TUGAS AKHIR
PEMBUATAN RODA GIG KE-6 PADA SEPEDA MOTOR RX-KING UNTUK MENAMBAH SPEED (KECEPATAN)
Diajukan Sebagai Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Sukma Trijaya 01302-050
PROGARAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA 2009
LEMBAR PENGESAHAN
PEMBUATAN RODA GIG KE-6 PADA SEPEDA MOTOR RX-KING UNTUK MENAMBAH SPEED (KECEPATAN)
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana Jakarta
Disetujui dan Diterima Oleh :
Pembimbing Tugas Akhir
Pembimbing
( Nanang Ruhyat, ST. MT )
i
LEMBAR PERSETUJUAN
PEMBUATAN RODA GIG KE-6 PADA SEPEDA MOTOR RX-KING UNTUK MENAMBAH SPEED (KECEPATAN)
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercubuana Jakarta
Disetujui dan Diterima Oleh :
Koordinator Jurusan
Koordinator Tugas Akhir
(Dr. H. Abdul Hamid, M.Eng )
(Dr. H. Abdul Hamid, M.Eng )
ii
DAFTAR NOTASI a
Kedalaman potong (dept of cut)
mm
A
Luas penampang Geram
mm
do
Diameter awal
mm
dm
Diameter akhir
mm
dr
Diameter rata-rata
mm
f
Gerak umpan
mm/putaran
Fv
Gaya potong
N
ks
Konstanta
N/mm2
Lt
Panjang pemotongan
mm
n
Putaran poros utama
puataran/menit
Pc
Daya pemotongan
kW
tc
Waktu pemotongan
c
te
Waktu pemotongan (cutting time )
min
v
Kecepatan potong (cutting speed)
m.min
Vf
Kecepatan umpan
mm/s
vr
Kecepatan makan (feeding speed)
mm/min
Z
Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal)
cm3/min
iii
ABSTRAK
Didasari oleh banyaknya keluhan turunnya tenaga motor Yamaha RX-King pada saat perpindahan transmisi 4 ke trnsmisi 5 maka timbul ide untuk merencanakan roda gigi 6 kecepatan dengan memperhitungkan kondisi pemotongan paling ekonomis. Pada perncanaan pembuatan roda gigi ini akan dibahas seputar perhitungan dalam kondisi paling ekonomis dalam proses pengerjaan bubut
dan
memperhitungkan daya mesin frais. Berdasarkan analisa perhitungan didapat mengenai perencanaan pembuatan roda gigi didapat kondisi pemotongan paling ekonomis sebagai berikut : •
Dihasilkan produk roda gigi yang dapat diproduksi dengan biaya minimal Rp. 1617, 27 / menit.
•
Pahat, facing dan turning dapat menghasilkan 23 benda.
•
Pahat cut off dapat menghasilkan 67 benda.
•
Pahat Gurdi ø 15 mm dapat menghasilkan 303 benda.
•
Pahat Gurdi ø 20 mm dapat menghasilkan 178 benda.
•
Daya mesin frais yang dibutuhkan 1 kW.
Kata Kunci : Roda gigi, Frais, bubut.
iv
KATA PENGANTAR
Puji Syukur Alhamdulillah Kehadirat Allah SWT yang melimpahkan Rahmat, Maghfirah, dan Itkum Minan Naar, kesempatan yang sangat berharga untuk mensucikan jiwa dan memompa semangat dalam berusaha menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan sebaik-baiknya. Shalawat dan Salam kepada Rasulullah SAW, uswatun hasanah, pembawa cahaya kebenaran, penuntun jiwa dan hati yang kelam. Kemajuan teknologi roda dua pada saat ini sangat berkembang pesat, tidak cukup hanya mengutamakan fungsi saja sebagai alat transportasi, akan tetapi dikemas dengan sentuhan seni agar terlihat indah. Menyatukan antara fungsi dan keindahan adalah sesuatu hal yang tidak mudah, akan tetapi sangatlah menarik untuk dilakukan, sebab para desainer dapat menuangkan ide kreatifnya menjadi sebuah produk yang artistik dengan sentuhan seni yang tinggi tanpa mengabaikan segi keamanannya. Hal inilah yang membuat penulis merasa tertarik untuk menyumbangkan sedikit ide, masukan, pemikiran dengan menjadikannya sebagai bahan Tugas Akhir yang Insya Allah dapat direalisasikan menjadi suatu produk yang bernilai seni serta dapat dipertanggung jawabkan. Alhamdulilah, sampailah penulis pada satu tujuan yang diimpikan, diharapkan, dicita-citakan. Rintangan yang mengahadang terus diterjang bersama
v
dengan bantuan, dorongan semangat, dan kesabaran, menuntun penulis kepada tujuan tersebut. Pada kesempatan ini, tidak lupa penulis ucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya. 2. Kedua Orang say atas do’a, perhatian, bantuan dan nasehatnya. 3. Bapak Dr. H. Abdul Hamid, M.Eng, Ketua Program Studi Teknik Mesin dan Koordonator Tugas Akhir yang telah memberikan arahan kepada penulis. 4. Bapak Ir. Nanang Ruhiyat, MT, selaku Pembimbing tugas akhir yang telah memberikan masukan dan dukungan. 5. Bapak dan Ibu dosen jurusan teknik mesin yang telah banyak memberikan ilmunya dalam perkuliahan. 6. Perpustakaan Universitas Mercu Buana dengan buku-buku berharganya yang sangat berguna dan berarti dalam proses pembelajaran. 7. Zainuri Alfan & Istri, Joko Santoso, Ade, Raden Surya, dalam berbagi informasi dan ilmu pengetahuan. Joko Santoso, Andri Dwi Mailana, Sefno, Sukma, Parningotan, Willyandri, Nurhadi dan seluruh Kawankawan Teknik Mesin angkatan 2002 atas segala dukungan dan bantuannya. 8. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
vi
Semoga Allah SWT melimpahkan Rahmat dan Hidayah-nya atas segala kebaikan yang telah diberikan. Sangat disadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan pada tugas akhir ini, oleh karena itu, penulis mengharapakan kritik dan saran yang membangun dari pembaca dalam penyempurnaan tugas akhir ini dan pengembangan dari analisis ini menjadi desain yang baik. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi rekan mahasiswa teknik mesin dan industri pada umumnya.
Jakarta, Juni 2009 Penulis
Sukma Trijaya
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………. …….
i
LEMBAR PERSETUJUAN …………………………………………. ……
ii
DAFTAR NOTASI ........................................................................................
iii
ABSTRAK …………………………………………………………... ……..
iv
KATA PENGANTAR …………………………………………………. …..
v
DAFTAR ISI ………………………………………………………….……. viii
BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………. ….
1
1.1 Latar Belakang ……………………….………………….…. ….
1
1.2 Permasalahan ……………………………………………………
2
1.3 Tujuan Perncanaan …………………………………………...….
2
1.4 Batasan Perencanaan Pembuatan Roda Gigi ……………..……..
3
1.5 Sistematika Penulisan ……………………………..……………..
3
BAB II LANDASAN TEORI PROSES BUBUT …………………...………
5
2.1
Elemen Dasar Proses Bubut …………….………………...…… 5
2.2
Mesin Bubut …………………………………………..………… 8
2.3
Pahat Bubut ……………………………………………..……
10
2.4
Elemen Dasar Perhitungan Proses Bubut …………………....
17
2.5
Mesin Frais ….……………………………………….………
19
viii
2.6
Macam Pengerjaan Frais ………………………………. ……
21
2.7
Elemen Dasar Perhitungan Proses Frais …………………......
24
BAB III METODOLOGI PERENCANAAN KONDISI PEMOTONGAN OPTIMUM ……………………….. 26 3.1
Pemotongan Logam Secara Ekonomis …..………...………… 26
3.2
Data Spesifikasi Benda Kerja …………..……………….…… 27
3.3
Spesifikasi Pahat ……………………………..………………
27
3.3
Spesifikasi Pahat ……………………………..………………
27
3.4
Urutan Pemotongan Benda Kerja ……………………………
29
3.5
Perhitungan Frais ……………………………..……………… 32
BAB IV ANALISIS DATA
………………………………………………..
33
4.1
Perhitungan Pemotongan Pada Kondisi Ekonomik ..….…….. 33
4.2
Perhitungan Umur Pahat …..…………………………………. 39
4.3 Perhitungan Frais …………………….….……………...…… 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……………….…………………..
45
5.1
Kesimpulan ………………………………………………….
45
5.2
Saran ……………………………...…………………………
46
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. ......
47
LAMPIRAN
ix
1
BAB I Pendahuluan
1.1.
Latar Belakang Perencanaan Pembuatan Roda Gigi Perkembangan dunia industri yang makin pesat menuntut kualitas produk
yang tinggi dengan harga yang dapat bersaing. Proses pemesinan adalah salah satu proses pembuatan komponen mesin yang dapat mencapai ketelitian tinggi. Dalam setiap proses pemesinan perlu direncanakan parameter-parameter prosesnya, agar diperoleh produk yang sesuai dengan spesifikasi dan agar biaya pembuatan dapat optimum. Disini akan direncanakan pembuatan roda gigi sepeda motor RX-King, karena peminat motor tipe ini cukup banyak dank arena itu proses pembuatannya dalam skala yang cukup besar. Parameter proses yang direncanakan adalah untuk mesin bubut dan mesin fasis, dimana dengan kedua mesin ini roda gigi dapat dibuat.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
2
Pada perencanaan proses bubut tersebut dilaksanakan pada kondisi pemotongan optimum paling ekonomik. Sedangkan pemilihan parameter proses frais dimaksudkan untuk memilih mesin yang memiliki daya sesuai dengan perhitungan hasil perencanaan.
1.2.
Permasalahan Tindak lanjut dari hasil perancangan (design) roda gigi pada referensi adalah
fabrikasi komponen tersebut. Dalam hal ini permasalahannya adalah bagaimana menentukan kondisi pemotongan optimum paling ekonomik pada proses bubut dan frais untuk pembuatan roda gigi tranmisi pemindah putaran mesin RX-King.
1.3.
Tujuan Perencanaan Tujuan dari perencanaan ini adalah :
Untuk memperoleh harga a (kedalaman potong), f (gerak makan), v (kecepatan potong) proses bubut dan frais, sehingga dapat dihasilkan roda gigi dengan biaya produksi termurah.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
3
1.4.
Batasan Perencanaan Pembuatan Roda Gigi Batasan perencanaan pada proses pembuatan roda gigi hanya dibahas pada
perhitungan waktu dalam proses bubut, perhitungan umur pahatnya, dan perhitungan pada daya mesin frais yang harus dipergunakan.
1.5.
Sistematika Penulisan Sistematika penulisan perencanaan pembuatan roda gigi ini terdiri dari lima
bab, meliputi :
BAB 1 Pendahuluan Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang dari perencanaan pembuatan roda gigi, tujuan yang akan dicapai dari perencanaan ini, batasanbatasan yang ditetapkan dalam perencanaan dan sistematika penulisan.
BAB 2 Landasan Teori Proses Bubut Pada bab ini dijelaskan mengenai landasan teori dari proses bubut dan proses frais. Bentuk rumus empiric gaya potong dan rumus proses frais dan optimasi proses pemesinan.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
4
BAB 3 Metodologi Perencanaan Kondisi Pemotongan Optimum Dalam bab ini, diuraikan mengenai tahapan-tahapan pembuatan dan tahapan-tahapan pengefraisan disertai dengan gambar teknik roda gigi, spesifikasi material benda, gambar benda kerja sebelum dipotong. Adapun perencanaan parameter proses bubut dipilih kondisi pemotongan yang paling ekonomis. Selanjutnya tentang proses frais diperhitungkan terhadap daya mesin yang tersedia.
BAB 4 Perhitungan Penambahan Roda Gigi Dalam bab ini, diuraikan mengenai perhitungan pembuatan roda gigi.
BAB 5 Penutup Dalam bab ini, diuraikan mengenai kesimpulan dari perencanaan pembuatan roda gigi dan saran-saran yang mungkin dapat berguna untuk proses perencanaan roda gigi selanjutnya.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
5
BAB II Landasan Teori Proses Bubut
2.1
Elemen Dasar Proses Bubut Proses bubut adalah proses pemesinan untuk menghasilkan bagian-bagian
mesin berbentuk silindris yang dikerjakan dengan menggunakan mesin bubut. Prinsip dasarnya dapat didefinisikan sebagai proses pemesinan permukaan luar benda silindris atau bubut rata: •
Dengan benda kerja yang berputar
•
Dengan satu pahat bermata potong tunggal (with a single-point cutting tool)
•
Dengan gerakan pahat sejajar terhadap sumbu benda kerja pada jarak tertentu sehingga akan membuang permukaan luar benda kerja (lihat Gambar 2.1 no. 1). Proses bubut permukaan (surface turning, Gambar 2.1 no. 2) adalah proses
bubut yang identik dengan proses bubut rata, tetapi arah gerakan pemakanan tegak Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
6
lurus terhadap sumbu benda kerja. Proses bubut tirus (taper turning, Gambar 2.1 no. 3) sebenarnya identik dengan proses bubut rata di atas, hanya jalannya pahat membentuk sudut tertentu terhadap sumbu benda kerja. Demikian juga proses bubut kontur, dilakukan dengan cara memvariasi kedalaman potong, sehingga menghasilkan bentuk yang diinginkan.
Gambar 2.1 (1) Proses bubut rata, (2) bubut permukaan,dan (3) bubut tirus (Sumber : Berdasarkan gambar teknik, dimana dinyatakan spesifikasi geometric suatu produk komponen mesin, salah satu atau beberapa jenis proses pemesinan harus dipilih sebagai suatu proses atau urutan proses yang digunakan untuk membuatnya. Bagi suatu tingkatan proses, ukuran obyektif ditentukan dan pahat harus membuang sebagian material benda kerja sampai ukuran obyektif tercebut tercapai.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
7
Hal ini dapat dilaksanakan dengan cara menentukan penampang geram (sebelum terpotong). Selain itu setelah berbagai aspek teknologi ditinjau, kecepatan pembuangan geram dapat dipiluh supaya waktu pemotongan sesuai dengan yang dikehendaki. Pekerjaan seperti ini akan ditemui dalam setiap perencanan proses pemesinan. Untuk itu perlu dipahami lima elemen dasar proses pemesinan yaitu : 1. Kecepatan potong (cutting speed)
:
v (m.min)
2. Kecepatan makan (feeding speed)
:
vr (mm/min)
3. Kedalaman potong (dept of cut)
:
a(mm)
4. Waktu pemotongan (cutting time )
:
te(min)
5. Kecepatan penghasilan geram
:
Z (cm3/min)
(rate of metal removal) Elemen proses pemesinan tersebuyt (V, Vƒ,a, tc,Z) dihitung berdasarkan dimensi kerja, pahat serta besaran dari mesin perkakas. Besaran mesin perkakas yang dapat diatur ada bermacam-macam tergantung pada jenis mesin perkakas. Oleh sebab itu, rumus yang dipakai untuk menghitung setiap elemen proses pemesinan dapat berlainan.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
8
2.2
Mesin Bubut Hal yang biasa dilakukan oleh mesin bubut adalah memperkecil diameter
luar, membuat lubang atau memperbesar lubang, membentuk tirus dan membuat ulir. Urutan proses bubut biasanya benda kerja dipegang oleh pencekam yang dipasang diujung poros utama (spindle). Dengan mengatur lengan pengatur, yang terdapat pada kepala diam (head stock), putaran poros utama dapat dipilih. Harga putaran poros utama umumnya dibuat bertingkat, dengan aturan yang telah distandarkan. Pada Head Stock terdapat poros utama (spindle) dan pada poros utama terdapat cekam yang berfungsi sebagai pemegang benda kerja yang akan dibubut. Tall Stock berfungsi sepagai penyenter, agar pada saat pembubutan berlangsung sumbu simetri putar dari benda kerja tetap berhimpit pada sumbu simetri putar poros utama (untuk mencegah terjadinya lenturan berlebih pada benda kerja). Selain itu fungsi dari Tall Stock adalah untuk menjepit mata/gurdi/bor pada saat menggurdi/member jika proses ini ingin dilakukan pada mesin bubut. Putaran spindle dapat diatur dengan mengubah kombinasi ratio roda gigi yang ada di gear box. Harga putaran poros utama ini umumnya dibuat bertingkat dan untuk setiap mesin bubut tingkatannya berbeda.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
9
Untuk mesin dengan putaran motor variable, kecepatan putaran spindle tidak lagi bertingkat melainkan berkesinambungan atau continue (stepless). Macam-macam jenis pembubutan : a. Pembubutan melintang Pada saat pembubutan melintang, kedudukan eretan adalah tetap terhadap benda kerja. Pada proses ini peluncur silang yang melakukan gerakan umpan. Gerakan umpan ini dapat dilakukan secara manual maupun secara otomatis. Fungsi dari pembuatan melintang biasanya adalah untuk meratakan permukaan melintang benda kerja atau membuat alur melintang. b. Pembubutan memanjang Pada pembubutan memanjang, kedudukan eretan bergerak relative memanjang terhadap benda kerja, sedangkan peluncur silang dalam keadaan tetap. Gerakan eretan berfungsi sebagai gerak umpan. Gerakan umpan tersebut dapat dilakukan secara manual maupun otomatis yang diatur oleh lead screw. Fungsi dari proses ini biasanya untuk memperkeceil diameter atau memperbesar lubang pada benda kerja dan membentuk ulir. Pada pembuatan ulir, gerak umpan yang diberikan disesuaikan dengan jarak ulir yang akan dibuat.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
10
2.3
Pahat Bubut
a. Bagian-bagian utama pahat bubut, lihat gambar 2.3 Aα = bidang bebas Aγ = bidang geram Aα = bidang bebas bantu S
= sisi potong utama
S
= sisi potong bantu
B
= badan
Gambar 2.2 Bagian utama pahat bubut (Sumber : Dasar-dasar Perancangan Perkakas Dan Mesin-mesin Perkakas. Hal. 47) b. Sudut-sudut utama pahat bubut Kr = sudut potong utama (Tool Cutting Edge/principal Cutting Edge Angle) εr = sudut ujung (Tool included Angle/Plane Angle) Kr = sudut potong Bantu (Tool Minor Cutting Edge Angle/Auxiliaary Cutting Edge Angle) ψr = sudut potong samping (Tool Approach/Lead Angle/Side Cutting Edge Angle) A = sudut bebas γ = sudt geram β= sudut penampang pahat/sudut baji Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pad gambar 2.3 dibawah Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
11
Gambar 2.3 sudut-sudut utama pahat bubut (Sumber : Dasar-dasar Perancangan Perkakas Dan Mesin-mesin Perkakas. Hal. 60)
Untuk menjamin kelangsungan proses pembentukan geram pada proses membubut diperlukan material pahat yang lebih unggul dari pada material benda kerja yang akan dipotong. Keunggulan itu dapat dicapai dengan memperhatikan beberapa syarat teknis, yaitu : a. Kekerasan Kekerasan adlah perlawanan dari suatu metarial terhadp deformasi plastis. Kekerasan pahat harus lebih keras dari benda kerja baik dari suhu kamar maupun pada suhu tinggi/suhu pada saat memotong. Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
12
b. Keuletan Keuletan harus cukup besar guna menahan beban kejut yang mungkin terjadi pada saat melakukan pemotongan baik pemotongan dengan inerupsi
maupun
memotong
bagian-bagian
benda
kerja
yang
keras/kekerasannya tidak teratur. c. Ketahanan panas dan mudah menyalurkan panas Panas yang timbul pemotongan harus disalurkan ke badan pahat agar panas tidak terkumpul terus diujung pahat. Jika tida suhu yang tinggi sangat dapat mempengaruhi kekuatan pahat. d. Tahan arus dan koefisien gesek yang kecil Sifat ini ada kaitannya dengan sifat adhesi (tarik-menarik antara dua molekul yang berbeda). Sifat adhesi yang besar mengakibatkan geram menumpuk pada ujung pahat (terbentuknya BUE = Build Up Edge) Akibat dari terbentuknya BUE ini adalah : 1).
Gaya potong menjadi bertambah besar karena besarnya bidag gesek.
2).
Meningkatnya suhu dengan cepat sehingga ujung pahat mudah terdeformasi.
3).
Ketelitian benda kerja menjadi kurang akibat pahat sudah tidak baik.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
13
Beberapa jenis bahan padat yang biasa dipakai, berurutan mulai dari yang paling lunak tetapi ulet dan murah sampai yang paling keras tetapi rapuh dan mahal : a. Baja karbon/baja perkakas (Carbon Tool Steel) b. High Speed Steel (HSS) c. Paduan Cor – Non – ferro (Cast Nonferrous Alloys; Cast Carbides) d. Karbida (Cemented Carbides Hardmetals) e. Keramik (Ceramics) f. Intan (Diamond) Parameter yang terpenting dari pahat yang mempengaruhi proses pembubutan adalah : a. Jenis Pahat Pemilihan jenis pahat ini biasanya dengan mempertimbangkan jenis bahan apa yang akan dipotong dan serta pengajarannya, apakah untuk kecepatan tinggi atau rendah, apakah untuk pengkasaran/roughing atau penghalusan/finishing. b. Kr, sudut potong utama Yaitu sudut diantara sisi potong utama dengan arah gerak umpan.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
14
c. Umur Pahat Yaitu waktu antara pahat telah diasah sampai pahat tersebut diasah kembali. Dalam perencanaan harus benar-benar diperhitungkan kombinasi ketiga unsure diatas agar diperoleh suatu harga optimum baik dari segi ekonomi maupun syarat teknis benda kerja. Penentuan material pahat didasarkan pada jenis material benda kerja dan kondisi pemotongan (pengasaran, adanya beban kejut, penghalusan). Material pahat dari baja karbon (baja dengan kandungan karbon 1,05%) pada saat ini sudah jarang digunakan untuk proses pemesinan, karena bahan ini tidak tahan panas (melunak pada suhu 300-500° F). Baja karbon ini sekarang hanya digunakan untuk kikir, bilah gergaji, dan pahat tangan. Material pahat dari HSS (high speed steel) dapat dipilih jenis M atau T. Jenis M berarti pahat HSS yang mengandung unsur molibdenum, dan jenis T berarti pahat HSS yang mengandung unsur tungsten. Beberapa jenis HSS dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
15
Tabel 2.1 Jenis Pahat HSS (Sumber : http://Physics.uwstout.edu)
Pahat dari HSS biasanya dipilih jika pada proses pemesinan sering terjadi beban kejut, atau proses pemesinan yang sering dilakukan interupsi (terputus-putus). Hal tersebut misalnya membubut benda segi empat menjadi silinder, membubut bahan benda kerja hasil proses penuangan, dan membubut eksentris (proses pengasarannya). Pahat dari karbida dibagi dalam dua kelompok tergantung penggunaannya. Bila digunakan untuk benda kerja besi tuang yang tidak liat dinamakan cast iron cutting grade . Pahat jenis ini diberi kode huruf K (atau C1 sampai C4) dan kode warna merah. Apabila digunakan untuk menyayat baja yang liat dinamakan steel cutting grade. Pahat jenis ini diberi kode
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
16
huruf P (atau C5 sampai C8) dan kode warna biru. Selain kedua jenis tersebut ada pahat karbida yang diberi kode huruf M, dan kode warna kuning. Pahat karbida ini digunakan untuk menyayat berbagai jenis baja, besi tuang, dan nonferro yang mempunyai sifat mampu mesin yang baik. pahat karbida untuk menyayat berbagai bahan dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 6.2 Penggolongan Pahat Jenis Karbida dan Penggunaannya (Klasikasi) (Sumber : http://Physics.uwstout.edu)
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
17
2.4
Elemen Dasar Perhitungan Proses Bubut
a. Luas Penampang Geram, A A = a. f = b. H f = h/sin Kr [mm] a = b sin Kr [mm]
(Asyari Daryus, Hal. 155)
Keterangan : A = Luas penampang Geram [mm]
b = Lebar pemotongan [mm]
a = Kedalaman potong [mm]
h = Tebal geram [mm]
f = Gerak umpan [mm/putaran]
kr = Sudut potong [0]
b. Kecepatan potong, V V=
n.dr.n [m/s] 60.000
Dr = (do + dm) / 2 [mm]
(Asyari Daryus, Hal. 155)
Keterangan : V = Kecepatan potong [m/s] n = Putaran poros utama [putaran/menit] dr = Diameter rata-rata [ mm ] do = Diameter awal [mm] dm = Diameter akhir [mm]
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
18
c. Kecepatan umpan, vf Vf = f . n/60
[mm/s]
(Asyari Daryus, Hal. 155)
Vf = Kecepatan umpan [mm/s] f = Gerak umpan [mm/putaran] n = Putaran poros utama [puataran/menit] d. Waktu pemotongan, tc tc = Lt / Vf
[s]
(Asyari Daryus, Hal. 155)
tc = Waktu pemotongan [s] Lt = Panjang pemotongan [mm] Vf = Kecepatan umpan [mm/s] e. Gaya potong, Fv Fv = a . ks
[N]
(Syamsir A. Muin, Hal. 65)
Fv = Gaya potong [N] a = Kedalaman potong [mm] ks = Konstanta = scr [N/mm2]
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
19
f. Daya pemotongan, Pc Pc =
Fv .V [kW ] 1000
(Syamsir A. Muin, Hal. 67)
Pc = Daya pemotongan [kW] Fv = Gaya potong [N] V = Kecepatan potong [m/s]
2.5
MESIN FRAIS
Pengafraisan memegang peranan penting dalam proses pemberian bentuk dengan cara mengelupas geram. Prosedur memfrais yang tepat dan perkakas yang cocok memungkinkan pngikisan bidang dengan daya serpih yang besar atau pembuatan benda kerja dengan ketepatan yang tinggi secra ekonomis. Terutama penggunaan mesin frais modern berdaya tinggi membuka kemungkinan baru dalam penerapan pengafraisan halus sebagai alternative terhadap pengasahan rata, pengefraisan benda kerja yang disepuh keras dengan perkakas yang terbuat dari logam keras. Frais adalah perkakas berpenyayat banyak yang mengambil geram dari benda kerja dalam rentetan yang tak terputus dengan melakukan gerakan penyayatan melingkar seraya umpan lurus. Gerakan utama atau penyayatan dilakukan oleh perkakas, gerakan umpan dilaksanakan oleh benda kerja yang Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
20
memungkinkan kesinambungan pengambilan geram. Gerakan efektif, gabungan antara gerakan penyayatan dan gerakan umpan. Keistimewaan penyerpihan dengan memfrais adalah geram yang selalu terputus. Setiap penyayatan pada frais hanya sebentar saja melakukan hantaman dalam setiap putaran penuh. Sampai hantaman berikutnya, penyayat dapat menjadi dingin kembali. Ada dua jenis frais berdasarkan posisi sumbu frais : a. Frais Mantel, sumbu frais dengan benda kerja. Gigi frais berada pada bidang mantel bahan frais/gigi keliling b. Frais Muka/Frais Kepala, sumbu frais bediri tegak lurus pada bidang benda kerja. Selain gigi keliling terdapat pula pada bidang muak (gigi muka) Terdapat macam-macam mesin frais sebagai berikut : a. Mesin frais horizontal b. Mesin frais universal c. Mesin frais vertical d. Mesin frais datar e. Mesin frais portal
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
21
2.6
Macam Pengerjaan Frais
Macam-macam pengerjaan yang dapat dilakukan pada mesin frais : 1. Meratakan Bidang Datar Untuk meratakan bidang datar digunakan mesin frais horizontal, jika bendanya kecil. Jika bendanya besar dan panjang digunakan mesin frais portal. Pada mesin frais horizontal digunakan alat frais mantel dan pada mesin frais portal alat kepala frais dilengkapi dengan pisau-pisau. Pada alat frais matel digunakan 2 buah alat frais mantel dengan alur-alurnya masing-masing bertentangan satu sama lain. Hal tersebut dilakukan untuk menghilangkan beban aksial pada bantalan. 2. Meratakan Bidang Vertikal Untuk meratakan bidang vertical digunakan mesin frais verticalo dan alat fraisnya adalah alat frais jari-jari. 3. Memotong Macam-macam Alur Macam-macam alur dapat dipotong dengan mesin frais. Ada alur yang dapat dipotong dengan mesin frais horizontal, dan juga alur-alur yang harus dipotong dengan mesin frais vertical. Bentuk alat frais disesuaikan dengan ebntuk alur yang akan dipotong. 4. Memotong Roda Gigi Pemotongan roda gigi dapat dilakukan dengan dua cara sebagai berikut :
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
22
Cara pertama (1) : Gigi-gigi dipotong satu per satu dengan sebuah alat frais yang bentuknya disesuaikan dengan bentuk alur antar gigi. Setelah alur dipotong, maka roda diputar ke alur berikutnya untuk memotong alur berikutnya. Hal tersebut dilakukan dengan pertolongan alat pembagi universal. Cara kedua (2) : Pada cara ini gigi-gigi dipotong secara sekaligus beberapa buah, tetapi bentuk gigi-gigi belum sempuna dipotongnya. Pada pemotongan alur berikutnya gigi dipotong lagi sebagian sehingga pada putaran-putaran selanjutnya bentuk gigi disemournakan. Pemutaran roda gigi dari satu alur ke lain alur dilakukan dengan pertolongan alat pembagi. Cara ini tidak dapat dipergunakan untuk memotong roda gigi cacing, karena beebrapa sebab : a. Alat pemotong frais digerakan secara radial terhadapm roda yang akan dipotong alurny. Gigi-gigi yang dihasilkan sama jauh jaraknya. b. Jarak antara gigi pada roda gigi cacing berlainan dengan roda gigi baisa. Dengan cara kedua pucuk gigi roda gigi cacing akan terpapas.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
23
Cara ketiga (3) : Pada cara ini gigi-gigi roda gigi cacing dipotong beberapa gigi secara bersamaan, seperti pada cara kedua. Bedanya ialah alat pemotong frais yang pada cara kedua berbentuk silinder atau lurus, sedangkan disini berbentuk tirus. Perbedaan yang lain bahwa alat pemotong frais ini bergerak secara tangensial atau menyinggung. Sementara itu roda juga akan berputar secara perlahan dan digerakkan dengan alat pembagi differensial. Pemasangan benda kerja pada mesin frais : 1. Dengan ragum Untuk memfrais bidang datar benda-benda kecil, benda-benda tersebut dipasang pada ragum yang diikat pada meja atas. Ada ragum yang tidak dapat diputar dan ada yang dapat diputar. 2. Dengan penjepit Untuk benda-benda panjang yang permukaan datarnya harus difrais, maka benda-benda tersebut tidak dipasang pada ragum, melainkan pada meja atas dengan penjepit kiri dan kanan benda. 3. Dengan meja putar Apabila benda-benda harus difrais sekelilingnya, maka benda-benda tersebut tidak dipasang pada meja atas yang berbentuk segi empat, melainkan pada meja putar yang berbentuk pudar. Pada meja tersebut dapat juga dipasang cengkam yang memusat sendiri. Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
24
4. Dengan pelat pembawa dan baut pembawa Jika benda hendak difrais menjadi benda yang berisi banyak maka digunakan alat pembagi. Bendanya diikat dengan pembawa dan dipasang dianatar titik-titik putar alat pembagi dan kepala lepasnya.
2.7
Elemen Dasar perhitungan Proses Frais
Kecepatan potong
π . d .n
v=
1000
(m/min)
(Asyari Daryus, Hal. 207)
Gerak makan per gigi
Fz =
vf zxn
(m/min)
(Asyari Daryus, Hal. 207)
Waktu pemotongan
tc=
Lt vf
(min)
(Asyari Daryus, Hal. 207)
Kecepatan penghasil geram
Z=
vfxaxW 1000
(cm3/min)
Fakultas Teknologi Industri
(Asyari Daryus, Hal. 207)
Teknik Mesin
25
Proses perencanaan pembuatan roda gigi, memperhitungkan tigas aspek yang ada, yaitu : 1. Ongkos produksi yang paling rendah/ekonomik; yang memberikan kondisi untuk menghasilkan produk semurah mungkin. Biasanya dipilih apabila waktu terbuang. 2. Kecepatan produksi yang paling tinggi/produktif; yang memebrikan kondisi untuk menghasilkan produk secepat mungkin atau waktu produksi serendah mungkin. Biasanya dipilih apabila waktu sangat sempit, sedangkan target harus dipenuhi. 3. Kecepatan
penghasilan
keuntungan
yang
paling
tinggi/menguntungkan; yang memberikan kondisi untuk menghasilkan
produk dengan keuntungan/laba persatuan waktu sebesar mungkin. Biasanya dipilih bila ada kemungkinan untuk memilih dari berbagai yang ditawarkan (dimana telah diketahui keuntungannya dari selisih antara ongkos pembuatan dan upah yang ditawarkan).
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
26
BAB III METODOLOGI PERENCANAAN KONDISI PEMOTONGAN OPTIMUM
Pada bab ini diuraikan tahapan proses perencanaan pembuatan roda gigi yaitu pembubutan dan pengefraisan. Untuk itu diperlukan data spesifikasi bahan dan gambar teknik benda kerja. Kondisi pemesinan proses bubut paling ekonomik yang dipakai sebagai Dasar perhitungan.
3.1
Pemotongan Logam Secara Ekonomis
Pada dasarnya dalam setiap proses pemesinan ada tiga variable proses yang perlu ditetapkan harganya yaitu kedalaman potong a, gerak makan f, dan kecepatan potong v, untuk menghasilkan produk sesuai dengan geometri & toleransi yang diminta. Sesuai dengan urutan proses yang direncanakan, jelas perlu ditentukan terlebih dahulu jenis mesin perkakas
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
27
dan pahatnya (material pahat disesuaikan dengan material benda kerja, gemetri pahat yang disesuaikan dengan kondisi proses yang direncanakan).
3.2
3.3
Data spesifikasi benda kerja − Baja karbon
: SNCM 447
− Kekuatan tarik maksimal
: 900 /Nmm2
− Kadar karbon
: 0,30 – 0,38%
− Diameter dalam
:
− Diameter luar
:
− Jumlah Modul
:
Spesifikasi Pahat
Proses pembentukan geram dengan cara pemesinan berlangsung, dengan cara mempertumkan dua jenis material. Untuk menjamin kelangsungan proses ini maka jelas diperlukan material pahat yang lebih unggul daripada material benda kerja. Keunggulan tersebut dapat dicapai karena pahat dibuat dengan memperhatikan berbagai segi yaitu : ¾ Kekerasan ; yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja tidak saja
pada temperature ruang melainkan juga pada temperature tinggi pada saat proses pembentukan geram berlangsung.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
28
¾ Keuletan ; yang cukup besar menahan beban kejut yang terjadi sewaktu
pemesinan dengan interupsi maupun sewaktu memotong benda kerja yang mengandung partikel/bagian yang kerras (hard spot) ¾ Ketahanan beban kejut termal ; diperlukan bila terjadi perubahan
temperature yang cukup besar secara berkala/periodic. ¾ Sifat adhesi yang rendah ; untuk mengurangi afnitas benda kerja
terhadap pahat, mengurangi laju keausan, serta penurunan gaya pemotongan ¾ Daya larut elemen/komponen, material pahat yang rendah ; dibutuhkan
demi untuk memperkecil laju keausan akibat mekanisme difusi.
Pahat yang digunakan : − Bahan : Cemente Carbide T15K6
Jenis karbida yang dibuat dengan cara menyinter (KRUPP WIDIA) merupakan bahan padat yang dibuat dengan cara menyinter (sintering) serbuk Karbida (Nitrida, Oksida) dengan bahan pengikat pada umumnya dari Cobalt (Co). Dengan cara Carburizing masing-masing bahan dasar (serbuk) Tungsten (Wolfram, W) Tintanium (Ti) Tantalum (Ta) dibuat menjadi Karbida yang kemudian digiling (ball mill) dan disaring. Salah satu atau campuran serbuk Karbida tersebut kemudian dicampur dengan bahan pengikat (Co) dan dicetak tekan dengan memakai bahan pelumas Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
29
(lilin). Setelah itu dilakukan presintering (1000°C pemanasan mula untuk menguapkan bahan pelumas) dan kemudian sintering (1600°C) sehingga bentuk keeping (sisipan) sebagai hasil proses cetak tekan (Cold atau HIP) akan menyusut menjadi sekitar 80% dar volume semula
3.4
Urutan Pemotongan Benda Kerja
Langkah 1, Facing :
Ce ⎞⎛ 1 ⎞ ⎛ Te = ⎜ td + ⎟⎜ − 1⎟ = ……../menit Cm ⎠⎝ n ⎠ ⎝ Ve = 171. (f)-0,43 . (a)-04,43 . (Te)-0,22 = ……m/menit
ne =
1000.Ve → Ne = ……..rpm π .dm
nop =
1000.Vop → Vop = …….m/menit π .dm
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
30
Langkah 2, Turning :
Ce ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ ⎜ td + ⎟ ⎜ − 1⎟ = ………/menit Cm ⎠ ⎝ n ⎝ ⎠
Te =
Ve = 171.0 (f)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = ….m/menit
ne =
1000.Ve → Ne = ………rpm π .dm
nop =
1000.Vop → Vop = ……..m/menit π .dm
Langkah 3, Drilling :
Ce ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ Te = ⎜ td + ⎟ ⎜ − 1⎟ = ……../menit Cm ⎠ ⎝ n ⎠ ⎝ Ve = 171. (f)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = ……m/menit
ne =
1000.Ve → Ne = ………rpm π .dm
nop =
1000.Vop → Vop = …….m/menit π .dm
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
31
Langkah 4, Boring :
Ce ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ Te = ⎜ td + ⎟ ⎜ − 1⎟ = ……../menit Cm ⎠ ⎝ n ⎠ ⎝ Ve = 171. (f)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = ……m/menit
ne =
1000.Ve → Ne = ………rpm π .dm
nop =
1000.Vop → Vop = …….m/menit π .dm
Langkah 5, Cut Off :
Ce ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ Te = ⎜ td + ⎟ ⎜ − 1⎟ = ……../menit Cm ⎠ ⎝ n ⎠ ⎝ Ve = 171. (f)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = ……m/menit
ne =
1000.Ve → Ne = ………rpm π .dm
nop =
1000.Vop → Vop = …….m/menit π .dm
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
32
3.5
Perhitungan Frais
Perhitungan frais hanya memperhitungkan daya mesin. Elemen perhitungan frais :
π
Cutting speed, m/min
:Ve =
Revolution per minute
: rpm =
Fedd rate min/min
: fm = ft x n x rpm
Feed per tooth, mm
: ft =
Cutting time, min
:t=
L fm
Rate of metal removal, cm3/min
:Q=
wxdxfm 1000
Power required at spindle
: kW = Q x P
Power required at motor
: kWm
QxP E
Torque at spindle
: Ts =
9555kWs Rpm
Fakultas Teknologi Industri
1000 100
π
xDmxrpm
x
vc Dm
fm Nxrpm
Teknik Mesin
33
BAB IV ANALISIS DATA
Setelah memperoleh data-data yang dibutuhkan dan perencanaan proses pemotongan telah ditetapkan, maka proses perhitungan dapat dilakukan dengan menggunakan rumus yang telah dibahas.
4.1.
Perhitungan Pemotongan Pada Kondisi Ekonomik
Ce ⎞⎛ 1 ⎞ ⎛ Te ⎜ td + ⎟⎜ − 1⎟ menit → n = 0,22 (untuk pahat karbida) Cm ⎠⎝ n ⎠ ⎝ Ve = 171. (f)-1,35 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 → Karbida
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
34
Karena yang digunakan pada proses bubut adalah pahat karbida, maka : Langkah 1, Facing :
Ce ⎞⎛ 1 ⎞ ⎛ Te ⎜ td + ⎟⎜ − 1⎟ Cm ⎠⎝ n ⎠ ⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ = ⎜1 + − 1⎟ = 7,83 menit ⎟..⎜ ⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠ Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22 = 171 . 1,977 . 135 . 0,636 = 293,20 m/menit
ne =
1000.Ve 1000.293,20 29320 → = = 2029,91 rpm 3,14.46 144,44 π .dm
nop =
1000.Vop 2000.3,14.46 → Vop = = 288,88 m/menit π .dm 1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
35
Langkah 2, Turning
Ce ⎞⎛ 1 ⎞ ⎛ Te = ⎜ td + ⎟⎜ − 1⎟ Cm ⎠⎝ n ⎠ ⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ = ⎜1 + − 1⎟ = 7,83 menit ⎟..⎜ ⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠ Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22 = 171 . 1,997 .1 . 0,636 = 217,19 m/menit
ne =
1000.Ve 1000.217,19 217190 → = = 1503,67 rpm 3,14.46 144,44 π .dm
nop =
1000.Vop 1500.3,14.46 → Vop = = 216,66 m/menit π .dm 1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
36
Langkah 3, Drilling
Ce ⎞⎛ 1 ⎞ ⎛ Te = ⎜ td + ⎟⎜ − 1⎟ Cm ⎠⎝ n ⎠ ⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ = ⎜1 + − 1⎟ = 7,83 menit ⎟..⎜ ⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠
Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22 = 171 . 0,42 .1 . 0,636 = 91,22 m/menit
ne =
1000.Ve 1000.91,22 217190 217190 → = = = 1936,73 rpm 3,14.15 3,14.15 47,1 π .dm
nop =
1000.Vop 1500.3,14.15 → Vop = = 89,49 m/menit π .dm 1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
37
Langkah 4, Boring
Ce ⎞⎛ 1 ⎞ ⎛ Te = ⎜ td + ⎟⎜ − 1⎟ Cm ⎠⎝ n ⎠ ⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ = ⎜1 + − 1⎟ = 7,83 menit ⎟..⎜ ⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠
Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22 = 171 . 1997 .0,372 . 0,636 = 80,79 m/menit
ne =
1000.Ve 1000.80,79 80790 → = = 1286,47 rpm 3,14.20 6,28 π .dm
nop =
1000.Vop 1300.3,14.20 → Vop = = 81,64 m/menit π .dm 1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
38
Langkah 5, Cutt off
Ce ⎞⎛ 1 ⎞ ⎛ Te = ⎜ td + ⎟⎜ − 1⎟ Cm ⎠⎝ n ⎠ ⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎛ = ⎜1 + − 1⎟ = 7,83 menit ⎟..⎜ ⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠
Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22 = 171 . 1,997 .0,551 . 0,636 = 119,67 m/menit
ne =
1000.Ve 1000.119,67 41920 → = = 825,51 rpm 3,14.46 144,44 π .dm
nop =
1000.Vop 800.3,14.46 → Vop = = 115,55 m/menit π .dm 1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
39
Benda
A
ƒ
V
Facing
0,5 mm
0,22 mm/r
288,88m/menit
Turning
1 mm
0,22 mm/r
216,66 m/menit
Drilling
7,5 mm
0,22 mm/r
89,49 m/menit
Boring
10 mm
0,22 mm/r
81,64 m/menit
Cutt Off
23 mm
0,22 mm/r
115,55 m/menit
4.2
Perhitungan Umur Pahat
tC
=
l.t.π .d 1 x − K 2V − 1 1000. f v
tC1
=
30.3,14.46 1 4333,2 = = 0,075 . 1000.0,2 288,88 57776
tC2
=
23.3,14.46 1 3322,12 = = 0,077 . 1000,0,2 216,66 43332
tC3
=
10.3,14.15 1 471 = = 0,026 . 1000.0,2 89,49 17898
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
40
tC4
=
10.3,14.20 1 628 = = 0,038 . 1000.0,2 81,64 16328
tC5
=
46.3,14.46 1 3322,12 = = 0,14 . 1000.0,2 115,55 23110
Top
= (c (ƒ)-p (a)-2 (Vop)-1)1/π
Top1
= (171 . (0,2)-0,43 (0,5)-0,43) (288,88)-1)1/0,22 = (171 . 1,997 . 1,35 . 3,46)4,54 = 3,47
Top2
= (171 . (0,2)-0,43 (1)-0,43 (216,66)-1)1/0,22 = (171 . 1,997 . 1 .4,616)4,54 = 3,29
Top3
= (171 . (0,2)-0,43 (7,5)-0,43 (81,64)-1)1/,022 = (171 . 1,997 . 0,42 . 0,11)4,54 = 7,92
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
41
Top4
= (171 . (0,2)-0,43 (10)-0,43 (81,64)-1)1/0,22 = (171 . 1,997 . 0,372 . 0,012)4,54 = 6,78
Top5
= (171 . (0,2)-0,43 (4)-0,43 (115,55)-1)1/0,22 = (171 . 1,997 . 0,551 . 0,0087)4,54 = 9,37
tc1 0,075 = = 0,0216 Top1 3,47 tc 2 0,077 = = 0,023 Top 2 3,29 tc3 0,026 = = 0,033 Top3 7,29 tc 4 0,038 = = 0,056 Top 4 6,78 tc5 0,14 = = 0,015 Top5 9,37
Nj =
1 ⎡ tc ⎤
∑ ⎢Top ⎥ ⎣
⎦
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
42
•
Pahat facing dan turning menghasilkan
Nj =
1 0,0446
= 22,42 → 23 berada
•
Pahat cut off dapat menghasilkan
Nj =
•
Mata bor 15 mm dapat digunakan
Nj =
•
1 = 66,6 → 67 benda 0,015
1 = 303 benda 0,0033
Mata bor 20 mm dapat digunakan :
Nj =
1 = 178 benda 0,0056
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
43
4.3
Perhitungan Frais
Vc
=
=
π 1000
x Dm x rpm
3,14 x 100 x 800 1000
= 251,2
rpm
=
=
fm
1000
π
x
Vc Dm
1000 251,2 251200 = = 800 x 3,14 100 314
= ft x n x rpm = 2 x 25 x 800 = 40.000
ft
=
fm 0,2 0,2 = = = 0,0000208 n x rpm 12 x 800 9600
t
=
L 9,5 = = 47,5 f m 0,2
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
44
w x d x fm 10 x 0,5 x 0,2 = = 0,001 1000 1000
Q
=
kWs
= Q x P = 0,001 x 0,091 = 0,000091
kWm
=
T
= 9555 x
Q x P 0,001 x 0,091 = = 0,000101 E 0,9
0,000091 = 0,001087 800
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
45
Bab V PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Setelah
mengenai
memperhitungkan
perencanaan
kondisi
pemotogan
pembuatan paling
roda
ekonomik,
gigi dapat
dengan diperoleh
kesimpulan : − Dihasilkan produk roda gigi yang dapat diproduksi dengan biaya minimal Rp 1619,27/menit tanpa mengurangi kwalitas. − Pahat, facing dan turning dapat menghasilkan 23 benda − Pahat cutt off dapat menghasilkan 67 benda − Pahat gurdi θ 15 mm dapat menghasilkan 303 benda − Pahat gurdi θ 20 mm dapat menghasilkan 178 benda − Daya dari mesin frais yang dibutuhkan hanya 1 kW
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
46
5.2
SARAN
Dari hasil perencanaan pembuatan roda gigi diatas tindak lanjutnya adalah uji performance. Agar dapat diketahui secara pasti perubahan tenaga pada mesin
Yamaha Rx-King.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
47
DAFTAR PUSTAKA
Asyari Daryus, “Proses Produksi II”, Universitas Dharma Persada, Jakarta. Koesningsberger, F, “Design Pricniples Of Metal Cutting Machine Tools”. Machining Data Handbook 3rd Edition, Institute Of Advanced Manufacturing Sciences, INC. Rosfian,A.d, Msc, Ir. “ Diktat Ilmu Logam”, Teknik Mesin Universitas Trisakti. Syamsir, A. Muin. (1986) “Dasar-dasar Perancangan Perkakas Dan Mesin-mesin Perkakas”. Jakarta, Rajwali. Taufiq Rochim, “Teori Dan Teknologi Proses Pemesinan”.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
LAMPIRAN