortogoal adalah faktor petig dalam desai metoda Taguchi. Rasio atara isyarat da gaggua mampu megukur kualitas yag bergatug kepada variasi, sedagka susua ortogoal mampu megakomodasi beberapa faktor secara simulta. Tigkat kekasara dari suatu beda hasil pegerjaa pada mesimesi perkakas merupaka syarat mutlak yag harus diperhitugka dalam proses produksi utuk dapat meigkatka kualitas produkya. Selai itu, diperluka cara agar mesi perkakas tersebut meghasilka produk dega jumlah bayak dalam waktu sigkat, sehigga biaya produksi dapat diteka seredahredahya, Giyato (2009). Jural Tekika ATW 35

2 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Tujua Peelitia. Utuk megetahui variasi yag optimal yag dapat meghasilka tigkat kekasara permukaa yag palig kecil. 2. Utuk megetahui variasi yag optimal yag mempegaruhi tigkat keausa pahat yag palig kecil. 3. Utuk megetahui optimasi dari proses pemesia bubut terhadap kekasara permukaa da keausa pahat berdasarka setig parameter permesia yag diguaka. II.TINJAUAN PUSTAKA 2..Pegedalia Kualitas Pegedalia kualitas dapat diartika sebagai proses pegukura yag dilakuka selama peracaga produk atau proses. Aktivitas pegedalia kualitas mecakup dalam setiap fase dari peelitia da pegembaga produk, peracaga proses produksi, da kepuasa kosume. 2.2 Metode Taguchi Metode Taguchi diperkealka pertama kali oleh Dr Geichi Taguchi pada saat pertemua yag diseleggaraka oleh AT & T, sebuah perusahaa telekomuikasi terkemuka di Amerika Serikat. Dr Geichi Taguchi merupaka seorag kosulta pegedalia kualitas dari Jepag. Tekik optimasi dega megguaka metode Taguchi megguaka matriks yag disebut matriks Orthogoal Array utuk meetuka jumlah eksperime miimal yag dapat memberi iformasi sebayak mugki semua faktor yag mempegaruhi parameter. Bagia terpetig dari Orthogoal Array terletak pada pemiliha kombiasi level dari variabelvariabel iput utuk masigmasig eksperime (Lestari, 2009). 2.3 Lagkah lagkah metode taguchi ) Meetuka racaga matriks orthogoal yag diguaka utuk eksperime. Metode Taguchi diperkealka oleh Dr. Geichi Taguchi (940). Ada dua kompoe pada metode Taguchi yaitu matriks ortogoal da rasio S/N. Matriks ortogoal diguaka utuk meetuka jumlah miimal bayakya eksperime. Pemiliha matriks ortogoal yag aka diguaka didasarka pada jumlah derajat kebebasa. Peetua derajat bebas dilakuka berdasarka pada: a. Jumlah faktor yag diamati. b. Jumlah level dari faktor yag diamati. c. Iteraksi percobaa yag diigika. Pada peelitia ii diguaka matriks ortogoal L9(3 4 ) yag memiliki 4 kolom da 9 baris yag dapat diguaka utuk 4 parameter yag masigmasig memiliki 3 level. Tabel 2. Orthogoal array L9 Faktor EKSP A B C D Sumber : Soejato,2009 Jural Tekika ATW 36

3 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Tabel 2.2 FaktorLevel Level Kode Faktor Satua 2 3 Kecepata A rpm putara B Feedig mm/put 0,043 0,065 0,088 Kedalama C mm 0,5 0,8 Pemakaa Sudut mayor Derajat D geometri Pahat ( o ) 2) Meghitug rasio S/N sesuai dega karakteristik kualitas dari setiap respo Berikut ii adalah persamaapersamaa utuk meghitug rasio S/N. Meurut Soejato (2009) Ada beberapa jeis Rasio S/N, yaitu: a. SmallertheBetter (STB) Karakteristik kualitas dimaa semaki redah ilaiya, maka kualitas semaki baik. Cotohya dalam mecari kekasara permukaa da keausa pahat optimum proses pemesia, dimaa semaki kecil kekasara permukaa semaki baik permukaaya cotoh lai adalah keausa pahat. Nilai Rasio S/N utuk jeis karakteristik STB Taguchi memperkealka pedekata 2 SNRSTB 0 Log yi.. () i dega : = jumlah tes di dalam percobaa (trial). y i = ilai respo dari tiap replikasi. b. LargertheBetter (LTB) Karakteristik kualitas dimaa semaki besar ilaiya, maka kualitas semaki baik. Cotohya adalah kekuata material, efisiesi baha bakar da lailai. Nilai Rasio S/N utuk jeis LTB adalah SNRLTB 0Log...(2) 2 yi i c. NomialtheBest (NTB) Karakteristik kualitas dimaa ditetapka suatu ilai omial tertetu, jika ilaiya semaki medekati ilai omial tertetu tersebut maka kualitasya semaki baik, cotohya ukura produk dimaa semaki medekati ukura omial yag ditetapka kualitasya semaki baik. 2 SNR...(3) NTB 0 log 2 3. Aalisis hasil eksperime.dalam megaalisa hasil eksperime dari Taguchi ii juga megguaka metode ANOVA, yaitu perhituga jumlah kuadrat total, jumlah kuadrat terhadap ratarata, jumlah kuadrat faktor, da jumlah kuadrat error. III. PEMBAHASAN DAN HASIL 3. Obyek da Subyek Peelitia ) Obyek peelitia Obyek peelitia ii adalah baja karbo ST 37 yag dikerjaka melalui proses pemesia bubut yag meghasilka kekasara permukaa da keausa pahat. 2) Subyek peelitia Sebagai subyek peelitia adalah mesi bubut yag diguaka utuk proses pegerjaaya dega megkombiasi faktorfaktor levelya yag mempegaruhi kekasara permukaa da keausa pahat. Peelitia dilakuka di Laboratorium Mesi Perkakas Kampus Akademi Tekologi Jural Tekika ATW 37

4 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Warga Surakarta. Proses yag dilakuka adalah pembubuta sampel beda kerja dega megguaka mesi bubut. Pegujia kekasara permukaa beda kerja yag sudah dibubut da keausa pahat dilakuka di Laboratorim Tekik Baha Uiversitas Gajah Mada (UGM) Yogyakarta. 3.2 Alat da baha ) Alat alat yag diguaka didalam peelitia ii meliputi : :.Mesi bubut : alat yag berfugsi utuk proses pemesia pemakaa pada baha. Mesi bubut merk KRISBOW KW Pahat HSS : alat yag berfugsi utuk memotog beda kerja.pahat HSS merk JCK. ukura ½ x ½ x Mesi Gerida : alat yag diguaka utuk memutar batu gerida asah. mesi gerida merk Daiwa MD3220A 4. Batu asah : alat yag diguaka utuk megasah pahat HSS. Batu asah merk Northe Germay QU5VBF yag diguaka utuk megasah pahat HSS. 5. Surface corder : alat utuk meguji kekasara permukaa merk Fowler SE Photo : Alat utuk melihat keausa pahat Olympu mikroskop SZPT mikroskop 7. Timbaga : alat utuk megukur besar keausa pahat dega cara meimbag pahat sebelum da sesudah diguaka.\merk Adveturer AR330 2) Baha Baha yag diguaka meliputi : baja ST 37 pejal ukura diameter ich x 0 mm. mejadi diameter 2 mm, karea baha ST 37 memiliki permukaa yag tidak simetris pembubuta awal ii utuk meyamaka kerataa permukaaya. Kemudia dari ukura 2 mm dibubut dega ketebala 0,5 mm da 0,8 mm da mm,bagia yag dijepit sepajag 0 mm.sehigga beda yag dibubut mejadi ukura diameter 20 mm x 00 mm. sebayak 27 buah (3 kali replikasi). Jural Tekika ATW 38

5 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Alur Peelitia Diagram 3.. Alur peelitia Mulai Pegamata Pada Kodisi Idustri Secara Lagsug Kodisi hasil uji Laboratorium beda kerja hasil pembubuta terhadap kekasara da keausa pahat Idetifikasi Variabel Peelitia Racaga Peelitia Eksperime da Pegumpulata Data Y Data Normal T Y Data Homoge T Perhituga ANOVA Perhituga Rasio S/N Perhituga efek tiap Faktor Meetuka kodisi optimal tiap faktor Y Apakah Kodisi tiap respo Optimal sama? T MRSN Apakah Kodisi Optimal sudah diujika? T Uji Kofirmasi Y Uji Beda Kesimpula Selesai Jural Tekika ATW 39

6 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Pegumpula Data Hasil Eksperime Idetifikasi kekasara permukaa dilakuka dega megukur kekasara permukaa material dega megguaka roughess tester. Tabel 3. Data kekasara permukaa Ek s Faktor Kekasara Permukaa (µm) A B C D y y2 y Ek s Tabel 3.2 Data keausa pahat Faktor Keausa Pahat (mgr) A B C D y y2 y Aalisis Data Datadata yag dihasilka dari tahap pegerjaa diolah dega :. Uji Normalitas Data. 2. Uji Homogeitas Variasi. 3. Aalisis Variasi (ANOVA). 4. Meghitug ilai sigal to oise ratio (Rasio S/N) hasil eksperime berdasarka karakteristik mutu tujua. 5. Meghitug efek tiap faktor. 6. Meetuka ilai optimal level tiap faktor pada masigmasig respo. 7. Meetuka kombiasi optimal 8. Uji Beda Jural Tekika ATW 40

7 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Pegolaha Data 3.6. Kekasara permukaa ).Uji ormalitas dega KolmogorovSmirov Test Tabel 4.3 KosmogorovSmirov Test OeSample KolmogorovSmirov Test VAR0000 N 27 Normal Parameters a,b Std. Deviatio.5756 Mea Most Extreme Differeces Absolute.2 Positive.2 Negative.082 KolmogorovSmirov Z.58 Asymp. Sig. (2tailed).888 a. Test distributio is Normal. b. Calculated from data. 2).Normalitas data dega uji bartllet Tabel 4.4 Uji Bartllet Test Rep N /N Si^2 Log Si^2 (N)logSi^ ) Aalisis Variasi (ANOVA) Kekasara permukaa Tabel 4.5 Hasil Perhituga ANOVA F Fak DB SS MS F hit tabel SS' P% A B C D Res Total 26 Kesimpula Utuk F hitug Faktor A,B,C,D, > F tabel; maka Ho ditolak, berarti faktor A,B,C,D tersebut berpegaruh sagat sigifika terhadap kekasara permukaa. d. Perhituga Sigal to Noise Ratio ( Rasio S/N ) Hasil Eksperime Karateristik kualitas ditetapka pada suatu ilai dega batas 0 da o egatif,nilai semaki kecil medekati ilai ol yag diigika. (Soejato,2009). Nilai Rasio S/N utuk jeis karakteristik STB adalah : 2 SNRSTB 0Log yi i Jural Tekika ATW 4

8 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Tabel 4.6 Hasil Perhituga Rasio S/N Kekasara permukaa Kekasara Faktor Eks Permukaa (µm) rerata SNR A B C D y y2 y e. Perhituga Efek Tiap Faktor Perhituga efek tiap faktor, dalam hal ii faktor kedali dilakuka dega megguaka rumus : efek faktor o a Tabel 4.7 Efek Nilai Rasio S/N Tiap Faktor Utama Respo Kekasara permukaa Level Faktor Kedali A B C D Differece Rak Gambar 4. Grafik Rasio S/N Faktor Utama Respo Kekasara permukaa Walaupu karakteristik kualitasya adalah semaki kecil, semaki baik,tetapi Rasio S/N didefiisika sedemikia higga selalu dapat ditrasformasika karakteristik kualitamejadikarakteristik semaki besar,semaki baik (Soejato,2009) sehigga didapatka formulasia2bc2 D2. Jural Tekika ATW 42

9 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Keausa Pahat ) Uji Normalitas Data Keausa pahat dega KolmogorovSmirov Test Tabel 4.8 KolmogorovSmirov Test Keausa pahat OeSample KolmogorovSmirov Test VAR0000 N 27 Normal Parameters a,b Std. Deviatio Mea 3.75 Most Extreme Differeces Absolute.263 Positive.263 Negative.75 KolmogorovSmirov Z.365 Asymp. Sig. (2tailed).048 a. Test distributio is Normal. b. Calculated from data. 2) Uji ormalitas data Keausa Pahat dega uji bartlet Tabel 4.9 Daftar Peolog Uji Bartlett Keausa pahat Rep. N /N Si^2 Log Si^2 (N )logsi^ ) Aalisis Variasi (ANOVA) Keausa pahat Tabel 4.0 Hasil Perhituga ANOVA Keausa pahat Faktor D B SS MS F hit F tab SS' P A B C D Residu Tot 26 Kesimpula Utuk F hitug faktor A,B,C,D > Ftabel; maka Ho ditolak, berarti faktor A,B,C,D tersebut berpegaruh sagat sigifika terhadap keausa pahat. 4) Perhituga Sigal to Noise Ratio (Rasio S/N) Hasil Eksperime Nilai Rasio S/N utuk jeis karakteristik STB adalah : 2 SNRSTB 0Log yi i Jural Tekika ATW 43

10 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Tabel 4. Hasil Perhituga Rasio S/N Keausa pahat Eksp Faktor Keausa Pahat (mg) A B C D y y2 y3 rerata SNR ) Perhituga Efek Tiap Faktor Perhituga efek tiap faktor, dalam hal ii faktor kedali dilakuka dega megguaka rumus : efek faktor o a Tabel 4.2 Efek Nilai Rasio S/N Tiap Faktor Utama Respo Keausa pahat Level Faktor Kedali A B C D Differece Rak Gambar 4.2. Grafik Rasio S/N Faktor Utama Respo Keausa pahat Walaupu karakteristik kualitasya adalah semaki kecil semaki baik,tetapi Rasio S/N didefiisika sedemikia higga selalu dapat ditrasformasika karakteristik kualitas mejadi karakteristik semaki besar,semaki baik (Soejato,2009) sehigga didapatka formulasi A2B2CD. Jural Tekika ATW 44

11 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Peetua Level Faktor Optimal Megguaka Multi Respose Sigal to Noise Ratio ( MRSN) Perhituga Multi Respose Sigal to Noise Ratio ( MRSN) dilakuka karea kombiasi level faktor optimal dari variabel respo berbeda satu sama lai respo kekasara permukaa A2 B C2 D2, utuk respo keausa pahat dega formulasi A2 B2 C D. Lagkahlagkah MRSN Kekasara permukaa :. Meghitug Quality Loss Kekasara Permukaa Utuk mecapai kekasara permukaa yag yag sesuai target pada proses pegerjaa bubut megguaka daa sebesar Rp Dari hasil pegerjaa bubut di idustri diperoleh ratarata kekasara permukaa sebesar 3,85 Berdasarka setig parameter optimal didapat ratarata kekasara permukaa sebesar 2,549 sehigga selisih yag dihasilka adalah : 3,85 2,549 = 0, Dega megguaka rumus k = L / Δ 2 maka koefisie fugsi kerugia didapatka sebagai berikut : k = , 3 ( 0,636 ) 2 3. Fugsi perhituga Loss fuctio utuk Smallerr the better dapat dicari megguaka rumus: L ij k i i k y 2 ijk Cotoh perhituga utuk eksperime pertama respo kekasara permukaa adalah: L = ,3 (2,723 2,788 2, ,324 3 Hasil L maksimum utuk respo kekasara permukaa adalah Meghitug Normalisasi Quality Loss (C ij ) L C ij ij = L * i Cotoh perhituga utuk eksperime pertama adalah: C = 46947,324 0, , Meghitug Multi Respose Sigal to Noise Ratio (MRSN) MRSN j = 0 log (TNQL j ) Cotoh perhituga utuk eksperime pertama adalah: MRSN = 0 log (0,75) = 0,396 Hasil respo kekasara permukaa da keausa pahat megguaka karakteristik mutu STB, sehigga setig parameter multirespo optimal ditetuka berdasarka ilai MRSN terbesar yaitu 2,636 µm da 3,964 mgr dega kombiasi level faktor AB3CD. 3.8 Uji Beda Tabel 4.3 Perbadiga kodisi awal da usula Kodisi awal Perbaika Uji beda Kekasara Keausa pahat(mgr Kekasara Keausa Pahat(mgr) ( µm) ) ( µm) 3,85 6,230 2,636 3,964 Jural Tekika ATW 45

12 No. 3/ATW/Maret/205 ISSN Uji beda dilakuka utuk megetahui apakah data pada kodisi awal berbeda dega kodisi usula ataukah sama.pada respo kekasara permukaa didapat t hitug > t tabel ( 29,290 > 2,78 ) artiya ada perbedaa kekasara permukaa pada kodisi awal da pada kodisi usula hasil eksperime.pada respo keausa pahat t hitug > t tabel ( 23,878 > 2,78 ) artiya ada perbedaa keausa pahat pada kodisi awal da pada kodisi usula hasil eksperime. IV. KESIMPULAN. Berdasar aalisis dega metode taguchi didapatka hasil optimal utuk respo kekasara permukaa dega formulasi A2 B C2 D2. 2. Berdasar aalisis dega metode taguchi didapatka hasil optimal utuk respo keausa pahat dega formulasi A2 B2 C D 3. Optimasi dari proses pemesia bubut terhadap respo kekasara permukaa da keausa pahat berdasarka setig parameter permesia yag diguaka, didapat hasil kombiasi faktor terbaik dega formulasi A B3 C D dega komposisi putara mesi 255 put/meit, laju pemakaa 0,088 mm/rev, kedalama pemakaa 0,5 mm da geometri pahat yag diguaka adalah sudut potog mayor 75 o. V. DAFTAR PUSTAKA [] Giyato 2009, Optimasi Parameter Proses Pemesia Terhadap Keausa Pahat Da Kekasara Permukaa Beda Hasil Proses CNC Turig Dega Megguaka Metode Taguchi, Tesis, Tekik Mesi, Uiversitas Dipoegoro [2] Gusri, A.I. 200, Aplikasi Metoda Taguchi Utuk Megidetasi Kekasara Permukaa Dalam Pembubuta Padua Titaium. Semiar Nasioal Tahua Tekik Mesi (SNTTM) ke9 Palembag [3] Triastuti W., 2009, Metode Taguchi Utuk Optimalisasi Produk Pada Racaga Faktorial, Media Statistika, Vol. 2, No. 2, Desember: 892. [4] Rochim, Taufiq,200. Spesifikasi Metrologi & Kualitas Geometri, Laboratorium Tekik Produksi da Metrologi Idustri Jurusa Tekik Mesi FTI ITB. [5] Rochim, Taufiq,2007. Proses Permesia: Perkakas da Sistem Pemerkakasa. Badug:Peerbit ITB. [6] Soejato,I,2009,Desai Eksperime Dega Metode Taguchi,Graha Ilmu,Surabaya [7] Sudjaa,99. Desai da Aalisis Eksperime. Peerbit Tarsito : Badug. [8] Sudjaa, Metode Statistika. Peerbit Tarsito : Badug. [9] Sugiyoo,2009, Metode Peelitia kuatitatif Kualitatif Jural Tekika ATW 46