PENGARUH KEDALAMAN POTONG TERHADAP KEBULATAN PADA PEMBUBUTAN MATERIAL BAJA JISS S45C

Transkripsi

1 PENGARUH KEDALAMAN POTONG TERHADAP KEBULATAN PADA PEMBUBUTAN MATERIAL BAJA JISS S45C TUGAS AKHIR untuk memenuhi sebagaian persyaratan mencapai derajat sarjana S 1 Program Studi Teknik Mesin diajukan oleh EMIL DWIYONO PROGRAM SARJANA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JEMBER 2014

2 ABSTRAK Emil Dwiyono, 2014, Pengaruh kedalaman Potong Terhadap Kebulatan Pada Pembubutan Material Baja JISS S45C, Tugas Akhir, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Jember, Pembimbing (I) Kosjok o, ST., MT. Pembimbing (II) Andik Irawan ST., M. Eng. Proses pembubutan harus mempunyai hasil yang berkualitas tinggi dapat diliat dari segi bentuk, kepresisian ukuran dan karekteristik permukaan berupa kebulataan dari benda kerja. Salah satu penyimpangan di sebabkan oleh kondisi permesinan adalah kebulataan permukaan hasil proses permesinan, maka dari itu pada penelitian in dilakukan pengujian pengaruh kedalaman potong terhadap kebulatan permukaan benda kerja pada proses bubut konvensional. Proses permesinan dilakukan dengan gerak makan 0, 13 mm/rev dan putran spindel 1050 rpm dengan memvariasikan kedalaman potong 0,5 mm, 1 mm, 1,5mm. Dengan menggunakan benda kerja JISS S45C yang mempunyai diameter 20 mm dengan panjang 120 mm dan di bubut menggunakan pahat insert carbide. Setelah benda kerja dibubut, kemudian benda kerja di ukur keselindrisanya dengan menggunakan dial indicator. Hasil penelitian ini didapatkan bahwa, pada pemakaian yang baim dimna titik kebulataan terkecil 0,0025µm. Sehingga bisa juga di sebut silindris. Dan kebulataan permukaan yang jelek terdapat pada kedalaman potong 1,5 mm dengan nilai kebulataan permukaan 0,019 µm. Oleh karena itu kedalaman potong memberikan pengaruh besar terhadap kebulutaan permukaan, Karena semakin besar kedalaman potong, maka semakin besar nilai keselindrisanya, dan semakin kecil kedalaman potong maka semakin kecil pula nilai kebulataan permukaanya. Akan tetapi dalam pembubutan benda kerja perlu diperhatikan juga faktor lain yang mempengaruhi terjadinya ketidakbulatan contohnya seperti pencekaman benda kerja kurang presisi, operator, keadaan mesin yang digunakaan dan merubah variasi kedalaman potong yang lebih segnifikan agar di dapat hasil yang lebih sempurna. Kata kunci : proses Bubut, Kedalaman Makan, Kebulatan.

3 ABSTRACT Emil Dwiyono, 2014, The Influence of the depth of cut on the lathe roundness JISS S45C steel material, thesis, faculty of engineering, University of Muhammadiyah Jember, Supervisor (1) Kosjoko, ST., MT. Supervisor (II) Andik Irawan ST., M. Eng. Lathing process must Have high quality result can be viewed in terms of shape, size precision and surface characteristics such as roundness of the workpiece. One of the devicition caused by the machining condition is the result of determination surface machining process, therefore in this study tested the effect of depht of cut on the surface of the workpiece roundness in the conventional lathe. Machining process is done with motion eat 0,13 mm/rev and 1050 rpm spindle rotation by varying the depht of cut of 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm. Using S45C JISS workpiece having a diameter of 20 mm with a lenght of 120 mm and turner using carbide inserts chisel. After the workpiece turner, then the worpiece is maesured by using a dial indicator cylindrical. The results of this study found that, on the use of variations in depht of cut 1 mm good surface where the value of all points at 0,0025 μm determination so that it can also be called cylindrical. and roundness are ugly surface at a depth of cut of 0,5 mm with surface roundness value 0,019 pm.therefore the depth of cut a major influence on the determination surface,because the greater the depth of the more t greater the smaller the value cylindrical and depth of cut,the smaller the value of roundness surface. But the rounding of the workpiece should be noted that other factors also influence the occurrence of such an example ketidakbulatan less precision workpiece clamping, operators, and state machines are used. Keywords: turning process, the depht of cut, sphericity

4 BAB I (2012) dan menyatakan pada proses PENDAHULUAN pembubutan harus mempunyai hasil yang 1.1 Latar belakang berkualitas tinggi dapat dilihat dari segi Seiring dengan perkembangan bentuk, kepresisian ukuran dan ilmu pengetahuan dan teknologi yang karekteristik permukaaan berupa semakin pesat, kebutuhan manusia kebulatan dari benda kerja. Karekterisitik semakin beragam dan keinginan untuk tersebut harus dapat digunakan sesuai memperoleh kemudahan dalam hidupnya, maka manusia senantiasa berfikir untuk dengan kebutuhan, sehingga efisiensi akan lebih sesuai. Kebulatan permukaan suatu terus mengembangkan teknologi yang kompenan mesin selalu berhubungan telah ada guna menemukan teknologi baru dengan gesekan, pelumasan, tahan yang bermanfaat bagi kehidupan umat kelelahan maupun perangkaian manusia. Jika diperhatikan, kebutuhan komponen-komponen mesin. Menginggat kebulatan produk hasil proses pembubutan manusia tidak lepas dari unsur logam dan memiliki fungsi yang sangat penting, baja. Karena hampir semua alat yang maka di setiap gambar kerja ada digunakan terbuat unsur logam terutama penunjukan isyarat tentang kebulatan baja. Sehingga baja mempunyai peranan permukaan yang harus di penuhi. aktif dalam kehidupan manusia dan (Rachmat Adi Priyanto,2012) Untuk menunjang teknologi jaman sekarang. mendapatkan kebulatan yang sesuai hasil Oleh karena itu timbul usaha-usaha dari manusia untuk dapat merubah bentuknya dengan menggunakan proses permesinan salah satunya menggunakan permesinan dengan permintaan gambar kerja maka perlu faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat kebulatan pada pengerjaan logam dengan mesin bubut antara lain kecepatan bubut. Baja adalah logam paduan, logam spindel, kedalaman potong, gerak besi sebagai unsur dasar dengan sebagai pemakanan, kondisi mesin, pahat dan unsur paduan utamanya. operator. Menurut penelitian sebelumnya 1.2 Perumusan Masalah yang dilakukan oleh Alfa Dadang Astanta

5 Berdasarkan latar belakang diatas dapat diperoleh rumusan masalah yaitu bagaimana pengaruh depth of cut terhadap kebulatan logam hasil pembubutan pada benda kerja yang diinginkan dan parameter parameter yang menghasilkan kesilindrisan yang paling baik. 1.3 Batasan masalah 1. Dari analisis penelitian yang dilakukan, perameter yang diukur hanyalah kebulatan permukaan pada benda kerja akibat adanya kecepatan potong, kedalaman potong, dan gerak makan. 2. Variable bebas adalah kedalaman potong. 3. Variable tetap adalah kecepatan potong dan gerak pemakanan. 4. Getaran yang ditimbulkan oleh mesin pada proses bubut diabaikan. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh depth of cut terhadap kebulatan dan parameter yang menghasilkan kesilindrisan yang paling baik. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah: 1. Dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan depth of cut yang paling optimal yang sesuai untuk mendapatkan kebulatan dalam proses permesinan. 2. Penelitian ini dapat sebagai acuan referensi bagi penelitian selanjutnya. 3. Sebagai masukan dan pertimbangan bagi perkembangan penelitian sejenis di masa yang akan datang. 1.6 Hipotesis Penelitian Hipotesis penelitian ini adalah dengan melakukan proses pembubutan maka dapat diketahui pengaruh depth of cut terhadap kebulatan benda kerja pada proses pembubutan. BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Elemen Dasar Proses Permesinan Pada proses pemesinan ada lima elemen dasar yang diperlukan dalam setiap perancangan proses, yaitu: 1. Kecepatan perautan (cutting speed ) ; v (m/menit) 2. Gerak pemakanan (feeding speed) ; v f (mm/putaran) 3. Kedalaman perautan ( depth of cut) ; a (mm) 4. Waktu perautan ( cutting time) ; t c (menit) 5. Kecepatan penghasilan chip ( rate of metal removal) ; z (cm³/menit) 2.2 Kebulatan Suatu komponen dengan kebulatan ideal sangat sulit untuk dibuat, sehingga dapat dipastikan akan terjadi suatu ketidakbulatan pada komponen tersebut. Walaupun secara visual

6 penampang suatu komponen berbentuk bulat, namun bila dilakukan pembesaran maka akan terlihat suatu ketidakbulatan terjadi pada penampang tersebut. Keterbatasan yang ada pada proses pembuatan menyebabkan hal tersebut tidak dapat dihindarkan, sehingga ketidakbulatan yang terjadi harus ditolelir dalam batasan tertentu sesuai dengan tujuan dan fungsi dari komponen tersebut. Hal-hal yang berhubungan dengan proses pembuatan yang dapat menyebabkan terjadinya ketidakbulatan pada komponen yang dibuat adalah sebagai berikut: 1. Kesalahan posisi senter pemegang. 2. Lenturan yang terjadi pada benda kerja atau pada mesin perkakas yang diakibatkan oleh gaya pemotongan yang cukup besar. 3. Tekanan alat pemegang atau pencekam pada komponen yang berdinding tipis. 2.3 Dial indicator DIAL GAUGE atau ada yang menyebutnya dial indicator adalah alat ukur yang dipergunakan untuk memeriksa penyimpangan yang sangat kecil dari bidang datar, bidang silinder atau permukaan bulat dan kesejajaran. Konstruksi sebuah alat dial indicator seperti terlihat pada gambar di atas, terdiri atas jam ukur (dial gauge) yang di lengkapi dengan alat penopang seperti blok alas magnet, batang penyangga, penjepit, dan baut penjepit. Alat ukur ini berfungsi untuk mengukur : Kerataan permukaan bidang datar. Kerataan permukaan serta kebulatan sebuah poros. Kerataan permukaan dinding silinder. Kebengkokan poros, run out, kesejajaran dan lain-lain. Gambar: Dial Indicator BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan pada bulan April-Juni 2013 di SMK Negeri 2 JEMBER. Kegiatan ini meliputi pengadaan bahan, pengujian benda kerja, proses pembubutan, serta pengukuran kebulatan benda kerja. 3.2 Alat dan Bahan Penelitian Alat Penelitian a. Mesin bubut - Nama dagang : CQ6230AX910 - Buatan : Made In China Shanghai

7 - Daya Motor: 360 volt, 2.33 Kw b. Dial Indikator - Merk : Mitutoyo No S 10 - Buatan : Made In Japan - Tingkat Ketelitian : 0,001mm c. Pahat karbida - Merk : Mitsubishi Type CNMG MJ VP15TF d. Penggaris e. Jangka sorong f. Laptop Bahan Penelitian Bahan dalam penelitian ini adalah baja S45C tanpa perlakuan apapun. Adapun spesifikasi benda kerja adalah sebagai berikut: Unsur % Komposisi Kimia Carbon % Posfor % Sulfur 0.040% Mangan % Silisium % Tabel Spesifikasi Bahan Penelitian Sumber: /05/katalog_baja_ST60.html Dimensi : Panjang : 120 mm Diameter : 20 mm Gambar Bahan Penelitian 3.3 Prosedur Percobaan Pembubutan Dan Pengambilan Data Prosedur Percobaan Pembubutan 1.Bersihkan meja mesin bubut. 2.Tempatkan bahan pada posisi yang benar, pastikan tercekam pada chuck. 3.Seting pahat dengan benar. 4.Seting parameter pembubutan sesuai dengan tabel penelitian. 5.Dan lakukan pembubutan pada benda kerja hingga 15 spesimen Pengambilan Data 1.Siapkan alat-alat pengukuran antara lain: dial indikator (alat ukur kebulatan), pensil dan kertas. 2.Benda kerja diletakan pada spindel dan dial indikator diletakan di atas benda kerja. 3.Putar spindel pelan-pelan sampai jarum dial indikator bergerak kekanan maupun kekiri (searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam). Dengan asumsi nilai dari pergerakan jarum dial indikator dianggap positif. 4.Selanjutnya dilakukan pengambilan data yang diperoleh dari hasil pengukuran.

8 5.Setiap melakukan pengamatan, catat hasil pengukuran ke dalam tabel data. 3.4 Diagram Alir Penelitian 4.2 Hasil uji pada percobaan 1 Pada hasil pengerjaan 1 kedalaman potong sebesar ( ) 0,5 mm, kecepatan potong v = 60 m/min dan gerak pemakanan constanta f = 0,13 mm/rev, dengan 5 spesimen. Didapatkan hasil grafik sebagai berikut: BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian Gambar 4.2 Grafik rata rata hubungan kebulatan permukaaan pada percobaan 1, dengan kedalaman potong ( ) 0,5 mm dan jarak tenggang 15 mm. Pada gambar grafik 4.2 dapat disimpulkan bahwa kebulatan permukaan

9 tidak menentu dengan adanya kenaikan kedalaman potong (Depht Of Cut) dan jarak tenggang, sedangkan kecepatan potong (Cutting Speed) dan gerak pemakanan (Feed Rate) nilainya adalah tetap pada percobaan. Kebulatan permukaan yang terjadi ini dikarenakan benda uji dengan pahat itu mengalami suatu gesekan lebih kecil dan halus sehingga getaran yang terjadi pada mesin bubut lebih kecil, tetapi pada waktu pengukuran menggunakan dial indicator kebulatan yang terjadi pada benda uji dan menarik dari kesimpulan rata rata menunjukan tidak rata terdapat keovalan pada titik rata rata 1, 2, 3, titik rata rata 4 dan 5 mengalami penurunan mendekati kebulatan. 4.3 Hasil Uji Pada Percobaan 2 Pada hasil pengerjaan 1 kedalaman potong sebesar ( ) 1 mm, kecepatan potong v = 60 m/min dan gerak pemakanan constanta f = 0,13 mm/rev, dengan 5 spesimen. Didapatkan hasil grafik sebagai berikut: Gambar 4.3 Grafik rata rata hubungan kebulatan permukaaan pada percobaan 2, dengan kedalaman potong ( ) 1 mm dan jarak tenggang 15 mm. Pada gambar grafik 4.3 dapat disimpulkan bahwa kebulatan permukaan tidak menentu dengan adanya kenaikan kedalaman potong (Depht Of Cut) dan jarak tenggang, sedangkan kecepatan potong (Cutting Speed) dan gerak pemakanan (Feed Rate) nilainya adalah tetap pada percobaan. Kebulatan permukaan yang terjadi ini dikarenakan benda kerja pada pahat sudah mengalami suatu gesekan yang besar dari kedalaman potong sebelumnya, sehingga getaran pada mesin bubut relatif besar dan gaya gesek benda uji dengan pahat juga lebih besar yang dipengaruhi oleh luasan kedalaman potong yang besar. Sehingga titik rata rata pada 1 dan 2 mengalami keovalan kemudian sama turun pada titik rata rata 3, 4, dan Hasil Uji Pada Percobaan 3 Pada hasil pengerjaan 1 kedalaman potong sebesar ( ) 1,5 mm, kecepatan potong v = 60 m/min dan gerak pemakanan constanta f = 0,13 mm/rev, dengan 5 spesimen. Didapatkan hasil grafik sebagai berikut:

10 840m/min, gerak pemakanan f = 0,13 mm/rev dan kecepatan potong v = 60. Didapatkan grafik sebagai berikut: Gambar 4.4 Grafik rata rata hubungan kebulatan permukaaan pada percobaan 3, dengan kedalaman potong ( ) 1,5 mm dan jarak tenggang 15 mm. Pada gambar grafik 4.4 dapat disimpulkan bahwa kebulatan permukaan tidak menentu dengan adanya kenaikan kedalaman potong (Depht Of Cut) dan jarak tenggang, sedangkan kecepatan potong (Cutting Speed) dan gerak pemakanan (Feed Rate) nilainya adalah tetap pada percobaan. Kebulatan yang terjadi pada gambar 4.4 menunjukan penurunan keselindrisan benda uji pada titik rata rata 1, 2, 3.dan 4, 5 mengalami kenaikan keovalan karena pahat mengalami gesekan dengan kedalaman yang tinggi. 4.5 Grafik Rata Rata Keseluruhan Hasil Kebulatan Pada hasil pengerjan dengan 3 percobaan 15 spesimen kedalaman potong 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm. Sedangkan putaran spindel dan gerak pemakanan constanta dengan nilai putaran spindel n = Gambar 4.5 Grafik rata rata hubungan kebulatan permukaaan pada 3 percobaan 15 spesimen, dengan kedalaman potong ( ) 0,5 mm, ( ) 1 mm, ( ) 1,5 mm dan jarak tenggang 15 mm. Dari hasil keseluruhan rata rata 3 percobaan 15 spesimen kedalaman potong menunjukan grafik turun dengan kedalaman potong 1,5 yang mendekati keselindrisan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Berdasarkan hasil pengukuran uji kebulatan permukaan, maka dial indikator bisa dijadikan sebagai alat pengukur kebulatan pada benda kerja. 2. Hasil semua grafik dapat diketahui bahwa semakin tinggi kedalaman potong (depht of cut), kebulatan benda kerja yang dihasilkan semakin kecil.

11 3. Kecepatan potong, feeding dan depth of cut mempunyai pengaruh yang nyata secara statistik terhadap kebulatan benda kerja pada penelitian dengan material benda kerja S45C dan pahat insert CNMG dengan nilai kepercayaan 90,3 %. 5.2 Saran 1. Pada penelitian berikutnya hasil yang diperoleh akan lebih akurat jika dalam penelitian menggunakan Roundness tester yang tingkat ketelitiannya lebih kecil daripada dial indikator yang kami gunakan. 2. Perlu adanya variasi yang lebih signifikan agar didapat hasil kebulatan yang lebih sempurna. 3. Perlu dilakukan penelitian lanjut tentang pengaruh kecepatan potong, feeding dan depth of cut terhadap kebulatan benda kerja dengan menggunakan material dan pahat yang berbeda. DAFTAR PUSTAKA Ardinta. D. S. (2011). Pengaruh Gerak Makan dan Sudut Potong Utama Terhadap Hasil Kesilindrisan Permukaan Benda Kerja ST 42 Terhadap Proses Bubut Silindris. Jurnal. Teknik Mesin. Universitas Sebelas Maret Surakarta. Astanta. A. D. (2012). Pengaruh Variasi Parameter Kedalaman Potong Kecepatan Makan Gerak Makan Terhadap Kebulatan Permukaan Pada Baja AISI Skripsi. Teknik Mesin. Universitas Muhammadiyah Jember. Effendi. K. A. (2010). Optimasi Kekasaran Dan Kebulatan Permukaan Pada Pembubutan Marmer Dengan Variasi Parameter Kedalaman Potong, Kecepatan Potong Dan Gerak Makan. Jurnal. Teknik Mesin. Universitas Negeri Jember. ISBN Nugroho. Adi. (2009). Pengaruh Gerak Makan dan Sudut Potong Utama Terhadap Hasil Kesilindrisan Permukaan Benda Kerja Pada Proses Bubut Silindris. Jurnal Teknik Mesin. Teknik Mesin. Universitas Sebelas Maret Surakarta. Priyanto. R. A. (2012). Pengaruh Depth Of Cut Terhadap Kebulatan Permukaan Pada Baja AISI 1045 Pada Proses Bubut. Skripsi. Teknik Mesin. Universitas Muhammadiyah Jember. Purwanto. W. A. (2003). Pengaruh Temperatur Tempering Terhadap Kekuatan Tarik Pada Baja Buderus 2510 Setelah Di Hardening. Skripsi. Teknik Mesin. Universitas Muhammadiyah Malang. Rochim., Taufiq. (1993). Teori dan Teknologi Proses Permesinan. Hingher Edocation Development Support Project. ITB, Bandung. Sconmetz. A., Gurber. K. (1985). Pengetahuan Bahan dan Pengerjaan Logam. Angkasa. Bandung. ISBN Suherman., Wahid. (1 987). Pengetahuan Bahan. ITS, Surabaya.