OLEH : I PUTU AGUNG MAHAPUTRA NIM

Transkripsi

1 SKRIPSI PENGARUH VARIASI GERAK MAKAN DAN KEDALAMAN POTONG TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN TIRUS POROS BERTINGKAT PADA PROSES BUBUT DENGAN MESIN CNC LEADWELL TURNING CENTER OLEH : I PUTU AGUNG MAHAPUTRA NIM : JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2016

2 KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI KEMENTERIAN UNIVERSITAS RISET, TEKNOLOGI UDAYANA DAN PENDIDIKAN TINGGI FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

3 KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS UDAYANA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN Kampus Bukit Jimbaran Telp/Faks: , ; LEMBAR PERSETUJUAN PENGARUH VARIASI GERAK MAKAN DAN KEDALAMAN POTONG TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN TIRUS POROS BERTINGKAT PADA PROSES BUBUT DENGAN MESIN CNC LEADWELL TURNING CENTER Skripsi Ini Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Studi Strata Satu dan Memperoleh Gelar Sarjana di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana Oleh: Nama : I Putu Agung Mahaputra NIM : Konsentrasi : Rekayasa Manufaktur Telah Diuji Dalam Ujian Skripsi Hari/Tanggal : Senin, 25 Januari 2016 Telah Disahkan Oleh: Pembimbing I Pembimbing II (I Gede Putu Agus Suryawan, ST., MT.) (I Made Widiyarta,ST., M.Eng.Sc., Ph.D) NIP NIP Penguji I Penguji II (I Wayan Widhiada, ST., M.Sc., Ph.D.) (Ir. I Nyoman Budiarsa, MT., Ph.D.) NIP NIP Penguji III (I Gusti Komang Dwijana,ST., MT.) NIP ii

4 PENGARUH VARIASI GERAK MAKAN DAN KEDALAMAN POTONG TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN TIRUS POROS BERTINGKAT PADA PROSES BUBUT DENGAN MESIN CNC LEADWELL TURNING CENTER Oleh : I Putu Agung Mahaputra Dosen Pembimbing : I Gede Putu Agus Suryawan, ST., MT. : I Made Widiyarta,ST., M.Eng.Sc., Ph.D ABSTRAK Proses pembentukan bentuk tirus pada pembubutan konvensional dapat dilakukan dengan mengencangkan dan mengendurkan baut pengikat eretan atas dan dengan penggeseran kepala lepas. Keterampilan operator sangat diperlukan dalam hal ini. Dalam mengatasi hal tersebut para pengembang proses permesinan mengembangkan mesin CNC. Dengan CNC permasalahan dalam keterampilan operator dapat teratasi. Akan tetapi selain faktor manusia juga terdapat faktor mesin salah satunya adalah parameter-parameter proses permesinan. Secara umum tolak ukur kualitas permesinan yang baik dalam proses bubut adalah tingkat kekasaran permukaan yang rendah, maka perlu diketahui besar parameter pembubutan yang diberikan pada proses bubut. Untuk itu dilakukan percobaan dengan memvariasikan besar kedalaman potong dan gerak makan. Percobaan ini dilakukan dengan membuat beberapa variasi kedalaman potong dan gerak makan pada proses pembuatan poros bertingkat dengan mesin bubut CNC tipe Leadwell Turning Center 6 (LTC-6). Digunakan sembilan variasi dengan mengkombinasikan tiga variasi kedalaman potong (a); 0,25 mm; 0,5 mm; dan 0,75 mm serta tiga variasi gerak makan (f); 0,05 mm/putaran; 0,1 mm/putaran; dan 0,15 mm/putaran. Setelah itu dilakukan pengukuran tingkat kekasaran permukaan rata-rata (Ra) untuk mengetahui variasi yang menghasilkan Ra terendah. Semakin tinggi gerak makan dan kedalaman potong yang diberikan pada proses pembubutan tirus akan menghasilkan Ra yang semakin tinggi. Ra yang paling rendah terdapat pada poros dengan kedalaman potong 0,25 mm dan gerak makan 0,05 mm/putaran sedangkan nilai Ra yang paling tinggi terdapat pada poros dengan kedalaman potong 0,75 mm dan gerak makan 0,15 mm/putaran. Kata Kunci : Proses Bubut, CNC, Tirus, Kekasaran Permukaan, Kedalaman Potong, Gerak Makan iii

5 VARIATION OF FEEDING AND DEPTH OF CUT EFFECT ON TAPERED SHAFT SURFACE ROUGHNESS AT TURNING PROCESS WITH LEADWELL TURNING CENTER CNC LATHE Author Guidance : I Putu Agung Mahaputra : I Gede Putu Agus Suryawan, ST., MT. : I Made Widiyarta,ST., M.Eng.Sc., Ph.D ABSTRACT To form a tapered shape on a conventional lathe can be done by tightening and loosening the top carriage fastening bolts the and shifting the tailstock. The operator skill is needed in this case. In overcoming these problems the developers develop CNC machine. With the CNC machine, problems related to The operator skills can be resolved. However, besides to human factors, there are other factors, which is machine factor, one of them is the machining process parameters. Generally a benchmark of good quality of machinery in turning process is a low level of surface roughness. Then for it, it is necessary to know how is the magnitude of parameters are given in the process turning lathe. To know that, will be done an experiment by varying the magnitude of depth of cut and the feeding. This experiment will be done by creating some variations of depth of cut and feeding on the process of making tapered shaft with Leadwell Turning Center 6 (LTC- 6) CNC lathes. In this research is used nine variations by combining the three variations of the depth of cut (a); 0.25 mm; 0.5 mm; and 0.75 mm, and three variations of feeding (f); 0.05 mm/rotation; 0,1 mm/rotation; and 0.15 mm/rotation. After that, there will be measurement of surface roughness average (Ra) to determine variations that produce the lowest Ra. The higher the feeding and depth of cut are given in tapered lathing process will be generate higher Ra. The lowest Ra value contained in the shaft with 0.25 mm of depth of cut and 0.05 mm/rotation of feeding, while the highest Ra values contained in the shaft with 0.75 mm of depth of cut and 0.15 mm/rotation of feeding. Keywords : Lathe, CNC, Tapered, Surface Roughness, Depth of cut, Feeding iv

6 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-nya maka penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengaruh Variasi Gerak Makan dan Kedalaman Potong Terhadap Kekasaran Permukaan Tirus Poros Bertingkat Pada Proses Bubut Dengan Mesin CNC Leadwell Turning Center. Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan serta bimbingan dari banyak pihak, maka melalui kesempatan ini penulis mengahaturkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Dr. I Made Parwata, ST., MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana 3. Bapak I Gede Putu Agus Suryawan, ST., MT., selaku Dosen Pembimbing I dalam penulisan skripsi dan juga sebagai Dosen Pembimbing Akademik. 4. Bapak I Made Widiyarta, ST., M.Eng.Sc., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan skipsi. 5. Bapak I Wayan Widhiada, ST., M.Sc., Ph.D. selaku Dosen Penguji Skripsi. 6. Bapak Ir. I Nyoman Budiarsa, MT., Ph.D. selaku Dosen Penguji Skripsi. 7. Bapak I Gusti Komang Dwijana, ST., MT. selaku Dosen Penguji Skripsi. 8. Bapak Si Putu Gede Gunawan Tista, ST., MT., selaku Koordinator Skripsi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana 9. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 10. Seluruh Bapak dan Ibu Staff Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana 11. Semua pihak dan kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Jimbaran, 8 Januari 2016 Penulis v

7 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR LAMPIRAN..... xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 3 BAB II DASAR TEORI Proses Bubut (Turning) Parameter Proses Pembubutan Geometri Pahat Bubut Mesin Bubut CNC Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC Bagian-bagian Utama Mesin Bubut CNC Bagian Mekanik Bagian Kontrol atau Pengendali Pemrograman CNC Turning Metode Pemrograman Bahasa Pemrograman Kekasaran Permukaan Permukaan Parameter Kekasaran Permukaan Toleransi Kekasaran Permukaan Penunjukkan Konfigurasi Kekasaran Permukaan BAB III METODE PENELITIAN Alat dan Bahan Penelitian Peralatan Penelitian Leadwell Turning Center Mitutoyo Surftest SJ Peralatan Pendukung Bahan Penelitian Alur Penelitian Diagram Alir Langkah Pelaksanaan vi

8 3.3 Jadwal Penelitian Lokasi Penelitian BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan Kecepatan Makan Program NC Proses Pembubutan Program NC untuk Kedalaman Potong 0,75 mm Program NC untuk Kedalaman Potong 0,5 mm Program NC untuk Kedalaman Potong 0,25 mm Data Kekasaran Permukaan Pembahasan Pengaruh Kedalaman Potong Terhadap Kekasaran Permukaan Pengaruh Gerak Makan Terhadap Kekasaran Permukaan Rata-rata Pengaruh Hubungan Interaksi Gerak Makan dan Kedalaman Potong Terhadap Kekasaran Permukaan BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA.. 63 LAMPIRAN. 66 SURAT PERNYATAAN. 70 LEMBAR ASISTENSI 71 SK PEMBIMBING vii

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Proses Bubut Rata, Bubut Permukaan dan Bubut Tirus... 4 Gambar 2.2 Proses Permesinan yang dapat dilakukan pada Mesin Bubut... 5 Gambar 2.3 Parameter Proses Pembubutan... 5 Gambar 2.4 Panjang Permukaan Benda Kerja yang Dilalui Pahat Setiap Putaran... 7 Gambar 2.5 Gerak Makan (f) dan Kedalaman Potong (a)... 8 Gambar 2.6 Geometri Pahat Bubut HSS Gambar 2.7 Geometri Pahat Bubut Sisipan (Insert), Pahat Tangan Kanan dan Pahat Tangan Gambar 2.8 Pemegang Pahat HSS Gambar 2.9 Pahat Bubut Sisipan (Insert) dan Pahat Sisipan yang Dipasang pada Pemegang Pahat Gambar 2.10 Gerakan Sumbu Utama Koordinat X dan Z Gambar 2.11 Mesin Bubut CNC Leadwell Turning Center Gambar 2.12 Bagian Mekanik mesin Bubut CNC Leadwell Turning Center. 16 Gambar 2.13 Bagian Kontrol dan Tampilan Program Gambar 2.14 Sistem Koordinat Metode Absolut Gambar 2.15 Sistem Koordinat Metode Inkremental Gambar 2.16 Blok,angka dan Huruf Gambar 2.17 Kekasaran, gelombang dan kesalahan bentuk dari suatu permukaan Gambar 2.18 Profil suatu permukaan Gambar 2.19 Penunjukkan Konfigurasi Permukaan Gambar 3.1 Mesin Bubut CNC Tipe Leadwell Turning Center Gambar 3.2 Mitutoyo Surftest SJ Gambar 3.3 Jangka Sorong Gambar 3.4 Ultrasonic Cleaner Gambar 3.5 Haridrier Gambar 3.6 Dudukan Benda Uji Gambar 3.7 Alkohol Gambar 3.8 Bahan Pembuatan Poros Gambar 3.9 Dimensi Produk (Poros Bertingkat) Gambar 3.10 Poin-poin Koordinat Produk Gambar 3.11 Bagian bahan yang dihilangkan Gambar 3.12 Edit Window pada program basis mesin CNC LTC Gambar 3.13 Proses Pembuatan Produk Gambar 3.14 Proses Pembersihan Gambar 3.15 Proses Pengeringan Gambar 3.16 Kalibrasi Alat Ukur Gambar 3.17 Bagian Permukaan Tirus Yang Diukur Kekasaran Gambar 3.18 Pengukuran Kekasaran Permukaan Gambar 3.19 Posisi Jarum Ukur Terhadap Spesimen Gambar 4.1 Koordinat Gerakan Pahat Untuk Kedalaman Potong 0,75 mm. 42 Gambar 4.2 Koordinat Gerakan Pahat Untuk Kedalaman Potong 0,5 mm viii

10 Gambar 4.3 Koordinat Gerakan Pahat Untuk Kedalaman Potong 0,25 mm. 49 Gambar 4.4 Poros Bertingkat Hasil Pembubutan Gambar 4.5 Grafik Ra terhadap Kedalaman Potong Gambar 4.6 Grafik Ra Berdasarkan Gerak Makan Gambar 4.7 Grafik Hubungan Gerak Makan Terhadap Kekasaran Permukaan dan hubungan kedalaman potong terhadap Gambar 4.8 kekasaran permukaan Grafik Hubungan Gerak Makan dan Kedalaman Potong Terhadap Kekasaran Permukaan Rata-rata Gambar 4.9 Skema Proses Bubut Gambar 4.10 Gerak makan dan kedalaman potong ix

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Tabel Kecepatan Pemakanan untuk Pahat HSS... 8 Tabel 2.2 Pedoman Kecepatan Sayat pada Perkakas Baja Cepat... 9 Tabel 2.3 Tabel Kecepatan Potong Tabel Kecepatan Potong dan Kedalaman Maksimum Tabel 2.4 Tabel Kecepatan Potong Untuk Beberapa Jenis Bahan Tabel 2.5 Hubungan Diameter Benda Kerja, Kecepatan Potong dan Putaran Mesin Tabel 2.6 Tabel Sudut Pahat Bubut untuk Berbagai Material Tabel 2.7 Toleransi harga kekasaran rata-rata Ra Tabel 2.8 Toleransi harga kekasaran rata-rata Ra Dari Hasil Pengerjaan Beberapa Proses Pengerjaan Tabel 3.1 Data Spesifikasi Mesin CNC Leadwell Turning Center Tabel 3.2 Komposisi Aluminium Tabel 3.3 Tabel Data Variasi Variabel Proses Pembubutan Tabel 3.4 Tabel Perencanaan Kode-kode NC Tabel 4.1 Besar Kecepatan Makan Tiap Variasi Tabel 4.2 Data Variabel Keseluruhan Tiap Variasi Tabel 4.3 Gerakan Untuk Kedalaman Potong 0,75 mm Tabel 4.4 Gerakan Untuk Kedalaman Potong 0,5 mm Tabel 4.5 Gerakan Untuk Kedalaman Potong 0,25 mm Tabel 4.6 Data Harga Ra Tabel 4.7 Data Harga Rata-rata Ra berdasarkan Kedalaman Potong Tabel 4.8 Data Harga Rata-rata Ra berdasarkan Gerak Makan Tabel 4.9 Data Harga Ra Berurutan x

12 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Gambar Produk Poros Bertingkat Lampiran 2. Dokumentasi Penelitan Lampiran 3. Surat Pernyataan Lampiran 4. Lembar Asistensi Lampiran 5. SK Pembimbing Skripsi xi