PENGARUH KECEPATAN SPINDEL, KECEPATAN PEMAKANAN DAN

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id PENGARUH KECEPATAN SPINDEL, KECEPATAN PEMAKANAN DAN KEDALAMAN PEMAKANAN TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA HASIL PEMESINAN BUBUT CNC PADA BAJA ST 40 S K R I P S I Oleh : RULI ADRIANTO X FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2010 to user

2 digilib.uns.ac.id PENGARUH KECEPATAN SPINDEL, KECEPATAN PEMAKANAN DAN KEDALAMAN PEMAKANAN TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA HASIL PEMESINAN BUBUT CNC PADA BAJA ST 40 Oleh : RULI ADRIANTO X Skripsi Ditulis dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2010 to user ii

3 digilib.uns.ac.id PERSETUJUAN Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Persetujuan Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Drs. Suhardi HW, M.T Yuyun Estriyanto ST., MT. NIP NIP iii

4 digilib.uns.ac.id SURAT PERNYATAAN Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan menurut sepengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis mengacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka. Surakarta, 25 Juni 2010 Penulis, RULI ADRIANTO X iv

5 digilib.uns.ac.id PENGESAHAN Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan. Pada hari : Jumat Tanggal : 25 Juni 2010 Tim Penguji Skripsi : Nama Terang Tanda Tangan Ketua : Drs. Bambang Prawiro, M.M.... Sekretaris : Drs. Bambang Dwi Wahyudi... Anggota I : Drs. Suhardi, M.T.... Anggota II : Yuyun Estriyanto, S.T., M.T.... Disahkan oleh Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta Dekan, Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd. NIP v

6 digilib.uns.ac.id ABSTRAK Ruli Adrianto. PENGARUH KECEPATAN SPINDEL, KECEPATAN PEMAKANAN, DAN KEDALAMAN PEMAKANAN TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA HASIL PEMESINAN BUBUT CNC PADA BAJA ST 40. Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan. Universitas Sebelas Maret Surakarta, Juli Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui: (1) Ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan spindel terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (2) Ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (3) Ada tidaknya pengaruh variasi kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (4) Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (5) Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (6) Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (7) Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (8) Pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40 yang menghasilkan kekasaran paling kecil. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium CNC Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS dengan menggunakan mesin CNC LATHE TURN MASTER TMC 320 dengan control SIEMENS 802 S.. Dan Laboratorium Material D3 Teknik Mesin UGM sebagai tempat pengujian tingkat kekasaran. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Populasi yang dipakai adalah baja ST 40. Sedangkan sampelnya adalah baja ST 40 dengan ukuran panjang (p) = 100mm dan diameter (d) = 38mm. Teknik analisis data pada penelitian ini menggunakan analisis variansi tiga jalan yang sebelumnya telah dilakukan uji prasyarat yaitu uji normalitas dan uji homogenitas. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa : (1) Ada pengaruh yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa F observasi = 224,18 lebih besar daripada F tabel = 5,01 (F observasi > F tabel ). (2) Ada pengaruh yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan commit CNC to LATHE user TURN MASTER TMC 320. Ini vi

7 digilib.uns.ac.id dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa F observasi = 577,19 lebih besar daripada F tabel = 5,01 (F observasi > F tabel ). (3) Ada pengaruh yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa F observasi = 12870,31 lebih besar daripada F tabel = 5,01 (F observasi > F tabel ). (4) Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel dan kecepatan pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa F observasi = 32,04 lebih besar daripada F tabel = 3,68 (F observasi > F tabel ). (5) Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa F observasi = 7,44 lebih besar daripada F tabel = 3,68 (F observasi > F tabel ). (6) Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa F observasi = 11,42 lebih besar daripada F tabel = 3,68 (F observasi > F tabel ). (7) Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel, kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa F observasi = 13,28 lebih besar daripada F tabel = 2,83 (F observasi > F tabel ). (8) Pengaruh bersama ( interaksi ) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40 yang menghasilkan kekasaran paling kecil adalah pada kecepatan spindel 1250 rpm, kecepatan pemakanan 0,07 mm/rev, dan kedalaman pemakanan 0,25 mm yaitu sebesar 1,30 µm. vii

8 digilib.uns.ac.id MOTTO Tuntutlah ilmu tapi jangan melupakan ibadah, dan kerjakanlah ibadah tapi tidak boleh lupa pada ilmu (HR. Muslim)..Never Put Until Tomorrow What You Can Do Today.. viii

9 digilib.uns.ac.id PERSEMBAHAN Dengan segala kerendahan hati dan ketulusan jiwa sebuah karya kecil ini kupersembahkan kepada: Bapak dan Ibu tercinta dengan kasih sayangnya serta dorongan spiritual maupun material tak terhingga sampai terselesaikannya skripsi ini. Mas Nerro atas motivasinya Teman-teman seperjuangan PTM Kualifikasi Guru Sahabat-sahabatku Almamater ix

10 digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat- Nya, skripsi ini akhirnya dapat diselesaikan, untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini menghadapi hambatan dan kesulitan. Namun dengan bantuan berbagai pihak, hambatan dan kesulitan tersebut dapat teratasi. Oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang dengan sepenuh hati memberi bantuan, dorongan, motivasi, bimbingan, dan pengarahan, sehingga penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : 1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UNS beserta seluruh stafnya. 2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS 3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS. 4. Bapak Drs. Bambang Dwi Wahyudi selaku Pembimbing Akademik. 5. Bapak Drs. Suhardi, MT. selaku Koordinator Skripsi bidang teknik (produksi) dan Pembimbing I. 6. Bapak Yuyun Estriyanto, ST., MT. selaku Pembimbing II. 7. Bapak Herman Saputro, MPd., MT. atas semua ilmu dan bimbingannya. 8. Segenap dosen Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS. 9. Kepada seluruh pihak yang telah membantu, yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Terima kasih atas dukungan dan kerjasamanya. Menyadari bahwa terbatasnya ilmu pengetahuan yang dimiliki menyebabkan kurang sempurnanya penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca demi kesempurnaan skripsi ini. Harapan penulis semoga skripsi ini dapat bermanfaat. Surakarta, Juni 2010 Penulis x

11 digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGAJUAN... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii SURAT PERNYATAAN... iv HALAMAN PENGESAHAN... v HALAMAN ABSTRAK... vi HALAMAN MOTTO... viii HALAMAN PERSEMBAHAN... ix KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Identifikasi Masalah... 3 C. Batasan Masalah... 3 D. Perumusan Masalah... 4 E. Tujuan Penilitian... 5 F. Manfaat Penilitian... 6 BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka Mesin Bubut CNC Kecepatan Spindel Kecepatan Pemakanan Kedalaman Pemakanan Kekasaran... 9 B. Penelitian Yang Relevan xi

12 digilib.uns.ac.id C. Kerangka Pemikiran D. Hipotesis Penelitian BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian Tempat penelitian Waktu penelitian B. Metode Penelitian C. Populasi dan Sampel D. Teknik Pengumpulan Data Identifikasi Variabel Instrumen Penelitian Desain Eksperimen Pelaksanaan Penelitian E. Teknik Analisis Data Uji Persyaratan Analisis Data Analisis Data BAB IV HASIL PENELITIAN A. Deskripsi Data B. Uji Persyaratan Analisis C. Pengujian Hipotesis D. Pembahasan Hasil Analisis Data BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN A. Simpulan B. Implikasi C. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

13 digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Ketidakteraturan suatu profil Tabel 2. Standarisasi Simbol Nilai Kekasaran Tabel 3. Variasi Parameter Sampel Penelitian Tabel 4. Hasil Uji Komposisi Baja ST Tabel 5. Pengumpulan Data Tabel 6. Data Panjang Pemakanan Untuk Setiap Spesimen Pengujian Tabel 7. Tabel Jumlah AB Tabel 8. Tabel Jumlah AC Tabel 9. Tabel Jumlah BC Tabel 10. Tabel Jumlah ABC Tabel 11. Tabel Rangkuman Analisis Variansi Tiga Jalan Tabel 12. Data Hasil Pengukuran Tingkat Kekasaran Material Baja ST Tabel 13. Rerata Hasil Pengukuran Tingkat Kekasaran Material Baja ST Tabel 14. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Liliefors Tabel 15. Ringkasan Hasil Uji F Untuk Anava Tiga Jalan xiii

14 digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Kecepatan Potong (Cs)... 8 Gambar 2. Kecepatan Pemakanan dan Kedalaman Pemakanan... 9 Gambar 3. Profil Permukaan Gambar 4. Skema Paradigma Penelitian Gambar 5. Rekomendasi Vc untuk material pahat CT Gambar 6. Rekomendasi Parameter Pemesinan Gambar 7. Rekomendasi Parameter Pemesinan Gambar 8. Mesin CNC LATHE TRUN MASTER TMC Gambar 9. Pahat Insert TNMG FG CT Gambar 10. SURFCODER SE Gambar 11. Spesimen dengan Stoper Gambar 12. Spesimen Hasil Proses Pemesinan Gambar 13. Grafik Histogram Variasi Kecepatan Spindel Dengan Kedalaman Pemakanan Pada Kecepatan Pemakanan 0,07 Mm/Rev Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 Hasil Proses Pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC Gambar 14. Grafik Histogram Variasi Kecepatan Spindel Dengan Kedalaman Pemakanan Pada Kecepatan Pemakanan 0,07 Mm/Rev Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 Hasil Proses Pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC Gambar 15. Grafik Histogram Variasi Kecepatan Spindel Dengan Kedalaman Pemakanan Pada Kecepatan Pemakanan 0,07 Mm/Rev Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 Hasil Proses Pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC xiv

15 digilib.uns.ac.id DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Data Hasil Pengujian Kekasaran Permukaan Lampiran 2. Uji Normalitas Kolom B1 dan C Lampiran 3. Uji Normalitas Kolom B1 dan C Lampiran 4. Uji Normalitas Kolom B1 dan C Lampiran 5. Uji Normalitas Kolom B2 dan C Lampiran 6. Uji Normalitas Kolom B2 dan C Lampiran 7. Uji Normalitas Kolom B2 dan C Lampiran 8. Uji Normalitas Kolom B3 dan C Lampiran 9. Uji Normalitas Kolom B3 dan C Lampiran 10. Uji Normalitas Kolom B3 dan C Lampiran 11. Uji Normalitas Baris A Lampiran 12. Uji Normalitas Baris A Lampiran 13. Uji Normalitas Baris A Lampiran 14. Uji Homogenitas Antar Baris Lampiran 15. Uji Homogenitas Antar Kolom Lampiran 16. Uji Analisis dengan Anava Tiga Jalan Lampiran 17. Surat-surat Perijinan Lampiran 18. Tabel-tabel Statistik xv

16 digilib.uns.ac.id BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Dunia industri saat ini, terutama dalam bidang manufaktur, mengalami perkembangan yang sangat pesat. Terutama dalam perkembangan teknologi. Tuntutan yang paling utama bukan hanya kualitas barang yang tinggi, tapi juga waktu proses yang singkat. Sehingga diharapkan proses produksi dapat dilakukan secara cepat, dalam jumlah yang banyak dan tentunya dengan kualitas yang sesuai tuntutan. Beberapa komponen, bahkan hampir seluruh barang teknik dikerjakan dengan menggunakan mesin karena dengan menggunakan mesin, proses produksi menjadi lebih cepat. Dengan proses produksi yang cepat maka akan meningkatkan efisiensi kerja sehingga pada akhirnya biaya produksi akan menjadi lebih efektif. Untuk itu diperlukan sebuah mesin yang mampu memenuhi semua tuntutan-tuntutan dalam industri manufaktur. Salah satunya adalah mesin CNC. Dalam industri manufaktur, penggunaan mesin CNC mengalami peningkatan yang cukup besar mengingat produk yang dihasilkan memiliki tingkat kualitas yang jauh lebih baik bila dibandingkan dengan mesin konvensional. Dengan menggunakan mesin CNC, tingkat kepresisian atau ketepatan ukuran yang tinggi dapat tercapai. Kelebihan lain dari mesin CNC adalah dalam memproduksi barang dengan jumlah besar. Dengan menggunakan program dan setingan yang sama, maka produk yang dihasilkan akan sama pula meskipun diulang berkali-kali. Selain itu waktu pengerjaan dapat jauh berkurang, karena untuk produksi massal, seting mesin, seting alat potong dan pembuatan program cukup dilakukan sekali pada awal pengerjaan saja. Karena pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka mesin CNC banyak digunakan pada produksi massal yang menuntut keseragaman dan kecepatan. (Lilih, 2001). Satu lagi tuntutan yang harus dipenuhi adalah tingkat kekasaran permukaan hasil proses pemesinan. Tuntutan ini harus juga diperhatikan karena memiliki pengaruh terhadap fungsi dari produk atau komponen tersebut. Terutama untuk bagian-bagian yang berpasangan. Misalnya komponen yang akan dipasang 1

17 digilib.uns.ac.id 2 pada bearing. Selain ukurannya harus sesuai, komponen tersebut juga harus memiliki tingkat kekasaran tertentu. Hal ini dimaksudkan agar komponen tersebut dapat berfungsi secara maksimal dan memiliki umur pakai yang tinggi. Permukaan dengan tingkat kekasaran yang tinggi, terutama pada bagian yang banyak terjadi kontak, akan menyebabkan terjadinya gaya gesekan yang cukup tinggi yang pada akhirnya akan menyebabkan keausan. Untuk itulah, pada setiap gambar kerja biasanya disyaratkan tingkat kekasaran tertentu pada bagian tertentu dari komponen tersebut. Pada proses pemesinan konvensional, cara yang digunakan untuk mendapatkan setingan kekasaran tertentu adalah dengan mencoba-coba, atau dengan feeling. Biasanya dilakukan dengan memperbesar atau memperkecil kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan. Tentunya hasilnya tidak dapat dipastikan, tergantung dari skill dan pengalaman operator. Cara coba-coba tersebut tidak cocok untuk kita terapkan dalam proses pemesinan dengan mesin CNC. Karena kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan harus ditentukan di awal proses pada saat penyetingan dan pemrograman. Dari latar belakang permasalahan tersebut, maka perlu untuk diadakan penelitian tentang variasi parameter pemotongan dan pengaruhnya terhadap tingkat kekasaran hasil proses pemesinannya. Oleh sebab itu penelitian ini mengambil judul : PENGARUH KECEPATAN SPINDEL, KECEPATAN PEMAKANAN DAN KEDALAMAN PEMAKANAN TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA HASIL PEMESINAN BUBUT CNC PADA BAJA ST 40.

18 digilib.uns.ac.id 3 B. Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang masalah diatas, dapat di identifikasi permasalahan yang dihadapi untuk mendapatkan optimasi proses pemesinan pada mesin bubut CNC. Agar kekasaran permukaan yang diinginkan dapat dicapai dalam waktu yang paling singkat perlu diketahui : 1. Faktor faktor apa saja yang berpengaruh pada proses pemesinan bubut. 2. Pengaruh masing masing faktor terhadap kekasaran permukaan hasil proses pemesinan. 3. Faktor apa yang paling berpengaruh terhadap kekasaran permukaan hasil proses pemesinan. C. Batasan Masalah Agar penelitian yang dilakukan dapat mengarah tepat pada sasaran dan tidak menyimpang dari tujuan penelitian, maka peneliti memfokuskan masalah dengan membatasi pada hal : 1. Proses pemesinan menggunakan mesin CNC LATHE TURN MASTER TMC 320 dengan sistem kontrol SIEMENS 802 S. 2. Pahat yang digunakan adalah TNMG FG CT Pengujian kekasaran permukaan menggunakan SURFCODER SE Kecepatan Spindel dalam satuan rpm. 5. Kecepatan Pemakanan dalam satuan mm/putaran. 6. Kedalaman Pemakanan dalam satuan mm. 7. Kekasaran Permukaan dalam hal ini adalah Ra ( kekasaran rata-rata aritmetik ) dengan satuan µm.

19 digilib.uns.ac.id 4 D. Perumusan Masalah Berdasarkan identifikasi masalah dan pembatasan masalah tersebut dapat ditentukan perumusan masalah sebagai berikut : 1. Adakah pengaruh kecepatan spindel terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40? 2. Adakah pengaruh kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40? 3. Adakah pengaruh kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40? 4. Adakah pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40? 5. Adakah pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40? 6. Adakah pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40? 7. Adakah pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40? 8. Pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40 yang manakah yang menghasilkan kekasaran paling kecil?

20 digilib.uns.ac.id 5 E. Tujuan Penelitian Berdasarkan perumusan masalah tersebut, tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui : 1. Ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan spindel terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada tidaknya pengaruh variasi kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40 yang menghasilkan kekasaran paling kecil.

21 digilib.uns.ac.id 6 F. Manfaat Penelitian 1. Manfaat Teoritis a. Membuktikan teori tentang pengaruh kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap kekasaran permukaan hasil proses pemesinan. b. Sebagai masukan dan pertimbangan bagi perkembangan penelitian sejenis dimasa yang akan datang. c. Menjadi bahan pustaka bagi Program Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Manfaat Praktis a. Dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan setingan kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan yang paling optimal untuk mendapatkan kekasaran yang diinginkan dalam proses pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. b. Dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan urutan proses pemesinan dan pemrograman yang paling efisien, terutama dalam pemilihan kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan, dalam proses pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. c. Menjadi masukan bagi pengguna mesin bubut CNC dalam peningkatan kualitas dan kuantitas produk hasil proses pemesinan serta peningkatan Sumber Daya Manusia..

22 digilib.uns.ac.id BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka 1. Mesin Bubut CNC a. Pengertian Mesin CNC Pengertian singkat mesin CNC (Computer Numerically Controlled) adalah, suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numeric (perintah gerakan yang menggunakan kode angka dan huruf). Misalnya pada program ditulis M03 S1000 maka spindel akan berputar dengan kecepatan 1000 rpm. Dan bila kita tulis M05 maka spindel akan berhenti. (Lilih, 2001). b. Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC Prinsip kerja mesin bubut CNC sama dengan mesin bubut konvensional, yaitu benda kerja berputar pada sumbunya, sedangkan pahat yang terpasang bergerak kearah horisontal atau melintang. Untuk arah gerakan persumbuan tersebut diberi lambang persumbuan yaitu : sumbu X bergerak kearah horisontal dan sumbu Y bergerak kearah melintang. (Lilih, 2001). 2. Kecepatan Spindel Kecepatan spindel selalu dihubungkan dengan sumbu utama (spindel) dan benda kerja. Kecepatan putar dinotasikan sebagai putaran per menit (rotations per minute, rpm). Akan tetapi yang diutamakan dalam proses bubut adalah kecepatan potong (cutting speed atau v) atau kecepatan benda kerja yang dilalui oleh pahat/keliling benda kerja (lihat Gambar 1). Secara sederhana kecepatan potong dapat digambarkan sebagai keliling benda kerja dikalikan dengan kecepatan putar atau : 7

23 digilib.uns.ac.id 8 Dimana : V = Kecepatan Potong ( Cs ), mm / menit. d = Diameter Benda Kerja, mm. n = Kecepatan Spindel ( Putaran Benda Kerja ), rpm. Gambar 1. Kecepatan Potong (Cs) Dengan demikian kecepatan potong ditentukan oleh diameter benda kerja. Selain kecepatan potong ditentukan oleh diameter benda kerja faktor bahan benda kerja dan bahan pahat sangat menentukan harga kecepatan potong. Pada dasarnya pada waktu proses bubut kecepatan potong ditentukan berdasarkan bahan benda kerja dan pahat. Harga kecepatan potong sudah tertentu, misalnya untuk benda kerja Mild Steel dengan pahat dari HSS, kecepatan potongnya antara 20 sampai 30 m/menit. 3. Kecepatan Pemakanan Kecepatan pemakanan, f (feed), adalah jarak yang ditempuh oleh pahat setiap benda kerja berputar satu kali (Gambar 2), sehingga satuan f adalah mm/putaran. Gerak makan ditentukan berdasarkan kekuatan mesin, material benda kerja, material pahat, bentuk pahat dan terutama kehalusan permukaan yang diinginkan. Gerak makan biasanya ditentukan dalam hubungannya dengan kedalaman potong (a). Gerak makan tersebut berharga sekitar 1/3 sampai 1/20 a, atau sesuai dengan kehalusan permukaan yang dikehendaki.

24 digilib.uns.ac.id 9 Gambar 2. Kecepatan Pemakanan dan Kedalaman Pemakanan 4. Kedalaman Pemakanan Kedalaman potong, a (depth of cut), adalah tebal bagian benda kerja yang dibuang dari benda kerja, atau jarak antara permukaan yang dipotong terhadap permukaan yang belum terpotong (Gambar 2). Ketika pahat memotong sedalam a, maka diameter benda kerja akan berkurang 2a, karena bagian permukaan benda kerja yang dipotong ada di dua sisi, akibat dari benda kerja yang berputar. 5. Kekasaran Permukaan adalah batas yang memisahkan antara benda padat dengan sekelilingnya. Jika ditinjau dengan skala kecil pada dasarnya konfigurasi permukaan merupakan suatu karakteristik geometri golongan mikrogeometri. Sementara itu yang tergolong makrogeometri adalah permukaan secara keseluruhan yang membuat bentuk atau rupa yang spesifik misalnya permukaan poros, lubang, sisi dan lain-lain yang tercakup pada elemen geometri ukuran, bentuk dan posisi. (Taufiq Rochim, 1982). Karakteristik suatu permukaan memegang peranan penting dalam perancangan komponen mesin atau peralatan. Banyak hal di mana karakteristik permukaan perlu dinyatakan dengan jelas misalnya dalam kaitannya dengan gesekan, keausan, pelumasan ketahanan lelah, perekatan dua atau lebih komponen

25 digilib.uns.ac.id 10 mesin dan sebagainya. Akan tetapi karena terjadi berbagai penyimpangan selama proses pembuatan maka permukaan geometric ideal (geometrically ideal surface), yaitu permukaan yang dianggap mempunyai bentuk yang sempurna, tidaklah dapat dibuat. Ketidakteraturan konfigurasi suatu permukaan bila ditinjau dari profilnya dapat diuraikan menjadi beberapa tingkat seperti yang terlihat pada tabel 1. Tingkat pertama merupakan ketidakteraturan makrogeometri yaitu keseluruhan permukaan yang membuat bentuk. Tingkat kedua yaitu yang disebut dengan gelombang (waviness), merupakan ketidakteraturan yang periodik dengan panjang gelombang yang jelas lebih besar dari kedalamannya (amplitude). Tingkat ketiga yaitu alur (groove) dan tingkat keempat adalah serpihan (flaw) dan keduanya lebih dikenal dengan istilah kekasaran (roughness). Tabel 1. Ketidakteraturan suatu profil (konfigurasi penampang permukaan) Tingkat Profil terukur (bentuk grafik hasil pengukuran) Istilah Contoh tingkat kemungkinan penyebabnya 1 Kesalahan bentuk (form error) Kesalahan bidang pembibing mesin perkakas dan benda kerja, kesalahan pencekaman benda kerja. 2 Gelombang (waviness) Kesalahan bentuk perkakas, penyenteran perkakas, getaran dalam proses permesinan 3 Alur (grove) Jejak atau bekas pemotongan (bentuk ujung pahat, gerak makan)

26 digilib.uns.ac.id 11 4 Serpihan (flakes) Proses pembentukan geram 5 Kekasaran permukaan (surface roughness) Kombinasi ketidak teraturan tingkat 1 sampai 4 Kekasaran rata-rata aritmetik (mean roughness index/center line average,cla), R a (µm) adalah harga rata-rata aritmetik bagi harga absolutnya jarak antara profil terukur dengan profil tengah. Gambar 3. Profil Permukaan Harga kekasaran rata-rata (Ra) maksimal yang diijinkan ditulis diatas simbol segitiga. Satuan yang digunakan harus sesuai dengan satuan panjang yang digunakan dalam gambar teknik (metrik atau inchi). Jika angka kekasaran Ra minimum diperlukan, dapat dituliskan dibawah angka kekasaran maksimum. Angka kekasaran dapat di klarifikasikan menjadi 12 angka kelas kekasaran seperti yang terlihat pada tabel 2.

27 digilib.uns.ac.id 12 Tabel 2. Standarisasi Simbol Nilai Kekasaran Harga kekasaran, Ra (µm) Angka kelas kekasaran Panjang sampel 50 N12 25 N ,5 N10 6,3 N9 2,5 3,2 N8 1,6 N7 0,8 N6 0,8 0,4 N5 0,2 0,1 N4 N3 0,25 0,005 N2 0,025 N1 0,08 Angka kekasaran (ISO number) dimaksudkan untuk menghindari terjadinya kesalahan interpretasi atas satuan harga kekasaran. Jadi spesifikasi kekasaran dapat langsung dituliskan nilainya atau dengan menuliskan angka kekasaran ISO. Panjang sampel pengukuran disesuaikan dengan angka kekasaran yang dimiliki oleh suatu permukaan. Apabila panjang sampel tidak dicantumkan didalam penulisan symbol berarti panjang sampel 0,8 mm (bila diperkirakan proses permesinannya halus sampai sedang) dan 2,5 mm (bila diperkirakan proses permesinannya kasar). (Taufiq Rochim, 1982).

28 digilib.uns.ac.id 13 B. Penelitian Yang Relevan Penelitian yang akan dilakukan ini merujuk pada penelitian yang telah dilakukan sebelumnya : Pengaruh Kecepatan Spindel dan Kedalaman Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Logam Paduan Aluminium (Al 5005) Hasil Proses Mesin Bubut CNC. (Yusuf Wahyu Wibowo,2008). Dalam penelitian ini ada dua variabel bebas yaitu kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan. Untuk kecepatan spindel digunakan tiga variasi yaitu 460 rpm, 755 rpm dan 1255 rpm. Sedangkan untuk kedalaman pemakanan juga menggunakan tiga variasi yaitu 0,5 mm, 1 mm dan 1,5 mm. Dari penelitian tersebut diambil kesimpulan bahwa variasi kecepatan spindel memberikan pengaruh terhadap tingkat kekasaran permukaan logam paduan aluminium hasil proses mesin bubut CNC. Begitu juga dengan variasi kedalaman pemakanan. Sedangkan variasi kecepatan spindel dan variasi kedalaman pemakanan tidak memberikan pengaruh. Kekasaran permukaan yang paling kecil dihasilkan pada kecepatan spindel 1255 rpm dengan kedalaman pemakanan 0,5 mm dan yang paling besar pada kecepatan spindel 460 rpm dan kedalaman pemakanan 1,5 mm. C. Kerangka Pemikiran Dalam proses pemesinan, terutama dengan mesin perkakas, tingkat kekasaran permukaan hasil proses merupakan salah satu faktor yang harus diperhatikan. Fungsi dari komponen yang dibuat tersebut bukan hanya ditentukan oleh ketepatan ukuran, tetapi juga oleh tingkat kekasaran yang sesuai dengan tuntutan. Tingkat kekasaran disini bukan berarti harus serendah mungkin, tetapi disesuaikan dengan fungsi dari bagian komponen tersebut. Tingkat kekasaran permukaan hasil proses pemesinan dengan mesin bubut CNC dipengaruhi oleh beberapa parameter pemotongan. Diantaranya kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan. Dalam penelitian ini, material yang digunakan commit to adalah user baja ST 40. Kecepatan spindel

29 digilib.uns.ac.id 14 dalam penelitian ini akan divariasi menjadi tiga, yaitu 460 rpm, 1250 rpm dan 2000 rpm. Kecepatan pemakanan juga akan divariasi menjadi tiga, yaitu 0,07 mm/rev, 0,11 mm/rev dan 0,2 mm/rev. Sedangkan kedalaman pemakanan divariasi menjadi tiga, yaitu 0,25 mm, 0,5 mm dan 1 mm. Untuk melakukan pengukuran terhadap tingkat kekasaran yang dihasilkan, digunakan alat pengukur kekasaran, yaitu Surftest. Dari uraian singkat di atas, maka dapat ditentukan paradigma penelitian sebagai berikut : Gambar 4. Skema Paradigma Penelitian Keterangan : A : Variasi Kecepatan Spindel. B : Variasi Kecepatan Pemakanan. C : Variasi Kedalaman Pemakanan. X : Tingkat Kekasaran Permukaan. 1 : Pengaruh Variasi Kecepatan Spindel Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan. 2 : Pengaruh Variasi Kecepatan Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan. 3 : Pengaruh Variasi Kedalaman Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan.

30 digilib.uns.ac.id 15 4 : Pengaruh Interaksi Variasi Kecepatan Spindel dan Kecepatan Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan. 5 : Pengaruh Interaksi Variasi Kecepatan Spindel dan Kedalaman Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan. 6 : Pengaruh Interaksi Variasi Kecepatan Pemakanan dan Kedalaman.Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan. 7 : Pengaruh Interaksi Variasi Kecepatan Spindel, Kecepatan Pemakanan dan Kedalaman Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan. 8 : Tingkat Kekasaran Permukaan Terendah. D. Hipotesis Penelitian Berdasarkan tinjauan pustaka dan kerangka pemikiran diatas, dapat diambil kesimpulan sementara sebagai berikut : 1. Ada pengaruh kecepatan spindel terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada pengaruh kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada pengaruh kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST Ada pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.

31 digilib.uns.ac.id Didapatkan rata-rata tingkat kekasaran permukaan logam terkecil dari interaksi variasi antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan hasil proses pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.

32 digilib.uns.ac.id BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian 1. Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium CNC Program Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan UNS sebagai tempat pengerjaan proses pemesinan dengan mesin Bubut CNC, Laboratorium Politeknik Manufaktur Ceper sebagai tempat pengujian komposisi material uji dan Laboratorium material D3 Teknik Mesin UGM sebagai tempat pengujian tingkat kekasaran. 2. Waktu Penelitian Karena penelitian ini merupakan bagian dari penelitian dosen, sehingga penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Juli Adapun jadwal penelitian adalah sebagai berikut : a. Pelaksanaan penelitian pada bulan Juli 2009 November 2009 b. Seminar proposal penelitian pada tanggal 10 Maret 2010 c. Revisi proposal penelitian pada tanggal 11 Maret 14 Maret 2010 d. Perijinan proposal penelitian pada tanggal 15 Maret 2010 e. Penulisan laporan penelitian pada tanggal 16 Maret Juni 2010 B. Metode Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. Untuk mendapatkan kebenaran ilmiah, pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pendekatan eksperimen. Penelitian dengan pendekatan eksperimen adalah suatu penelitian untuk berusaha mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel lain dalam suatu kondisi yang terkontrol secara ketat. (Sugiyono, 1994 : 4). 17

33 digilib.uns.ac.id 18 C. Populasi dan Sampel 1. Populasi Penelitian Populasi adalah keseluruhan subyek penelitian. (Suharsimi Arikunto, 2002 : 108). Dalam penelitian ini, populasinya adalah baja ST Sampel Penelitian Sampel dalam penelitian ini adalah material baja ST 40 dengan ukuran diameter 38 mm dan panjang 100 mm, sebanyak 27 spesimen dengan rincian sebagai berikut : Tabel 3. Variasi Parameter Sampel Penelitian Kondisi Eksperimen Kecepatan spindel Kecepatan pemakanan Kedalaman pemakanan

34 digilib.uns.ac.id Masing-masing variasi parameter spesimen penelitian diambil replikasi sebanyak tiga kali, sehingga jumlah datanya adalah 81. D. Teknik Pengumpulan Data 1. Identifikasi Variabel Definisi variabel penelitian adalah sebagai objek penelitian, atau apa yang menjadi titik perhatian suatu penelitian (Suharsimi Arikunto, 1993 : 91). Dalam penelitian ini dilakukan pengukuran terhadap keberadaan suatu variabel dengan instrument penelitian. Kemudian dilakukan analisis untuk mencari hubungan antara variabel yang satu dengan variabel yang lain. Variabel yang ada dalam penelitian ini adalah : a. Variabel Bebas Variabel bebas adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur, yang berfungsi mempengaruhi atau menentukan munculnya variabel lain yang disebut dengan variabel terikat. Munculnya atau adanya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain. Sehingga tanpa variabel bebas, maka tidak akan ada variabel terikat.

35 digilib.uns.ac.id 20 Demikian dapat pula terjadi bahwa jika variabel bebas berubah, maka akan muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain. Varibel bebas yang digunakan dalam penelitian ini merupakan parameter pemesinan yang didasarkan kemampuan pahat dan mesin yang digunakan. Adapun variabel-variabel yang digunakan yaitu: 1) Kecepatan Potong (Vc) Gambar 5. Rekomendasi Vc untuk material pahat CT 3000 Dari gambar 5 diatas untuk pahat dengan kode CT 3000 direkomendasikan untuk bekerja pada daerah kecepatan potong antara 50 m/menit hingga 460 m/menit. Berdasarkan rekomendasi tersebut dan kemampuan mesin yang digunakan maka dipilihlah kecepatan potong sebagai berikut a) Putaran Rendah Untuk putaran rendah digunakan putaran spindel sebesar 460 rpm. Sehingga kecepatan potong maksimal yang digunakan adalah 100 b) Putaran Tengah = 460 x 3,14 x = 53,4 m/menit Untuk putaran tengah digunakan putaran spindel sebesar 1250 rpm. Sehingga kecepatan potong maksimal yang digunakan adalah:

36 digilib.uns.ac.id c) Putaran Tinggi = 1250 x 3,14 x = 145,2 m/menit Untuk putaran tengah digunakan putaran spindel sebesar 2000 rpm. Sehingga kecepatan potong maksimal yang digunakan adalah: 100 = 2000 x 3,14 x = 232,4 m/menit Pemilihan ketiga variabel kecepatan diatas berdasarkan kemampuan mesin yang digunakan dimana mesin belum menggunakan motor step untuk mengatur putaran spindel sehingga kita hanya dapat memililih putaran spindel yang tersedia. 2) Kecepatan Pemakanan (f) Gambar 6. Rekomendasi Parameter Pemesinan Dari gambar 6 untuk pahat jenis TNMG direkomendasikan menggunakan kecepatan pemakanan sebesar 0,07 mm/rev hingga 0,2 mm/rev. Sehingga untuk percobaan ini menggunakan kecepatan pemakanan : a) Kecepatan pemakanan rendah Untuk kecepatan pemakanan rendah digunakan kecepatan pemakanan 0,07 mm/rev. b) Kecepatan pemakanan commit tengah to user

37 digilib.uns.ac.id 22 Untuk kecepatan pemakanan tengah digunakan kecepatan pemakanan 0,11 mm/rev sesuai dengan rekomendasi dari pahat yang digunakan. c) Kecepatan pemakanan tinggi Untuk kecepatan pemakanan tinggi digunakan kecepatan pemakanan 0,2 mm/rev. 3) Kedalaman pemakanan Gambar 7. Rekomendasi Parameter Pemotongan Dari gambar 7 untuk pekerjaan finishing maka kedalaman pemakanan yang direkomendasikan maksimal sebesar 1 mm. Sehingga untuk percobaan ini menggunakan parameter kedalaman pemakanan sebagai berikut : a) Kedalaman pemakanan rendah Kedalamanan pemakanan rendah yang digunakan yaitu sebesar 0,25 mm. b) Kedalaman pemakanan tengah Kedalamanan pemakanan tengah yang digunakan yaitu sebesar 0.5 mm.

38 digilib.uns.ac.id 23 c) Kedalaman pemakanan tinggi Kedalamanan pemakanan tinggi yang digunakan yaitu sebesar 1 mm. b. Variabel Terikat Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang menjadi akibat karena adanya variabel bebas. Dengan kata lain ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel bebas. Dalam penelitian ini variabel terikatnya adalah tingkat kekasaran permukaan, dalam hal ini adalah Ra (kekasaran rata-rata aritmetik) dengan satuan µm. c. Variabel Kontrol Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah : 1) Material yang digunakan adalah ST40. 2) Mesin bubut CNC yang digunakan pada penelitian ini adalah CNC LATHE TURN MASTER TMC 320 dengan sistem controlnya SIEMENS 802 S. 3) Alat ukur kekasaran yang digunakan adalah SURFCODER SE ) Pahat yang digunakan adalah TNMG FG CT 3000, produksi TAEGUTEC. 2. Instrument Penelitian Instrument instrument yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a. Mesin Bubut CNC Mesin bubut CNC yang digunakan pada penelitian ini adalah CNC LATHE TURN MASTER TMC 320 dengan sistem controlnya SIEMENS 802 S. Mesin ini masih menggunakan gear box untuk mengatur kecepatan putaran spindel. Mesin ini memiliki 5 buah tool holder yang dapat dipasang pahat sesuai dengan kebutuhannya.

39 digilib.uns.ac.id 24 Gambar 8. Mesin CNC LATHE TRUN MASTER TMC 320 b. Pahat Bubut Pahat yang digunakan adalah TNMG FG CT 3000, produksi TAEGUTEC. Kode CT 3000 pada bagian akhir menunjukkan bahwa pahat ini masuk dalam grade Cermet yang dibuat dari titanum karbida atau karbon nitridapahat ini memiliki kekerasan 93 HRA. Pahat jenis ini biasa dipakai untuk finising pada proses permesinan material-material seperti karbon & alloy steel, stainless steel dan besi cor. Gambar 9. Pahat Insert TNMG FG CT 3000 c. Alat Uji Kekasaran Untuk mengetahui kekasaran yang dihasilkan dari proses pemesinan digunakan SURFCODER SE-1700.

40 digilib.uns.ac.id 25 d. Material Gambar 10. SURFCODER SE Material yang digunakan sebagai spesimen uji dalam penelitian adalah baja ST 40. Berikut ini adalah hasil pengujian komposisi unsur penyusun material tersebut : Tabel 4. Hasil Uji Komposisi Baja ST 40 Unsur Prosentase (%) Fe 98,10 C 0,129 Si 0,283 Mn 0,490 P 0,094 S 0,031 Ni 0,115 Cr 0,114 Mo 0,082 Cu 0,392 Mg 0,001 V 0,010 Ti 0,007 Nb 0,019 Al 0,043 W 0,045 Sumber: Uji komposisi commit di to PT. user Itokoh Ceperindo

41 digilib.uns.ac.id 26 Baja ST 40 dipilih dalam penelitian ini, karena material tersebut sering dipakai sebagai bahan pembuatan komponen-komponen mesin. Baja ini tergolong dalam baja karbon rendah (kandungan karbon di bawah 0,2 %) dan sering disebut mild steel. Baja ini memiliki karakteristik kekuatan rendah, keuletannya tinggi dan tidak mampu dikeraskan dengan proses perlakuan panas kecuali proses surface hardening. Baja ini memiliki sifat keuletan yang tinggi maka baik untuk dilakukan proses pemesinan. 3. Desain Eksperimen Desain eksperimen adalah langkah-langkah lengkap yang perlu diambil jauh sebelum eksperimen dilakukan supaya data yang semestinya diperlukan dapat diperoleh, sehingga akan membawa kepada analisa obyektif dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan-persoalan yang sedang dibahas. (Sudjana, 1995: 1) Pada penelitian ini terdapat tiga variabel bebas yang kemudian pada desain eksperimen ini disebut faktor. Faktor pertama mempunyai tiga taraf yaitu variasi kecepatan spindel 460 rpm, 1250 rpm dan 2000 rpm. Faktor kedua mempunyai tiga taraf yaitu variasi kecepatan pemakanan 0.07 mm/rev, 0.12 mm/rev dan 0.17 mm/rev. Dan faktor ketiga mempunyai tiga taraf, yaitu variasi kedalaman pemakanan 0.25 mm, 0.5 mm dan 1 mm. Kombinasi perlakuan dilakukan dengan mengkombinasikan masing-masing taraf faktor A dengan taraf-taraf pada faktor B dan juga taraf-taraf pada faktor C. Sehingga pada eksperimen ini diperlukan 27 kondisi eksperimen atau 27 kombinasi perlakuan yang berbeda-beda. Kemudian pada masing-masing perlakuan dilakukan 3 kali replikasi, sehingga tiap perlakuan diperoleh 3 data. Sehingga dari eksperimen ini akan diperoleh 81 data. Berikut ini merupakan tabel pengumpulan data eksperimen :

42 digilib.uns.ac.id 27 Tabel 5. Pengumpulan Data Faktor C ( mm ) Faktor B ( mm/menit ) Faktor B ( mm/menit ) Faktor B ( mm/menit ) X 1111 X 1211 X 1311 X 1121 X 1221 X 1321 X 1131 X 1231 X 1331 Faktor A ( rpm ) X 1112 X 1212 X 1312 X 1122 X 1222 X 1322 X 1132 X 1232 X 1332 X 1113 X 1213 X 1313 X 1123 X 1223 X 1323 X 1133 X 1233 X 1333 X 2111 X 2211 X 2311 X 2121 X 2221 X 2321 X 2131 X 2231 X 2331 X 2112 X 2212 X 2312 X 2122 X 2222 X 2322 X 2132 X 2232 X 2332 X 2113 X 2213 X 2313 X 2123 X 2223 X 2323 X 2133 X 2233 X 2333 X 3111 X 3211 X 3311 X 3121 X 3221 X 3321 X 3131 X 3231 X 3331 X 3112 X 3212 X 3312 X 3122 X 3222 X 3322 X 3132 X 3232 X 3332 X 3113 X 3213 X 3313 X 3123 X 3223 X 3323 X 3133 X 3233 X Pelaksanaan Penelitian Langkah-langkah dalam pelaksanaan eksperimen ini adalah sebagai berikut : a. Persiapan Bahan Proses persiapan bahan yang dilakukan yaitu meliputi : 1) Pengujian Komposisi Proses ini bertujuan untuk mengatahui komposisi dari unsur-unsur material yang digunakan. Pengujian dilaksakan di PT Itokoh Ceperindo Klaten. 2) Pemotongan dan Facing Proses ini bertujuan untuk membuat benda kerja memiliki ukuran yang sama sehingga diharapkan perlakuan yang diterima oleh setiap spesimen akan sama. Benda kerja dipotong dengan panjang 105 mm dan di facing 2 mm untuk setiap ujungnya.

43 digilib.uns.ac.id 28 3) Pembuatan Stoper Pembuatan stopper dimaksudkan untuk mempermudah penyetingan / pemasangan spesimen pada mesin. Sehingga panjang spesimen yang keluar dari chuck selalu sama. Gambar 11. Spesimen dengan Stoper b. Proses pemesinan Proses pemesinan dilakukan setiap satu menit, kemudian material dan pahat dilepas dari pencekam untuk dilakukan pengujian kekasaran permukaan hasil pemesinan dan keausan pahat. Proses pemesinan dilakukan kembali setelah pengujian kekasaran permukaan dan keausan pahat selesai dilakukan dengan memasang benda kerja ke cekam dengan posisi seperti awal (dengan melihat tanda yang ada pada benda kerja dan cekam). Panjang pemakanan untuk setiap spesimen pengujian adalah sebagai berikut : Tabel 6. Data Panjang Pemakanan Untuk Setiap Spesimen Pengujian No RPM FEED DOC Panjang spesimen untuk 1 mnt Jumlah spesimen Panjang penyayatan ( P ) commit 0.25 to user

44 digilib.uns.ac.id Proses pengujian untuk spesimen dengan panjang yang cukup panjang dilakukan beberapa kali dengan tujuan untuk mengurangi lendutan yang terjadi pada spesimen. Untuk itu panjang awal semua spesimen sudah ditetapkan sebelumnya yaitu sepanjang 100 mm dengan panjang spesimen yang keluar dari chuck sepanjang 70 mm. Sehingga untuk material dimana panjang pengujiannya lebih dari 65 mm akan menggunakan beberapa spesimen hingga panjang yang dibutuhkan diperoleh. Untuk pemotongan awal dilakukan penyayatan setebal 0,5 mm hingga material menjadi ukuran 37 mm dengan tujuan agar material tersebut silindris dan

45 digilib.uns.ac.id 30 tidak oleng. Pemakanan awal menggunakan pahat khusus yang memang digunakan untuk facing dan tidak menggunakan pahat untuk pengujian. Gambar 12. Spesimen Hasil Proses Pemesinan c. Pengujian kekasaran permukaan Pengujian kekasaran permukaan dilakukan dengan menggunakan SURFCODER SE Dengan pengambilan sampel dilakukan pada 5 titik di sepanjang permukaan hasil pemotongan pada benda kerja. Dengan adanya replikasi sebanyak 3 kali maka jumlah sampel untuk setiap spesimen yaitu 15 buah dan jumlah sampel keseluruhan spesimen adalah 405 titik. Pengujian dilakukan dengan panjang sampel pengukuran (cut of) sepanjang 0,8 mm dan pengulangan 3 kali. d. Analisis data Pada bagian ini dilakukan kegiatan yang meliputi pengumpulan data, pengaturan data, perhitungan serta penyajian data dalam suatu lay out tertentu yang sesuai dengan desain yang dipilih untuk suatu percobaan yang dipilih. Selain itu dilakukan perhitungan dan penyajian data dan teknik yang digunakan dalam analisis data adalah teknik statistik deskriptif, yaitu teknik analisis data yang didalamnya berisis interpretasi hasil penelititan dalam bentuk tabel, grafik dan diagram. Analisa yang dilakukan yaitu untuk mengetahui parameter pemesinan apa yang paling berpengaruh terhadap kekasaran permukaan dengan menggunakan metode analisis varian (ANOVA).