PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT

Skripsi Oleh:

AJI WIBOWO NIM: K2502021

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010 commit to user i

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT

Oleh:

AJI WIBOWO NIM: K2502021

Skripsi Ditulis untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Mendapatkan Gelar Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010 commit to user ii

perpustakaan.uns.ac.id

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 dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, Penulis

Aji wibowo NIM : K 2502021

commit to user iii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Aji wibowo. PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT. Skripsi. Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Januari: 2010. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut, (2) Mengetahui pengaruh variasi bahan pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut, (3) Mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut, (4) Mengetahui tingkat kehalusan maksimal yang dihasilkan pada interaksi variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium SMK N 2 Surakarta dan Laboratorium Teknik DIII UGM Jogyakarta. Populasi berupa Baja EMS 45. Sampel penelitian adalah Baja EMS 45 dengan Diameter 25,4mm dan Panjang 80mm sebanyak 12 Spesimen. Teknik sampling menggunakan teknik Purpossive Sampling. Desain eksperimennya adalah desain faktorial AxB di mana A variasi Kecepatan Putar Spindel yaitu 3200rpm, 1400rpm dan 50rpm sedangkan B variasi pendinginan Bahan Pahat yaitu Pahat Jenis Karbida dan Pahat Jenis HSS maka terdapat 8 perlakuan di mana setiap perlakuan dilakukan replikasi sebanyak 4 kali sehingga didapat 32 data. Data diperoleh dengan cara pengukuran daya motor digunakan dinamometer. Analisis data menggunakan analisis variansi dua jalan, setelah sebelumnya dilakukan uji prasyarat yaitu uji normalitas (uji Liliefors) dan uji homogenitas (uji Bartlett). Kemudian dilakukan uji komparasi ganda (uji Scheffe). Selanjutnya dilakukan perhitungan rerata sel. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Ada pengaruh negatif antara variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut. Hal tersebut ditunjukkan oleh hasil analisis data yang menyatakan bahwa Fobs = 30,07 lebih besar daripada Ftabel = 6,93 pada taraf signifikasi 1%.. (2) Ada pengaruh yang signifikan antara variasi bahan pahat terhadap commit user kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesinto CNC-TU2A dengan program Absolut. iv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Hal tersebut ditunjukkan oleh hasil analisis data yang menyatakan bahwa Fobs = 13,06 lebih besar daripada Ftabel = 9,33 pada taraf signifikasi 1%. (3) Ada pengaruh negatif antara interaksi variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut. Hal tersebut ditunjukkan pada hasil analisis data yang menyatakan bahwa Fobs = 7,22lebih besar daripada Ftabel = 6,93 pada taraf signifikasi 1%.

commit to user v

perpustakaan.uns.ac.id

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 pada:

Hari

:

Tanggal

:

Persetujuan Pembimbing

Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Suhardi, MT NIP. 194606041975011001

Suharno, ST, MT NIP. 197106032006041001 commit to user vi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGESAHAN Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Program Pendidikan Teknik dan Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Pada hari

: ............................

Tanggal

: ............................

Tim Penguji Skripsi : Nama Terang

Tanda Tangan

Ketua

: Drs.Subagsono, MT.

.........................

Sekretaris

: Drs.Ranto, MT.

.........................

Anggota I

: Drs.Suhardi HW, MT.

.........................

Anggota II

: Suharno, ST.MT.

.........................

Disahkan oleh : Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta Dekan

Prof. DR. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd NIP. 196007027 198702 1 001

commit to user vii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

MOTTO

commit to user viii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PERSEMBAHAN

Dengan mengucapkan puji syukur kepada Allah SWT Kupersembahkan untuk : 1. Ayahanda dan Ibunda tercinta 2. Kakak dan Adikku tersayang 3. Danindra waskito, Subur mulyanto, Jamil nur Saudaraku seperjuangan 4. Saudara-saudara Mahasiswa PTM ’02 dan 5. Almamaterku

commit to user ix

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Alhamdulillaahirobbil’aalamiin,

segala

puji

hanyalah

kepunyaan

Allah

Subhanahu wa Ta’ala yang dengan rahmat dan karunia-Nya semata penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan. Skripsi ini dapat diselesaikan atas bantuan dari berbagai pihak. Dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dekan FKIP UNS yang telah memberikan ijin menyusun skripsi. 2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi. 3. Ketua Program Pendidikan Teknik Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi. 4. Drs. Suhardi, MT. selaku Dosen Pembimbing I, yang dengan penuh kesabaran memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis. 5. Suharno, ST, MT selaku Dosen Pembimbing II, dengan penuh semangat memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis. 6. Pimpinan dan segenap karyawan SMK N 2 Surakarta dan UGM Yogyakarta. 7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Semoga segala amal kebaikan yang telah dilakukan mendapat imbalan yang lebih baik dan barokah. Kritik, saran, dan masukan sangat penulis harapkan. Semoga bermanfaat. Surakarta,

Penulis

commit to user x

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................................................

i

HALAMAN PENGAJUAN..................................................................

ii

SURAT PERNYATAAN .....................................................................

iii

ABSTRAK ............................................................................................

iv

PERSETUJUAN ...................................................................................

vi

PENGESAHAN ....................................................................................

vii

MOTTO ................................................................................................

viii

PERSEMBAHAN .................................................................................

ix

KATA PENGANTAR ..........................................................................

x

DAFTAR ISI .........................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................

xiv

DAFTAR TABEL .................................................................................

xv

DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................

xvi

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah .................................................................

1

B. IdentifikasiMasalah .........................................................................

4

C. Pembatasan Masalah .......................................................................

4

D. Perumusan Masalah ........................................................................

5

E. Tujuan Penelitian ............................................................................

5

F. ManfaatPenelitian ...........................................................................

5

1. Manfaat Praktis .........................................................................

5

2. Manfaat Teoritis ........................................................................

5

BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka ..............................................................................

6

1. Mesin CNC .................................................................................

6

2. Prinsip kerja mesin CNC ............................................................

8

3. Bagian Utama Mesin CNC .........................................................

8

4. Kecepatan Putaran Spindel .........................................................

13

5. Bahan Mata Pahat ....................................................................... commit to user

14

xi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

6. Baja EMS 45 ...............................................................................

14

7. Pengukuran Kehalusan................................................................

18

B. Penelitian yang Relevan ...................................................................

21

C. Kerangka Berfikir .............................................................................

23

D. Hipotesis...........................................................................................

24

BAB III A. Tempat dan Waktu Penelitian ..........................................................

25

1. Tempat Penelitian ......................................................................

25

2. Waktu Penelitian ........................................................................

25

B. Metode Penelitian .............................................................................

25

C. Populasi dan Sampel ........................................................................

26

1. Populasi Penelitian .....................................................................

26

2. Sampel Penelitian .......................................................................

26

D. Teknik Pengambilan Sampel ...........................................................

26

1. Identifikasi Variabel ...................................................................

26

2. Instrumen Penelitian ..................................................................

28

3. Tahap Penelitian .........................................................................

29

4. Desain Eksperimen ....................................................................

30

E. Teknik Analisis Data ........................................................................

26

1. Uji Persyaratan Analisis Data ....................................................

32

2. Analisis Data ..............................................................................

33

BAB IV. HASIL PENELITIAN A. Deskripsi Data ..................................................................................

39

B. Uji Persyaratan Analisis ...................................................................

41

1. Uji Normalitas ............................................................................

41

2. Uji Homogenitas ........................................................................

42

C. Pengujian Hipotesis .........................................................................

43

1. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan .....................................

43

2. Hasil Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan .......................

45

D. Pembahasan Teknik Analisis Data ..................................................

46

commit to user xii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Simpulan Penelitian ...................................................................

49

B. Implikasi .....................................................................................

50

C. Saran ...........................................................................................

50

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................

51

LAMPIRAN

commit to user xiii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Skema Proses Kerja Mesin .................................................

2

Gambar 2. Mesin Perkakas ..................................................................

7

Gambar 3. Sistem CNC.........................................................................

7

Gambar 4. Sistem Persumbuan ............................................................

8

Gambar 5. Motor Utama ......................................................................

8

Gambar 6. Mesin Posisi Vertikal .........................................................

9

Gambar 7. Mesin Posisi Horisontal .....................................................

9

Gambar 8. Step Motor ..........................................................................

10

Gambar 9. Spindel Kerja ......................................................................

11

Gambar 10. Alat Potong ......................................................................

11

Gambar 11. Penjepit Benda Kerja .......................................................

12

Gambar 12. Ukuran Benda Kerja .........................................................

28

Gambar 13. Diagram Alir Tahapan Penelitian .....................................

29

Gambar 14. Histogram Pengaruh Variasi Kecepatan Putar Spindel dan Bahan Mata Pahat Terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada Mesin CNC TU-2A ..............................

40

Gambar 15. Grafik Hubungan antara Kecepatan Putar Spindel dan Bahan Mata Pahat terhadap Kehalusan Permukaan Baja EMS 45 ...............................................................................

commit to user xiv

41

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Definisi ukuran kehalusan (ukuran vertikal) ..........................

22

Tabel 2. Pardigma Penelitian ................................................................

23

Tabel 3. Komposisi Kimia Baja EMS 45 .............................................

28

Tabel 4. Desain eksperimen Faktorial Pengaruh Variasi Kecepatan Putar Spindel dasn Bahan Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Benda Kerja ........................................................

31

Tabel 5. Harga-harga yang diperlukan untuk uji Bartlett ....................

33

Tabel 6. Daftar Anava ..........................................................................

36

Tabel 7. Data Hasil Pengukuran kehalusan permukaan Baja EMS 45 .

39

Tabel 8. Hasil Rata-rata Pengukuran tingkat kehalusan permukaan hasil pembubutan Baja EMS 45 ............................................

40

Tabel 9. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Lilliefors ......................

42

Tabel 10. Hasil Uji Homogenitas dengan Metode Bartlett ..................

42

Tabel 11. Ringkasan Hasil Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan .....

43

Tabel 12. Hasil Komparasi Rataan Antar Baris ....................................

45

Tabel 13. Hasil Komparasi Rataan Antar Kolom .................................

45

Tabel 14. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Baris yang Sama ..

45

Tabel 15. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Kolom yang sama

46

commit to user xv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data Mentah Hasil Pengukuran Torsi Sepeda Motor Honda Fit-X Tahun 2008 (dalam Satuan N.m) .......................................

81

Lampiran 2. Hasil penghitungan daya motor menggunakan persamaan daya poros dari data mentah Torsi (N.m) .....................................

82

Lampiran 3. Data Hasil Konversi Torsi Sepeda Motor Honda Fit-X Tahun 2008 dengan satuan N.m ke dalam satuan Lb.ft ................

83

Lampiran 4. Penghitungan Daya Honda Fit – X tahun 2008 dalam Satuan hp Menggunakan Torsi dalam Satuan lb.ft ...........

84

Lampiran 5. Data Hasil Penghitungan Daya Sepeda Motor Honda Fit-X Tahun 2008 dalam Satuan hp .......................................................

85

Lampiran 6. Rangkuman Hasil Penghitungan Daya Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 ..............................................................

86

Lampiran 7. Standar Deviasi untuk Uji Normalitas ........................................

87

Lampiran 8. Uji Normalitas Baris A1 (Suhu Premium Standar) .....................

89

Lampiran 9. Uji Normalitas Baris A2 (Suhu Premium 10 0 C) ........................

90

Lampiran 10. Uji Normalitas Kolom B1 (Variasi Suhu Udara Masuk 280 C) ...

91

Lampiran 11. Uji Normalitas Kolom B2 (Variasi Suhu Udara Masuk 200 C) ..

92

Lampiran 12. Uji Normalitas Kolom B3 (Variasi Suhu Udara Masuk 100 C) ...

93

0

Lampiran 13. Uji Normalitas Kolom B4 (Variasi Suhu Udara Masuk 5 C) ....

94

Lampiran 14. Uji Homogenitas Antar Baris (Baris A1 dan A2) .........................

95

Lampiran 15. Uji Homogenitas Antar Kolom (Kolom B1, B2, B3, dan B4)........

97

Lampiran 16. Uji Analisis Varian Dua Jalan .....................................................

99

Lampiran 17. Uji Pasca Anava (metode Scheffe) .............................................. 102 Lampiran 18. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 18C dan Suhu Udara Masuk 28C ....................................................... 109 Lampiran 19. Gambar Grafik Konsumsi Premium commit toSepeda user Motor Honda xvi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 10C dan Suhu Udara Masuk 28C ....................................................... 110 Lampiran 20. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 18C dan Suhu Udara Masuk 20C ....................................................... 111 Lampiran 21. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 10C dan Suhu Udara Masuk 20C ....................................................... 112 Lampiran 22. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 18C dan Suhu Udara Masuk 10C ....................................................... 113 Lampiran 23. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 10C dan Suhu Udara Masuk 10C ....................................................... 114 Lampiran 24. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 18C dan Suhu Udara Masuk 5C ......................................................... 115 Lampiran 25. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 10C dan Suhu Udara Masuk 5C ......................................................... 116 Lampiran 26. Spesifikasi Teknis Honda Fit-X .................................................. 117 Lampiran 27. Surat-Surat Perijinan dan Keterangan ......................................... 119 Lampiran 28. Gambar Penampang Alat Pendingin Premium Lampiran 29. Gambar Penampang Alat Pendingin Udara Masuk Lampiran 30. Foto-Foto Dokumentasi

commit to user xvii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

BAB II

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka Perkembangan teknologi komputer saat ini telah mengalami kemajuan yang sangat pesat. Komputer telah diaplikasikan ke dalam alat-alat perkakas mesin diantaranya mesin bubut, mesin frais, mesin bor. Hasil perpaduan teknologi komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya dinamanakan mesin CNC (Computer Numerikally Controlled). Sistem pengoperasiannya menggunakan program yang dikontrol langsung oleh komputer. Secara umum konstruksi mesin perkakas CNC dan sistem kerjanya lebih sinkron antara komputer dan mekaniknya. Pengertian singkat mesin CNC (Computer Numerikally Contrlled) adalah suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik (perintah gerakan dengan menggunakan kode angka dan huruf). Missal: pada layar monitor mesin kita tulis M05 maka spindle mesin akan mati.

1. Mesin CNC Mesin CNC secara garis besar digolongkan menjadi 2, yaitu: mesin CNC Training Unit dan mesin CNC Production Unit. Kedua tipe tersebut diatas pada prinsip kerjanya sama hanya dalam penerapan dan penggunaannya yang berbeda. Emsin CNC Training Unit digunakan untuk latihan dasar-dasar pengoperasian dan pemrograman CNC yang dilengkapi dengan EPS (External Programming Sistem) dan juga untuk mengerjakan pekerjaan ringan. Mesin CNC Production Unit diguanakan untuk produksi masal, sehingga mesin dilengkapi dengan asesoris yang lebih mahal. Missal: sistem Chuk otomatis, pembuka pintu otomatis, pembuangan tatal dan lain-lain. Mesin berjalan secara otomatis sesuai dengan perintah program yang diberikan, sehingga dengan program yang sama mesin CNC dapat diperintakan untuk menukangi proses pelaksanaan program secara terus-menerus. Ada dua bagian mesin perkakas mesin CNC. a. Mesin perkakas (machine tools) Adalah bagian yang melaksanakan proses pengerjaan benda kerja.

commit to user

b. Sistem CNC (CNC Sistem) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Adalah bagian yang melakukan pengontrolan atau mengendalikan gerak mesin perkakas.

2. Prinsip Kerja Mesin CNC Mesin CNC ini menggunakan sistem persumbuan dengan dasar siste koordinat Carthesius (arah jarum jam). Untuk menjelaskan sistem persumbuan dapat dilihat pada gambar dibawah ini: Prinsip kerja mesin CNC adalah pisau berputar, sednagkan benda kerja yang terpasang pada meja bergerak kea rah horizontal atau melintang. Untuk arah gerakan persumbuan tersebut diberi lambang persumbuan yaitu: sumbu X bergerak ke arah horizontal, sumbu Y bergerak ke arah melintang dan sumbu Z bergerak ke arah naikturun.

3. Bagian Utama Mesin CNC a. Motor Utama Motor utama adalah motor penggerak rumah alat potong (Toper Spindle) untuk memutar alat potong/tool. Motor ini adalah arus searah (DC) dengan kecepatan yang variabel, identifikasi dari motor adalah: jenjang putaran 6004000 put/menit, tenaga masukan/input 500 watt, dan tenaga pengeluaran/out put 300 watt. b. Eretan (Support) Eretan adalah gerak persumbuan jalannya mesin. Untuk mesin 3 axis mempunyai dua fungsi gerakan kerja yaitu posisi vertikal dan posisi horizontal yang masing-masing. Untuk posisi vertikal adalah sebagai berikut: Eretan memanjang sumbu X (panjang langkah 0 – 1999 mm) Eretan memanjang sumbu Y (panjang langkah 0 – 9999 mm) Eretan memanjang sumbu Z (panjang langkah 0 – 9999 mm) Untuk posisi horizontal adalah sebagai berikut: Eretan memanjang sumbu X (panjang langkah 0 – 9999 mm)

commit to user

Eretan memanjang sumbu Y (panjang langkah 0 – 19999 mm) perpustakaan.uns.ac.id Eretan memanjang sumbu Z (panjang langkah 0 – 19999 mm)

digilib.uns.ac.id

c. Step Motor Step motor adalah motor penggerak eretan, masing-masing eretan mempunyai step motor sendiri-sendiri, yaitu penggerak sumbu X, penggerak sumbu Y, dan penggerak sumbu Z, jenis dan ukurannnya masing-masing step motor adalah sama. Identifikasi dari step motor adalah: jumlah 1 putaran 72 langkah, momen putar 0,5 Nm dan kecepatan gerak. Untuk kecepatan geraknya yaitu: gerakan cepat maksimal 700 mm, gerakan pengoperasian manual 5 – 400 mm/menit dan gerakan pengoperasian CNC terprogram 2 – 499 mm/menit. d. Spindle Kerja (Work Spindle) Spindle kerja mesin CNC adalah bagian yang berfungsi memutarkan benda kerja pada mesin bubut dan memutarkan alat potong pada mesin frais atau pada mesin bor. Putaran spindle mesin terdapat dua macam: 1) Putaran spindle langsung dinyatakan dengan huruf S dan angka menunjukkan langsung jumlah putaran spindle. Contoh: S 1200 (jumlah putaran spidnel mesin n = 1200 putaran/menit). 2) Putaran spindle tidak langsung (kecepatan potong konstan) Contoh: G 96 S 200 (S 200 menunjukkan kecepatan potong konstan 200 m/menit) Huruf S dan angka menunjukkan besarnya kecepatan potong dan harus menulis instruksi G96. Digunakan untuk pembubutan bentuk tirus dan pembubutan muka (facing). Spindle mesin dapat berputar searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Fungsi tambahan ini digunakan apabila spindle diinginkan berputar searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Fungsi tambahan ini ditulis pada kalimat program awal dan dinyatakan dengan M03 untuk spindle berputar berlawanan arah jarum jam. Gambar dibawah menunjukkan spindel kerja pada mesin bubut.

commit to user

e. Alat Potong perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Dilihat dari bahannya alat potong dibedakan menjadi dua macam: baja kecepatan tinggi (HSS) dan karbida (Carbide). Pahat jenis baja kecepatan tinggi (HSS) biasanya digunakan untuk enda kerja non fero atau tidak bersifat missal. f. Rumah Alat Potong (Taper Spindle) Rumah alat potong pada mesin digunakan untuk menjepit penjepit alat potong (tool harder) pada waktu proses pengerjaan ebnda kerja. Adapun sumber putaran dihasilkan dari putaran motor utama yang mempunyai kecepatan putar antara 50 – 3200 put/menit. Untuk proses pengerjaan dengan mesin produksi CNC dapat menggunakan lebih dari satu alat potong karena data alat potong tersimpan dalam memori mesin. Sedangkan proses penggantian alat potong dilakukan secara manual. g. Ragam Ragam pada mesin dipergunakan untuk menjepit benda kerja pada waktu proses penyayatan benda kerja berlangsung. Karena fungsinya sebagai penegang kerja yang akan dijepit. Biasanya pada ragam dilengkapi dengan stopper yang dapat digunakan sebagai batas pegangan benda kerja. h. Bagian Pengendali/Kontrol Bagian pengendali/kontrol merupakan bok kontrol mesin CNC yang berisikan tombol-tombol dan saklar yang dilengkapi dengan monitor. Pada bok kontrol merupakan unsur layanan langsung berhubungan dengan operator.

4. Kecepatan Putaran Spindel Kecepatan putar benda kerja diatur oleh mekanisme gerak utama yang terletak di dalam kepala tetap. Pada kepala tetap terdapat tuas-tuas penyetel kecepatan putar benda kerja (Arief Darmawan, 1989/1990: 39). Kecepatan potong sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya sebagai berikut: kekerasan atau kekuatan bahan benda kerja. Ukuran bagian tatal yang terpotong (dalam pemotongan x kecepatan pemakanan). Tingkat kehalusan yang dikehendaki (penting untuk pemakanan). Bahan pahat yang digunakan, Bentuk pahat dan Pencekam benda kerja.

commit to user

Jika untuk suatu pengerjaan dengan gerakan utama yang berbentuk lingkaran, perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id kecepatan sayatan diketahui, maka berdasarkan diameter ditentukan jumlah perputaran per menit dari perkakas atau dari benda kerja (C, van Terheijden & Harun, 1996: 74). Benda kerja dipegang oleh alat pemegang benda kerja, yang dipasang pada ujung spindle, dengan demikian perputaran spindle diikuti perputaran benda kerja. Ujung benda kerja yang tidak dipegang oleh spindle kepala tetap, bertumpu pada ujung senter kepala lepas, terutama untuk benda kerja panjang. Pemotongan yang kasar digunakan putaran rendah dan kecepatan pemakanan yang besar. Sedang pemotongan tingkat finishing (penyelesaian) putaran dipertinggi dan kecepatan pemakanan diperlambat, hasilnya akan baik. Kecepatan putar benda kerja ditunjukkan pada suatu titik yang berputar dalam satuan waktu, jika benda kerja dengan garis tengah, d1 membuat 1 putaran tiap menit, maka panjang tatal (beram) yang terpotong/tersayat dalam 1 menit adalah d x π = keliling per menit. Jika benda kerja berputar lebih dari satu putaran dalam 1 menit misalnya n putaran, maka panjang tatal yang terpotong dalam 1 menit = d x π x n mm/menit, panjang tatal ini diukur dalam satuan milimeter tiap menit dan dinamakan kecepatan potong (v), jadi: V = d x π x n mm/menit Karena lazim untuk menyatakan v dalam millimeter per menit maka:

v =

π .d .n 1000

 

mm/menit

 

putaran/menit (rpm)

sehingga:

n =

v . 1000 π .d

Keterangan : v = kecepatan potong dalam mm/menit d = diameter dalam mm n = bilangan putaran/kecepatan putar dalam putaran/menit (rpm) π = 3,14 (konstanta lingkaran)

commit to user

5. Bahan Mata Pahat perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Proses pembentukan beram dilakukan dengan cara proses pembubutan, untuk ini diperlukan bahan pahat yang lebih keras daripada benda kerja, sehingga pahat akan menyayat benda kerja, untuk itu diperlukan bahan pahat yang mempunyai keunggulan tertentu sehingga dihasilkan benda kerja yang baik. Keunggulan bahan pahat dapat dicapai dengan baik apabila bahan pahat dibuat dengan memperhatikan beragai segi sebagai berikut: a. Kekerasan Mempunyai kekerasan yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja tidak saja pada temperatur ruang melainkan juga pada temperatur tinggi pada saat pembentukan beram berlangsung. b. Keuletan Mempunyai keuletan yang cukup besar untuk menahan beban kerja yang terjadi pada saat proses pembubutan sewaktu memotong benda kerja. c. Ketahanan beban kejut termal Diperlukan bila terjadi perubahan temperatur yang cukup besar secara berkala atau periodik. d. Sifat adesi rendah Untuk mengurangi afiliasi benda kerja terhadap pahat, mengurangi laju keausan serta penurunan gaya pemotongan. Bahan pahat yang digunakan sebagai alat potong pada mesin bubut adalah sebagai berikut: a. Baja Perkakas (Baja Karbon) Baja perkakas adalah baja berkadar karbon 0,5 sampai 1,5% tanpa unsur lain atau dengan prosentase unsur lain rendah 2% Mn, W, Cr agar kekerasan yang cukup tinggi. Bahan ini yang termurah dari bahan lain, sifat kekerasannya paling rendah, pada suhu 250oC kekerasan ahan ini telah berkurang, maka bahan ini tidak sesuai untuk kecepatan potong tinggi. b. Baja Paduan (Alloy Tool Steel) Baja paduan adalah baja karbon ditambah dengan unsur paduan yang lain seperti: Chrom, Vanadium, Molibden. Kekerasannya baru berkurang pada suhu

commit to user

700oC sehingga cocok pada kecepatan potong sedang. Ada dua macam baja perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id paduan yaitu baja paduan tinggi dan aja paduan rendah kemampuan potongnya disebabkan oleh paduan tungsten dan chrom pada 0,7% karbon, sedangkan paduan vanadium memperbaiki struktur butiran dan meningkatkan kemampuan menerima beban hentakan. c. Logam Paduan Tuang (Cast Alloy) Nama perdagangannya adalah Steelit, Tantung, Rex Alloy, Armolloy, dan J Metal. Paduan ini terutama mengandung Chrom, cobalt, dan wolfram. Bahan ini tahan pada suhu 760oC dan kecepatan potongannya 50 – 70 lebih cepat dari HSS, bahan ini mempunyai kecepatan potong tinggi, tahan aus, tapi rapuh dan tidak sekeras aja HSS. Bahan ini dibuat dengan bentuk lempengan kecil-kecil hasil tuangan, lempengan kecil-kecil itu dipasang pada batang baja menggunakan bahan solder kuningan. d. Karbida (Cemented Carbide) Karbida dihasilkan dari campuran bubuk logam tungsten, titanium, dengan suatu bahan perekat melalui proses sintering dalam tungku atmosfer hydrogen pada temperature 1550oC. perkakas karbida yang mengandung 94% wlfram carbide dan 6% cobalt sesuai digunakan untuk memotong ebsi cord an semua ahan kecuali baja. Khusus untuk memotong baja, karbida yang digunakan mengandung 82% tungsten carbide, 10% titanium, 8% cobalt dengan kekerasan 75 90 HR. sifat karbida adalah kekerasan yang tinggi tetapi rapuh, cocok untuk pemotongan kecepatan tinggi pada suhu 900oC kekerasannya maish cukup baik sehingga baik untuk kecepatan potong tinggi dan permukaan yang dihasilkan sangat halus. Baja ini tidak dapat dipakai pada pembubutan benda kerja dengan penyayatan yang berubah-ubah dan mendadak, misalnya benda kerja yang berlubang-lubang dan mendadak, misalnya benda kerja yang ebrlubang-lubang atau membubut benda kerja segiempat menjadi bulat karena pahat akan mendapat tekanan yang selalu berubah-ubah dan tiba-tiba maka pahat akan retak atau pecah. Ada dua paduan karbida: a. Karbida Tungsten: digunakan untuk mengerjakan bahan besi tuang dan logam non fero.

commit to user

b. Karbida Titanium: digunakan untuk mengerjakan bahan-bahan baja. perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id e. HSS (Baja Cepat/ High Stainless Steel) HSS adalah baja perkakas paduan yang mengandung unsur-unsur paduan seperti: Tungsten , Cobalt, chromonium. HSS adalah baja paduan yang sangat keras dan tahan aus tahan suhu tinggi sampai 600oC kekerasaannya belum menurun. HSS ada dua kelompok: a. HSS group M: group ini mempunyai paduan utama molybdenum atau dikenal dengan nama HSS M1. b. HSS group T: group ini mempunyai paduan utama tungsten atau dikenal dengan HSS T1. f. Keramik Dihasilkan dari campuran alumunium oksida dengan paduan sedikit titanium atau magnesium oksida dengan bahan perekat yang dibentuk dalam cetakan melalui proses pemanasan. Kecepatan potongnya dua kali lebih cepat daripada karbida. Sifat pahat keramik adalah sangat keras, rapuh, tahan aus, dan cocok untuk kecepatan potong tinggi. Keramik biasanya digunakan pada proses permesinan semi finishing dan finishing pada benda kerja besi tuang atau logam keras lainnya. g. Intan (Diamond) Digunakan untuk pekerjaan benda-benda yang membutuhkan kecepatan tinggi dan permukaan yang sangat baik. Pahat ini bersifat sangat keras, rapuh dan tahan aus, kecepatan potong untuk pahat ini sangat tinggi.

6. Baja EMS 45 Baja karbon adalah baja yang mengandung karbon maksimal 1,7%. Berdasarkan tingkatan banyaknya karbon dalam baja, digolon gkan menjadi tiga tingkatan, yaitu: a. Baja karbon rendah Yaitu baja yang mengandung kadar karbon antara 0,10 – 0,30%. Baja karbon rendah dalam perdagangan dibuat dalam bentuk plat, profil, batangan untuk keperluan tempa, pekerjaan mesin, dan lain-lain.

commit to user

b. Baja karbon sedang perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Baja ini mengandung karbon antara 0,30 – 0, 60%. Dalam perdagangan biasanya digunakan sebagai alat-alat perkakas, baut, poros engkol, roda gigi, ragam, pegas, dan lain-lain. c. Baja karbon tinggi Baja karbon tinggi mengandung karbon antara 0,70 – 1,5%. Baja ini banyak digunakan untuk keperluan pembuatan alat-alat konstruksi yang berhubungan dengan panas yang tinggi atau dalam penggunaannya akan menerima dan mengalami panas, misalnya landasan, palu, gergaji, pahat, kikir, bor, bantalan peluru, dan sebagainya. Dari klarifikasi yang dijelaskan diatas maka baja EMS 45 dapat dikategorikan masuk baja karbon sedang. Baja EMS 45 adalah baja yang mengandung kandungan karbon 0,48%. Untuk kandungan silicon 0,30%, kadar Mangan 70%. Untuk suhu dari proses anealling (anealling temperature) sekitar 680o – 710o, untuk kekerasan setelah proses anealling (hardness after anealling) sekitar 910o, kemudian untuk suhu kekerasan (hardness temperature) sekitar 800o – 830o (Tabel Bohler Grade Stell). Dilihat dari kegunaan dari baja EMS 45 yang dijelaskan diatas yaitu sebagai alat-alat perkakas, baut, poros, engkol, roda gigi, ragum, pegas dan lainlain, maka dalam penegrjaan permesinan memerlukan kualitas permukaan yang baik. Sehingga dalam penelitian ini dipilih bahan baja EMS 45.

7. Pengukuran Kehalusan a. Pengukuran Kehalusan Permukaan Tak Langsung 1) Cara Meraba (Touch Inspection) Pemeriksaan kehalusan permukaan dapat dilakukan dengan meraba menggunakan ujung jari. Berdasarkan kepekaan dalam meraba dapat dirasakan kasar halusnya permukaan. Untuk mengetahui tingkat kehalusan dapat dilakukan dengan membandingkan kehalusan permukaan yang diperiksa dengan kehalusan permukaan benda ukur (Surface Finish Comparator). Alat pembanding kehalusan permukaan ini biasanya disusun

commit to user

dalam satu set yang terdiri dari beberapa lempengan terbuat dari baja dengan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id angka kekasaran yang berbeda-beda. Alat pembanding kekasaran permukaan ini sudah dikelompokkan menurut jenis mesin yaitu mesin bubut, frais, skrap, dan gerinda. Untuk membandungkan benda ukur dengan pembandingnya harus diperhatkan jenis mesin yang digunakan untuk membuat komponen tersebut. Misalnya, benda ukur diproses dengan mesin bubut maka perbandingannya juga jenis mesin bubut. Permukaan diperiksa dengan ujung jari, kemudian dengan ujung jari yang sama meraba lempengan pembanding. Bila dirasakan ada salah satu lempengan benda ukur maka disimpulkan bahwa kehalusan permukaan benda ukur sama dengan kehalusan permukaan pembanding. Dengan cara yang sama, pemeriksaan kehalusan dapat juga dilakukan dengan menggaruk dan melihat permukaan benda ukur, kemudian dilanjutkan melihat dan menggaruk alat ukur pembanding. Dari beberapa lempeng pemanding dipilih satu yang dirasakan sama kehalusannya dengan benda ukur. Dari pemeriksaan kehalusan permukaan dengan meraba, melihat dan menggaruk jelas terlihat beberapa kelemahan yaitu dari penentuan besarnya tingkat kehalusan secara tepat yang hanya didasarkan atas kepekaan individu. 2) Pemeriksaan Kehalusan dengan Photo Pemeriksaan dengan cara ini adalah mengambil gambar permukaan yang diukur. Kemudian gambarnya diperbesar sesuai keperluan. Perbesaran yang diambil secara vertikal. Dengan membandingkan gambar yang sudah diperbesar, maka dianalisis kehlausan permukaan benda kerja diambil secara vertikal. Dengan membandingkan gambar yang sudah diperbesar maka dianalisis kehalusan permukaan benda kerja. 3) Pemeriksaan Kehalusan dengan Mikroskop Dengan menggunakan mikroskop adalah cara yang lebih baik daripada meraba, melihat dan menggaruk. Keterbatasan dengan cara ini adalah pembagian bagian permukaan dicari harga rata-ratanya. Pemeriksaan kehalusan permukaan dengan mikroskop ini termasuk juga cara pengukuran

commit to user

membandingkan, yaitu membandingkan hasil pemeriksaan dengan hasil perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id pengamatan pembanding yang kedua-duanya dilihat dengan mikroskop. b. Pengukuran Kehalusan Permukaan Langsung 1) Pengukuran Kehalusan Permukaan dengan Profilmeter Pemeriksaan kehalusan permukaan dengan profilmeter adalah salah satu jenis pengukuran kehalusan secara langsung. Sistem kerja profilmeter pada dasarnya sama dengan prinsip peralatan gramapon. Perubahan gerakan stylus sepanjang muka ukur dapat dilihat dan dibaca pada bagian amplimeter. Gerakan stylus bisa kita lakukan dengan tangan dan bisa dengan secara otomatis yang dilakukan oleh motor penggeraknya. Angka yang ditunjukkan pada bagian skala adalah angka tinggi rata-rata kehalusannya. 2) Pengukuran Kehalusan Permukaan dengan Surftest Mitutoya Surftest 201 dan 211 adalah alat pengetes kehalusan permukaan logam yang ringkas dan mudah dibawa. Kedua mesin pengetes ini memiliki beberapa kelebihan yaitu: (1) mudah dioperasikan, (2) murah, (3) ringkas, (4) ramah lingkungan. Bentuknya yang ringkas juga menggunakan baterai isi ulang, dapat dibawa kemana-mana dengan tas khusus yang merupakan perlengkapan standar. Dengan Surftest 201 dan 211 pengukuran dapat dilakukan dalam berbagai posisi baik vertikal, horizontal, atas-bawah dan lain-lain. Selain itu Surftest 201 dan 211 juga dilengkapi dengan peralatan tambahan yang memungkinkan pengukuran dalam beragai bentuk bagian dari logam. a) Surftest 201 Hasil pengukuran berupa hardcopy yang tercetak. Ada 11 ukuran parameter yang dapat digunaklan untuk mengukur kekesatan. Profil dari permukaan juga terlihat jelas. b) Surftest 211 Unit detektornya bisa dipisahkan dari unit display (alat untuk melihat), disesuaikan dengan ruang pengukuran yang akan dilakukan. Pendeteksian dapat dilakukan tiga parameter Rz dan Rmak ditentukan tidak melalui tampilan. Penyetingan untuk tingkat kekesatan yang lebih

commit to user

kecil dapat dilakukan jika tingkat pengukuran sesuai dengan ketentuan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id GO/NG yang ada dalam layar LCD. Surftest juga memiliki otomatis timer setiap 30 detik. Data yang sudah tersimpan dapat ditampilkan kembali dengan cara menekan tombol ON/DATA.

B. Penelitian yang Relevan Penelitian dari Budi Wibowo Eko Saputro (K2598028) kesimpulannya sebagai berikut: 1. Kecepatan putar mesin frais CNC berpengaruh terhadap tingkat kehalusan dalam proses pengerjaan permukaan datar baja VCN 150. Hasil perhitungan didapat Fhitung = 24,87 dan Ftabel = 6,36 pada taraf α = 0,01. Harga dari Fhitung lebih besar dari Ftabel. 2. Berdasarkan pengukuran Surftest 211, tingkat kehalusan pada proses pengerjaan permukaan datar pada baja VCN yang paling tinggi didapat pada kecepatan putar tinggi (1000 rpm) sebesar 1,29 µm, sedangkan tingkat kehalusan yang paling rendah didapat pada kecepatan putar mesin frais rendah (400 rpm) sebesar 2,76 µm.

commit to user

Tabel 2. Definisi Ukuran Kehalusan (ukuran vertikal) perpustakaan.uns.ac.id Simbol Definisi Rmax kedalaman maksimum

digilib.uns.ac.id Keterangan

kehalusan DIN 4768 Lembar I Tinggi profil dari yang terdalam sampai yang paling menonjol. Perubahan bentuk dan gelombang diabaikan.

Rz kehalusan rata-rata yang DIN 4768 dihitung Lembar I Rz = 1/5 (Z1+Z2+Z3+Z4+Z5)

Ra kehalusan rata-rata x = Lm

Ra = 1/Lm

∫

y dx

x= 0

Rp dalamnya kehalusan x = Lm

Rp = 1/Lm

∫

y1 dx

DIN 4768 Lembar I Blatt 1

peralatan DIN 4768 Lembar I

x= 0

Harga rata-rata dari 5 kehalusan berturut-turut dalam suatu jarak Le

Harga rata-rata profil ordinat y nilai Ra antara 1/3 dan 1/7 dari nilai Rz (DIN 4768)

Titik tertinggi dari garis menengah merupakan patokan profil. Perubahan bentuk dan gelombang diabaikan

(Sumber: Cahadi Purnomo, 2002) C. Kerangka Pemikiran

commit to user

Tingkat kehalusan dari suatu benda hasil pengerjaan pada mesin-mesin perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id merupakan salah satu bagian yang harus diperhitungkan sebagai upaya perusahaan atau bengkel permesinan dalam meningkatkan kualitas produknya. Selain itu, untuk menghemat waktu dan lebih meningkatkan kualitas produksinya diperlukan acara agar mesin perkakas mampu menghasilkan produk yang banyak dalam waktu singkat. Keuntungan tentu saja berupa penghematan listrk salah satunya, karena jumlah produk yang ditargetkan bengkel selesai dengan cepat dan berkualitas. Tingkat kehalusan produk dari mesin CNC dapat ditentukan oleh kecepatan putaran spindle dan bahan mata pahat yang digunakan. Pada penelitian ini digunakan benda kerja dengan bahan baja EMS 45 yangmana bahan ini lebih banyak digunakan dibandingkan dengan baja ST-37 maupun kuningan. Kecepatan putaran spindle CNC pada penelitian ini bervariasi yaitu kecepatan rendah, sedang dan tinggi untuk benda kerja baja EMS 45. Untuk mengetahui secara pasti ada tidaknya engaruh variasi kecepatan putar spindle dan ahan mata pahat terhadap kehalusan permuakaan ebnda kerja hasil proses pembub utan permukaan datar dengan mesin bubut CNC pada baja EMS 45, maka dilakukan pengukuran tingkat kehalusannya dengan surftest 211. Untuk lebih jelasnya kerangka pemikiran dapat digambarkan dalam paradigm berikut: Tabel 4. Paradigm Penelitian

A

A1 A2 A3 X

B

B1 B2

24

Dimana:

commit to user

A = Variasi kecepatan putaran spindle perpustakaan.uns.ac.id B = Bahan mata pahat A1

= Variasi kecepatan putar spindle rendah (50 rpm)

A2

= Variasi kecepatan putar spindle sedang (1400 rpm)

A3

= Variasi kecepatan putar spindle tinggi (3200 rpm)

B1

= Jenis pahat kecepatan tinggi (HSS)

B2

= Jenis pahat karbida (Carbide)

X

= tingkat kehalusan

D.

digilib.uns.ac.id

Hipotesis

Berdasarkan kajian teori dan keranga pemikiran diatas, maka dapat dirumuskan jawaban sementara yang harus diuji kebenarannya yaitu : 1. Ada pengaruh variasi kecepatan putar spindle pada mesin CNC terhadap kehalusan permukaan benda kerja. Semakin cepat putaran spindle semakin tinggi tingkat kehalusan permukaan benda kerja. 2. Ada pengaruh variasi jenis bahan mata pahat pada mesin CNC terhadap kehalusan permukaan benda kerja. Semakin keras bahan mata pahat yang digunakan semakin tinggi tingkat kehalusan permukaan benda kerja. Ada interaksi antara variasi kecepatan putar spindel dan penggunaan variasi jenis bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda kerja.  

BAB III

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

METODOLOGI PENELITIAN

digilib.uns.ac.id

A. Tempat dan Waktu Penelitian 1. Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan di bengkel mesin produksi Sukses Plasindo Surakarta sebagai tempat pengerjaan bubut CNC dan Laboratorium teknik UNY sebagai tempat pengukuran tingkat kehalusan. 2. Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan ……… sampai dengan …….. 2010, adapun jadwal penelitian sebagai berikut: Perijinan Penelitian

: Minggu ke ………………

Pelaksanaan Penelitian

: Minggu ke ………………

Analisis Data

: Minggu ke ………………

Penulisan Laporan

: Minggu ke ……………… B. Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar spindle dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda kerja hasil proses pembubutan permukaan dengan mesin CNC pada baja EMS 45. Untuk mendapat kebenaran ilmiah maka pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pendekatan eksperimen. Sugiyono (1994: 4) menyebutkan bahwa “Penelitian dengan pendekatan eksperimen adalah suatu penelitian untuk berusaha mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel lain dalam kondisi yang terkontrol secara ketat. C. Populasi dan Sampel 1. Populasi Penelitian Populasi menurut Suharsimi Arikunto (2002: 108), menyatakan bahwa populasi adalah keseluruhan subyek penelitian. Populasi dalam penelitian ini adalah enda kerja dari bahan EMS 45. 2. Sampel Penelitian

commit to user

Sampel dalam penelitian ini adalah diambil dari bahan EMS 45 dengan ukuran perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id diameter 25,4 mm dan panjang 80 mm, sebanyak 12 spesimen dengan perincian: a. 6 spesimen dikerjakan dengan ahan mata pahat jenis kecepatan tinggi (HSS): 1) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan rendah (50 rpm) 2) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan sedang (1400 rpm) 3) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan tinggi (3200 rpm) b. 6 spesimen dikerjakan dengan bahan mata pahat jenis karbida (Carbide): 1) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan rendah (50 rpm) 2) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan sedang (1400 rpm) 3) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan tinggi (3200 rpm)

3. Teknik Pengambilan Sampel Dalam penelitian ini teknik pengambilan sampelnya menggunakan teknik purposive sampling yaitu teknik pengambilan sampel dengan mengambil subyek bukan didasarkan atas strata random atau daerah tetapi atas adanya tujuan tertentu saja (Suharsimi Arikunto, 1993: 113).

D. Teknik Pengumpulan Data 1. Identifikasi Variabel Dalam penelitian ini akan dilakukan pengukuran kehalusan terhadap keberadaan suatu variabel dengan instrument penelitian. Selanjutnya akan dilakukan analisis untuk mencari hubungan antara variabel yang satu dengan variabel yang lain. Sugiyono (1994: 20) menyebutkan “Variabel adalah suatu atribut atau sikap aspek dari orang maupun obyek yang mempunyai variabel variasi tertentu yang ditetapkan oleh peneliti untuk dipelajari dan ditarik kesimpulannya”. 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 variable terikat, munculnya atau adanya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain.

commit to user

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi kecepatan putar spindel perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id dan variasi ahan mata pahat. Adapun kecepatan putar yang digunakan adalah kecepatan rendah (50 rpm), kecepatan sedang (1400 rpm), dan kecepatan tinggi (3200 rpm). Kemudian untuk pahatnya digunakan jenis pahat aja kecepatan tinggi (HSS) dan karbida (Carbide). b. Variabel Terikat Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula sejumlah aspek atau unsur didalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri dengan kondisi lain yang disebut variabel bebas, dengan kata lain ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel bebas. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah tingkat kehalusan permukaan. c. Variabel Kontrol Variabel kontrol adalah himpunan sejumlah gejala yang berbagai aspek atau unsur didalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan agar variabel terikat yang muncul bukan karena variabel lain. Tetapi benar-benar karena variabel bebas tertentu. Adapun variabel kontrolnya sebagai berikut: 1) Bahan yang digunakan adalah bahan baja VCN 150 2) Mesin bubut CNC merek Heidenhain (Micron) jenis Training Unit 3) Alat ukur yang digunakan adalah surftest 211 4) Tebal pemakanan 1 mm 5) Pendinginan yang digunakan adalah coalant 6) Operator yang dipilih adalah pekerja bengkel sukses yang mengoperasikan ubut CNC dalam pekerjaannya.

2. Instrumen Penelitian a. Peralatan

commit to user

1) Mesin bubut CNC Heindenhain (Micron) perpustakaan.uns.ac.id 2) Alat potong

digilib.uns.ac.id

3) Mistar baja 4) Tool box 5) Alat ukur kehalusan surftest 211 dengan ketelitian 1µm mereka Mintoya buatan Jepang. b. Bahan Penelitian Bahan penelitian yang digunakan adalah benda kerja baja EMS 45 dengan ukuran diamater 25,4 mm dan panjang 80 mm. Dengan komposisi kimia : Tabel % Chemical Composition (approx)

Mechanical Properties

C

Mn

Cr

Mo

Ni

Ys

Uts

HB

0.45

0.8

-

-

-

340

640

190

c. Langkah Eksperimen Setiap spesimen dilakukan pembubutan permukaan seanyak 2 kali, yaitu pada bagian permukaan, dan sisi depan.

 

d. Peralatan 6) Mesin bubut CNC Heindenhain (Micron) 7) Alat potong 8) Mistar baja 9) Tool box 10) Alat ukur kehalusan surftest 211 dengan ketelitian 1µm mereka Mintoya buatan Jepang.

commit to user

e. Bahan Penelitian perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Bahan penelitian yang digunakan adalah benda kerja baja EMS 45 dengan ukuran diamater 25,4 mm dan panjang 80 mm. f. Langkah Eksperimen Setiap spesimen dilakukan pembubutan permukaan seanyak 2 kali, yaitu pada bagian permukaan, dan sisi depan. 3. Tahap Penelitian Adapun bagan alir tahapan penelitian sebagai berikut: Persiapan bahan baku Baja EMS 45 d:25, 4mm, P: 80 mm 12 batang Pengerjaan Bubut CNC

Kecepatan Putar Tinggi 3200 rpm, 2 spesimen

Putar rpm, 2 Kecepatan Rendah 50 i

Kecepatan Putar sedang 1400 rpm, 2 spesimen

Bahan Mata Pahat Jenis Karbida

Kecepatan Putar Tinggi 3200 rpm, 2 spesimen

Kecepatan Putar sedang 1400 rpm, 2 spesimen

Kecepatan Rendah 50 i

Putar rpm, 2

Bahan Mata Pahat Jenis HSS

Pengukuran Tingkat Kehalusan dengan Surftest-211 Analisis Data Simpulan Gambar 13. Diagram: Alir Tahapan Penelitian 4. Desain Eksperimen “Desain eksperimen adalah suatu rancangan percobaan (dengan tiap langkah tindakan teridentifikasikan) sedemikian rupa sehingga infromasi yang berhubungan

commit to user

dengan atau diperlukan untuk persoalan yang sedang diteliti dapat terkumpul” perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id (Sudjana, 1989: 1). Pada penelitian ini digunakan desain eksperimen faktorial 3 x 2, definisi dari desain eksperimen yang semua (hampir semua) taraf sebuah faktor tertentu dikombinasikan dalam eksperimen tersebut, pada penelitian ini terdapat dua variabel bebas yang kemudian pada desain eksperimen ini disebut faktor. Faktor pertama mempunyai 3 taraf, meliputi variasi kecepatan putar spindel (rendah, sednag, tinggi). Sedangkan faktor kedua terdiri 2 taraf yaitu pemakaian jenis bahan pahat antara lain pahat jenis baja kecepatan tinggi (HSS) dan karb ida (carbide). Sehingga pada desain eksperimen faktorial 3 x 2 ini akan diperoleh data sebanyak 30 data. Kombinasi perlakuan dengan mengkombinasikan masing-masing taraf pada faktor A dengan taraf-taraf pada faktor B. Faktor A terdiri dari 3 taraf (variasi kecepatan putar spindel) yaitu kecepatan putar rendah (sudut 30o), kecepatan putar sedang, kecapatan putar tinggi. Sedangkan faktor B terdiri dari 2 taraf yaitu pemakaian pahat jenis baja kecepatan tinggi (HSS) dan Karbida (Carbide).

Tabel 6. Desain Eksperimen Faktorial Pengaruh Variasi Kecapatan Putar Spindel dan Variasi Jenis Bahan Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Benda Kerja pada Mesin CNC TU-2A Faktor B (Variasi Jenis Pahat)

commit to user

Jumlah

Rata-rata

Pahat jenis baja perpustakaan.uns.ac.id Taraf kecepatan tinggi

Pahat jenis

digilib.uns.ac.id

karbida (Carbide)

(HSS) X111

X121

X112

X122

X113

X123

Jumlah

J110

J120

Rata-rata

X110

X120

X211

X221

X212

X222

X213

X223

Jumlah

J210

J220

Rata-rata

X210

X220

X311

X321

X312

X322

X313

X323

Jumlah

J310

J320

Rata-rata

X310

X320

Jumlah Besar

J010

J020

Rata-Rata Besar

X010

X020

50 rpm

1400 rpm

3200 rpm

J100 X100

J200 X200

J300 X300 J000 X000

(Sumber: Sudjana, 1989: 17) E. Teknik Analisis Data Dalam penelitian ini, untuk menganalisis data digunakan analisis variasi (Anava) dua jalan. Namun sebelumnya terlebih dahulu dilakukan uji persyaratan analisis yaitu uji normalitas dan uji homogenitas.

1. Uji Persyaratan Analisis Data a. Uji Normalitas

commit to user

Uji normalitas ini bertujuan untuk mengetahui apakah data pada variabelperpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id variabel penelitian berasal dari populasi yang berdistribusi normal atau tidak. Uji normalitas yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji normalitas Liliefors. Adapun prosedur yang ditempuh dalam pengujian ini adalah seagai berikut: 1) Tentukan hipotesis H0 = sampel berasal dari populasi berdistribusi normal H1 = sampel tidak berasal dari populasi berdistribusi normal 2) Tentukan taraf nyata α = 0,01 3) Menentukan harga SD dengan rumus:

n ∑ X 1 - (∑ x 1 )2 2

2

SD =

n (n - 1)

4) Pengamatan X1, X2, .....Xn dijadikan bilangan Z1, Z2, .....Zn dengan menggunakan rumus : Z1 =

X1 − X SD

5) Statistik uji yang digunakan L = maks [F(Zi) – S(Zi)] Dengan F(Zi) = P (Z
banyaknya Z1 , Z2 , Z3 = Zi n

6) Daerah kritik uji DK = {L|L > Lα;n} H0 ditolak apabila L0 mak > L tabel H0 diterima apabila L0 mak < L tabel b. Uji Homogenitas Untuk menguji persyaratan homogenitas digunakan Uji Bartlet. Adapun prosedur yang harus ditempuh adalah sebagai berikut: 1) Tentukan Hipotesis H0 = S12 = S22 .... = Sk2 ; H1 2) Tentukan taraf nyata α = 0,01 3) Menentukan tabel Uji Bartlet Tabel 7. Harga-harga yang diperlukan untuk Uji Bartlet Sampel ke

Dk

1/dk

Si2

commit to user

Log Si2

(dk) Log Si2

1 N1 – 1 perpustakaan.uns.ac.id 2 N2 - 1

1/(N1 - 1)

Si2

Log Si2

1/(N2 - 1)

Si2

Log Si2

N1 – 1 Log Si2 digilib.uns.ac.id N2 – 1 Log Si2

Kekeliruan

Nk - 1

1/(Nk - 1)

Si2

Log Si2

Nk – 1 Log Si2

Jumlah

Σ(N1 – 1)

Σ(1/N1-1)

Σ(N1 – 1) Log Si2

4) Untuk uji Bartlet digunakan statistik Chi Kuadrat χ2 = (Ln 10) {B - Σ(N1 – 1) Log Si2}; dimana: B = koefisien Bartlet = (log S2) Σ(ni – 1) S2 = variasi gabungan dari semua sampel = { Σ(N1 – 1) Si + 2 + / Σ(N1 – 1)}

∑ Xi − ((∑ Xi) 2

2

Si =

2

/ n1

)

n1 − 1

5) Daerah kritik (Daerah penolakan Ho) Ho ditolak apabila χ2 ≥ χ2t {1-α} (k-1) Ho diterima apabila χ2 ≤ χ2t {1-α} (k-1)

2. Analisis Data a. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan Dalam penelitian ini untuk menguji hipotesis setelah diperoleh data dengan metode eksperimen yang berdistribusi normal dan memiliki varian yang homogen. Maka digunakan analisis varian dua jalan. Dengan langkah-langkah pengujian sebagai berikut: 1) Menentukan hipotesis a) Ho1 : σA2 = 0; Hi1 : ada salah satu perbedaan b) Ho2 : σB2 = 0; Hi2 : ada salah satu perbedaan c) Ho3 : σB2 = 0; Hi3 : ada salah satu perbedaan 2) Memilih taraf signifikan tertentu (α = 0,01) 3) Menetapkan krtieria pengujian, yaitu: a) Ho1 diterima apabila F ≤ Fα (a – 1, ab (n – 1)) Ho1 ditolak apabila F ≥ Fα (a – 1, ab (n – 1)) b) Ho2 diterima apabila F ≤ Fα (b – 1, ab (n – 1)) Ho2 ditolak apabila F ≥ Fα (b – 1, ab (n – 1))

commit to user

c) Ho3 diterima apabila F ≤ Fα (a – 1) (b-1), ab (n – 1)) perpustakaan.uns.ac.id Ho3 ditolak apabila F ≥ Fα (a – 1) (b-1), ab (n – 1))

digilib.uns.ac.id

4) Menentukan besarnya F Rumus-rumus yang digunakan untuk menganalisa data guna menentukan jumlah kuadrat (JK), derajat kebebasan (dk), mean kuadrat (KT), dan F observasi adalah: a

∑ X2 = ∑ i =1

b

n

∑ ∑X j =1

k =1

2 ijk

dengan dk = abn

Ji00 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke i faktor A b

=

∑ ∑X j =1

k =1

ijk

Jj00 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke j faktor B =

a

b

i =1

k =1

∑ ∑X

ijk

Jij0 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke i faktor A dalam taraf ke j faktor B n

=

∑X k =1

ijk

= jumlah nilai semua pengamatan a

=

b

n

∑ ∑ ∑X i =1

j =1

k =1

2 ijk

2

Ry

J = 000 , dengan dk = 1 abn

Ay = jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk semua taraf faktor A a

(

= bn ∑ X i =1

a

=

∑ i =1

)

2

i00

−X

000

⎛ J 000 2 ⎞ ⎟ ⎜⎜ bn ⎟⎠ - RX dengan dk = (a– 1) ⎝

By = jumlah kuadrat (JK) untuk semua taraf faktor B

commit to user

a

(

perpustakaan.uns.ac.id = an ∑ X i =1

a

=

∑ i =1

)

2

i00 − X

⎛ J 000 2 ⎜⎜ n ⎝

000

digilib.uns.ac.id

⎞ ⎟⎟ - RX dengan dk = (b– 1) ⎠

Jab = Jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk semua sel untuk daftar a x b.

∑ (X b

a

= n∑

j =1

i =1

a

=

∑ i =1

)

2

0j0 − X

⎛ J 0j0 2 ⎜ ∑ ⎜ n j =1 ⎝ b

000

⎞ ⎟ - RX ⎟ ⎠

ABy = Jumlah kuadrat-kuadrat untuk interaksi antara faktor A dan faktor B a

= n∑ i =1

∑ (X b

j =1

)

2

0j0 − X

000

-X

0j0 − X

000

= Jab – Ax – Bx dengan dk = (a – 1 ) ( b – 1) A

= mean kuadrat untuk faktor A = Ax / (a – 1)

B

= mean kuadrat untuk faktor B = Ax / (b – 1)

AB = mean kuadrat untuk A dan B = ABy / (a – 1 ) ( b – 1) E = Ey / ab (n – 1) Setelah perhitungan selesai, hasilnya dimasukkan ke dalam daftar anava sebagai berikut: Sumber Variasi Rata-rata Perlakuan A B AB Kekeliruan (E) Jumlah

Derajat kebebasan (dk) 1 1–1 b–1 (a – 1) (b – 1) ab (n – 1) Abn

Jumlah Kuadrat (JK) Rx Ax Bx ABx Ex ΣX2

 

commit to user

Mean kuadrat (KT)

F

Ax/dkA Bx/dkB BAx/dkAB Ex/dkE

KTA/KTE KTB/KTE KTAB/KTE

-

-

Karena dalam penelitian ini ada tiga taraf faktor A dan dua buah taraf faktor perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id B, yang semuanya digunakan dalam eksperimen, maka untuk menghitung statistik F, digunakan model tetap, yaitu: Ho1 dipakai statistik FA = KTA/KTE Ho2 dipakai statistik FB = KTB/KTE Ho3 dipakai statistik FAB = KTAB/KTE 5) Menetapkan kesimpulan, taraf signifikansi 1% FA ≥ Ft1 Æ Ho1 ditolak FB ≥ Ft1 Æ Ho2 ditolak FAB ≥ Ft1 Æ Ho3 ditolak b. Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan Komparasi ganda anava bertujuan untuk mengetahui rerata mana yang berbeda atau rerata mana yang sama. Dalam penelitian ini, komparasi ganda yang digunakan untuk tindak lanjut anava dua jalan adalah dengan memakai metode Scheffe. Langkah-langkah yang harus ditempuh pada metode Scheffe adalah sebagai berikut: 1) Mengidentifikasikan semua pasangan komparasi rataan yang ada. 2) Menentukan tingkat signifikansi α = 1% 3) Mencari nilai statistik uji F dengan menggunakan formula: a. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar baris

(Xi - Xj)

2

Fi–j =

⎡ 1 1 ⎤ + RKG ⎢ ⎥ ⎣ n . i n . j⎦

, RKG = E

Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (p – 1) Fα ; p – 1, N – pq} b. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar kolom

(Xi - Xj)

2

Fi–j =

⎡ 1 1 ⎤ RKG ⎢ + ⎥ ⎣ n . i n . j⎦

, RKG = E

Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (q – 1) Fα ; q – 1, N – pq}

commit to user

c. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar sel pada kolom yang sama perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

(Xi - Xj)

2

F ij - ik =

⎡ 1 1 ⎤ RKG ⎢ + ⎥ ⎣ n . ij n . kj ⎦

, RKG = E

Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (pq – 1) Fα ; q – 1, N – pq} d. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar sel pada baris yang sama

(Xi - Xj)

2

F ij - ik =

⎡ 1 1 ⎤ RKG ⎢ + ⎥ ⎣ n . ij n . ik ⎦

, RKG = E

Daerah kritik uji (DK) = {F|F > (pq – 1) Fα ; q – 1, N – pq} 4) Menentukan keputusan uji untuk masing-masing komparasi ganda. 5) Mengambil kesimpulan keputusan uji yang ada. Keterangan : Fi – j = Nilai Fobs pada pembandingan baris ke-1 dan baris ke- j = Rataan pada baris ke-I = Rataan pada baris ke- j = Rataan pada sel ij = Rataan pada sel kj RKG = E = Rataan kuadrat galat n. I

= Ukuran sampel baris ke- I

n. j

= Ukuran sampel baris ke- j

n.ij

= Ukuran sel ij

n.kj

= Ukuran sel kj Uji Scheffe yang digunakan pada penelitian ini adalak menggunakan

uji Scheffe untuk komparasi rataan baris, komparasi rataan antar kolom, komparasi rataan antar sel pada kolom yang sama dan komparasi rataan antar sel pada baris yang sama. Hal ini dilakukan untuk mencari nilai atau rerata sel paling kecil untuk mengatahui tingkat kehalusan paling baik hasil pembubutan dengan mesin bubut CNC TU-2A.

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

39 BAB IV HASIL PENELITIAN

A. Deskripsi Data Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang melibatkan dua faktor yang disimbulkan dengan huruf A dan B. Hasil penelitian kehalusan permukaan yang dilakukan dengan faktor A berupa variasi kecepatan putar spindel (3200rpm, 140rpm, 50rpm) dan faktor B berupa jumlah variasi jenis mata pahat (HSS dan karbida) dapat dideskripsikan data sebagai berikut: Tabel 7. Data Hasil Pengukuran kehalusan permukaan Baja EMS 45 .

Faktor A (Variasi Putaran Spindel)

3200rpm

jumlah rata-rata

140rpm

jumlah rata-rata

50rpm

jumlah rata-rata jumlah besar rata-rata besar

Faktor B (Variasi Jenis Pahat) Karbida HSS 1.96 1.53 2.09 1.82 2.28 1.61 6.33 4.96 2.11 1.65 2.04 1.71 1.50 1.19 1.66 1.40 4.30 5.2 1.73 1.43 0.98 0.72 1.16 0.92 1.27 1.00 3.41 2.64 1.14 0.88 14.94 11.90

1.66

jumlah

rata-rata

11.29

1.88

9.50

1.58

6.05

1.01

26.840

1.32

Data hasil pengukuran tingkat kehalusan dalam Tabel 7 di atas diperoleh dari besarnya kehalusan yang terukur pada surftest. Secara umum hasil pengukuran tingkat kehalusan permukaan baja EMS 45 dapat dijelaskan pada Tabel 8 sebagai berikut:

39 commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

40 Tabel 8. Hasil Rata-rata Pengukuran tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan baja EMS 45 dengan mesin CNC-TU2A Variasi Bahan Mata Pahat Variasi Kecepatan Putar

Spindel

HSS

Karbida

3200rpm

140rpm

50rpm

2.110

1.653

1.733

1.433

1.137

0.880

Dari hasil rata-rata pada Tabel 8 di atas dapat dijelaskan bahwa penggunaan tingkat kecepatan putar spiundel yang besar dan bahan mata pahat akan menghasilkan kehalusan yang semakin besar dan kekasaran permukaan semakin kecil, yaitu pada variasi bahan mata pahat karbida pada kecepatan putar spindle 3200rpm senilai 2,110. Penggunaan tingkat kecepatan putar spindle kecil dan bahan mata pahat HSS, akan menghasilkan kehalusan permukaan semakin kecil dan kekasaran permukaan semakin besar, yaitu pada variasi bahan mata pahat HSS dengan kecepatan putar spindle 50rpm senilai 0,880.

1.500 1.000

1.433 1.653 0.880

2.500 2.000

1.733 2.11 1.14

Tingkat Kehalusan permukaan

Histogram hasil pengujian kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A dengan variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat

Putaran Spindel 140rpm

Putaran Spindel 3200rpm

Putaran Spindel 50rpm

0.500 0.000 Karbida

HSS

bahan mata pahat

Gambar 14. Histogram Pengaruh Variasi kecepatan putar spindle dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNCTU2A. commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

41

Gambar 15. Grafi Hubungan Antara Kecepatan putar Spindel dan Bhan Mata Pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 Grafik hubungan antara kecepatan putar spindle dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS-45

Kehalusan permukaan (mµ)

2.50

karbida

2.00

HSS 1.50

1.00

0.50

0.00 50

1400 3200 Kecepatan Putar Spindel (Rpm)

B. Uji Persyaratan Analisis Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif, maka data yang diperoleh sebelum dianalisis dengan uji analisis varian dua jalan dilakukan uji pendahuluan atau uji prasyarat analisis yang meliputi uji normalitas dan uji homogenitas. 1. Uji Normalitas

Uji normalitas dipakai untuk menguji apakah data hasil penelitian yang didapatkan mempunyai distribusi yang normal atau tidak. Uji normalitas dilakukan dengan menggunakan uji normalitas Lilliefors, dengan taraf signifikansi 1%. Selanjutnya mencari harga Lmaks

[F ( z i ) − S ( zi)]

pada masing-masing

kelompok perlakuan. Kemudian harga Lmaks untuk baris dikonsultasikan dengan harga LTabel yang didapatkan dalam tabel dengan N = 6 dan diperoleh LTabel sebesar 0,364 dan untuk kolom dikonsultasikan dengan harga LTabel yang didapatkan dalam tabel dengan Ncommit = 9 dan diperoleh LTabel sebesar 0,311. Hasil to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

42 perhitungannya jika didapatkan harga Lmaks lebih kecil dari harga LTabel, maka data berdistribusi normal. Keputusan uji normalitas dan data selengkapnya terdapat dalam Tabel 9. Tabel 9. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Lilliefors Data Hasil Uji

Keputusan

Baris A1

LMaks = 0,1622 < L(0.01)(6) = 0,364

Baris A2

LMaks = 0,1669 < L(0.01)(6) = 0,364

Baris A3

LMaks = 0,1827 < L(0.01)(6) = 0,364

Kolom B1

LMaks = 0,1356 < L(0.01)(9) = 0,311

Kolom B2

LMaks = 0,1328 < L(0.01)(9) = 0,311

Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi normal Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi normal Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi normal Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi normal Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi normal

Sumber

Perlakuan

Lmaks dari perlakuan tidak berada pada daerah kritik atau lebih kecil dari LTabel, maka Ho masing-masing perlakuan diterima, jadi data hasil pengukuran tingkat kehalusan permukaan benda verja hasil pembubutan denan mesin CNCTU2A dalam penelitian ini secara keseluruhan berasal dari populasi yang yang berdistribusi normal. 2. Uji Homogenitas

Uji homogenitas digunakan untuk menguji kesamaan beberapa buah ratarata data. Penelitian ini menggunakan metode Bartlett untuk uji homogenitas dengan pengambilan kesimpulan dengan taraf signifikansi 1%. Untuk uji homogenitas antar baris jika didapatkan harga X2Hitung lebih kecil dari haga X2Tabel [X2(0,99)(5) = 20,1], berarti data yang didapatkan berasal dari sampel yang homogen., sedangkan untuk uji homogenitas antar kolom jika didapatkan harga X2Hitung lebih kecil dari harga X2Tabel [X2(0,99)(8) = 20,1], berarti data yang didapatkan berasal dari sampel yang homogen. Hasil uji homogenitas dengan metode Bartlett terlihat dalam Tabel 10. commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

43 Tabel 10. Hasil Uji Homogenitas dengan Metode Bartlett

Sumber Variasi

X2Hitung

X2Tabel (1-α)(k-1)

Keputusan Uji

Baris

1,013

15,1

Ho diterima

Kolom

0,265

20,1

Ho diterima

Karena masing-masing sumber memenuhi kriteria X2 < X2(1-α)(k-1) sehingga X2Hitung tidak terletak pada daerah kritik, maka Ho diterima. Jadi kedua faktor tersebut (baris dan kolom) berasal dari populasi yang homogen.

C. Pengujian Hipotesis 1. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan

Metode untuk mengetahui ada atau tidaknya pengaruh variasi kecepatan putar spindel dan bahan mata Pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A, perlu dilakukan statu pengujian statistik. Uji statistik yang digunakan hádala analisis variansi dua jalan. Hasil pengujian analisis variansi dua jalan tersebut hádala sebagai indikator ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan putar spindel dan bahan mata Pahat. Besarnya pengaruh masing-masing variabel dan interaksi antara kedua variabel tersebut dapat ditunjukkan pada Tabel 11. Tabel 11. Ringkasan Hasil Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan.

KT

FObservasi

FTabel

p

Sumber Variasi

DK

JK

Rata-rata Perlakuan

1

40,0214

A

2

2,3647

1.18234

30,07 6,93

< 0,01

B

1

0,5134

0,51342

13,06 9,33

< 0,01

AB

2

0,01661

0,01661

7,42 6,93

< 0,01

Kekeliruan (E)

12

0,4719

0,03932

Jumlah

18

43,4046

Keterangan: A : Variasi Kecepatan Putar Spindel commit to user B : Variasi Bahan Mata Pahat

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

44 AB: Pengaruh bersama (interaksi) antara Variasi Kecepatan Putar Spindel dan Variasi Bahan Mata Pahat. Menurut rangkuman hasil uji F untuk anava dua jalan pada Tabel 11 diatas dapat diambil keputusan uji sebagai berikut: a. Pengaruh Variasi Kecepatan Putar Spindel Terhadap Tingkat Kehalusan

Permukaan Hasil Pembubutan Baja EMS 45 (Fraktor A).

Tabel 11 menunjukan bahwa FObservasi = 30,07 dan FTabel = 6,93 pada taraf signifikansi sehingga FObservasi > FTabel, dapat disimpulkan bahwa ada pengaruh variasi kecepatan putar spindel terhadap tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan baja EMS 45 dengan mesin CNC-TU2A dan hipotesis dapat diterima. Pengaruh Variasi Bahan Mata Pahat Terhadap Tingkat Kehalusan Permukaan

Hasil Pembubutan Baja EMS 45 (Faktor B).

Tabel 11 menunjukan bahwa FObservasi = 13,06 dan FTabel = 9,33 pada taraf signifikansi sehingga FObservasi > FTabel, dapat disimpulkan bahwa ada pengaruh variasi bahan mata pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan dengan mesin CNC TU-2A dan hipotesis kedua dapat diterima. Pengaruh Bersama (Interaksi) antara Variasi Kecepatan Putar Spindel dan Bahan

Mata Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Baja EMS 45 Pada Mesin CNC –

TU2A.

Tabel 11 menunjukan bahwa FObservasi = 7,42 dan FTabel = 6,93 pada taraf signifikansi sehingga FObservasi > FTabel, dapat disimpulkan ada pengaruh bersama (interaksi) Variasi Kecepatan Putar Spindel dan Bahan Mata Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Baja EMS 45 Pada Mesin CNC –TU2A, jadi hipotesis ketiga tidak diterima. Penggunaan kecepatan putar spindel dan bahan mata pahat menghasilkan kehalusan yang semakin besar dan kekasaran permukaan semakin kecil, yaitu pada variasi bahan mata pahat karbida pada kecepatan putar spindle 3200rpm senilai 2,110. Penggunaan tingkat kecepatan putar spindle kecil dan bahan mata pahat HSS, akan menghasilkan kehalusan permukaan semakin kecil dan kekasaran permukaan semakin besar, yaitu pada variasi bahan mata pahat commit to user HSS dengan kecepatan putar spindle 50rpm senilai 0,880.(tabel 8)

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

45

2. Hasil Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan

Perbedaan reratanya agar diketahui secara jelas, maka setelah melakukan analisis menggunakan analisis varian dua jalan, dilanjutkan dengan uji komparasi ganda. Uji komparasi ganda setelah anava dua jalan manggunakan uji Scheffe.

Tabel 12. Hasil Komparasi Rataan Antar Baris.

No.

Komparasi

FObs

(p-1)Fα;p-1; N-pq

Kesimpulan

1

FA1 - A2

6,79

13,86

Berbeda Tidak Signifikan

2

FA1 – A3

58.19

13,86

Berbeda Signifikan

3

FA2 – A3

25.23

13,86

Berbeda Signifikan

Keterangan: Ada perbedaan jika FObs> (p-1)Fα;p-1;N-p Tabel 13. Hasil Komparasi Rataan Antar Kolom.

No. Komparasi

1

FB1 – B2

FObs

(q-1)Fα;q-1;N-pq

26,12

9,33

Kesimpulan

Berbeda Signifikan

Keterangan: Ada perbedaan jika FObs > (q-1)Fα;q-1;N-pq Tabel 14. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Baris yang Sama. Kesimpulan

No.

Komparasi

FObs

(pq-1)Fα;pq-1;N-pq

1

FA1B1 – A2B1

57,87

13,86

Berbeda Signifikan

2

FA1B1 – A2B2

51,37

13,86

Berbeda Signifikan

3

FA3B1 – A3B2

23,59

13,86

Berbeda signifikan

Keterangan: Ada perbedaan jika FObs> (pq-1)Fα;pq-1;N-pq commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

46 Tabel 15. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Kolom yang Sama. No .

Komparasi

FObs

(pq-1)Fα;pq-1;N-pq

1

FA1B1 – A2B1

5,41

25,30

Berbeda tidak Signifikan

2

FA1B1 – A3B1

36,14

25,30

Berbeda Signifikan

3

FA2B1 – A3B1

27,58

25,30

Berbeda signifikan

4

FA1B2 – A2B2

1,85

25,30

Berbeda tidak Signifikan

5

FA1B2 – A3B2

30,81

25,30

Berbeda Signifikan

6

FA2B2 – A3B2

11,68

25,30

Berbeda tidak signifikan

Kesimpulan

Keterangan: Ada perbedaan jika FObs> (pq-1)Fα;pq-1;N-pq Hasil perhitungan uji Scheffe pasca anava menunjukkan bahwa rataan masing-masing hasil uji Scheffe antar baris dengan hasil semua H0 ditolak, ini berarti ada perbedaan yang sangat signifikan komparasi antar baris pada taraf signifikan 0,01. Uji Scheffe rataan antar kolom dengan hasil H0 ditolak, ini berarti menunjukkan

ada perbedaan yang sangat signifikan antar kolom pada taraf signifikan 0,01.

D. Pembahasan Hasil Analisis Data Analisis data berdasarkan hasil penelitian daya motor dapat dikemukakan pembahasannya sebagai berikut: 1. Tabel 11 memperlihatkan bahwa pengaruh antara variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan baja EMS 45 adalah FA lebih besar daripada FTabel pada taraf signifikansi 0,01, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa ada pengaruh yang signifikan antara variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan Baja EMS 45, hal ini karena perubahan kecepatan putar spindel

mengakibatkan putaran benda kerja juga berubah sesuai dengan

tingkat kecepatan putar spindel yang digunakan dan dapat mempengaruhi tingkat kehalusan serta perbedaan kehalusan permukaan saat dilakukan commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

47 pembubutan. Kecepatan putar spindel yang tinggi akan menghasilkan permukaan yang lebih halus bila dibandingkan dengan kecepatan rendah. 2. Tabel 11 memperlihatkan bahwa pengaruh variasi bahan mata pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan Baja EMS 45 dengan mesin CNC-TU2A adalah FB pada taraf signifikansi 0,01, dapat ditarik kesimpulan bahwa terdapat pengaruh yang sangat signifikan antara variasi bahan mata pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A. Pengaruh ini disebabkan perubahan variasi bahan mata pahat mengakibatkan tingkat kekerasan bahan mata pahat juga berubah. Perbedaan ini akan dapat mempengaruhi besarnya gesekan yang terjadi akibat benda kerja dan pahat. Semakin keras bahan pahat yang digunakan, akan menghasilkan permukaan yang lebih halus. 3. Tabel 11 memperlihatkan bahwa pengaruh bersama (interaksi) antara variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 adalah FAB lebih besar daripada FTabel pada taraf signifikansi 0,01, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa ada interaksi antara variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45, hal ini karena perubahan variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat yang berbeda-beda merupakan suatu interaksi yang baik agar dapat menentukan tingkat kehalusan yang diinginkan, karena hasil akhir dari pengerjaan bahan dari pembubutan yang dibutuhkan dalam setiap produksi adalah kerataan atau kehalusan permukaan. Proses pembubutan dengan CNC-TU2A membutuhkan suatu ketelitian dalam menentukan besar kecepatan putar spindel yang tepat dan bahan mata pahat yang sesuai dengan bahan yang dibubut. 4. Komparasi ganda pasca anava yang dilakukan dengan menggunakan uji Scheffe menunjukan bahwa tingkat kehalusan permukaan pada semua perlakuan mempunyai perbedaan. Tabel 12 menunjukkan hasil komparasi rataan antar baris (variasi kecepatan putar spindel) dari data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa keseluruhan FObservasi lebih besar dari commit to user kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada semua variasi kecepatan putar

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

48 spindel berpengaruh terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45. Tabel 13 menunjukkan hasil komparasi rataan antar kolom (variasi bahan mata pahat) dari data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa FObservasi lebih besar dari kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada variasi bahan mata pahat berpengaruh terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45. Tabel 14 menunjukkan hasil komparasi rataan antar sel dalam baris yang sama dari data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa sebagian besar FObservasi lebih besar dari kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada sebagian besar variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat bebeda pengaruhnya terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45. Tabel 15 menunjukkan hasil komparasi rataan antar sel dalam kolom yang sama dari data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa sebagian besar FObservasi lebih besar dari kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada sebagian besar variasi kecepatan putar spindel dan variasi jenis bahan mata pahat bebeda pengaruhnya terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A. 5. Tabel 8 yang merupakan rangkuman hasil penelitian tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A, dapat dilihat tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 pada variasi kecepatan putar spindel 50rpm dan bahan mata pahat HSS yang paling maksimal 2,110, hal ini karena variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat yang berbeda-beda merupakan suatu interaksi yang baik agar dapat menentukan tingkat kehalusan 6. Gambar 15 merupakan grafik pengaruh variasi keceptan putar spindel dan variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45. Grafik tersebut dibuat berdasarkan data tingkat kehalusan permukaan benda kerja dari hasil penelitian. Tingkat kehalusan permukaan yang paling rendah sebesar 0,880 saat perlakuan variasi kecepatan putar spindel 50rpm dan variasi bahan mata pahat HSS, sedangkan tingkat kehalusan permukaan maksimal sebesar 2,110 ketika perlakuan variasi kecepatan putar spindel 3200rpm dan variasi commit to user karena kekerasan bahan mata bahan mata pahat Karbida, hal ini disebabkan

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

49 pahat dan variasi kecepatan putar spindel akan mempengaruhi ketahanan dan besarnya gesekan yang terjadi akibat benda kerja dan pahat waktu proses pembubutan dengan mesin CNC-TU2A.

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

49 BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN

A. Simpulan Penelitian Hasil dari penelitian tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 yang dilakukan dan mengacu pada perumusan masalah, maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Ada pengaruh yang signifikan variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan Mesin CNCTU2A, hal ini ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa FObservasi = 30,07lebih besar dari FTabel = 6,93 (FObservasi > FTabel) pada taraf signifikansi 1%. Semakin tinggi kecepatan putar spindel kehalusan semakin meningkat. 2. Ada pengaruh yang signifikan variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan Mesin CNC-TU2A, hal ini ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa FObservasi = 13,06 lebih besar dari FTabel = 9,33 (FObservasi > FTabel) pada taraf signifikansi 1%. 3. Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan variasi kecepatan putar spindel dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A, hal ini ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa FObservasi = 7,22 lebih besar dari FTabel = 6,93 (FObservasi > FTabel) pada taraf signifikansi 1%.

commit to user

49

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

50 B. Implikasi Hasil dari penelitian daya motor tersebut yang didukung oleh landasan teori yang telah dikemukakan tentang variasi kecepatan putar spindel dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda verja, dapat diterapkan ke dalam beberapa implikasi sebagai berikut:

1. Implikasi teoritis

Penelitian ini menyelidiki pengaruh variasi keceptan putar spindel dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A. Hasil penelitian ini dapat dijadikan dasar pengembangan penelitian selanjutnya yang relevan sesuai dengan masalah yang dibahas sebagai bukti dan pendukung teori yang telah dikemukakan sebelumnya bahwa tingkat kehalusan permukaan salah satunya dipengaruhi oleh variasi kecepatan putar spindel dan bahan mata pahat.

2. Implikasi praktis

Penelitian ini dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk mandapatkan tingkat kehalusan benda kerja yang maksimal dengan variasi kecepatan putar spindel dan bahan mata pahat, disamping itu digunakan untuk pertimbangan perusahaan agar lebih mempertimbangkan bahan mata pahat dan kecepatan putar spindel terhadap tingkat kehalusan permukaan pada proses pembubutan Baja EMS 45 dengan mesin CNC-TU2A.

C. Saran Berdasarkan penelitian yang diperoleh dan implikasi yang ditimbulkan, dapat disampaikan saran sebagai berikut : 1. Untuk penelitian selanjutnya yang sejenis sangat baik kalau dianalisa faktore-faktor atau variabel-variabel lain yang mempengaruhi tingkat kehalusan permukaan pada proses pembubutan baja EMS 45 dengan commit to user mesin CNC-TU2A.

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

51 2. Untuk menghasilkan tingkat kehalusan permukaan yang paling tinggi dapat dilakukan dengan memilih kecepatan putar spindel 3200rpm dan bahan mata pahat karbida. Sebagai bahan pertimbangan dalam proses produksi. 3. Penelitian ini diharapkan sebagai langkah awal bagi peneliti lain yang akan mengadakan penelitian yan grelevan di masa mendatang, diharapkan penelitian ini dijadikan bahan masukan dan pertimbangan dalam melakukan penelitian.

commit to user