PENERAPAN METODE ANALISIS VARIANS KECEPATAN MAKAN TERHADAP PANAS PEMOTONGAN PADA MESIN FREIS KUNZMANN UF6N Fadli Babunga1), Fentje Abdul Rauf2), Rudy Poeng3) Jurusan Teknik Mesin Universitas Sam Ratulangi
ABSTRAK Penelitian ini untuk mengetahui hubungan kecepatan makan terhadap panas pemotongan pada mesin freis dengan melakukan pengujian dan dapat dilakukan analisis varians untuk mendapatkan pengaruhnya variasi kecepatan makan terhadap panas pemotongan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa semakin besar kecepatan makan maka akan mengakibatkan panas yang tinggi pada proses freis dan dari analisis varians dengan tingkat kepercayaan 95 %, kecepatan makan akan memberikan pengaruh yang signifikan terhadap panas pemotongan, baik itu panas yang terbawah oleh geram, panains yang merambat melalui pahat dan panas yang mengalir melalui benda kerja. Kata kunci: Kecepatan Makan, Panas Pemotongan, Proses Freis
ABSTRACT The goal of this research is related to findng the relationship between feeding rate against cutting rising temperature at machining process using analysis of varience. The result showed that the greater of feeding rate, the higher heat produced in milling proses prom variance analisis at 95% confident level the increase of feeding rate will significant affect cetting temperature both at chips, cotting tools and working materials. Keywords : feeding rate,cetting temperature,maching.
I. PENDAHULUAN
pahat dengan benda kerja akan
1.1
menimbulkan panas yang tinggi.
Latar Belakang
Dalam suatu proses pemotongan
Hampir seluruh energi pemotongan
logam, gesekan yang terjadi antara
diubah menjadi panas melalui proses
Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
113
gesekan, antara geram dengan pahat
penghasilan geram dapat dipertinggi
dan antara pahat dengan benda kerja,
dengan tetap menjaga agar kenaikkan
serta proses perusakan molekuler atau
temperatur
ikatan atom pada bidang geser (shear
sehingga umur pahat masih cukup
plane).
tinggi.
Panas ini sebagian besar terbawa oleh
tidak
Berdasarkan penelitian
begitu
hal ini
tinggi
tersebut,
geram, sebagian merambat melalui
maka
dilakukan
pahat dan sisanya mengalir melalui
pengukuran temperatur pada geram
benda kerja menuju kesekeliling.
ketika melakukan proses pemotongan
Panas yang timbul tersebut cukup
dengan kondisi pemotongan yang
besar dan karena luas bidang kontak
bervariasi, pada salah satu mesin
relatif kecil maka temperatur pahat,
perkakas yang ada di Laboratorium
terutama bidang geram dan bidang
manufaktur dan Otomasi Teknik
utamanya, akan sangat tinggi. Karena
Mesin Universitas Sam Ratulangi
tekanan yang besar akibat gaya
(UNSRAT).
pemotongan serta temperatur yang tinggi maka permukaan aktif dari
I.2
pahat akan mengalami keausan.
Permasalahan dalam penelitian ini
Keausan tersebut makin lama makin
adalah
membesar yang selain memperlemah
pengaruh kecepatan makan yang
pahat juga akan memperbesar gaya
bervariasi
pemotongan
dapat
pemotongan pada mesin freis, baik itu
menimbulkan kerusakan fatal. Oleh
panas terhadap geram, panas terhadap
sebab itu, pembahasan atas pengaruh
pahat dan panas terhadap benda kerja.
berbagai variabel proses pemotongan
1.3
terhadap
Adapun tujuan penelitian ini adalah:
sehingga
temperatur
pemotongan
sangat penting dilakukan. Tujuannya jelas,
karena
dengan
pengetahuan pemesinan dengan
tersebut dapat
lebih
baik.
1.
Perumusan Masalah
bagaimana
terhadap
mengetahui
panas
Tujuan Penelitian
Untuk
mengetahui
hubungan
menguasai
kecepatan makan terhadap panas
proses
pemotongan pada mesin freis
direncanakan
dengan melakukan pengujian.
Kecepatan
Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
114
2.
Dari
hasil
dapat
7. Analisis varians yang digunakan
dilakukan analisis varians untuk
pengujian ini yaitu anova satu arah
mendapatkan
dengan menggunakan microsoft
variasi
pengujian
pengaruhnya
kecepatan
makan
office excel.
terhadap panas pemotongan. 1.4
Batasan Masalah
Untuk
III.
mengkonsentrasikan
METODOLOGI
PENELITIAN
pembahasan maka penelitian ini
3.1
dibatasi sebagai berikut:
Tempat pelaksanaan penelitian ini
1. Penelitian
dilakukan
Waktu dan Tempat Penelitian
sesuai
dilakukan di Laboratorium Teknik
dengan batas kemampuan dari
Manufaktur dan Otomasi Teknik
mesin
yang
digunakan,
yaitu
mesin Universitas Sam Ratulangi
mesin
freis
(UNSRAT). Dan waktu pelaksanaan
KUNZMANN UF6N yang ada di
10 Agustus sampai 10 November
Laboratorium
2016.
menggunakan
Manufaktur
dan
Otomasi Teknik Mesin UNSRAT. 2. Material
benda
kerja
yang
digunakan adalah baja poros S 45
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1
Hasil Pengamatan
C yang ada dipasaran.
Hasil
3. Proses pengefreisan dengan sistem datar.
pengamatan
yang
diperoleh dari penelitian ini adalah berupa
hasil
pengujian
proses
4. Kondisi pemotongan dilakukan
pemotongan benda uji material baja
empat kecepatan makan yang
karbon S 45 C pada mesin freis, yang
bervariasi dengan putaran yang
ada
tetap.
Manufaktur
5. Alat
pengukuran
diperhitungkan.
Universitas
Teknik Sam
Ratulangi (Unsrat). Pengujian yang
Infrared
dilakukan yaitu mengukur temperatur
Thermometer. pahat
laboratorium
temperatur
menggunakan
6. Keausan
di
pemotongan dengan menggunakan freis
tidak
alat pengukur temperatur infrared
thermometer
digital sebanyak
empat benda uji. Proses pemotongan Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
115
dilakukan
dengan
pemilihan
kecepatan makan bervariasi, yaitu
4.2.1
Panas
Pemotongan
26,24; 56,00; 91,00 dan 153,60
Perhitungan pemotongan
201 rpm pada kedalaman potong tetap
berkaitan
1,5 mm. Hasil pengujian proses
menggunakan persamaan (2.12):
dan
pengukuran
temperatur geram, datanya seperti pada tabel 4.1.
Q
Tabel 4.1 Data hasil pengujian
Kecepatan Makan; v f (mm/menit)
Putaran Kedalaman potong
: 20 1 rp m : 1, 5 m m Pengukurn Temperatur Geram; c
Pertama (1) 0 0 C K
Kedua (2) 0 0 C K
1 26,24
91
364,2
70
2 56,00
97
370,2
72
3 91,00
115 388,2
90
4 153,60 4.2
119 392,2
112
Hasil Pengolahan Data
34 3, 2 34 5, 2 36 3, 2 38 5, 2
penelitian
yang ini,
c .a.v f . w .c w z.n.(750)
Untuk kecepatan makan 26,24 mm/menit
proses pemotongan dan pengukuran
Bahan :S Jumlah gigi pahat 45 C : 12 gigi
dengan
diamati
2
•
temperatur
yang
panas
(mm/menit). Sedangkan putaran tetap
pemotongan
No
Perhitungan
o Pengukuran pertama: Q
(364.15).(1,5).( 26.24) 2 .(7,8).(0,49) (12).( 201).(750)
0,795 J/menit o Pengukuran kedua:
Q
(343.15).(1,5).( 26.24) 2 .(7,8).(0,49) (12).( 201).(750)
0,749 J/menit. •
Untuk kecepatan makan 56,00 mm/menit o Pengukuran pertama:
Q
(370.15).(1,5).(56,00) 2 .(7,8).(0,49) (12).( 201).(750)
3,679 J/menit. o Pengukuran kedua: (345.15).(1,5).(56,00) 2 .(7,8).(0,49) Q (12).( 201).(750)
3,430 J/menit.
Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
116
•
Untuk kecepatan makan 91,00
Dari persamaan (2.8):
mm/menit
Qc 75%.Q (0,75).Q
o Pengukuran pertama: Q
2
(388.15).(1,5).(91,00) .(7,8).(0,49) (12).( 201).(750)
10,187 J/menit.
(363.15).(1,5).(91,00) .(7,8).(0,49) (12).( 201).(750)
Untuk kecepatan makan 153,60 mm/menit o Pengukuran pertama:
(392.15).(1,5).(153,60) 2 .(7,8).(0,49) Q (12).( 201).(750)
29,321 J/menit. o Pengukuran kedua: Q
Pengukuran pertama:
0.596 J/menit.
2
9,530 J/menit. •
mm/menit
Qc (0,75).(0,795)
o Pengukuran kedua: Q
o Untuk kecepatan makan 26,24
(385.15).(1,5).(153,60) 2 .(7,8).(0,49) (12).( 201).(750)
28,798 J/menit.
Pengukuran kedua:
Qc (0,75).(0,749) 0.562 J/menit. o Untuk kecepatan makan 56,00 mm/menit Pengukuran pertama:
Qc (0,75).(3,679) 2.759 J/menit. Pengukuran kedua:
Qc (0,75).(3,430) 2.573 J/menit. o Untuk kecepatan makan 91,00 mm/menit
4.2.2
Hubungan Kecepatan makan
Pengukuran pertama:
dengan Panas Pemotongan
Qc (0,75).(10,187)
Hubungan fungsi kecepatan makan dengan fungsi
panas pemotongan
yang terbawah oleh geram, yang merambat melalui pahat dan yang mengalir melalui benda kerja, dapat ditentukan sebagai berikut: •
Panas yang terbawah oleh geram
7.640 J/menit. Pengukuran kedua:
Qc (0,75).(9.530) 7.148 J/menit. o Untuk
kecepatan
makan
153,60 mm/menit Pengukuran pertama:
Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
117
Qc (0,75).(29,321)
2,037 J/menit.
21.991 J/menit.
Pengukuran kedua:
Pengukuran kedua:
Qs (0,2).(9.530) 1,906 J/menit.
Qc (0,75).(28.798)
o Untuk
21.598 J/menit. •
kecepatan
makan
153,60 mm/menit
Panas yang merambat melalui
Pengukuran pertama:
pahat Dari persamaan (2.9):
Qs (0,2).(29,321)
Qs 20%.Q (0,2).Q
5,864 J/menit.
o Untuk kecepatan makan 26,24 mm/menit
Pengukuran kedua:
Qs (0,2).(28.798) 5,760 J/menit.
Pengukuran pertama:
Qs (0,2).(0,795) 0,159 J/menit.
•
Panas yang mengalir melalui benda kerja
Pengukuran kedua:
Dari persamaan (2.10):
Qs (0,2).(0,749)
Qw 5%.Q (0,05).Q
0,150 J/menit. o Untuk kecepatan makan 56,00 mm/menit Pengukuran pertama:
Qs (0,2).(3,679) 0,736 J/menit.
o Untuk kecepatan makan 26,24 mm/menit Pengukuran pertama:
Qw (0,05).(0,795) 0,050 J/menit. Pengukuran kedua:
Pengukuran kedua:
Qw (0,05).(0,749)
Qs (0,2).(3,430)
0.037 J/menit.
0,686 J/menit. o Untuk kecepatan makan 91,00 mm/menit Pengukuran pertama:
Qs (0,2).(10,187)
o Untuk kecepatan makan 56,00 mm/menit Pengukuran pertama:
Qw (0,05).(3,679) 0,184 J/menit.
Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
118
Pengukuran kedua:
Berdasarkan
Qw (0,05).(3,430)
dibuatkan grafik kecepatan makan
0,172 J/menit.
terhadap panas pemotongan dengan
o Untuk kecepatan makan 91,00
4.2
dapat
masing-masing kurva geram, pahat
Kecepatan
mm/menit
Panas Pemotongan (J/menit)
makan; No
Pengukuran pertama:
0,509 J/menit.
1
Pengukuran kedua:
Qw (0,05).(9.530)
Geram;
vf
Qw (0,05).(10,187)
Qc
(mm/menit)
(1)
(2)
26.24
0.596
0.562
Pahat; Rata2 0.579
Qs
(1)
(2)
Benda Kerja; Rata2
(1)
(2)
0.159
0.150
0.154
0.040
0.037
0.039
0.736
0.686
0.711
0.184
0.172
0.178
56.00
2.759
2.573
3
91.00
7.640
7.148
7.394
2.037
1.906
1.972
0.509
0.477
0.493
21.598
21.794
5.864
5.760
5.812
1.466
1.440
1.453
153.60
21.991
dan benda kerja, seperti pada gambar makan
4.1. Tabel
153,60 mm/menit
4.2
Hubungan
kecepatan
Pengukuran pertama:
makan dengan panas pemotongan
Qw (0,05).(29,321)
rata-rata
Pengukuran kedua:
Qw (0,05).(28.798) 1,440 J/menit.
4.3 Pembahasan Grafik
Kecepatan
Makan
Terhadap Panas Pemotongan Hasil perhitungan panas pemotongan
Panas Pemotongan (J/menit)
1,466 J/menit.
4.3.1
Ger am
Kecepatan Makan (mm/menit)
rata-rata berupa panas yang terbawah oleh geram, panas yang merambat melalui
pahat
dan
panas
Rata2
2
4
kecepatan
Qw
2.666
0,477 J/menit. o Untuk
tabel
yang
Gambar 4.1 Kecepatan makan terhadap panas pemotongan
mengalir melalui benda kerja, dapat ditebelkan seperti pada Tabel 4.2.
Dari Gambar 4.1 kecepatan makan terhadap panas pemotongan, terlihat
Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
119
bahwa panas yang ditimbulkan pada
memperlemah
pahat
juga
proses freis akan semakin meningkat
memperbesar
gaya
pemotongan
dengan
sehingga
bertambahnya
kecepatan
dapat
akan
menimbulkan
makan, baik itu panas yang terbawah
kerusakan fatal yang disebabkan
oleh geram, panas yang merambat
adanya gesekan yang terjadi antara
melalui
pahat dan panas yang
pahat dengan benda kerja akan
mengalir
melalui
menimbulkan panas yang tinggi.
benda
kerja.
Dengan demikian semakin besar kecepatan
makan
maka
akan
Hipotesis
pengujujian
dan
kreterian pengujian untuk ketiga
mengakibatkan panas yang tinggi
panas pemotongan tersebut, adalah:
pada proses freis. Dari ketiga panas
•
pemotongan yang terjadi pada proses
Hipotesis Pengujian o Hipoteis awal H 0
pemotongan freis, maka panas yang
Apakah variasi kecepatan makan
terbawah oleh geram yang merupakan
yang ada pada mesin freis tidak
panas yang paling besar pengaruhnya.
berpengaruh
secara
signifikan
terhadap panas pemotongan hasil 4.3.2
Analisis Varians
pengujian ( F hitung F tabel ).
Suatu pengujian dilakukan untuk
o Hipoteis alternatif H a
meneliti hubungan kecepatan makan terhadap panas pemotongan pada proses freis dapat dilakukan analisis varians (anova) satu arah. Dimana sebagai respons adalah perbedaan kecepatan makan dan diharapkan tidak ada pengaruh yang signifikan (mencolok)
terhadap
panas
Apakah variasi kecepatan makan yang
ada
berpengaruh
•
Ditetapkan tingkat kepeercayaan
Jadi
akan
mengalami keausan yang makin lama makin
membesar
signifikan
Kreteria Pengujian
dilakukan pengujian, sehingga pahat tidak
freis
pengujian ( F hitung F tabel ).
= 95 %
digunakan
secara
mesin
terhadap panas pemotongan hasil
pemotongan pada proses freis yang
yang
pada
Tingkat
kesalahan
( 100 95 5 % ) = 0,05 %
selain
Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
120
1. Panas
Pemotongan
yang
Terbawah Oleh Geram •
Tabel Data Pengamatan
Data dari Tabel 4.3 data hasil
Keputusan dan kesimpulan
pengujian proses pemotongan, bahwa
Hasil F hitung F tabel ,
pengelompokkan
3383,377 6,591 , maka hipotesis
pengamatan
analisis varians klasifikasi satu arah untuk analisis panas pemotongan pada geram proses freis adalah seperti dituangkan pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Data pengamatan anova satu arah untuk panas pemotongan
yaitu
alternatif yang diterima H a . •
Kesimpulan
Karena hasil perbandingan uji F hipotesis alternatif H a yang diterima, maka kesimpulannya bahwa variasi kecepatan makan yang ada pada
geram PANAS PEMOTONGAN GERAM (J/menit)
mesin
freis
akan
memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap
Kecepatan makan (mm/menit) NO
•
vf
vf
vf
vf
panas pemotongan yang terbawah
26,24
56,00
91,00
153,60
oleh geram.
1
0,596
2,759
7,640
21,991
2
0,562
2,573
7,148
21,598
2. Panas •
Analisis Varians Satu Arah
Hasil anova satu arah untuk panas pemotongan yang terbawah oleh geram
dengan
menggunakan
microsoft office excel, adalah seperti pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Hasil anova satu arah panas pemotongan pada geram
Pemotongan
yang
Merambat Melalui Pahat •
Tabel Data Pengamatan
Data dari Tabel 4.3 data hasil pengujian proses pemotongan, bahwa pengelompokkan
pengamatan
analisis varians klasifikasi satu arah untuk analisis panas pemotongan pada pahat mesin freis adalah seperti dituangkan pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Data pengamatan anova satu arah untuk panas pemotongan pahat
Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
121
panas pemotongan yang merambat •
melalui pahat.
Analisis Varians Satu Arah
Hasil anova satu arah untuk panas 3. Panas
pemotongan yang merambat melalui pahat
dengan
microsoft
excel,
adalah
(J/menit)
panas pemotongan pada pahat
Kecepatan makan (mm/menit)
NO
vf
vf
vf
vf
26,24
56,00
91,00
153,60
1
0,040
0,184
0,509
1,466
2
0,037
0,172
0,477
1,440
seperti pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6 Hasil anova satu arah
yang
PANAS PEMOTONGAN BENDA KERJA
menggunakan
office
Pemotongan
Mengalir Melalui Benda Kerja •
Tabel Data Pengamatan
Data dari Tabel 4.3 data hasil pengujian proses pemotongan, bahwa pengelompokkan
pengamatan
analisis varians klasifikasi satu arah untuk analisis panas pemotongan pada benda kerja proses freis adalah PANAS PEMOTONGAN PAHAT (J/menit) Kecepatan makan (mm/menit)
•
Keputusan dan kesimpulan
Hasil F hitung F tabel ,
vf
vf
vf
vf
26,24
56,00
91,00
153,60
1
0,159
0,736
2,037
5,864
2
0,150
0,686
1,906
5,760
yaitu
3383,377 6,591 , maka hipotesis
alternatif yang diterima H a . •
NO
seperti dituangkan pada Tabel
Kesimpulan
Karena hasil perbandingan uji F
Tabel 4.7 Data pengamatan anova
hipotesis alternatif H a yang diterima,
satu arah
maka kesimpulannya bahwa variasi
untuk panas pemotongan benda kerja
kecepatan makan yang ada pada mesin
freis
akan
memberikan
•
Analisis Varians Satu Arah
pengaruh yang signifikan terhadap Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
122
Hasil anova satu arah untuk panas
V. PENUTUP
pemotongan yang mengalir melalui benda kerja dengan menggunakan
5.1
Kesimpulan
microsoft office excel, adalah seperti
1.
Hubungan kecepatan makan
pada Tabel 4.8.
terhadap panas pemotongan, bahwa panas yang ditimbulkan pada proses
Tabel 4.8 Hasil anova satu arah
freis akan semakin meningkat dengan
panas pemotongan pada pahat
bertambahnya kecepatan makan, baik itu panas yang terbawah oleh geram, panas yang merambat melalui pahat dan panas yang mengalir melalui benda
kerja.
Dengan
demikian
semakin besar kecepatan makan maka akan mengakibatkan panas yang tinggi pada proses freis. 2. •
Keputusan dan kesimpulan
Hasil F hitung F tabel ,
yaitu
3383,377 6,591 , maka hipotesis
alternatif yang diterima H a . •
Kesimpulan
Hasil analisis varians dengan
tingkat
kepercayaan
menunjukkan
95
bahwa
%, variasi
kecepatan makan yang ada pada mesin
freis
akan
memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap panas pemotongan, baik itu panas
Karena hasil perbandingan uji F
yang terbawah oleh geram, panas
hipotesis alternatif H a yang diterima,
yang merambat melalui
maka kesimpulannya bahwa variasi
panas yang mengalir melalui benda
kecepatan makan yang ada pada
kerja. Dengan demikian panas yang
mesin
ditimbulkan
freis
akan
memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap
akan
pahat dan
mengakibatkan
pahat mengalami keausan.
panas pemotongan yang mengalir melalui benda kerja.
5.2
Saran
Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
123
1.
Karena hasil penelitian ini
Mesin
menunjukkan bahwa panas yang
Universitas
ditimbulkan
Manado.
akan
mengakibatkan
pahat mengalami keausan, untuk dianjurkan
dalam
proses
freis
sebaiknya menggunakan kedalaman potong tidak terlalu besar. 2.
Untuk
Harinaldi,
Fakultas
Teknik
Sam
ratulangi,
2002.
Prinsip-prinsip
Statistik untuk Teknik dan Sains, Erlangga, Jakarta. Poeng, R. 2014. Proses Pemesinan,
pengembangan
Bahan Kuliah Proses Manufaktur
penelitian lebih lanjut dianjurkan
II, Teknik Mesin Fakultas Teknik
menggunakan
potong
Universitas
respon,
Manado.
yang
kedalaman
bervariasi
sehingga
sebagai
dapat
pengaruhnya
diketahui
terhadap
panas
pemotongan pada proses freis. 3.
atau perbandingan dengan dan tanpa cairan
B.
Ratulangi
1981.
Teknologi
Mekanik, Erlangga Jakarta. Rochim, T. 2007. Klasifikasi Proses
Dapat dilakukan komparasi
menggunakan
Priambodo,
Sam
Gaya
dan
Daya
Pemesinan,
Institut Teknologi Bandung.
pendingin
ketika melakukan pemotongan dan juga
dapat
dilakukan
pengujian
pengukuran kekasaran permukaan benda kerja hasil pemotongan.
DAFTAR PUSTAKA
Arifin, S. 1993, Alat Ukur dan Mesin Perkakas.
Ghalia
Indonesia,
Jakarta. Gambe, S. 2015. Pengaruh Kecepatan potong
Terhadap
Pemotongan
Temperatur
pada
Proses
Pembubutan, Skripsi S1 Teknik Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 6 Nomor 1
124
