PENGARUH CAIRAN PENDINGIN BERTEKANAN TINGGI TERHADAP GAYA POTONG, KEAUSAN TEPI PAHAT, DAN KEKASARAN PERMUKAAN PADA PROSES BUBUT MATERIAL AISI 4340

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR TEKNIK MANUFAKTUR (TM091486) PENGARUH CAIRAN PENDINGIN BERTEKANAN TINGGI TERHADAP GAYA POTONG, KEAUSAN TEPI PAHAT, DAN KEKASARAN PERMUKAAN PADA PROSES BUBUT MATERIAL AISI 4340 ANDI PURWANTO DOSEN PEMBIMBING Ir. Bobby Oedy P. Soepangkat, M.Sc, PhD.

2 LATAR BELAKANG

3 LATAR BELAKANG

4 Penelitian-penelitian yang pernah dilakukan Mazurkiewicz et al. (1989) Meneliti tentang pengaruh cairan pendingin bertekanan tinggi pada proses pemesinan. Kesimpulan; bahwa pendinginan bertekanan tinggi dapat mengurangi koefisien gesek pada bidang geram dan bidang utama pahat sehingga dapat mengurangi gaya pemotongan dan meningkatkan umur pahat. Cairan pendingin bertekanan tinggi juga dapat mengurangi konsumsi cairan pendingin sebesar 50 %. Kamruzzaman et al. (2007) Meneliti pengaruh cairan pendingin bertekanan tinggi terhadap keausan pahat, umur pahat, dan kekasaran permukaan. Kesimpulan; bahwa CPBT lebih efektif dalam menurunkan keausan pahat dan kekasaran permukaan, serta meningkatkan umur pahat dibandingkan tanpa pendinginan.

5 Penelitian-penelitian yang pernah dilakukan Kamruzzaman et al. (2008) Meneliti pengaruh cairan pendingin bertekanan tinggi pada proses bubut terhadap keausan pahat, umur pahat, dan kekasaran permukaan. Kesimpulan; bahwa CPBT dapat mengurangi keausan tepi pahat sehingga dapat meningkatkan umur pahat, dengan CPBT pertumbuhan kekasaran permukaan selama pemesinan semakin rendah sehingga meningkatkan kualitas produk.

6 Perumusan Masalah Apakah penggunaan cairan pendingin bertekanan tinggi (CPBT) dapat lebih menurunkan gaya potong, kekasaran permukaan, dan keausan tepi pahat, dibandingkan dengan penggunaan cairan pendingin tanpa tekanan (CPTT).

7 Tujuan Penelitian

8 Batasan masalah dan asumsi Batasan masalah 1. Tidak membahas masalah biaya selama proses pemesinan. 2. Tidak menghitung waktu pemesinan selama proses pemesinan. 3. Penelitian dilakukan sesuai dengan batas kemampuan dari mesin yang digunakan. 4. Proses pembubutan yang dilakukan adalah proses bubut silindris semi orthogonal 5. Digunakan cairan pendingin yang sama untuk proses pemesinan dengan menggunakan CPTT dan CPBT.

9 Batasan masalah dan asumsi Asumsi 1. Variabel-variabel yang tidak diteliti dianggap selalu konstan dan tidak berpengaruh secara signifikan terhadap hasil penelitian. 2. Benda kerja maupun pahat memiliki komposisi kimia yang homogen. 3. Alat ukur yang digunakan dalam keadaan terkalibrasi dan layak digunakan. 4. Mesin dan operator diasumsikan bekerja dengan baik selama proses pemesinan.

10 Manfaat Penelitian Sebagai bahan referensi bagi penelitian sejenisnya dalam rangka pengembangan pengetahuan tentang pengaruh CPBT pada proses bubut. Sebagai masukan dan informasi dalam meningkatkan kualitas produk dari proses bubut kaitannya dengan CPBT.

11 Metodologi Penelitian Mulai A Studi Pustaka Perumusan Masalah Pengambilan data: Proses bubut CPTT Proses bubut CPBT Penentuan Tujuan Penelitian Pembuatan model statistik Perencanaan eksperimen: Variabel proses: Variabel respon: - Gerak makan - Gaya potong - Kecepatan potong - Kekasaran permukaan - Kedalaman potong - Keausan tepi pahat - Cairan pendingin Persiapan percobaan: Mesin bubut, benda kerja, pahat dan Alat ukur Pengujian kesesuaianmodel Pengujian asumsi residual Apakah Model sesuai & asumsi terpenuhi? Ya Pembahasan hasil Kesimpulan dan saran Transformasi model Tidak A Selesai

12 Penentuan Kapasitas pendinginan Grafik PenurunanTemperatur Proses CPBT CPTT Persamaan Regresi Temperatur = waktu Temperatur = waktu

13 Data Hasil Percobaan Data Gaya Potong Pada Proses CPBT d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm Fv1 Fv2 Fv1 Fv2 Fv1 Fv2 (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) f1 = 0,1 mm/put V1 = f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put CPBT V2 = f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put V3 = 157 f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put

14 Data Hasil Percobaan Data Gaya Potong Pada Proses CPTT d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm Fv1 Fv2 Fv1 Fv2 Fv1 Fv2 (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) f1 = 0,1 mm/put V1 = f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put CPTT V2 = f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put V3 = 157 f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put

15 Data Hasil Percobaan Data Gaya Makan Pada Proses CPBT d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm Ff Ff1 Ff Ff1 Ff Ff1 (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) f1 = 0,1 mm/put V1 = f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put CPBT V2 = f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put V3 = 157 f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put

16 Data Hasil Percobaan Data Gaya Makan Pada Proses CPTT d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm Ff Ff1 Ff Ff1 Ff Ff1 (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) f1 = 0,1 mm/put V1 = f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put CPTT V2 = f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put V3 = 157 f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put

17 Data Hasil Percobaan Data Kekasaran Permukaan Pada Proses CPBT d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm Ra Ra1 Ra Ra1 Ra Ra1 μm μm μm μm μm μm f1 = 0,1 mm/put V1 = f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put CPBT V2 = f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put V3 = 157 f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put

18 Data Hasil Percobaan Data Kekasaran Permukaan pada Proses CPTT d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm Ra Ra1 Ra Ra1 Ra Ra1 μm μm μm μm μm μm f1 = 0,1 mm/put V1 = f2 = 0,15 mm/put CPTT V2 = f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put V3 = 157 f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put

19 Analisis dan Pembahasan Pemodelan Matematis CPBT F V = f d F f = f d Ra = V f 1.14 CPTT Fv = f d F f = f d Ra = 39.81V f 1.21

20 Analisis dan Pembahasan Respon Variabel proses Pangkat dari variabel bila memotongdengan- Persentase penurunan pangkat CPBT CPTT Gaya potong f d Gaya makan f d Kekasaran V permukaan f

21 Analisis dan Pembahasan Tabel Harga Koefisien gesek CPBT CPTT V1 = V2 = V3 = 157 V1 = V2 = V3 = 157 a1 = 1 mm a2 = 1,5 mm a3 = 2mm μ μ μ μ μ μ f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put f1 = 0,1 mm/put f2 = 0,15 mm/put f3 = 0.2 mm/put

22 Analisis dan Pembahasan Keausan Tepi Pahat Proses CPBT CPTT Persamaan Regresi VB = Waktu VB = Waktu

23 Analisis Bentuk Geram Gambar geram hasil proses bubut dengan CPBT Gambar geram hasil proses bubut dengan CPTT

24 Kesimpulan Kesimpulan Prosentase penurunan pangkat dari variabel proses pada model gaya potong untuk f dan d sebesar 1.5% dan 2.5%, model gaya makan ubtuk f dan d sebesar 32.5% dan 8.4%, dan pada model kekasaran permukaan untuk V dan f sebesar 54.5% dan 5.7%. Keausan tepi pahat yang terjadi pada proses bubut dengan CPBT mempunyai kecenderungan yang lebih rendah bila dibandingkan dengan CPTT. Pembubutan dengan menggunakan CPBT menghasilkan geram yang tipis dan terputus-putus, sedangkan dengan menggunakan CPTT menghasilkan geram yang tebal dan kontinyu.

25 Kesimpulan dan Saran Saran Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dilakukan pengukuran temperatur pemotongan yang sebenarnya.

26