Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
PENGARUH VARIASI KECEPATAN POTONG, LAJU PEMAKANAN DAN KEDALAMAN PEMAKANAN PADA MESIN BUBUT TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA ST 37
SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S.T) Program Studi Teknik Mesin
OLEH : MOHAMMAD BAIHAQI NPM: 12.1.03.01.0088
FAKULTAS TEKNIK (FT) UNIVERSITAS NUSANTARA PERSATUAN GURU REBUPLIK INDONESIA UN PGRI KEDIRI 2016
Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
simki.unpkediri.ac.id || 1||
Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
simki.unpkediri.ac.id || 2||
Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
simki.unpkediri.ac.id || 3||
Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
PENGARUH VARIASI KECEPATAN POTONG, LAJU PEMAKANAN DAN KEDALAMAN PEMAKANAN PADA MESIN BUBUT TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA ST 37 Mohammad Baihaqi 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
[email protected] Irwan Setyowidodo, S.Pd., M.Si. dan Dr. Suryo Widodo, M.Pd. UNIVERSITAS NUSANTARA PGRI KEDIRI ABSTRAK Mohammad Baihaqi : Pengaruh Variasi Kecepatan Potong, Laju Pemakanan Dan Kedalaman Pemakanan Pada Mesin Bubut Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan Benda Kerja ST 37, Skripsi, Mesin, Fakultas Teknik UNP Kediri, 2016.
Penelitian ini dilatar belakangi hasil pengamatan dan pengalaman peneliti, bahwa proses pembubutan terutama permukaan sangat dipengaruhi oleh sudut potong pahat, kecepatan makan (feeding), kecepatan potong (cutting speed), kedalaman pemotongan (depth of cut) dan lain-lain. Pada proses pembubutan kekasaran dari hasil pekerjaan merupakan hal yang sangat penting. Permasalahan penelitian ini adalah bagaimanakah pengaruh variasi kecepatan potong, laju pemakanan dan kedalaman pemakanan pada penggunaan proses bubut terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja ST 37? Penilitian ini menggunakan metode faktorial 2k k adalah variable. Variable yang digunakan dalam penilitian ini adalah kecepatan potong (50 m/min dan 80 m/min), kedalaman pemakanan (0,3 mm dan 0,7 mm) dan gerak makan (0,07 mm/rev - 0,09 mm/rev). Kesimpulan hasil penelitian ini adalah kecepatan potong dan kedalaman pemakanan mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kekasaran permukaan, sedangkan laju pemakanan tidak berpengaruh signifikan terhadap kekasaran permukaan. Karena kecepatan potong dan kedalaman pemakanan mempunyai F-value lebih besar dari Ftabel. Berdasarkan simpulan hasil penelitian ini, direkomendasikan: Untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang optimum adalah dengan menggunakan kecepatan potong yang tinngi dan kedalaman pemakan yang rendah sedangkan untuk laju pemakanan dapat disetting pada kondisi maksimal karena tidak berpengaruh signifikan terhadap kekasaran permukaan. Pada penelitian ini kekasaran permukaan yang optimum di dapatkan sebesar 1,90 µm pada kondisi percobaan; kecepatan potong 80 m/min (paling tinggi), gerak makan 0,09 mm/rev (paling tinggi) dan kedalaman pemakan 0,3 mm (paling rendah).
Kata kunci: bubut, kecepatan potong, laju pemakanan, kedalaman pemakanan kekasaran permukaan.
sebagian material dalam bentuk geram
A. PENDAHULUAN Proses
bubut
merupakan
proses
pembentukan material dengan membuang Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
akibat adanya gerak relatif pahat terhadap benda kerja, dimana benda kerja diputar
simki.unpkediri.ac.id || 4||
Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
pada spindle dan pahat dihantarkan ke
halus. Pada penelitian ini, dilakukan untuk
benda kerja secara translasi (Kalpakjian &
memperoleh
Schmid: 2001). Kalpakjian & Schmid
pembubutan
(2001) mengatakan bahwa parameter yang
pemotongan logam menggunakan mesin
sangat menentukan kekasaran permukaan
bubut konvensional dengan mata pahat
adalah kedalaman pemakanan (depth of
potong HSS (high speed steel) dan tanpa
cut), laju pemakanan (feed rate) dan
menggunakan cairan pendingin. Dimana
kecepatan potong. Demikian pula Rochim,
dalam
(1983) bahwa hasil komponen proses
membuat
pembubutan terutama permukaan sangat
permukaan dengan meggunakan metode
dipengaruhi oleh sudut potong pahat,
full factorial dari jenis material yang
kecepatan makan (feeding), kecepatan
tergolong baja karbon rendah (low carbon
potong
steel) seperti baja ST 37 yang pada
(cutting
speed),
kedalaman
pemotongan (depth of cut) dan lain-lain. Pada proses pembubutan kekasaran dari hasil pekerjaan merupakan hal yang sangat
penting.
Kualitas
pembubutan
data
hasil
yaitu
proses
suatu
pelaksanaannya spesimen
umumnya
dari
proses
penulis uji
digunakan
akan
kekasaran
pada
industri
otomotif. B. METODE PENELITIAN Penelitian
ini
Laboratorium
yang digunakan seperti misalnya pahat
Teknik Universitas Negeri Malang pada
bubut High Speed steel (HSS) dan karbida.
tanggal
Perkembangan cutting tool seperti pahat
menggunakan metode faktorial 2k k adalah
bubut jenis carbide, CBN, keramik, dan
variable. Variable yang digunakan dalam
inserts tool sudah semakin maju. Meskipun
penilitian ini adalah kecepatan potong (50
demikian, jenis pahat konvensional salah
m/min dan 80 m/min), kedalaman pemakanan
satunya jenis pahat HSS (high speed steel) masih tetap digunakan (Rochim, 1993). Oleh karena itu, Kekerasan permukaan
Juni
Mesin
di
logam sangat dipengaruhi oleh jenis pahat
29
Teknik
dilaksanakan
2016.
Fakultas
Penilitian
ini
(0,3 mm dan 0,7 mm) dan gerak makan (0,07 mm/rev - 0,09 mm/rev).
1. Alat dan bahan
(roughnees) merupakan ketidakteraturan
a. Material benda kerja yang digunakan
konfigurasi suatu permukaan ditijau dari
pada penelitian ini adalah material
profilnya. Maksudnya dari konfigurasi
Baja ST-37. Material ini memiliki
adalah batasan yang memisahkan benda
dimensi Ø35 x 150 mm.
pada sekelilingnya (Munadi, 1980). Salah
b. Pahat bubut HSS.
satu karateristik geometris yang ideal dari
c. Mesin Bubut Manual.
suatu komponen adalah permukaan yang Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
simki.unpkediri.ac.id || 2||
Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
d. Mitotuyo Surface Roughness Tester.
b. Prosedur Percobaan
e. Mistar ingsut.
Langkah-langkah
eksperimen
yang
f. Meja rata.
akan dilakukan pada penelitian ini
g. V-blok.
untuk
h. Dial indicator dan Pemegangnya.
permukaan dan keausan pahat adalah
mendapatkan
kekasaran
2. Rancangan Percobaan
sebagai berikut:
Tabel 1 Variabel bebas dan pengaturan
1) Menyiapkan spesimen uji yang meliputi:
level
penyesuaian
ukuran,
perataan, pembersihan spesimen dari kotoran- kotoran yang dapat mengganggu proses pemotongan dan penomoran spesimen. 2) Mempersiapkan bahan ST 37 Ø35 x 150 mm,sebanyak 10 spesimen. a. Faktor dan Level Penelitian
3) Menyiapkan perlengkapan mesin
Faktor dan level penelitian yang diguakan
bubut
tampak pada Tabel 2 sedangkan matrik
daintaranya: pahat bubut rata HSS,
penelitiannya ditunjukan pada tabel 2.
kunci chuck dan tool post.
Tabel 2 Matrik Penelitian
yang
dibutuhkan
4) Menyeting pahat HSS. Pahat dicekam pada tool post dengan kondisi mata potong keluar sepanjang kurangf lebih 30 mm sehingga tidak over hang. Semua pahat disetting pada kondisi yang sama. 5) Memasang material benda kerja. Material
Pengambilan
data
eksperimen
mesin
dipasang bubut
pada
dengan
chuck kondisi
dilakukan secara acak dengan kombinasi
panjang pemotongan 150 mm dan
parameter
melakukan
mengacu
pada
rancangan
pemeriksaan
bahwa
percobaan yang sesuai dengan matrik
benda kerja berada pada posisi
penelitian pada Tabel 2 Pengacakan ini
terpusat.
dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak Minitab 16. Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
6) Menghidupkan mesin bubut dan menyeting
parameter-parameter simki.unpkediri.ac.id || 1||
Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
yang telah ditetapkan sesuai dengan
permukaan pada specimen uji yang
rancangan eksperimen.
sama. Hal ini dilakukan berulang
7) Melaksanakan proses pembubutan
hingga mendapatkan 1 data nilai
sesuai kombinasi parameter pada
kekasaran aritmatika (Ra) untuk
spesimen uji sepanjang 100 mm.
pada tiap spesimen uji.
8) Melepaskan benda kerja dari ragum setelah proses pemotongan selesai.
C. PEMBAHASAN Tabel 3 Hasil pengukuran kekasaran
9) Melepas pahat bubut HSS pada
permukaan
pemegang pisau. 10) Mengulang langkah ketiga hingga kedelapan untuk spesimen dan kombinasi parameter berikutnya. Langkah –langkah dari pengukuran kekasaran permukaan adalah sebagai berikut: 1) Lakukan
kalibrasi
sensor pada
surface roughness tester.
Sumber:hasil
2) Letakan specimen uji pada V-blok. 3) Ujung
sensor
dari
pengukuran
pada
eksperimen.
surface
roughness tester disentuhkan pada
Dari hasil data diatas menunjukan bahwa
specimen uji.
hasil kekasaran permukaannya normal,
4) surface roughness tester diaktifkan untuk
melakukan
proses
karena masih di range angka tingkat kekasaran 1,6 µm sampai 6,3 µm.
pengukuran kekasaran permukaan
1. Uji Kenormalan
sepanjang 5 mm.
H0 ditolak jika p-value lebih kecil dari pada
5) hasil kekasaran permukaan dapat dilihat pada layar display surface
= 0,05.Gambar 4.1 menunjukan bahwa dengan uji Kolmogorov-Smirnov.
roughness tester. 6) Specimen uji dibebaskan dari ujung sensor surface roughness tester untuk diletakan pada permukaan. 7) Langkah ketiga hingga keenam diulang mendapatkan
kembali hasil
untuk kekasaran.
Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
Gambar 1 Plot uji distribusi normal pada respon kekasaran permukaan simki.unpkediri.ac.id || 2||
Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
adalah kecepatan potong dan kedalaman 2. Uji Identik
pemakanan.
Gambar 4.2 menunjukkan bahwa residual tersebar secara acak disekitar harga nol dan tidak membentuk pola tertentu. Dengan demikian
asumsi
residual
identik
terpenuhi.
Gambar 3 Gambar pengaruh masingmasing parameter uji terhadap kekasaran permukaan Pada gambar 3 dapat dijelaskan bahwa: Gambar 2 Plot residual kekasaran permukaan versus fitted values Table 4 Anailis variasi variable proses terhadap kekasaran permukaan
1. Kecepatan potong semakain cepat semakin halus permukaan dengan berpengaruh yang signifikan (nilai F > Ftabel). 2. Kedalaman
pemotongan
semakin
banyak semakin kasar permukaan berpengaruh cukup signifikan secara statistic (nilai F > Ftabel). 3. Gerak makan semakin besar gerak makan semakin kasar permukaan tapi Nilai Fhitung yang lebih besar dari F(0,05;1,14)
tidak ada pengaruh yang signifikan
= 4,60 menunjukkan bahwa variable proses
(nilai F < Ftabel)
tersebut mempunyai pengaruh signifikan terhadap kekasaran permukaan. Dari tabel 3
menunjukan
bahwa
nilai
F-value
kecepatan potong (V) sebesar
13.56
D. KESIMPULAN Berdasarkan hasil eksperimen dan analisis
yang
telah
dilakukan,
maka
sedangkan nilai F-value laju pemakanan
penelitian yang berjudul pengaruh variasi
(f) sebesar
kecepatan
0.31 dan nilai F-value
potong,
gerak
makan
dan
kedalaman pemakanan (a) sebesar 7.77.
kedalaman pemakanan pada mesin bubut
Dapat
yang
terhadap tingkat kekasaran benda kerja ST
yang signifikan
37 terhadap kekerasan permukaan dapat
disimpulkan
mempunyai
pengaruh
bahwa
diambil kesimpulan sebagai berikut :
Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
simki.unpkediri.ac.id || 3||
Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
1. Untuk
mendapatkan
permukaan dengan
yang
kekasaran
optimum
menggunakan
adalah
kecepatan
potong yang tinngi dan kedalaman pemakan yang rendah sedangkan untuk laju pemakanan dapat disetting pada kondisi
maksimal
berpengaruh
karena
signifikan
tidak terhadap
kekasaran permukaan. 2. Pada
eksperimen
ini
kekasaran
permukaan yang optimum di dapatkan sebesar
1,90
µm
pada
Child, dkk. 2000. Metal Machining Theory and Aplication. New York: Jonh Wiley & Sons Inc.
kondisi
Davis, J. R 1995. ASM Speciality Handbook. Tool Materials. Ohio: ASM Internasional. Dieter, G., terjemahan oleh Sriati Djeprie. 1987. Metalurgi Mekanik,Jilid 1, edisi ke-tiga. Jakarta: Erlangga. Febrian. 2008. MengembangkanModel Matematika T.Q Dan Mrr Sebagai Parameter Karateristik Performa Pahat Bagi Memperoleh Kondisi Pemotongan Optimum, Medan: Usu Repository.
percobaan; kecepatan potong 80 m/min (paling tinggi), gerak makan 0,09 mm/rev (paling tinggi) dan kedalaman pemakan 0,3 mm (paling rendah).
Fowlkes, William Y. dan Creveling, Clyde M., 1995, Engineering Methods for Robust Product Design Using Taguchi Methods in Technology and Product Development. New York: Addison - Wesley Publishing Company.
DAFTAR PUSTAKA Amstead, B.H. 1970. Teknologi Mekanik. Jakarta: Erlangga. Asmed dan Yusri. 2010. Pengaruh Parameter Pemotongan Terhadap Kekasaran Permukaan Proses Bubut Material ST 37, Jurnal teknik Mesin, Vol. 7, No. 2. Bagus, dkk. 2013, Pengaruh jenis pahat bubut terhadap kekasaran permukaan hasil pem pada bahan Stainlees steel, Jurnal Energi dan manufaktur Vol 6, No1 April. Bimbing Atedi dan Djoko Agustono. 2005. Standar Kekasaran Permukaan Bidang Pada Yoke Flange Menurut ISO R 1320 Dan DIN 4768 Dengan memperhatikan Nilai Ketidakpastiannya. Volume 6, No.2.
Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
Hadimi. 2008. Pengaruh Perubahan Kecepatan Pemakanan Terhadap Kekasaran Permukaan Pada Prose Pembubutan. Vol. 11, N0.1. Hicks, Philip E. 1994. Industrial Engineering and Management. Tokyo: A New Perspective. McGraw-Hill. Irawan, N. Dan Astuti, S. P. Minitab 16. Yogyakarta: Andi Juanda. 2008. Karakteristik Aus Pahat Karbida Berlapis Pada Proses Pembubutan Kering Bahan Otomotif. Medan: USU Repository. Kalpakjian, S. Dan Steven, R. S. 2001. Manufacturing Processes for Engineering Materials. New Jersey: Prentice Hall.
simki.unpkediri.ac.id || 4||
Artikel Skripsi Universitas Nusantara PGRI Kediri
Kalpakjian, S. Dan Steven, R. S. 2008. Manufacturing Processes for Engineering Materials 5th Edition. New Jersey: Prentice Hall.
Rochim, T. 1993. Teori & Teknologi Proses Permesinan Laboratorium Produksi Dan Metalurgi Industri. Bandung: Jurusan Teknik Mesin ITB.
Lie, Raul. A. 2014. Pengaruh Variasi Kecepatan Potong Dan Kedalaman Potong Pada Mesin Bubut Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan Benda Kerja ST 41. Malang: Universitas Negeri Malang.
Rochim, T. 1993. Proses Pemesinan. Bandung: HEDSP.
Montgomery, D. C. 2005. Design and analysis of experiments 6th Edition. New York: John Wiley & Sons, Inc. Montgomery, D. C. 2009. Design and Analysis of Experimen 7th Edition. New York: John Wiley & Sons, Inc. Munadi, S. 1980. Dasar-Dasar Metrologi Industri. Jakarta: Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan. Paridawati. 2015.Pengaruh Kecepatan Dan Sudut Potong Terhadap Kekasaran Benda Kerja Pada Mesin Bubut. (online), tersedia: http://ejournal.unismabekasi.ac.id, diunduh 31 Januari 2016. Park, S.H. 1996. Robust Design and Analysis for Quality EngineeringFirst Edition.London: Chapman & Hall. Prasetyo, A. B 2015. Aplikasi Metode Taguchi Pada Optimasi Parameter Permesinan Terhadap Kekasaran Permukaan Dan Keausan Pahat HSS Pada proses Bubut Material ST 37. Jurnal. Kediri: UNP. Rochim, T. 1983. Teori dan Teknologi Proses PemesinanLaboratorium Teknik Produksi dan Metrologi Industri. Bandung: Jurusan Teknik Mesin FTIITB.
Mohammad Baihaqi | 12.1.03.01.0088 Fakultas Teknik – Prodi Mesin
Rochim, T. 2001. Spesifikasi, Metrologi, dan Kontrol Kualitas Geometrik. Bandung: Institut Teknologi Bandung. Schey, J. A. 2000. Introduction to Manufacturing Processes. Tokyo: McGraw-Hill. Setyawan, F. B. 2011. Pengaruh Geometri Sudut Pahat High Speed Steel (HSS) Terhadap Umur Pahat Dan Penyusutan Stadard Operating Procedure (SOP) Pengasahan Pahat Pada Proses Bubut Aluminium Paduan Rendah. Surakarta: Universitas Sebelas Maret. Schönmentz, dkk. 1977. Fachkunde Für Metallberufe Metallbearbeitung Mit Maschinen, Drehen, Fräsen, Schleifen, Hobeln Und Stossen, Räumen, Feinstbearbeitung. Wina: Bohmann Verlag AG. Sudjana. 1985. Desain Eksperimen edisi II. Bandung: Tarsito. Sumbodo, W. 2008. Teknik Produksi Mesin Industri. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Surdia, T. Saito, S. 1999. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: PT Pradnya Paramita. Widarto. 2008. Teknik Pemesinan. Jakarta: Depdiknas.
simki.unpkediri.ac.id || 5||