PENGARUH KEDALAMAN POTONG TERHADAP KEBULATAN PADA PEMBUBUTAN MATERIAL BAJA JISS S45C
TUGAS AKHIR untuk memenuhi sebagaian persyaratan mencapai derajat sarjana S – 1
Program Studi Teknik Mesin
diajukan oleh EMIL DWIYONO 0810641014
PROGRAM SARJANA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JEMBER 2014
ABSTRAK Emil Dwiyono, 2014, Pengaruh kedalaman Potong Terhadap Kebulatan Pada Pembubutan Material Baja JISS S45C, Tugas Akhir, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Jember, Pembimbing (I) Kosjoko, ST., MT. Pembimbing (II) Andik Irawan ST ., M. Eng.
Proses pembubutan harus mempunyai hasil yang berkualitas tinggi dapat diliat dari segi bentuk, kepresisian ukuran dan karekteristik permukaan berupa kebulataan dari benda kerja. Salah satu penyimpangan di sebabkan oleh kondisi permesinan adalah kebulataan permukaan hasil proses permesinan, maka dari itu pada penelitian in dilakukan pengujian pengaruh kedalaman potong terhadap kebulatan permukaan benda kerja pada proses bubut konvensional. Proses permesinan dilakukan dengan gerak makan 0, 13 mm/rev dan putran spindel 1050 rpm dengan memvariasikan kedalaman potong 0,5 mm, 1 mm, 1,5mm. Dengan menggunakan benda kerja JISS S45C yang mempunyai diameter 20 mm dengan panjang 120 mm dan di bubut menggunakan pahat insert carbide. Setelah benda kerja dibubut, kemudian benda kerja di ukur keselindrisanya dengan menggunakan dial indicator. Hasil penelitian ini didapatkan bahwa, pada pemakaian yang baim dimna titik kebulataan terkecil 0,0025µm. Sehingga bisa juga di sebut silindris. Dan kebulataan permukaan yang jelek terdapat pada kedalaman potong 1,5 mm dengan nilai kebulataan permukaan 0,019 µm. Oleh karena itu kedalaman potong memberikan pengaruh besar terhadap kebulutaan permukaan, Karena semakin besar kedalaman potong, maka semakin besar nilai keselindrisanya, dan semakin kecil kedalaman potong maka semakin kecil pula nilai kebulataan permukaanya. Akan tetapi dalam pembubutan benda kerja perlu diperhatikan juga faktor lain yang mempengaruhi terjadinya ketidakbulatan contohnya seperti pencekaman benda kerja kurang presisi, operator, keadaan mesin yang digunakaan dan merubah variasi kedalaman potong yang lebih segnifikan agar di dapat hasil yang lebih sempurna. Kata kunci : proses Bubut, Kedalaman Makan, Kebulatan.
ABSTRACT Emil Dwiyono, 2014, The Influence of the depth of cut on the lathe roundness JISS S45C steel material, thesis, faculty of engineering, University of Muhammadiyah Jember, Supervisor (1) Kosjoko, ST., MT. Supervisor (II) Andik Irawan ST., M. Eng.
Lathing process must Have high quality result can be viewed in terms of shape, size precision and surface characteristics such as roundness of the workpiece. One of the devicition caused by the machining condition is the result of determination surface machining process, therefore in this study tested the effect of depht of cut on the surface of the workpiece roundness in the conventional lathe. Machining process is done with motion eat 0,13 mm/rev and 1050 rpm spindle rotation by varying the depht of cut of 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm. Using S45C JISS workpiece having a diameter of 20 mm with a lenght of 120 mm and turner using carbide inserts chisel. After the workpiece turner, then the worpiece is maesured by using a dial indicator cylindrical. The results of this study found that , on the use of variations in depht of cut 1 mm good surface where the value of all points at 0,0025 μm determination so that it can also be called cylindrical . and roundness are ugly surface at a depth of cut of 0,5 mm with surface roundness value 0,019 pm .therefore the depth of cut a major influence on the determination surface,because the greater the depth of the more t greater the smaller the value cylindrical and depth of cut,the smaller the value of roundness surface. But the rounding of the workpiece should be noted that other factors also influence the occurrence of such an example ketidakbulatan less precision workpiece clamping , operators , and state machines are used . Keywords: turning process, the depht of cut, sphericity
BAB I (2012) dan menyatakan pada proses pembubutan harus mempunyai hasil yang
PENDAHULUAN
berkualitas tinggi dapat dilihat dari segi
1.1 Latar belakang Seiring
dengan
perkembangan
bentuk,
kepresisian
ukuran
ilmu pengetahuan dan teknologi yang
karekteristik
semakin
manusia
kebulatan dari benda kerja. Karekterisitik
semakin beragam dan keinginan untuk
tersebut harus dapat digunakan sesuai
memperoleh kemudahan dalam hidupnya,
dengan kebutuhan, sehingga efisiensi akan
maka manusia senantiasa berfikir untuk
lebih sesuai. Kebulatan permukaan suatu
terus mengembangkan teknologi yang
kompenan
telah ada guna menemukan teknologi baru
dengan
yang bermanfaat bagi kehidupan umat
kelelahan
manusia.
komponen-komponen mesin. Menginggat
pesat,
Jika
kebutuhan
diperhatikan,
permukaaan
dan
mesin
selalu
gesekan,
berupa
berhubungan
pelumasan,
maupun
tahan
perangkaian
kebutuhan
kebulatan produk hasil proses pembubutan
manusia tidak lepas dari unsur logam dan
memiliki fungsi yang sangat penting,
baja. Karena hampir semua alat yang
maka
digunakan terbuat unsur logam terutama
penunjukan
isyarat
baja. Sehingga baja mempunyai peranan
permukaan
yang
aktif dalam kehidupan manusia dan
(Rachmat Adi Priyanto ,2012) Untuk
menunjang teknologi jaman sekarang.
mendapatkan kebulatan yang sesuai hasil
Oleh karena itu timbul usaha-usaha dari
dengan permintaan gambar kerja maka
manusia untuk dapat merubah bentuknya
perlu faktor-faktor yang mempengaruhi
dengan menggunakan proses permesinan
tingkat kebulatan pada pengerjaan logam
salah satunya menggunakan permesinan
dengan mesin bubut antara lain kecepatan
bubut. Baja adalah logam paduan, logam
spindel,
besi sebagai unsur dasar dengan sebagai
pemakanan, kondisi mesin, pahat dan
unsur paduan utamanya.
operator.
Menurut penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Alfa Dadang Astanta
di
setiap
gambar
kerja
tentang harus
kedalaman
kebulatan
di
potong,
1.2 Perumusan Masalah
ada
penuhi.
gerak
Berdasarkan latar belakang diatas
2. Penelitian ini dapat sebagai acuan
dapat diperoleh rumusan masalah yaitu
referensi bagi penelitian selanjutnya.
bagaimana pengaruh depth of cut terhadap
3. Sebagai masukan dan pertimbangan
kebulatan logam hasil pembubutan pada
bagi perkembangan penelitian sejenis di
benda
masa yang akan datang.
kerja
yang
diinginkan
dan
parameter – parameter yang menghasilkan
1.6 Hipotesis Penelitian
kesilindrisan yang paling baik.
Hipotesis penelitian ini adalah
1.3 Batasan masalah
dengan melakukan proses pembubutan
1. Dari analisis penelitian yang dilakukan,
maka dapat diketahui pengaruh depth of
perameter yang diukur hanyalah kebulatan
cut terhadap kebulatan benda kerja pada
permukaan pada
proses pembubutan.
adanya
benda kerja
akibat
kecepatan potong, kedalaman
BAB II
potong, dan gerak makan. 2. Variable
bebas
LANDASAN TEORI
adalah
kedalaman
2.1 Elemen Dasar Proses Permesinan
potong.
Pada proses pemesinan ada lima
3. Variable tetap adalah kecepatan potong
elemen dasar yang diperlukan dalam
dan gerak pemakanan.
setiap perancangan proses, yaitu:
4. Getaran yang ditimbulkan oleh mesin
1. Kecepatan perautan (cutting speed ) ; v
pada proses bubut diabaikan.
(m/menit)
1.4 Tujuan Penelitian
2. Gerak pemakanan (feeding speed) ; v f
Tujuan dari penelitian ini adalah
(mm/putaran)
untuk mengetahui pengaruh depth of cut
3. Kedalaman perautan (depth of cut) ; a
terhadap kebulatan dan parameter yang
(mm)
menghasilkan kesilindrisan yang paling
4. Waktu perautan (cutting time) ; t c
baik.
(menit)
1.5 Manfaat Penelitian
5. Kecepatan penghasilan chip (rate of
Manfaat
yang
ingin
dicapai
dalam
penelitian ini adalah:
metal removal) ; z (cm³/menit) 2.2 Kebulatan
1. Dapat digunakan sebagai acuan dalam
Suatu
komponen
dengan
menentukan depth of cut yang paling
kebulatan ideal sangat sulit untuk dibuat,
optimal yang sesuai untuk mendapatkan
sehingga dapat dipastikan akan terjadi
kebulatan dalam proses permesinan.
suatu
ketidakbulatan
tersebut.
Walaupun
pada
komponen
secara
visual
penampang suatu komponen berbentuk
blok alas magnet, batang penyangga,
bulat, namun bila dilakukan pembesaran
penjepit, dan baut penjepit.
maka akan terlihat suatu ketidakbulatan
Alat ukur ini berfungsi untuk mengukur :
terjadi
Kerataan permukaan bidang datar.
pada
Keterbatasan
penampang yang
ada
tersebut.
pada
proses
Kerataan permukaan serta kebulatan
pembuatan menyebabkan hal tersebut
sebuah poros.
tidak
Kerataan permukaan dinding silinder.
dapat
dihindarkan,
sehingga
ketidakbulatan yang terjadi harus ditolelir
Kebengkokan
dalam batasan tertentu sesuai dengan
kesejajaran dan lain-lain.
poros,
run
out,
tujuan dan fungsi dari komponen tersebut. Hal-hal yang berhubungan dengan proses
pembuatan
yang
dapat
menyebabkan terjadinya ketidakbulatan pada
komponen yang
dibuat
adalah
sebagai berikut: 1. Kesalahan posisi senter pemegang. 2. Lenturan yang terjadi pada benda kerja atau
pada
mesin
perkakas
Gambar: Dial Indicator
yang
BAB III
diakibatkan oleh gaya pemotongan yang cukup besar.
METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
3. Tekanan alat pemegang atau pencekam pada komponen yang berdinding tipis.
JEMBER.
DIAL GAUGE atau ada yang menyebutnya dial indicator adalah alat ukur yang dipergunakan untuk memeriksa penyimpangan yang sangat kecil dari datar,
permukaan
bidang
bulat
dan
silinder
atau
kesejajaran.
Konstruksi sebuah alat dial indicator seperti terlihat pada gambar di atas, terdiri atas jam ukur (dial gauge) yang di lengkapi dengan alat
dilaksanakan
pada
bulan April-Juni 2013 di SMK Negeri 2
2.3 Dial indicator
bidang
Penelitian
penopang seperti
Kegiatan
ini
meliputi
pengadaan bahan, pengujian benda kerja, proses pembubutan, serta pengukuran kebulatan benda kerja. 3.2 Alat dan Bahan Penelitian 3.2.1 Alat Penelitian a. Mesin bubut -
Nama dagang : CQ6230AX910
-
Buatan
Shanghai
:
Made
In
China
-
Daya Motor: 360 volt, 2.33 Kw
b. Dial Indikator -
Merk
: Mitutoyo No. 2109 S
– 10 -
Buatan
: Made In Japan
-
Tingkat Ketelitian : 0,001mm
c. Pahat karbida -
Merk
3.3 Prosedur Percobaan Pembubutan : Mitsubishi Type
CNMG 120404 – MJ VP15TF d. Penggaris
Dan Pengambilan Data 3.3.1 Prosedur Percobaan Pembubutan 1.Bersihkan meja mesin bubut.
e. Jangka sorong f.
Gambar 3.2.2 Bahan Penelitian
2.Tempatkan bahan pada posisi yang
Laptop
benar, pastikan tercekam pada chuck.
3.2.2 Bahan Penelitian
3.Seting pahat dengan benar.
Bahan dalam penelitian ini adalah baja S45C tanpa perlakuan apapun. Adapun spesifikasi benda kerja adalah sebagai berikut: Unsur
4.Seting parameter pembubutan sesuai dengan tabel penelitian. 5.Dan lakukan pembubutan pada benda kerja hingga 15 spesimen.
% Komposisi Kimia
3.3.2 Pengambilan Data 1.Siapkan alat-alat pengukuran antara
Carbon
0.43-0.50%
Posfor
≤ 0.040 %
pensil dan kertas.
Sulfur
≤ 0.040%
2.Benda kerja diletakan pada spindel dan
Mangan
0.30-0.90 %
Silisium
0.10 - 0.35 %
lain: dial indikator (alat ukur kebulatan),
dial indikator diletakan di atas benda
Tabel 3.2.2 Spesifikasi Bahan Penelitian
3.Putar spindel pelan-pelan sampai jarum dial indikator bergerak kekanan maupun kekiri
(searah
jarum
jam
maupun
berlawanan arah jarum jam). Dengan
Sumber: http://grupetubesmecanicas.blogspot.com/ 2011/05/katalog_baja_ST60.html Dimensi :
kerja.
Panjang
: 120 mm
Diameter : 20 mm
asumsi nilai dari pergerakan jarum dial indikator dianggap positif. 4.Selanjutnya dilakukan pengambilan data yang diperoleh dari hasil pengukuran.
5.Setiap melakukan pengamatan, catat hasil pengukuran ke dalam tabel data. 3.4 Diagram Alir Penelitian
4.2 Hasil uji pada percobaan 1 Pada
hasil
pengerjaan
kedalaman potong sebesar (
1
) 0,5 mm,
kecepatan potong v = 60 m/min dan gerak pemakanan constanta f = 0,13 mm/rev, dengan 5 spesimen. Didapatkan hasil grafik sebagai berikut:
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian
Gambar 4.2 Grafik rata – rata hubungan kebulatan permukaaan pada percobaan 1, dengan kedalaman potong (
) 0,5 mm
dan jarak tenggang 15 mm. Pada gambar grafik 4.2 dapat disimpulkan bahwa kebulatan permukaan
tidak menentu dengan adanya kenaikan
Gambar 4.3 Grafik rata – rata hubungan
kedalaman potong (Depht Of Cut) dan
kebulatan permukaaan pada percobaan 2,
jarak
dengan kedalaman potong (
potong
tenggang, (Cutting
sedangkan Speed)
kecepatan dan
gerak
jarak tenggang 15 mm.
pemakanan (Feed Rate) nilainya adalah tetap pada percobaan.
) 1 mm dan
Pada gambar grafik 4.3 dapat disimpulkan bahwa kebulatan permukaan
Kebulatan permukaan yang terjadi
tidak menentu dengan adanya kenaikan
ini dikarenakan benda uji dengan pahat itu
kedalaman potong (Depht Of Cut) dan
mengalami suatu gesekan lebih kecil dan
jarak
halus sehingga getaran yang terjadi pada
potong
mesin bubut lebih kecil, tetapi pada waktu
pemakanan (Feed Rate) nilainya adalah
pengukuran menggunakan dial indicator
tetap pada percobaan.
tenggang, (Cutting
sedangkan Speed)
kecepatan dan
gerak
kebulatan yang terjadi pada benda uji dan
Kebulatan permukaan yang terjadi
menarik dari kesimpulan rata – rata
ini dikarenakan benda kerja pada pahat
menunjukan tidak rata terdapat keovalan
sudah mengalami suatu gesekan yang
pada titik rata – rata 1, 2, 3, titik rata –
besar dari kedalaman potong sebelumnya,
rata 4 dan 5 mengalami penurunan
sehingga getaran pada mesin bubut relatif
mendekati kebulatan.
besar dan gaya gesek benda uji dengan
4.3 Hasil Uji Pada Percobaan 2
pahat juga lebih besar yang dipengaruhi
Pada
hasil
pengerjaan
1
oleh luasan kedalaman potong yang besar.
) 1 mm,
Sehingga titik rata – rata pada 1 dan 2
kecepatan potong v = 60 m/min dan gerak
mengalami keovalan kemudian sama turun
pemakanan constanta f = 0,13 mm/rev,
pada titik rata – rata 3, 4, dan 5.
dengan 5 spesimen. Didapatkan hasil
4.4 Hasil Uji Pada Percobaan 3
kedalaman potong sebesar (
grafik sebagai berikut:
Pada
hasil
pengerjaan
kedalaman potong sebesar (
1
) 1,5 mm,
kecepatan potong v = 60 m/min dan gerak pemakanan constanta f = 0,13 mm/rev, dengan 5 spesimen. Didapatkan hasil grafik sebagai berikut:
840m/min, gerak pemakanan f = 0,13 mm/rev dan kecepatan potong v = 60. Didapatkan grafik sebagai berikut:
Gambar 4.4 Grafik rata – rata hubungan kebulatan permukaaan pada percobaan 3, dengan kedalaman potong (
) 1,5 mm
dan jarak tenggang 15 mm.
Gambar 4.5 Grafik rata – rata hubungan
Pada gambar grafik 4.4 dapat
kebulatan permukaaan pada 3 percobaan
disimpulkan bahwa kebulatan permukaan
15 spesimen , dengan kedalaman potong
tidak menentu dengan adanya kenaikan
(
kedalaman potong (Depht Of Cut) dan
jarak tenggang 15 mm.
jarak potong
tenggang, (Cutting
sedangkan
) 1,5 mm dan
Dari hasil keseluruhan rata – rata 3 percobaan 15 spesimen kedalaman
pemakanan (Feed Rate) nilainya adalah
potong menunjukan grafik turun dengan
tetap pada percobaan.
kedalaman potong 1,5 yang mendekati
gambar
4.4
yang
dan
) 1 mm, (
gerak
Kebulatan
Speed)
kecepatan
) 0,5 mm, (
terjadi
menunjukan
pada
keselindrisan.
penurunan
keselindrisan benda uji pada titik rata –
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
rata 1, 2, 3.dan 4, 5 mengalami kenaikan
5.1 Kesimpulan
keovalan karena pahat mengalami gesekan
1. Berdasarkan
dengan kedalaman yang tinggi.
kebulatan permukaan, maka dial indikator
4.5 Grafik Rata – Rata Keseluruhan
bisa dijadikan sebagai alat pengukur
Hasil Kebulatan
kebulatan pada benda kerja.
hasil
pengukuran
uji
Pada hasil pengerjan dengan 3
2. Hasil semua grafik dapat diketahui
percobaan 15 spesimen kedalaman potong
bahwa semakin tinggi kedalaman potong
0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm. Sedangkan
(depht of cut), kebulatan benda kerja yang
putaran spindel dan gerak pemakanan
dihasilkan semakin kecil.
constanta dengan nilai putaran spindel n =
3. Kecepatan potong, feeding dan depth of cut mempunyai pengaruh yang nyata secara statistik terhadap kebulatan benda kerja pada penelitian dengan material benda kerja S45C dan pahat insert CNMG 12 04 04 dengan nilai kepercayaan 90,3 %. 5.2 Saran 1. Pada penelitian berikutnya hasil yang diperoleh akan lebih akurat jika dalam penelitian menggunakan Roundness tester yang tingkat ketelitiannya lebih kecil daripada
dial
indikator
yang
kami
variasi
yang
lebih
gunakan. 2. Perlu
adanya
signifikan agar didapat hasil kebulatan yang lebih sempurna. 3. Perlu
dilakukan
tentang
pengaruh
feeding
dan
kebulatan
depth benda
penelitian kecepatan of
cut
kerja
lanjut potong, terhadap dengan
menggunakan material dan pahat yang berbeda. DAFTAR PUSTAKA
Ardinta. D. S. (2011). Pengaruh Gerak Makan dan Sudut Potong Utama Terhadap Hasil Kesilindrisan Permukaan Benda Kerja ST 42 Terhadap Proses Bubut Silindris. Jurnal. Teknik Mesin. Universitas Sebelas Maret Surakarta. Astanta. A. D. (2012). Pengaruh Variasi Parameter Kedalaman Potong Kecepatan Makan Gerak Makan Terhadap Kebulatan Permukaan Pada
Baja AISI 1045. Skripsi. Teknik Mesin. Universitas Muhammadiyah Jember. Effendi. K. A. (2010). Optimasi Kekasaran Dan Kebulatan Permukaan Pada Pembubutan Marmer Dengan Variasi Parameter Kedalaman Potong, Kecepatan Potong Dan Gerak Makan. Jurnal. Teknik Mesin. Universitas Negeri Jember. ISBN 978-602-977420-7. Nugroho. Adi. (2009). Pengaruh Gerak Makan dan Sudut Potong Utama Terhadap Hasil Kesilindrisan Permukaan Benda Kerja Pada Proses Bubut Silindris. Jurnal Teknik Mesin. Teknik Mesin. Universitas Sebelas Maret Surakarta. Priyanto. R. A. (2012). Pengaruh Depth Of Cut Terhadap Kebulatan Permukaan Pada Baja AISI 1045 Pada Proses Bubut. Skripsi. Teknik Mesin. Universitas Muhammadiyah Jember. Purwanto. W. A. (2003). Pengaruh Temperatur Tempering Terhadap Kekuatan Tarik Pada Baja Buderus 2510 Setelah Di Hardening . Skripsi. Teknik Mesin. Universitas Muhammadiyah Malang. Rochim., Taufiq. (1993). Teori dan Teknologi Proses Permesinan. Hingher Edocation Development Support Project. ITB, Bandung. Sconmetz. A., Gurber. K. (1985). Pengetahuan Bahan dan Pengerjaan Logam. Angkasa. Bandung. ISBN 979-404-372-9 Suherman., Wahid. (1987). Pengetahuan Bahan. ITS, Surabaya.
