ANALISIS PEMOTONGAN RODA GILA (FLY WHEEL) PADA PROSES PEMESINAN CNC BUBUT VERTIKAL 2 AXIS MENGGUNAKAN METODE PEMESINAN KERING (DRY MACHINING)

Transkripsi

1 ANALISIS PEMOTONGAN RODA GILA (FLY WHEEL) PADA PROSES PEMESINAN CNC BUBUT VERTIKAL 2 AXIS MENGGUNAKAN METODE PEMESINAN KERING (DRY MACHINING) IRVAN YURI SETIANTO NIM: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2017

2 LAPORAN TUGAS AKHIR ANALISIS PEMOTONGAN RODA GILA (FLY WHEEL) PADA PROSES PEMESINAN CNC BUBUT VERTIKAL 2 AXIS MENGGUNAKAN METODE PEMESINAN KERING (DRY MACHINING) Disusun Oleh: Nama : Irvan Yuri Setianto NIM : Program Studi : Teknik Mesin DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SYARAT KELULUSAN MATA KULIAH TUGAS AKHIR PADA PROGRAM SARJANA STRATA SATU (S1) JULI 2017

3 i

4 ii

5 iii

6 iv ABSTRAK Seiring dengan perkembangan teknologi dalam bidang manufaktur, proses pemesinan manual sudah mulai tergantikan oleh proses pemesinan otomatis. Pemesinan otomatis lebih banyak digunakan oleh industri-industri skala besar yang menuntut kecepatan produksi dan kepresisian hasil produksi. Salah satu alat pemesinan otomatis yang sering digunakan di berbagai industri adalah mesin CNC (Computer Numerical Control). Salah satu komponen otomotif yang diproduksi secara masal adalah roda gila (fly wheel) dengan menggunakan material grey cast iron dan mesin yang digunakan adalah cnc bubut vertikal 2 axis. Pada proses pemesinan ini menggunakan metode pemesinan kering (dry machining) yaitu tidak menggunakan cairan pendingin, hanya menggunakan hembusan angina untuk mendinginkan area potong dan menghilangkan geram (chip) yang menempel pada benda kerja atau mata pahat. Yang mempengaruhi baik dan tidaknya hasil dari proses machining cnc bubut adalah kecepatan putar (spindle), gerak pemakanan (feed rate), kedalaman potong (depth of cut) dan mata pahat yang digunakan. Dalam penelitian ini akan menggunakan farasi kecepatan putar mesin ( rpm), gerak pemakanan ( mm/rev) dan kedalam potong ( mm) sertaa menggunakan mata pahat karbida dengan coating TiCN. Dari hasil penelitian didapatkan nilai kekasaran permukaan yang terbaik sebesar µm yaitu pada kecepatan putaran mesin 280 rpm dan pada kecepatan pemakanan 0.3 mm/rev. Sedangkan untuk hasil kekasaran permukaan yang tertinggi sebesar µm yaitu pada kecepatan putaran mesin 220 rpm dan kecepatan pemakanan 0.5 mm/rev. Hasil pemotongan yang terbaik dan masih memenuhi toleransi yaitu pada pemotongan kedua dengan hasil diameter mm, dengan kekasaran permukaan µm dan waktu yang dibutuhkan detik. Kata kunci: fly wheel, pemesinan kering, pahat karbida, kekasaran permukaan

7 v DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PERNYATAAN LEMBAR PENGESAHAAN LEMBAR PENGHARGAAN ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR NOTASI i ii iii iv v viii x xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pendahuluan Mesin CNC Pengertian mesin cnc Sejarah penemuan mesin cnc Jenis mesin cnc Komponen mesin cnc Pengoperasian mesin cnc Pemesinan Kering ( Dry Machining ) dan Basah Perkembangan pemesinan kering Pemesinan basah (wet machining) 9

8 vi 2.4 Roda Gila (Fly Wheel) Fungsi roda gila Operasi Pembubutan Elemen dasar pemesinan Aplikasi pada proses pembubutan Mekanisme pembentukan geram Komponen gaya dan kecepatan pemotongan orthogonal Daya dan efisiensi pemesinan Kondisi pemotongan moderat Bahan Pahat Bahan pahat komersil Bahan pahat karbida Pahat karbida pada operasi pembubutan Keausan pahat Mekanisme keausan pahat Jenis Material Bahan logam (ferrous metal) Kekasaran Permukaan (surface roughness) 41 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pendahuluan Metodologi Penelitian Alat dan Bahan Mesin cnc bubut vertikal Jangka sorong digital Alat ukur cmm Pemegang pahat (tool holder) Material besi tuang kelabu (grey cast iron) Pahat kabida 52

9 vii Alat pengukur kekasaran permukaan Program software mastercam x Pengujian kekasaran permukaan benda kerja 56 BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL 4.1 Pendahuluan Data dan Hasil Pemesinan Perhitungan kecepatan pemakanan dan waktu pemakanan Hasil pengukuran diameter Hasi Pengukuran Kekasaran Permukaan 70 BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan Rekomendasi 74 DAFTAR PUSTAKA 75 LAMPIRAN A 76 LAMPIRAN B 78

10 viii DAFTAR GAMBAR No.Gambar Halaman 2.1 Gambar fly wheel Gambar proses bubut Gambar teori modern yang menerangkan terjadinya geram Gambar lingkaran merchant s Gambar kecepatan geser Gambar keausan flank pada pahat bubut Gambar keausan crater pada pahat bubut Gambar metode keausan abrasive Gambar temperature pada proses pemotongan Gambar tekanan permukaan ujung pahat pada benda kerja Gambar plot mekanisme keausan Gambar mekanisme keausan oksidasi Gambar diagram fasa fe-fe3c Gambar bentuk struktur besi tuang kelabu Gambar ketidakteraturan suatu permukaan Gambar profil, tengah, alas terhadap profil terukur Gambar material yang dipotong Gambar diagram alir penelitian Gambar mesin cnc bubut vertikal Gambar spesifikasi mesin bubut vertikal Gambar jangka sorong digital Gambar mesin cmm Gambar spesifikasi mesin cmm Gambar pemegang pahat (tool holder) Gambar material saat proses machining Gambar material yang akan diuji Gambar dimensi untuk mata pahat karbida Gambar rekomendasi cutting tool Gambar pahat karbida 54

11 ix 3.14 Gambar surface roughness tester Gambar simulasi program mastercam x Gambar program g code cnc bubut Gambar proses pengambilan data kekasaran permukaan Gambar digram batang perbandingan putaran dan gerak akan terhadap waktu teoritis dan actual Gambar digram batang perbandingan putaran dan gerak pemakanan terhadap kecepatan pemakanan Gambar diameter material yang diukur Gambar diagram batang hasil pengukuran diameter luar Gambar pengukuran diameter dalam Gambar diagram batang hasil pengukuran diameter dalam Gambar diagram batang perbandingan kekasaran permukaan terhadap putaran Gambar diagram batang perbandingan kekasaran permukaan terhadap gerak pemakanan 69

12 x DAFTAR TABEL Nomor Tabel Halaman 2.1 Tabel Unsur dan komposisi baja perkakas Tabel property besi tuang kelabu Tabel klasifikasi besi tuang kelabu Tabel angka kekasaran permukaan Tabel kondisi pemesinan Tabel sifat-sifat mekanis pahat karbida Tabel data pemesinan Tabel Perbandingan putaran dan gerak pemakanan Tabel Perbandingan putaran dan gerak pemakanan terhadap kecepatan Tabel Hasil pengukuran diameter luar Tabel Hasil pengukuran diameter dalam Tabel Pengukuran kekasaran permukaan 68

13 xi DAFTAR NOTASI Simbol Besaran Satuan = kedalaman potong = penampang geram sebelum d = diameter rata rata = gerak makan = gaya potong spesifik referensi N panjang pemesinan n = putaran poros utama = daya potong = daya pemotongan total = daya pemesinan = waktu pemotongan = kecepatan potong = kecepatan geram = kecepatan makan = kecepatan geser = kecepatan penghasilan geram