E-Jurnal Teknik Mesin, Vol. 2 No. Desember 2014 ISSN:2337-2 PENGARUH FEEDING, KECEPATAN POTONG PAHAT CARBIDE TERHADAP KUALITAS PEMBUBUTAN BAHAN BAJA S45C Rizwan Nur Agist, Joko Waluyo, Saiful Huda Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Sains dan Teknologi AKPRIND Jl. Kalisahak No. 2 Yogyakarta, Indonesia, 55222 e-mail : Waluyojok@yahoo.co.id ABSTRACT The lathe is a machine tool which plays an important role in the production process in the industry. In the process of turning the workpiece is gripped by rotating on its axis, while the cutting tool moves along the workpiece cut as a result there was an incision by a chisel to form grimly. In this process there are significant results due to surface roughness value of the incision. To get the ideal level of roughness is influenced by several parameters. In this study S45C steel workpiece as much as six pieces that will get different treatment in the course of the work, namely the variation of cutting speed of 145 m / min, 15 m / min and 15 m / min was used feeding 0.15 mm / rev and 0.2 mm / rev with the cutting depth of 0.5 mm to determine its effect on the quality of the surface roughness average lathe face. Then from workpiece to the workpiece respectively determined 3 points for the surface roughness test using test equipment surfcorder SE 1700. The results of the surface roughness of steel best quality and the lowest of 1.5 lm obtained from turning the cutting speed of 15 m / minutes, the engine turns 1000 rpm, depth of cut of 0.5 mm and 0.15 mm feeding / rev. While most high surface roughness of 5. lm sebersar obtained from the lathe with a cutting speed of 15 m / min, the engine turns 1400 rpm, and the feeding of 0.2 mm / put. Keywords: Lathe, cutting speed, Feeding, Roughness, quality 1. PENDAHULUAN Proses pembubutan merupakan salah satu metal cutting machine process dengan gerak utama berputar, benda kerja dicekam dan berputar pada sumbunya, sedangkan alat potong ( cutting tool) bergerak memotong sepanjang benda kerja akibatnya terjadilah penyayatan. Dalam proses ini terdapat pengaruh hasil nilai kekarasan permukaan akibat dari penyayatan tersebut. Sampai dengan saat ini proses pemesinan telah banyak digunakan oleh industri untuk membuat komponen atau bagian-bagian pada mesin automotive. Terutama banyak penggunaan mesin bubut pada proses pemesinan dikarenakan berbagai pekerjaan benda kerja untuk menghasilkan produk berbentuk silindris dapat dikerjakan dengan pembubutan Menurut Asyari Daryus (200:5) menyatakan bahwa parameter kecepatan penyayatan (cutting speed) terhadap kekasaran permukaan juga dipengaruhi oleh bahan dan jenis pahat. Tabel 1.1 Kecepatan Potong (Vc) Pahat HSS Pahat Karbida Bahan Halus Kasar Halus Kasar Baja perkakas 75-100 25-45 15-230 110-140 Baja karbon rendah 70-0 25-40 170-215 0-120 Baja karbon menengah 0-5 20-40 140-15 75-110 Besi cor kelabu 40-45 25-30 110-140 0-75 Kuningan 5-110 45-70 15-215 120-150 Alumunium 70-110 30-45 140-215 0-0 Keterangan : Halus = kedalaman pemotongan 0,3-2,2 mm, feed 0,13-0,3 mm/put Kasar = kedalaman pemotongan 4,75-,53 mm, feed 0,75-27 mm/put (Sumber : Asyari Daryus, Proses Produksi II, Universitas Darma Persada, Jakarta, Hal 5) Tarmawan mengatatakan bahwa pahat karbida mempunyai standar umum dengan untuk gerak makan f (feeding) 0,15-0,25 mm/rev seperti dapat dilihat pada Tabel 1.2 sebagai berikut. 2
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol. 2 No. Desember 2014 ISSN:2337-2 HSS 0,05-0,015 Tabel 1.2 Standart umum Feed (f) Carbide 0,15-0,25 (Sumber : Tarmawan, 1) Cooted Carbide 0,2-0,35 Dalam prosesnya menurut John A Schey pembubutan bahan S45C yang mempunyai kekerasan (< 275 BHN) dengan pahat karbida dapat dilakukan dengan beberapa proses pendinginan yaitu Dry (Kering), Emulsi minyak-mineral dan Fluida sintetis. Definisi Kekasaran permukaan adalah penyimpangan rata rata aritmetik dari garis rata-rata Profil. Dalam ISO 1302-17 definisi ini digunakan untuk menetapkan harga.rata-rata kekasaran permukaan. Setiap permukaan yang telah mengalami proses permesinan akan mengalami kekasaran permukaan tertentu, misalnya mengkilap, halus maupun kasar. Proses permesinan ini akan menentukan kekasaran permukaan pada level tertentu. Untuk bagian perencana kerja, bagian perhitungan biaya, maupun operator, harus mengetahui tingkat kekasaran permukaan, yang harus dicapai pada benda kerja. Proses pemesinan kualitas kekasaran permukaan yang paling umum adalah harga kekasaran rata-rata aritmatik (Ra) yaitu, seba gai standar kualitas permukaan dari hasil pemotongan maksimum yang diijinkan. Dimana posisi Ra dan parameter kekasaran yang lain, bentuk profil, panjang sampel dan panjang pengukuran yang dilakukan oleh mesin-mesikekasaran permukaan dapat dilihat seperti pada gambar ukur 1.1 METODE PENELITIAN Diagram Alir 1.1 Benda Uji Bahan matrial yang digunakann pada penelitian ini adalah baja S45C yang diproduksi oleh PT. BHINNEKA BAJANAS yang akan dikerjakan dengan proses pembubutan dengan spesifikasi sebagai berikut : Gambar 1.1 Parameter-parameter dalam profil permukaan. Gambar 3.2Benda kerja Tabel 3.1 Sifat- sifat Mekanikk Baja EMS 45 Sifat Mekanik Baja EMS 45 Kekerasan 10 HB Tegangan Luluh (σy) 43,44 ( kg/mm²) Tegangan Maksimal (σu) 7,74 (kg/mm²) Young s Modulus (GPa) 207 GPa (Sumber : PT. Bhineka Bajanas, 2014) Tabel 3.2 Komposisi Kimia Baja EMS 45 Komposisi C SI MN P S CR Ni Kadar 0,43 0,24 0, 0,,01 0,023 0,35 0,0 3
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol. 2 No. Desember 2014 ISSN:2337-2 (Sumber : PT. Bhineka Bajanas, 2014) 1.2 Pahat Penelitian ini menggunakan jenis pahat yang disesuaikan dengan jenis matrial yaitu pahat karbide dengan kode TNMG 10404 TF dalam standar ISO termasuk dalam kelompok P dengan sudut pahat 0 Kode h = h1 l1 l2 F B Gambar 3.4 Tool Holder (Sumber : Iscar s, C24) Tabel 3.4 Ukuran Tool Holder Satuan 20 mm 125 mm 2 mm 25 mm 20 mm (Sumber : Iscar s, C3) Gambar 3.3 Pahat Sisipan Tabel 3.3 Geometri Pahat Bentuk Geometr i Pahat Satua n 1.4 Waktu dan Tempat Penelitian Tempat untuk melakukan kegiatan penelitian skripsi ini dilakukan dengan beberapa proses dan dibeberapa tempat yaitu : 1. Proses pemotongan dan pembubutan dilaksanakan di Laboraturium Teknologi Mekanik IST AKPRIND Yogykarta 2. Pengujian Kekasaran benda uji dilaksanakan di Laboraturium Pengujian Bahan UGM Yogyakarta 1.3 Holder (Sumber : Iscar s) Insert Shape Clereanc e Angel Cutting Edge Length Thicknes s Corner Radius 0 0 1 mm S = 4,7 mm 0,4 mm Pada penelitian ini pemegang pahat (tool holders) yang berfungsi untuk menopang sisipan pahat kelompok P maka digunakan PTGNR 2020 K 1. PEMBAHASAN Pengujian kekasaran permukaan menghasilkan data berupa angka (nilai) kekasaran permukaan. Data tersebut diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan alat ukur kekasaran Surfcorder SE 1700. Pengukuran dilakukan setelah pengerjaan benda kerja menggunakan mesin bubut PINNACHO type S0/10. Namun sebelumnya, proses penimbangan pahat sebelum dan sesudah digunakan dilakukan guna mengetahui berapa pengurangan bobot pahat setelah di gunakan. Pengerjaan benda kerja dilakukan dengan membubut rata permukaannya, denagn spesifikasi dan kodefikasi sebagai berikut agartidak terjadikekeliruan dan memudahkan dalam pengamatannya. A1 = Kecepatan Potong (Cs) 145 m/menit, Putaran Mesin (n) 0 rpm dan Feeding 0,15 mm/put A2 = Kecepatan Potong (Cs) 145 m/menit, Putaran Mesin (n) 0 rpm dan Feeding 0,2 mm/put B1 = Kecepatan Potong (Cs) 15 m/menit, Putaran Mesin (n) 1000 rpm dan Feeding 0,15 B2 = Kecepatan Potong (Cs) 15 m/menit, Putaran Mesin (n) 1000 rpm dan Feeding 0,2 C1 = Kecepatan Potong (Cs) 15 m/menit, Putaran Mesin (n) 1400 rpm dan Feeding 0,15 C2 = Kecepatan Potong (Cs) 15 m/menit, Putaran Mesin (n) 1400 rpm dan Feeding 0,2 Kemudian diambil 3 titik untuk pengujian kekasaran dari tiap-tiap spesimen. Adapun hasil pengujian kekasaran Permukaan menggunakan variasi kecepatan potong, feeding dan kedalaman pemakanan 4
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol. 2 No. Desember 2014 ISSN:2337-2 dari spesimen S45C dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.1 di bawah ini. Spesi men Tabel 3.1. Data Hasil Uji Kekasaran Dalam Pemak anan (a) Laju Pemak anan (f) Kecep atan Poton g (Vc) Respon Ra T1 A1 0,5 0,15 145 2, 4 A2 0,5 0,2 145 4 B1 0,5 0,15 15 B2 0,5 0,2 15 4, C1 0,5 0,15 15 2, 0 C2 0,5 0,2 15 2, 4, Keterangan : T1 T2 T3 Ra : Titik Pertama : Titik kedua : Titik Ketiga : Rata-rata T 2 7 4, T 3 3 2 2, 7, R a 5 5 3 2,1 Pengaruh Feeding dan Gaya Pemotongan Terhadap Kekasaran Permukan Untuk mengetahui pengaruh feeding terhadap kekasaran permukaan maka dilakukan perbandingan melalui grafik di bawah dari berbagai spesimen dengan variasi kecepatan potong yang berbeda. Pengaruh Feeding Terhadap Kekasaran Permukaan Kekasaran permukaan (µm) 10.00.00.00 4.00 2.00 0.00 T1 T2 T3 Titik Pengujian Grafik 4.1 Pengaruh Feeding Terhadap Kekasaran permukaan Pengaruh Kecepatan Potong dan Keausan Pahat terhadap Kekasaran Permukaan A1 A2 B1 B2 c1 c2 Untuk mengetahui pengaruh Kecepatan Potong dan feeding terhadap kekasaran permukaan maka dilakukan perbandingan melalui grafik di bawah untuk memudahkan pengamatan dan menghindari kekeliruan : Kekasaran Permukaan (µm) Grafik 4.2 Pengaruh kecepatan Potong Terhadap Kekasaran Permukaan PENUTUP Kesimpulan Saran 1. Kualitas pembubutan muka rata dengan kecepatan potong 145 m/menit dengan sebesar. 2. Kualitas pembubutan muka rata dengan kecepatan potong 15 m/menit dengan sebesar 5. 3. Kualitas pembubutan muka rata dengan kecepatan potong 15 m/menit dengan sebesar 2,1. Dari pertimbangan hasil penelitian maka disarankan untuk memperoleh kualitas pembubutan dengan tingkat kekasaran permukaan yang baik pada proses pembubutan bahan S45C angka parameter feeding diperkecil yaitu 0,15 mm/put. Untuk variasi kecepatan potong diambil dari tabel berdasarkan jenis pahat dan matrial dalam pemotongan halus 14 1 dan 15 m/menit dan pilih mesin yang mempnyai kecepatan spindel yang paling mendekati hasil perhitungan. PUSTAKA Pengaruh Kecepatan Potong (Vc) Terhadap Kekasaran Permukaan.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 145 15 14 Kecepatan Pemotongan (m/menit) A.Schey, John. 200. Proses Manufaktur. Terjemahan oleh Ir. Rines M.T., Edisi ketiga. Penerbit Andi. Yogyakarta. Feed 5
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol. 2 No. Desember 2014 ISSN:2337-2 Daryus, Asyari [2007], Diktat Kuliah Proses Produksi II, Fakultas Teknik Universitas Darma Persada, Jakarta ISCAR s untrmodern facilities for the manufacturing of tooling and boreng products are certified QS-000 adan ISO 00 Complete Machining Solution Turning Tools PT. Bhineka Bajanas. 2014, Produksi Besi S45C bersertifikat, Semarang. Tarmawan, Buku Panduan OperatorMachining, Departement Of Training, PT Texmaco Perkasa Engineering kaliwungu,kendal