STUDI PENGARUH SUDUT POTONG (Kr) PAHAT KARBIDA PADA PROSES BUBUT DENGAN TIPE PEMOTONGAN OBLIQUE TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN

Transkripsi

1 NASKAH PUBLIKASI TUGAS AKHIR STUDI PENGARUH SUDUT POTONG (Kr) PAHAT KARBIDA PADA PROSES BUBUT DENGAN TIPE PEMOTONGAN OBLIQUE TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat - Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana S Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun oleh : SINU HATNOLO D JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2 HALAMAN PENGESAHAN NASKAH PUBLIKASI TUGAS AKHIR Makalah berjudul Studi Pengaruh Sudut Potong (Kr) Pahat Karbida pada Proses Bubut Tipe Pemotongan Oblique Terhadap Kekasaran Permukaan, telah disetujui pembimbing dan disahkan oleh ketua jurusan teknik mesin sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana S- Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan oleh : Nama : SINU HATNOLO NIM : D... Disetujui pada : Hari :.. Tanggal :..

3 STUDI PENGARUH SUDUT POTONG (Kr) PAHAT KARBIDA PADA PROSES BUBUT DENGAN TIPE PEMOTONGAN OBLIQUE TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN Sinu Hatnolo, Muh Alfatih Hendrawan, Supriyono Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. Ahmad Yani Tromol Pos Pabelan, Kartasura ABSTRAKSI Proses pembubutan adalah salah satu proses pemesinan yang paling banyak dijumpai, dari bengkel kecil sampai industri manufaktur. Dan juga banyak dilakukan dalam proses penelitian-penelitian untuk mempengetahui pengaruh-pengaruh yang ada dalam proses permesian tersebut, salah satunya adalah parameter. Pemvariasian biasa dilakukan untuk menigkatkan jumlah produksi karena mempercepat proses permesinan. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh parameter, 9, dan, putaran mesin 9 rpm, rpm dan rpm, gerak m (feeding), mm/rev dan, mm/rev permukaan hasil pembubutan tipe pemotongan oblique. Material yang digun yaitu baja ST diameter mm dan panjang mm. Semua spesimen dibubut menggun mesin bubut merk LA model x buatan Taiwan tipe pemotongan oblique, 9, dan, putaran mesin 9 rpm, rpm dan rpm, gerak m (feeding), mm/rev dan, mm/rev. Pengujian yang dilakukan adalah uji permukaan Surfcorder SE buatan Jepang. Hasil penelitian menunjukkan variasi, putaran mesin dan gerak m berpengaruh secara signifikan permukaan hasil pembubutan. Kondisi yang paling optimal terdapat pada,putaran mesin rpm dan gerak m, mm/rev nilai,8 µm. Kata Kunci : Oblique, Karbida, Kekasaran, Bubut, Sudut.

4 PENDAHULUAN Hasil komponen proses pembubutan terutama permukaan sangat dipengaruhi oleh pahat, kecepatan m (feeding), kecepatan (cutting speed), tebal geram (depth of cut), dll, [Rochim, 99]. Latar Belg Proses pembubutan adalah salah satu proses pemesinan yang paling banyak dijumpai, dari bengkel kecil sampai industri manufaktur. Pada prosesnya mesin bubut memerlukan sebuah pahat yang berfungsi sebagai penyayat bahan. Perger pahat inilah yang menentukan bentuk dari produk sesuai yang diinginkan. Tujuan Penelitian. Untuk mengetahui pengaruh parameter bubut utama, 9,, putaran mesin 9 rpm, rpm, rpm dan kecepatan m, mm/rev dan, mm/rev permukaan tipe pemotongan oblique.. Mengetahui utama yang paling optimal yang berpengaruh hasil permukaan.. Mengetahui putaran mesin yang paling optimal yang berpengaruh hasil permukaan.. Mengetahui gerak m (feeding) yang paling optimal yang berpengaruh hasil permukaan. Pengaruh parameter pemesinan kualitas permukaan Baja DF- (AISI ) yang dikeraskan. Hasil dari analisa varian menunjukan kecepatan, laju peman, kekerasan benda kerja dan kedalaman pemotongan secara statistik mempunyai pengaruh yang signifikan permukaan. Interaksi kecepatan dan kekerasan benda kerja, kecepatan dan laju peman serta kecepatan dan kedalaman pemotongan juga tampak berpengaruh. Secara khusus ditemukan pada range kekerasan. sampai 9. HRC. CBN mampu menghasilkan kekerasan permukaan yang lebih baik dibandingkan keramik, [Ganjar,dkk., ]. Batasan Masalah. Material yang digun yaitu jenis baja ST- diameter mm dan panjang mm.. Pahat menggun pahat karbida, dimana kondisi pahat

5 .... dianggap selalu sama pada saat proses pengujian. Tipe pemotongan menggun tipe pemotongan Oblique (miring). Pembubutan menggun mesin bubut merk LA model x buatan Taiwan parameter utama, putaran mesin dan kecepatan m. Putaran yang keluar dari mesin diasumsikan sesuai tabel mesin. Pengujian hasil percobaan menggun pengujian permukaan menggun alat uji Surfcorder SE buatan Jepang. hasil pengujian permukaan didapatkan hasil faktor yang paling besar pengaruhnya adalah gerak m dan yang paling kecil pengaruhnya adalah kecepatan. Gerak m bertambah besar maka menaikkan nilai Ra sedangkan radius pahat (nose radius) dan kecepatan yang bertambah besar menurunkan nilai Ra. Dasar Teori Pada proses permesinan pahat bergerak relatif benda kerja dan menghasilkan geram (chip). Perger berupa gerak dan gerak m. Perumusan yang digun : -Kecepatan : KAJIAN PUSTAKA Vc =π.n.d/ (mm/menit) () Tinjauan Pustaka -Kecepatan peman: Jonoadji, N dan Dewanto, J (999), dalam penelitiannya tentang pengaruh parameter pembubutan pada Baja SC diameter, mm dan panjang 9 mm parameter pembubutan : untuk kecepatan m/menit, m/menit, m/menit, untuk gerak m, mm/rev,, mm/rev,, mm/rev dan radius pahat, mm,,8 mm,, mm dan kedalaman konstan mm. Pengujian yang dilakukan uji permukaan (Surface Tester). Dari Vf = f.n (mm/menit).() -Lebar pemotongan: b = a/sin Kr (mm) () -tebal geram sebelum ter: h= f.sin Kr (mm).() dimana : -n = putaran spindle (rpm) -d = diameter rat-rata (mm) -f = gerak m (mm/rev) -a = kedalaman (mm)

6 - Kr = utama () kata lain kecepatan dapat dipertinggi untuk menaikkan proses produksi. Pemotongan Miring (Oblique) Oblique cutting dapat diterapkan apabila luas penampang geram sebelum ter yang sama maka panjang pemotongan lebih panjang bila < 9. Hal tersebut menyebabkan bidang kontak antara geram bidang geram pahat menjadi lebih luas sehingga mempercepat laju pembuangan panas dan temperatur pahat menjadi tidak begitu tinggi. Mata yang aktif memotong dapat lebih diperpanjang lagi cara sedikit dimiringkan, miring. Gambar. Proses Bubut Sudut Potong Gambar. Sudut Potong Sudut utama yang semakin kecil mengakibatkan tebal geram sebelum ter menjadi menurun dan menaikkan lebar geram. Dengan tebal geram yang kecil secara langsung menurunkan temperatur pemotongan, sedangkan lebar geram yang semakin besar mempercepat proses perambatan panas pada pahat sehingga temperatur pahat relatif rendah. Dengan demikian unur pahat lebih tinggi atau Gambar. Pemotongan miring (Oblique) Kekasaran Permukaan Besarnya nilai permukaan yang terjadi dapat dihitung rumus (Rochim, 99) : Ra = Dimana:.dx (µm)..()

7 Langkah-langkah dalam penelitian sebagai berikut:. Mencari referensi yang terkait permasalahan proses pembubutan.. Mempersiapkan bahan yang dilakukan pengujian beserta alat ujinya.. Melakukan eksperimen pembubutan parameter yang sudah ditentukan.. Melakukan pengujian benda uji dan uji.. Hasil pengujian diolah / dianalisis dan kemudian ditarik kesimpulan. Ra = permukaan s = panjang sampel yang diuji hi = tinggi rata-rata Gambar. Kekasaran Permukaan METODOLOGI PENELITIAN Tahap Penelitian Mulai Bahan dan Alat Bahan dan alat yang digun pada penelitian ini yaitu:. Baja ST ukuran panjang mm dan diameter mm. Studi literatur Persiapan bahan dan alat Persiapan spesimen Proses pembubutan Kr = Kr = Kr = 9 Kr = n = putaran spindel n = 9 rpm n = rpm n = rpm f = kecepatan m f =, mm/rev f =, mm/rev a = Kedalaman a = mm Gambar. Baja ST Pengukuran tingkat. Pahat karbida. Analisis data Kesimpulan Selesai Gambar. Diagram Alir Penelitian Gambar. Pahat Karbida

8 Hasil dari penelitian yang sudah dilakukan didapatkan beberapa spesimen kemudian dilakukan uji permukaan.. Mesin Bubut Tabel. Data hasil pengujian permukaan. No Gambar. Mesin Bubut Putaran Gerak Sudut Kedalaman Mesin M Potong Peman Merk : LA f Kr a Ra Ra () (mm) (µm) (µm) Ra ratarata (µm),9,9,9 9,,,,9,,,,9,,8,,9,,,,,,8,,8,,,9,,8 8,, 9,,8,,, 8,,,9 8,, 8,,,,,9,,,,,,,,, 9, 9 Model : x Seri no : 8, 9 Date 9 Voltage, 9 : 9., 9 : 8 Volt. Mesin Uji Kekasaran Kekasaran Permukaan (mm/rev) Kekasaran Permukaan n Made in Taiwan Pemukaan (rpm) Kekasaran, 9 Dari tabel. dapat dibuat grafik pengaruh, putaran mesin dan gerak m (feeding) permukaan, didapatkan hasil: Grafik pengaruh permukaan pada feeding, mm/rev Kekasaran Permukaan (µm) Gambar 8. Mesin Uji Kekasaran Spesifikasi : Surfcorder SE Made in Japan No. Code : ME Model : AS Date : 99 HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Grafis Sudut ( ) Rpm Rpm Rpm

9 Dari gambar. tersebut maka terlihat grafik mempunyai pengaruh positif tingkat permukaan, yang artinya semakin tinggi putaran mesin yang digun, maka tingkat permukaan menurun. Rpm 9. Rpm. Rpm Sudut ( ) Grafik pengaruh feeding permukaan Kekasaran Permukaan (µm) Gambar 9. Grafik pengaruh (Kr) vs permukaan (Ra) Kekasaran Permukaan (µm ) Dari gambar 9. tersebut maka terlihat grafik mempunyai pengaruh positif hasil permukaan, artinya semakin tinggi yang digun maka semakin rendah hasil permukaan yang terjadi feeding, feeding, 9 Analisis Statistik Untuk mengetahui pengaruh secara signifikan dasar statistik apakah ketiga variasi parameter pemotongan benarbenar berpengaruh permukaan dan tidak ada hal lain yang mempengaruhi hasil, maka dilakukan Analysis of Variance (ANOVA) menggun software statistik. Hasilnya sebagai berikut: Hipotesa model ini yaitu: Grafik pengaruh putaran mesin permukaan pada feeding, mm/rev 9 8. Dari gambar. tersebut, dapat dilihat feeding mempinyai pengaruh negatif permukaan. Artinya, semakin besar feeding yang digun maka semakin besar permukaan yang dihasilkan. 9.. Gambar. grafik pengaruh feeding (f) vs permukaan (Ra) Grafik pengaruh putaran mesin permukaan pada feeding, mm/rev 8 ( ) putaran mesin (rpm) Kekasaran Permukaan (µm) Kekasaran Permukaan (µm) Grafik pengaruh permukaan pada feeding, mm/rev 9 putaran mesin (rpm) Gambar. grafik pengaruh putaran mesin (n) vs permukaan (Ra) 9

10 H = memprediksi perubahan parameter (, putaran mesin dan feeding) tidak berpengaruh hasil uji. H = memprediksi perubahan parameter (, putaran mesin dan feeding) mempunyai pengaruh hasil uji kesaran. Level kepercayaan = % Tingkat kesalahan = % Dari hasil uji statistik diperoleh hasil analisa sebagai berikut: Pembahasan Sudut Potong Dari analisa yang dilakukan disimpulkan pengaruh dapat dilihat pada gambar 9. Dari grafik dapat dilihat adanya peningkatan permukaan dari, 9 dan. Penelitian ini menunjukan variasi berpengaruh permukaan, dimana semakin kecil yang digun maka tingkat permukaan semakin tinggi. Hal ini dikaren yang kecil menaikkan gaya radial Fx,. Gaya radial adalah gaya yang terjadi pada mata pahat yang aktif memotong benda kerja, sehingga semakin kecil utama maka mata pahat yang aktif memotong semakin besar dan gaya radial yang terjadi pada mata pun meningkat. Gaya radial yang terlalu besar mungkin menyebabkan lenturan yang terlalu besar atau getaran (chatter) sehingga menurunkan ketelitian geometrik produk dan General Linear Model: permukaan versus, putaran mesin, dan feeding... Factor putaran mesin feeding Type fixed fixed fixed Levels Values, 9, 9,,.,. Analysis of Variance for permukaan rata-rata, using Adjusted SS for Tests Source putaran mesin feeding Error Total DF Seq SS Adj SS S =. R-Sq = 8.9% Adj MS F mesin berpengaruh signifikan permukaan. Untuk perlakuan : gerak m (feeding). H ditolak jika α > P-value. Karena α =, >, maka H ditolak dan H diterima. Artinya perubahan feeding berpengaruh signifikan permukaan. P... R-Sq(adj) = 8.% Berdasarkkan analisa data diatas dapat dilihat : Untuk perlakuan : H ditolak jika α > P-value. Karena α =, >, maka H ditolak dan H diterima. Artinya perubahan berpengaruh signifikan permukaan. Untuk perlakuan : putaran mesin H ditolak jika α > P-value. Karena α =, >, maka H ditolak dan H diterima. Artinya perubahan putaran

11 hasil pemotongan terlalu kasar. Dapat disimpulkan jika penggunaan sistem pemotongan oblique dan utama semakin kecil maka berdampak negatif pada tingkat permukaan benda kerja., mm/rev. Hal ini dikaren semakin tinggi gerak m mengakibatkan semakin tinggi gaya yang terjadi. Gaya yang tinggi selain mengakibatkan getaran juga mengakibatkan lenturan (defleksi) baik pahat maupun benda kerja. Lenturan pahat dapat mempengaruhi ketelitian ukuran maupun benda kerja dan juga meningkatkan karena adanya getaran. Oleh karena itu semakin tinggi gaya menghasilkan kualitas permukaan yang kurang baik. Putaran Mesin Pengaruh putaran mesin permukaan dapat dilihat pada gambar. Adanya penurunan permukaan mulai dari putaran 9 rpm, rpm dan rpm. Hal ini dapat dijelaskan penggunaan putaran mesin yang lebih tinggi menghasilkan tingkat permukaan yang lebih rendah. Karena pada proses pembubutan (turning) putaran mesin yang tinggi menghasilkan kecepatan yang tinggi dan mengakibatkan gesekan antara pahat bubut benda kerja berlangsung cepat, sehingga temperatur pada benda kerja naik yang menurunkan pemampatan geram dan menurunkan gaya. Sehingga karena adanya penurunan gaya maka kualitas menjadi lebih halus. Pemotongan Oblique Dari dasar teori yang ada pemotongan oblique dapat diterapkan apabila luas penampang geram sebelum ter yang sama maka panjang pemotongan lebih panjang bila < 9. Hal tersebut menyebabkan bidang kontak antara geram bidang geram pahat menjadi lebih luas sehingga mempercepat laju pembuangan panas dan temperatur pahat menjadi tidak begitu tinggi. Mata yang aktif memotong dapat lebih diperpanjang lagi cara sedikit dimiringkan, miring. Dari teori diatas didapat sistem pemotongan oblique tidak berpengaruh signifikan permukaan, karena sistem ini memperluas bidang kontak antara geram dan bidang geram sehingga mempercepat laju pembuangan panas dan temperatur sehingga Gerak M (feeding) Pengaruh gerak m (feeding) permukaan dapat dilihat pada gambar. Adanya peningkatan permukaan antara feeding, mm/rev dan feeding

12 hanya berdampak signifikan pada umur pahat menjadi lebih awet/lama.. Penggunaan sistem pemotongan oblique pada proses bubut tidak berpengaruh signifikan tingkat permukaan, karena hanya berpengaruh pada lajur geram dan umur pahat. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari hasil penelitian uraian pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:. Variasi (Kr), putaran mesin (n) dan feeding (f) berpengaruh signifikan tingkat permukaan hasil proses bubut. Saran Saran yang dapat diberikan untuk penelitian selanjutnya antara lain:. Mempersiapkan segala sesuatunya secara matang mulai dari alat sampai tempat melakukan pengujian agar dalam bereksperimen tidak membuang waktu.. Lebih mengutam keselamatan dalam melakukan eksperimen.. Saat melakukan penelitian sebaiknya dilakukan secara seteliti mungkin agar didapatkan hasil yang sebaik mungkin.. Kondisi yang paling optimal terjadi pada nilai permukaan,8 µm.. Kondisi yang paling optimal terjadi pada putaran mesin rpm nilai permukaan,8 µm.. kondisi yang paling optimal terjadi pada feeding, mm nilai permukaan,8 µm.

13 DAFTAR PUSTAKA Dewanto dan Jonoadji. 999., Pengaruh Parameter Pemotongan dan Geometri Pahat Kekasaran Permukaan pada Proses Bubut., Jurnal Teknik Mesin., Universitas Kristen Petra Surabaya. aan.pdf Kiswanto, Gandjar; Danardono AS; Wiyono, Slamet.,., Pengaruh Parameter Pemesinan Kualitas Kekasaran Permukaan Baja DF- (AISI ) yang dikeraskan., Jurnal Teknologi., Fakultas Teknik., Universitas Indonesia. Rochim, Taufiq., 99., Teori & Teknologi Proses Permesinan., Institut Teknologi Bandung., Bandung.