DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERNYATAAN NASKAH SOAL TUGAS AKHIR HALAMAN PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERNYATAAN NASKAH SOAL TUGAS AKHIR HALAMAN PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN INTISARI i ii iii iv v vi viii xi xiv xvi xvii xix BAB I PENDAHULUAN 1 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Perumusan Masalah 2 1.3. Batasan Masalah 2 1.4. Tujuan Penelitian 3 1.5. Manfaat Penelitian 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4 BAB III DASAR TEORI 6 3.1. Proses Pemesinan 6 3.2. Proses Pembubutan 7 3.2.1. Pengelompokan mesin bubut 7 3.2.2. Gerakan mesin bubut 8 3.2.3. Putaran mesin bubut 9 3.3. Parameter-parameter pemotongan logam dalam proses pembubutan 10 3.3.1. Kecepatan pemotongan (cutting speed) 10 3.3.2. Kecepatan asutan pemotongan (feed rate) 11 viii

3.3.3. Kedalaman pemotongan (depth of cut) 11 3.3.4. Waktu pemesinan (machining time) 12 3.4. Kekasaran Permukaan (Surface Roughness) 12 3.4.1. Permukaan dan profil 13 3.4.2. Parameter kekasaran permukaan 14 3.4.3. Kedalaman total (peak to valley), R t 16 3.4.4. Kedalaman perataan (peak to mean line), R p 16 3.4.5. Pengukuran kekasaran 16 3.4.6. Toleransi harga R a 20 3.5. Kekerasan Permukaan (Surface Hardness) 21 3.6. Material Benda Kerja 23 3.7. Teori Optimasi 25 3.7.1. Jenis Optimasi 25 3.8. Desain of Experiment 26 3.8.1. Metode Taguchi 27 3.8.2. Langkah Penelitian Taguchi 29 3.8.3. Signal to noise ratio 33 3.8.4. Orthogonal Array 35 BAB IV METODOLOGI PENELITIAN 37 4.1. Perencanaan pembuatan mesin 37 4.1.1 Perancangan mesin 38 4.1.2 Analisis menggunakan sofware CAD 38 4.1.3 Pembuatan mesin 41 4.2. Komponen mesin 44 4.2.1 Komponen mekanik 44 4.2.2 Komponen elektronik 47 4.3. Alat dan bahan penelitian 52 4.3.1. Bahan penelitian 53 4.3.2. Alat penelitian ` 53 4.4. Proses Penelitian 54 4.4.1. Tahap Persiapan 55 4.4.2. Tahap pemesinan 55 4.4.3. Tahap pengujian kekasaran 55 4.4.4. Tahap Pengamatan gambar makro 56 4.4.5. Tahap pengujian kekerasan 56 4.5. Prosedur pengambilan data 57 ix

4.5.1. Pengukuran data 58 4.5.2. Langkah pengolahan data 58 4.6. Kerangka Penelitian 59 BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 61 5.1. Hasil pengumpulan data 61 5.2. Pengolahan data 62 5.2.1. Perhitungan efek tiap faktor terhadap signal to noise ratio (S/N Ratio) pada pengujian surface roughness 62 5.2.2. Perhitungan efek tiap faktor terhadap signal to noise ratio (S/N Ratio) pada pengujian surface hardness 68 5.3. Pengamatan gambar makro 74 BAB VI PENUTUP 80 6.1. Kesimpulan 80 6.2. Saran 81 DAFTAR PUSTAKA 82 LAMPIRAN 84 x

DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1. Elemen dasar proses pemotongan 10 Gambar 3.2. Bidang dan profil pada penampang permukaan 14 Gambar 3.3. Parameter-parameter dalam profil permukaan 16 Gambar 3.4. Surface Tester 18 Gambar 3.5. Cara menghitung kekerasan permukaan 19 Gambar 3.6. Skema pengujian kekerasan Vickers 22 Gambar 4.1. Rancangan CNC precision turning machine 37 Gambar 4.2. Stress analysis displacement dengan pembebanan 7,150 N 39 Gambar 4.3. Stress analysis safety factor dengan pembebanan 7,150 N 40 Gambar 4.4. Stress analysis von-misses dengan pembebanan 7,150 N 41 Gambar 4.5. Proses pengelasan base CNC precision turning machine 42 Gambar 4.6. Proses milling dan drilling pada base CNC precision turning machine 42 Gambar 4.7. Proses pemasangan ballscrew, liniear guide, toolpost, gearbox, dan motor stepper pada CNC precision turning machine 43 Gambar 4.8. CNC precision turning machine setelah dilakukan proses pengecatan 44 Gambar 4.9. Linier Guide-Ways 45 Gambar 4.10. Ballscrews 46 Gambar 4.11. Motor Spindle 48 Gambar 4.12. Motor Stepper 49 xi

Gambar 4.13. Driver motor stepper X dan Z axis 50 Gambar 4.14. Power Supply 51 Gambar 4.15. Speed Controller 51 Gambar 4.16. Minimum sistem mikrokontroller 52 Gambar 4.17. Software Mach 3 52 Gambar 4.18. Material mild steel 53 Gambar 4.19. Pahat potong 53 Gambar 4.20. Digital Tachometer HT-4100 ONO SOKKI 54 Gambar 4.21. Dino-lite Digital Microscope 54 Gambar 4.22. Diagram alir perancangan CNC Precision Turning Machine 59 Gambar 4.23. Diagram alir penelitian 60 Gambar 5.1. Grafik efek faktor cutting speed terhadap S/N Ratio pada surface roughness 65 Gambar 5.2. Grafik efek faktor feed rate terhadap S/N Ratio pada surface roughness 66 Gambar 5.3. Grafik efek faktor depth of cut terhadap S/N Ratio pada surface roughness 67 Gambar 5.4. Grafik efek faktor cutting speed terhadap S/N Ratio pada surface hardness 71 Gambar 5.5. Grafik efek faktor feed rate terhadap S/N Ratio pada surface hardness 72 Gambar 5.6. Grafik efek faktor depth of cut terhadap S/N Ratio pada surface hardness 73 xii

Gambar 5.7. Hasil percobaan dengan nilai kekasaran permukaan paling rendah (R a = 1,72 µm) 74 Gambar 5.8. Hasil percobaan dengan nilai kekasaran permukaan paling tinggi (R a = 5,90 µm) 74 Gambar 5.9. Hasil percobaan dengan nilai faktor cutting speed 88 m/min. (a) kombinasi faktor V 1 F 1 D 1, (b) kombinasi faktor V 1 F 2 D 2, (c) kombinasi faktor V 1 F 3 D 3 76 Gambar 5.10. Hasil percobaan dengan nilai faktor cutting speed 104 m/min. (a) kombinasi faktor V 2 F 1 D 3, (b) kombinasi faktor V 2 F 2 D 1, (c) kombinasi faktor V 2 F 3 D 2 78 Gambar 5.11. Hasil percobaan dengan nilai faktor cutting speed 120 m/min. (a) kombinasi faktor V 3 F 1 D 2, (b) kombinasi faktor V 3 F 2 D 3, (c) kombinasi faktor V 3 F 3 D 1 79 xiii

DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Hubungan antara kecepatan potong, material benda kerja, dan feed rate 12 Tabel 3.2. Tingkat kekasaran rata-rata permukaan menurut proses pengerjaannya 17 Tabel 3.3. Angka kekasaran menurut ISO atau DIN 4763: 1981 21 Tabel 3.4. Mechanical properties mild steel 24 Tabel 3.5. Metode metode riset operasional 26 Tabel 3.6. Tabel penelitian orthogonal array L 9 36 Tabel 4.1. Tabel spesifikasi Linier Guide-Ways Block Type 45 Tabel 4.2. Tabel spesifikasi Linier Guide-Ways Rail Type 46 Tabel 4.3. Tabel spesifikasi ballscrew 47 Tabel 4.4. Spesifikasi motor spindle 47 Tabel 4.5. Spesifikasi motor stepper X axis 48 Tabel 4.6. Spesifikasi motor stepper Z axis 49 Tabel 4.7. Spesifikasi driver motor stepper 50 Tabel 4.8. Spesifikasi Power Supply 50 Tabel 4.9. Pemberian kode pada faktor dan level 57 Tabel 4.10. Urutan pelaksanaan eksperimen 57 Tabel 4.11. Tabel orthogonal array penelitian 58 Tabel 5.1. Hasil eksperimen surface roughness 61 Tabel 5.2. Hasil eksperimen surface hardness 62 xiv

Tabel 5.3. Proses perhitungan mendapatkan nilai S/N ratio pada surface roughness 64 Tabel 5.4. Hasil S/N Ratio surface roughness 64 Tabel 5.5. Proses perhitungan mendapatkan nilai S/N ratio pada surface hardness 69 Tabel 5.6. Hasil S/N Ratio surface hardness 70 xv

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I Gambar dan dimensi CNC precision turning machine 85 Lampiran II Gambar skema perakitan sistem kontrol 86 Lampiran III Gambar pada saat proses turning 87 Lampiran IV Hasil eksperimen pada pengujian surface roughness 88 Lampiran V Hasil eksperimen pada pengujian surface hardness 89 Lampiran VI Dokumentasi 90 xvi

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN A AISI CLA CNC d Doc GPa kg kgf KHz KN ksi L MSSQ min mm m MPa rpm Nm = Ampere = American Iron and Steel Institute = Center Line Average = Computer Numerical Control = Panjang diagonal indentasi uji kekerasan mikro Vickers = Depth of cut = Giga Pascal = Kilogram = Kilogram-force = Kilohertz = Kilonewton = Kip per square inch = Orthogonal array = Mean sum of square = Menit = Milimeter = Meter = Mega Pascal = Rotasi per menit = Newton meter xvii

OA P psi S/N SSQ V VHN = Orthogonal array = Beban indentasi, kg = Pound per square inch = Signal to noise = Sum of square = Kecepatan potong pemotongan = Vickers Hardness Number VDC = Volt Direct Current W = Watt θ = Besar sudut puncak indentor μm = Mikro meter ( micron) xviii