commit to user 29
29
BAB II LANDASAN TEORI
1. Tinjauan Pustaka
1. Mesin Bubut Konvensional
Mesin bubut
turning machine
adalah suatu jenis mesin perkakas yang dalam proses kerjanya bergerak memutar benda kerja dan menggunakan mata
potong pahat
tools
sebagai alat untuk menyayat benda kerja tersebut. Mesin bubut merupakan salah satu mesin proses produksi yang dipakai untuk
membentuk benda kerja yang berbentuk silindris. Pada prosesnya benda kerja terlebih dahulu dipasang pada
chuck
pencekam yang terpasang pada spindel mesin, kemudian spindel dan benda kerja diputar dengan kecepatan sesuai
perhitungan. Alat potong pahat yang dipakai untuk membentuk benda kerja akan disayatkan pada benda kerja yang berputar. Pada perkembangannya ada jenis
mesin bubut yang berputar alat potongnya, sedangkan benda kerjanya diam. Dalam kecepatan putar sesuai perhitungan, alat potong akan mudah memotong
benda kerja sehingga benda kerja mudah dibentuk sesuai yang diinginkan. Mesin bubut manual dikatakan konvensional untuk membedakan dengan mesin-mesin
yang dikontrol dengan komputer
Computer Numerically Controlled
ataupun kontrol numerik
Numerical Control
. Wirawan Sumbodo, 2008 : 227
Gambar 2.1. Mesin Bubut
commit to user 30
2. Bagian Utama Mesin Bubut Konvensional
a. Motor Utama
Motor utama adalah motor penggerak cekam
chuck
untuk memutar benda kerja. Motor ini adalah motor jenis arus searah DC
dengan kecepatan putar yang variabel. b.
Eretan Eretan
carriage
terdiri atas eretan memanjang
longitudinal carriage
yang bergerak sepanjang alas mesin, eretan melintang
cross carriage
yang bergerak melintang alas mesin dan eretan atas
top carriage
, yang bergerak sesuai dengan posisi penyetelan di atas eretan melintang. Kegunaan eretan ini adalah untuk memberikan pemakanan
yang besarnya dapat diatur menurut kehendak operator yang dapat terukur dengan ketelitian tertentu yang terdapat pada roda pemutarnya. Perlu
diketahui bahwa semua eretan dapat dijalankan secara otomatis ataupun manual. Wirawan Sumbodo, 2008 : 239
Gambar 2.2. Eretan c.
Kepala Lepas
Tail Stock
Kepala lepas digunakan untuk dudukan senter putar sebagai pendukung benda kerja pada saat
pembubutan, dudukan bor tangkai tirus dan cekam bor sebagai menjepit bor. Kepala lepas dapat bergeser
sepanjang alas
mesin, porosnya
berlubang tirus,
sehingga memudahkan tangkai bor untuk dijepit. Tinggi kepala lepas sama
dengan tinggi senter tetap. Kepala lepas ini terdiri dari terdapat dua bagian yaitu alas dan badan, yang diikat dengan dua baut pengikat A
commit to user 31
yang terpasang pada kedua sisi alas kepala lepas sekaligus berfungsi untuk pengatur pergeseran badan kepala lepas untuk keperluan agar
dudukan senter putar sepusat dengan senter tetap atau sumbu mesin, atau tidak sepusat yaitu pada waktu membubut tirus di antara dua
senter. Selain roda pemutar B, kepala lepas juga terdapat dua lagi lengan
pengikat yang satu C dihubungkan dengan alas yang dipasang mur, dimana fungsinya untuk mengikat kepala lepas terhadap alas mesin
agar tidak terjadi pergerakan kepala lepas dari kedudukannya. Lengan pengikat yang satunya D dipasang pada sisi tabung luncurrumah
senter putar, bila dikencangkan berfungsi agar tidak terjadi pergerakan longitudinal sewaktu membubut. Wirawan Sumbodo, 2008 : 240
Gambar 2.3. Kepala Lepas Keterangan gambar :
A : Buat pengikat B : Roda pemutar
C : Lengan pengikat D : Lengan pengikat
d. Penjepit Pahat
Tool Post
Penjepit pahat digunakan untuk menjepit atau memegang pahat, yang bentuknya ada beberapa macam di antaranya seperti ditunjukkan
pada gambar 2.4. Jenis ini sangat praktis dan dapat menjepit 4 empat buah pahat sekaligus, sehingga dalam suatu pengerjaan bila
commit to user 32
memerlukan 4 empat macam pahat dapat dipasang dan disetel sekaligus. Wirawan Sumbodo, 2008 : 243
Gambar 2. 4.
Tool Post
e. Kran pendingin
Kran pendingin digunakan untuk menyalurkan pendingin
collant
kepada benda kerja yang sedang dibubut dengan tujuan untuk mendinginkan pahat pada waktu penyayatan, sehingga dapat menjaga
pahat tetap tajam dan panjang umurnya. Hasil bubutannyapun halus. Wirawan Sumbodo, 2008 : 244
Gambar 2.5. Kran Pendingin f.
Cekam
Chuck
Cekam adalah sebuah alat yang digunakan untuk menjepit benda kerja. Jenisnya ada yang berahang tiga sepusat
self centering chuck
yang dapat dilihat pada gambar 2.6, dan ada juga yang berahang tiga dan empat tidak sepusat
independenc chuck
. Cekam rahang tiga
sepusat, digunakan untuk benda-benda silindris, dimana gerakan rahang bersama-sama pada saat dikencangkan atau dibuka. Cekam
commit to user 33
dengan rahang tiga dan empat tidak sepusat, setiap rahang dapat bergerak sendiri tanpa diikuti oleh rahang yang lain, maka jenis ini
biasanya untuk mencekam benda-benda yang tidak silindris atau digunakan pada saat pembubutan eksentrik. Wirawan Sumbodo, 2008
: 247
Gambar 2.6. Cekam
3. Gerak Pemakanan Mesin Bubut Konvensional
Gerak pemakanan, f
feed
, adalah jarak yang ditempuh oleh pahat setiap benda kerja berputar satu kali gambar 2.7.,
sehingga satuan f adalah mmputaran. Gerak pemakanan ditentukan berdasarkan kekuatan mesin, material
benda kerja, material pahat, bentuk pahat, dan terutama kehalusan permukaan yang diinginkan. Gerak pemakanan biasanya ditentukan dalam hubungannya
dengan kedalaman potong a. Gerak pemakanan tersebut berharga sekitar
1 3
sampai
1 20
a, atau sesuai dengan kehalusan permukaan yang dikehendaki. Windarto, 2008 :146
Gambar 2.7. Gerak Pemakanan Keterangan gambar :
a = kedalaman potong f = gerak pemakanan
commit to user 34
Semakin besar gerak pemakanan pahat maka lebih tebal beram yang terbentuk. Penampang beram adalah penampang yang dihasilkan setelah satu
putaran benda kerja, pada setiap pemutaran terkelupas sebuah cincin. Semakin besar penampang beram maka semakin kasar permukaan benda kerja. Luas
penampang beram adalah hasil perkalian antara gerak pemakanan f dan kedalaman potong a.
A = f . a ……. mm
2
. George Love, 1986 : 182 Gerak pemakanan ini juga digunakan untuk menghitung kecepatan gerak
pemakanan. Kecepatan gerak pemakanan ini dihitung dengan tujuan mengetahui waktu yang dibutuhkan pahat untuk bergeser menyayat benda kerja tiap putaran
per menit, dengan diketahuinya kecepatan gerak pemakanan ini waktu produksi bisa direncanakan. Rumus kecepatan gerak pemakanan sebagai berikut :
Gerak pemakanan ini biasanya disediakan dalam daftar spesifikasi yang dicantumkan pada mesin bubut bersangkutan. Untuk memperoleh gerak
pemakanan yang kita inginkan kita bisa mengatur tuas pengatur gerak pemakanan yang ada pada mesin bubut.
Tabel 2.1Gerak Pemakanan pada Mesin Bubut
Sumber : Manual Mesin Bubut konvensional Krisbow KW15-486 Dimana :
V
=
Kecepatan gerak pemakanan f = gerak pemakanan
n = putaranbenda kerja radmin
V = f . n
commit to user 35
4. Media Pendingin
Pendingin adalah cairan yang digunakan dalam proses produksi yang fungsinya untuk pendinginan panas yang tinggi akibat gesekan dua benda
Bambang Priambodo, 1992 : 87. Cairan pendingin mempunyai kegunaan yang khusus dalam proses pemesinan. Selain untuk memperpanjang umur pahat, cairan
pendingin dalam beberapa kasus, mampu menurunkan gaya dan memperhalus permukaan produk hasil pemesinan. Selain itu, cairan pendingin juga berfungsi
sebagai pembersihpembawa beram terutama dalam proses gerinda dan melumasi elemen pembimbing
ways
mesin perkakas serta melindungi benda kerja dan komponen mesin dari korosi
.
Cairan pendingin bekerja pada daerah kontak antara beram dengan pahat. Secara umum dapat dikatakan bahwa peran
utama cairan pendingin adalah untuk mendinginkan dan melumasi Windarto, 2008 : 299.
Cairan pendingin yang biasa dipakai dalam proses pemesinan dapat dikategorikan dalam empat jenis utama yaitu :
1.
Straight oils
minyak murni Minyak murni
straight oils
adalah minyak yang tidak dapat diemulsikan dan digunakan pada proses pemesinan dalam bentuk sudah diencerkan.
Minyak ini terdiri dari bahan minyak mineral dasar atau minyak bumi, dan kadang mengandung pelumas yang lain seperti lemak, minyak tumbuhan, dan
ester. Selain itu bisa juga ditambahkan aditif tekanan tinggi seperti
chlorine, sulphur,
dan
phosporus
. Minyak murni ini berasal salah satu atau kombinasi dari minyak bumi
naphthenic, paraffinic
, minyak binatang, minyak ikan atau minyak nabati.
Viskositasnya dapat bermacam-macam dari yang encer sampai yang kental tergantung dari pemakaian. Pencampuran antara minyak bumi dengan minyak
hewani atau nabati menaikkan daya pembasahan
wetting action
sehingga memperbaiki daya lumas. Penambahan unsur lain seperti
chlorine, sulphur,
atau
phosporu EP additives
menaikkan daya lumas pada temperatur dan tekanan tinggi. Minyak murni menghasilkan pelumasan terbaik, akan tetapi
sifat pendinginannya paling jelek di antara cairan pendingin yang lain.
commit to user 36
2. Soluble oils
Soluble oil
akan membentuk emulsi ketika dicampur dengan air. Konsentrat mengandung minyak mineral dasar dan pengemulsi untuk
menstabilkan emulsi. Minyak ini digunakan dalam bentuk sudah diencerkan biasanya konsentrasinya = 3 sampai 10 dan unjuk kerja pelumasan dan
penghantaran panasnya bagus. Minyak ini digunakan luas oleh industri pemesinan dan harganya lebih murah di antara cairan pendingin yang lain.
3.
Synthetic fluids
cairan sintetis. Minyak sintetik
synthetic fluids
tidak mengandung minyak bumi atau minyak mineral dan sebagai gantinya dibuat dari campuran organik dan
anorganik
alkaline
bersama-sama dengan bahan penambah
additive
untuk penangkal korosi. Minyak ini biasanya digunakan dalam bentuk sudah
diencerkan biasanya dengan rasio 3 sampai 10. Minyak sintetik menghasilkan unjuk kerja pendinginan terbaik di antara semua cairan
pendingin. Cairan ini merupakan larutan murni
true solutions
atau larutan permukaan aktif
surface active
. Pada larutan murni, unsur yang dilarutkan terbesar di antara molekul air dan tegangan permukaan
surface tension
hampir tidak berubah. Larutan murni ini tidak bersifat melumasi dan biasanya dipakai untuk sifat penyerapan panas yang tinggi dan melindungi terhadap
korosi. Sementara itu dengan penambahan unsur lain yang mampu
membentuk kumpulan molekul akan mengurangi tegangan permukaan menjadi jenis cairan permukaan aktif sehingga
mudah membasahi dan daya lumasnya baik.
4.
Semisynthetic fluids
cairan semi sintetis Cairan semi sintetik
semi-synthetic fluids
adalah kombinasi antara minyak sintetik A dan
soluble oil
B dan memiliki karakteristik kedua minyak pembentuknya. Harga dan unjuk kerja penghantaran panasnya terletak
antara dua buah cairan pembentuknya tersebut. Jenis cairan ini mempunyai karakteristik sebagai berikut :
a. Kandungan minyaknya lebih sedikit 10 sampai 45 tipe B
commit to user 37
b. Kandungan pengemulsinya molekul penurun tegangan permukaan
lebih banyak dari tipe A Partikel minyaknya lebih kecil dan lebih tersebar. Dapat berupa jenis dengan
minyak yang sangat jenuh “
super-fatted
” atau jenis EP
Extreme Pressure
. Windarto, 2008 :300
Pada saat proses pembubutan terjadi gesekan antara benda kerja dengan ujung pahat yang menimbulkan panas. Gesekan dan panas tersebut dapat
menyebabkan beram menempel pada ujung mata pahat, sehingga ujung mata pahat akan rusak. Kekasaran permukaan benda yang dihasilkan akan tinggi dan
ukuran kekasarannya tidak tepat. Hal ini dapat dihindari dengan penggunaan media pendingin pada saat proses pembubutan, karena media pendingin dapat
berperan sebagai pelumas dan penyerap panas Arief Darmawan, 19891990 : 6. Keuntungan penggunaan media pendingin pada proses pembubutan :
1. Mengurangi biaya alat potong. Media pendingin mengurangi keausan alat
potong, jika umur pahat makin panjang dan menghemat waktu untuk mengasahmenajamkan kembali alat potong.
2. Meningkatkan kecepatan produksi. Media pendingin mengurangi gesekan dan
panas yang terjadi, maka kecepatan potong dapat ditingkatkan. 3.
Menghemat energi. Gesekan yang terjadi kecil, maka energi yang diperlukan untuk penggerak mesinpun kecil.
4. Permukaan hasil pemotongan lebih baik. Karena sisi tajam alat potong tidak
cepat tumpul dan tidak mudah rusak, maka mampu menghasilkan permukaan sesuai dengan yang direncanakan. Arief Darmawan, 19891990 : 7
5. Material Baja HQ 760
Material yang digunakan sebagai spesimen uji dalam penelitian adalah baja HQ 760 dengan komposisi kimia dapat diihat pada tabel 2.1.
commit to user 38
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Bahan HQ 760 Unsur
Prosentasi C
0,42 – 0,50
Mn 0,50
– 0,80 Si max
0,40 S
0,020 Cr + Mo + Ni max
0,.63 Sumber : PT Tira Andalan Steel
6. Kekasaran Permukaan
Permukaan adalah batas yang memisahkan antara benda padat dengan sekelilingnya. Jika ditinjau dengan skala kecil pada dasarnya konfigurasi
permukaan merupakan suatu karakteristik geometri golongan mikrogeometri. Sementara itu yang tergolong makrogeometri adalah permukaan secara
keseluruhan yang membuat bentuk atau rupa yang spesifik misalnya permukaan poros, lubang, sisi dan lain-lain yang tercakup pada elemen geometri ukuran,
bentuk, dan posisi. Taufiq Rochim, 2001 : 52 Karakteristik suatu permukaan memegang peranan penting dalam
perancangan komponen mesin atau peralatan. Banyak hal di mana karakteristik permukaan perlu dinyatakan dengan jelas misalnya dalam kaitannya dengan
gesekan, keausan, pelumasan ketahanan lelah, perekatan dua atau lebih komponen mesin dan sebagainya.
Konfigurasi permukaan yang kita lihat dengan mata sebenarnya tidaklah serapi yang terlihat. Apabila profil permukaan kita lihat dari penampang
melintang benda kita akan melihat ketidakteraturan dari profil permukaan suatu benda. Ketidakteraturan konfigurasi suatu permukaan bila ditinjau dari profilnya
dapat diuraikan menjadi beberapa tingkat seperti yang terlihat pada tabel 2.2. Tingkat pertama merupakan ketidakteraturan makrogeometri yaitu keseluruhan
permukaan yang membuat bentuk. Tingkat kedua yaitu yang disebut dengan gelombang
waviness
, merupakan ketidakteraturan yang periodik dengan panjang gelombang yang jelas lebih besar dari kedalamannya
amplitude
. Tingkat ketiga
commit to user 39
yaitu alur
groove
dan tingkat keempat adalah serpihan
flaw
dan keduanya lebih dikenal dengan istilah kekasaran
roughness
. Taufiq Rochim, 2001 : 54 Tabel 2.3 Ketidakteraturan Suatu Profil Konfigurasi Penampang Permukaan
Tingkat Profil Terukur Bentuk
Grafik Hasil Pengukuran
Istilah Contoh Tingkat
Kemungkinan Penyebabnya
1 Kesalahan bentuk
form error
Kesalahan bidang
pembimbing mesin
perkakas dan benda kerja, kesalahan
pencekaman benda kerja.
2 Gelombang
waviness
Kesalahan bentuk
perkakas, penyenteran
perkakas, getaran dalam proses permesinan
3 Alur
grove
Jejak atau
bekas pemotongan
bentuk ujung pahat, gerak makan
4 Serpihan
flakes
Proses pembentukan
beram
5 Kekasaran
permukaan
surface roughness
Kombinasi ketidakteraturan tingkat 1
sampai 4
Sumber : Taufik Rochim, 2001 : 55 Istilah kekasaran permukaan digunakan secara luas di industri dan
biasanya digunakan untuk mengukur kehalusan dari suatu permukaan benda. Standard Amerika B46.1-1947 mendefinisikan mengenai kekasaran permukaan,
permukaan yang digambarkan dari konsep permukaan metrologi dan terminologi yang telah ada pada standar sebelumnya.
commit to user 40
Kekasaran terdiri dari ketidakteraturan dari tekstur permukaan, yang pada umumnya mencakup ketidakteraturan yang diakibatkan oleh perlakuan selama
proses produksi. Contoh bentuk tekstur permukaan benda kerja dapat dilihat pada gambar 2.8.
Gambar 2.8. Tekstur Permukaan Jarak kekasaran
roughness width
adalah jarak paralel pada permukaan yang nominal antara punggung bukitbubungan atau puncak berurutan terhadap
pola ajuan utama dari kekasaran permukaan. Penggalan jarak kekasaran
roughness width off cut
adalah pengukuran rata-rata tingginya kekasaran yang menandakan pengaturan jarak yang terbesar
dari ketidakteraturan permukaan berulang. Nilai penggalan jarak kekasaran dinilai dalam perseribu dari suatu inci. Tabel standar untuk nilai-nilai penggalan jarak
kekasaran 0,003; 0,10; 0,030; 0,100; dan 1,000 inci. Jika tidak ada nilai, maka ditetapkan suatu asumsi penilaianbeban maksimum 0,030 inci.
Waviness
yaitu meliputi semua ketidakteraturan yang terjadi pada permukaan.
Waviness height
adalah jarak puncak tertinggi terhadap lembah.
Waviness width
adalah pengaturan jarak dari gelombanglambaian berurutan mencapai puncak atau lembah gelombanglambaian berurutan lain.
Lay
adalah arah dari pola acuan permukaan utama, secara normal ditentukan oleh metode produksi.
Flaws
adalah kesalahan tak disengaja, tak diduga, dan gangguan tak dikehendaki di dalam topografi yang khas dari suatu permukaan benda.
commit to user 41
Untuk mereproduksi profil suatu permukaan, sensor arau peraba harus digerakkan mengikuti lintasan yang berupa garis lurus dengan panjang
pengukuran
transversing length
; lg yang telah ditentukan. Reproduksi yang dihasilkan oleh alat ukur kekasaran akan terlihat seperti gambar 2.9.
Gambar 2.9. Profil Permukaan Taufik Rochim, 2001 : 5 Profil geometrik ideal ialah profil pemukaan yang sempurna dapat berupa
garis lurus, lengkung, atau busur. Profil terukur
measured profil
, merupakan profil permukaan terukur. Profil referensi adalah profil yang digunakan sebagai acuan untuk
menganalisis ketidakteraturan konfigurasi permukaan. Profil akaralas yaitu profil referensi yang digeserkan ke bawah, sehingga
menyinggung titik terrendah profil terukur. Profil tengah adalah profil yang digeserkan ke bawah sedemikian rupa,
sehingga jumlah luas bagi daerah-daerah di atas profil tengah sampai profil terukur adalah sama dengan jumlah luas daerah-daerah di bawah profil tengah
sampai ke profil terukur. Berdasarkan profil-profil yang diterangkan di atas, dapat didefinisikan
beberapa parameter permukaan, yaitu yang berhubungan dengan dimensi pada arah tegak dan arah memanjang. Untuk dimensi arah tegak dikenal beberapa
parameter yaitu: 1.
Kekasaran total
peak to valley height total height
, Rt µm adalah jarak antara profil referensi dengan profil alas.
commit to user 42
2. Kekasaran perataan
depth of surface smoothness peak to mean line
, Rp µm adalah jarak rata-rata antara profil referensi dengan profil terukur yang
nilainya sama dengan jarak antara profil referensi dengan profil tengah. 3.
Kekasaran rata-rata aritmetik
mean roughness index center line average
, CLA, Ra µm adalah harga rata-rata aritmetik bagi harga absolutnya jarak
antara profil terukur dengan profil tengah.
4. Kekasaran rata-rata kuadratik
root mean square height
, Rq µm adalah akar bagi jarak kuadrat rata-rata antara profil terukur dengan profil tengah.
5. Kekasaran total rata-rata, Rz µm, merupakan jarak rata-rata profil alas ke
profil terukur pada lima puncak tertinggi dikurangi jarak rata-rata profil alas ke profil terukur pada lima lembah terrendah.
Harga kekasaran rata-rata Ra maksimal yang diijinkan ditulis di atas simbol segitiga. Satuan yang digunakan harus sesuai dengan satuan panjang yang
digunakan dalam gambar teknik metrik atau inci. Jika angka kekasaran Ra minimum diperlukan dapat dituliskan di bawah angka kekasaran maksimum.
Angka kekasaran dapat diklarifikasikan menjadi 12 angka kelas kekasaran seperti yang terlihat pada tabel 2.3.
commit to user 43
Tabel 2.4 Standarisasi Simbol Nilai Kekasaran Harga Kekasaran, Ra µm
Angka Kelas Kekasaran Panjang Sampel m
50 25
N12 N11
8 12,5
6,3 N10
N9 2,5
3,2 1,6
0,8 0,4
N8 N7
N6 N5
0,8
0,2 0,1
0,005 N4
N3 N2
0,25
0,025 N1
0,08 Sumber : Taufik Rochim, 2001 : 62
Angka kekasaran ISO
numb
er dimaksudkan untuk menghindari terjadinya kesalahan interpretasi atas satuan harga kekasaran. Jadi spesifikasi
kekasaran dapat langsung dituliskan nilainya atau dengan menuliskan angka kekasaran ISO. Panjang sampel pengukuran disesuaikan dengan angka kekasaran
yang dimiliki oleh suatu permukaan. Apabila panjang sampel tidak dicantumkan di dalam penulisan simbol berat, maka panjang sampel 0,8 mm bila diperkirakan
proses permesinannya halus sampai sedang dan 2,5 mm bila diperkirakan proses permesinannya kasar. Taufiq Rochim, 2001 : 55-63
2. Penelitian yang Relevan
Penelitian yang akan dilakukan ini merujuk pada penelitian yang telah dilakukan sebelumnya.
Yusuf Cahyo Wibowo 2006 meneliti tentang pengaruh kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran logam paduan aluminium
Al 5005
. Pada proses pembubutan dengan spesimen Al 5005 dilakukan variasi
commit to user 44
kecepatan spindel 460 rpm, 755 rpm, dan 1255 rpm. Variasi kedalaman pemakanan juga menggunakan tiga variasi yaitu 0,5 mm; 1 mm; dan 1,5 mm.
Spesimen yang digunakan berjumlah 9 buah dengan panjang 60 mm dan diameternya 25,4 mm. Pengukuran kekasaran permukaan dilakukan dengan
menggunakan Mitutoyo
Surftest
. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ada pengaruh yang signifikan antara variasi kecepatan spindel terhadap tingkat
kekasaran permukaan logam paduan aluminium. Semakin besar kecepatan spindel yang digunakan, semakin kecil tingkat kekasaran permukaan benda kerja. Ada
pengaruh kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan logam. Kedalaman pemakanan yang semakin kecil akan menghasilkan tingkat kekasaran
permukaan yang semakin kecil. Tidak ada interaksi yang positif dan signifikan antara variasi kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat
kekasaran permukaan logam paduan aluminium. Simpulan penelitian bahwa kekasaran permukaan yang paling kecil dihasilkan pada kecepatan spindel 1255
rpm dengan kedalaman pemakanan 0,5 mm dan yang paling besar pada kecepatan spindel 460 rpm dan kedalaman pemakanan 1,5 mm.
Ali Mursit 2006 meneliti tentang pengaruh sudut potong utama dan variasi penggunaan media pendingin terhadap kekasaran permukaan hasil
pembubutan baja EMS 45. Dalam penelitian ini digunakan metode eksperimen dengan variasi sudut potong utama, yaitu : 50
, 60 , 70
. Variasi penggunaan media pendingin yang digunakan dalam penelitian ini adalah air,
coolant
, dan oli SAE 40. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa ada pengaruh yang
signifikan antara sudut potong utama terhadap kekasaran pernukaan hasil pembubutan baja EMS 45. Ada pengaruh yang signifikan antara variasi
penggunaan media pendingin terhadap kekasaran pernukaan hasil pembubutan baja EMS 45. Ada pengaruh yang signifikan antara sudut potong utama dan
variasi penggunaan media pendingin terhadap kekasaran pernukaan hasil pembubutan baja EMS 45. Didapat kekasaran permukaan yang minimal dari hasil
pembubutan baja EMS 45 yaitu 6,233 µm pada proses perlakuan sudut potong utama 70
dan penggunaan media pendingin oli SAE 40.
commit to user 45
Ninuk Jonoadji dan Joni Dewanto 1999 meneliti tentang pengaruh parameter potong dan geometri pahat terhadap kekasaran permukaan pada proses
bubut. Proses pemesinan dilakukan pada pada material baja S45C dengan menggunakan pahat
coated carbide
. Kondisi pemesinan menggunakan variasi kecepatan potong 150 mmnt, 175 mmnt, 200mmnt. Gerak makan divariasi 0,1
mmrev; 0,15 mmrev; dan 1,2 mm rev. Kedalaman potong 1 mm. Percobaan dilakukan berdasarkan desain eksperimen dan analisis regresi. Dari hasil
percobaan didapatkan gerak pemakanan memberikan pengaruh yang paling besar dan kecepatan potong memberikan pengaruh paling kecil terhadap kekasaran
permukaan.
Gambar 2.10. Grafik Prediksi Kekasaran terhadap Gerak Pemakanan dengan Kecepatan Potong Bervariasi. Ninuk Jonoadji dan Joni Dewanto, 1999 :
82 – 88
b. Nose radius
0,8 mm
a. Nose radius
0,4 mm
c. Nose radius
1,2 mm
commit to user 46
Dari gambar 2.10 terlihat bahwa dengan bertambahnya nilai dari gerak pemakanan akan memperbesar nilai Ra pada semua nilai kecepatan potong pada
tiap radius. Pada nilai gerak pemakanan yang sama, memperbesar kecepatan potong akan menurunkan nilai Ra.
Isdaryanto Iskandar 1995 meneliti tentang variabilitas kualitas permukaan baja AISI 1060 yang dihasilkan dengan proses bubut dengan
menggunakan pahat karbida terhadap lama pemotongan pada berbagai kecepatan potong, tanpa dan menggunakan media pendingin. Kondisi pemesinan
menggunakan variasi kecepatan potong 300 mmnt, 240 mmnt, 180 mmnt, 140 mmnt, 110 mmnt. Pemotongan dilakukan tanpa menggunakan media pendingin
dan menggunakan media pendingin dromus. Kedalaman potong 1 mm. Gerak pemakanan 0,1 mmrev. Hasil penelitian menunjukkan dalam kondisi tanpa media
pendingin, hasil terbaik tingkat kekasaran N7 dihasilkan pada kecepatan potong 300 mmnt. Pada kecepatan potong 240 mmnt masih berada pada tingkat
kekasaran N7, pada kecepatan lainnya yang lebih rendah memiliki tingkat kekasaran N8. Pemotongan dalam kondisi menggunakan pendingin hasil terbaik
tingkat kekasaran N7 dihasilkan pada kecepatan potong 300 mmnt. Pada kecepatan potong 240 mmnt, 180 mmnt, 140 mmnt masih berada pada tingkat
kekasaran N7, pada kecepatan lain 110 mmnt memiliki tingkat kekasaran N8. Grafik hubungan antara penggunaan media pendingin dan kekasaran
permukaan pada berbagai kecepatan potong, yaitu :
commit to user 47
a Pemotongan tanpa menggunakan media pendingin
b Pemotongan dengan menggunakan media pendingin
Gambar 2.11
Variability
Ra terhadap Lama Pemotongan pada Berbagai Kecepatan Potong Isdaryanto Iskandar, 1995 : 96
commit to user 48
3. Kerangka Pemikiran
Kekasaran permukaan produk hasil pengerjaan pada mesin-mesin merupakan salah satu bagian yang harus diperhitungkan sebagai upaya bengkel
pemesinan dalam meningkatkan kualitas produk. Selain itu, diperlukan cara agar mesin perkakas tersebut menghasilkan produk dengan jumlah banyak dalam
waktu singkat, sehingga biaya produksi dapat ditekan serendah-rendahnya. Produk yang berkualitas diperoleh dari adanya proses pemesinan yang
baik. Kekasaran permukaan adalah salah satu keadaan yang disebabkan oleh kondisi pemotongan dari proses pemesinan. Dari penelitian sebelumnya kekasaran
produk dari mesin bubut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti : gerak pemakanan, kedalaman potong, kecepatan potong, sudut potong utama, geometri
pahat, material pahat, media pendingin dan material benda kerja. 1.
Pengaruh Gerak Pemakanan terhadap Kekasaran Permukaan Pada penelitian sebelumnya telah diteliti mengenai pengaruh kecepatan
spindel dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran logam, juga pengaruh parameter potong dan geometri pahat terhadap kekasaran permukaan
pada proses bubut. Dari kedua penelitian diatas parameter potong memiliki pengaruh terhadap kekasaran permukaan. Hasil penelitian menunjukan gerak
pemakanan memberikan pengaruh yang paling besar terhadap kekasaran permukaan. Berbeda dengan penelitian sebelumnya yang proses pembubutan
menggunakan mesin CNC, pada penelitian ini menggunakan mesin bubut konvensional.
Gerak pemakanan, f
feed
, adalah jarak yang ditempuh oleh pahat setiap benda kerja berputar satu kali. Semakin panjang jarak penyayatan pahat satu
kali benda kerja berputar semakin tebal penampang beram yang terbentuk, ketebalan penampang beram yang dihasilkan akan mempengaruhi kekasaran
permukaan, semakin tebal penampang beram yang dihasilkan pahat sekali benda kerja berputar semakin kasar permukaan benda kerja. Dengan demikian
diduga ada pengaruh gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan.
commit to user 49
2. Pengaruh Media Pendingin terhadap Kekasaran Permukaan
Sebelum penelitian ini telah ada penelitian mengenai pengaruh sudut potong utama dan variasi penggunaan media pendingin terhadap kekasaran
permukaan dengan variasi media pendingin yang digunakan air,
coolant
, dan oli SAE 40. Pada penelitian mengenai variabilitas kualitas permukaan baja
yang dihasilkan dengan proses bubut dengan menggunakan pahat karbida terhadap lama pemotongan pada berbagai kecepatan potong, tanpa
menggunakan media pendingin dan menggunakan media pendingin, media pendingin yang digunakan adalah dromus. Pada penelitian ini untuk
mengetahui pengaruh variasi penggunaan media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam, maka divariasikanlah penggunaan media yang memiliki
sifat melumasi, media pendingin yang memiliki sifat mendinginkan dan menggunakan media pendingin udara atau pembubutan kering.
Pada saat pemotongan, apabila gaya gesek yang terjadi antara muka pahat dan beram lebih kecil dibandingkan dengan gaya yang dibutuhkan untuk
menggeser material beram dari muka pahat, seluruh beram akan mengalir meninggalkan muka pahat. Apabila yang terjadi sebaliknya, material akan
menempel pada muka pahat. Gejala ini dikenal dengan
seizure.
Bilamana penumpukan ini terjadi berlapis-lapis, fenomena ini dikenal sebagai
built up edge.
Apabila pada muka pahat terjadi
built up edge
sedangkan temperatur pada tempat tersebut berada di bawah temperatur rekristalisasi, kekerasan
built up edge
cukup besar dan mampu untuk menjadi mata potong kedua. Karena adanya mata potong kedua, pada benda kerja akan timbul bidang kerja baru
yang tidak stabil. Akibat dari hal tersebut di atas, adalah kualitas permukaan benda kerja yang dihasilkan akan menurun atau berfluktuasi.
Saat proses pembubutan terjadi gesekan antara benda kerja dengan ujung pahat yang menimbulkan panas. Gesekan dan panas tersebut dapat
menyebabkan beram menempel pada ujung mata pahat sehingga ujung mata pahat akan rusak. Kekasaran permukaan benda yang dihasilkan akan tinggi
dan ukuran kekasarannya tidak tepat. Hal ini dapat dihindari dengan
commit to user 50
penggunaan media pendingin pada saat proses pembubutan, karena media pendingin dapat berperan sebagai pelumas dan penyerap panas. Dengan
demikian diduga ada pengaruh media pendingin terhadap kekasaran permukaan.
3. Pengaruh Gerak Pemakanan dan Media Pendingin terhadap Kekasaran
Permukaan Dari teori dan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya diketahui gerak
pemakan mempengaruhi kekasaran permukaan, sama halnya dengan media pendingin juga memiliki pengaruh terhadap kekasaran permukaan, dengan
demikian diduga ada pengaruh gerak pemakanan dan media pendingin terhadap kekasaran permukaan.
Pada penelitian ini digunakan benda kerja bahan baja HQ 760. Proses pembubutannya menggunakan mesin bubut konvensional. Gerak pemakanan pada
penelitian ini akan divariasikan yaitu 3,16 mmrev; 4,10 mmrev; dan 5,16 mmrev. Media pendinginnya juga divariasi yaitu menggunakan dromus, oli SAE
40, dan udara. Untuk mengetahui secara pasti ada tidaknya pengaruh gerak pemakanan dan media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil
proses bubut konvensional pada material baja HQ 760, maka dilakukan pengukuran kekasaran permukaannya menggunakan Fowler
Surfcoder
SE 1700
Surface roughness measuring instrument
. Berdasarkan uraian tersebut dapat ditentukan paradigma penelitian sebagai
berikut :
Gambar 2.12. Kerangka Pemikiran B
A X
A
3
A
1
B
2
B
1
B
3
A
2
Keterangan : A = Variasi Gerakan Pemakanan
B = Variasi Media Pendingin X = Kekasaran Permukaan
commit to user 51
4. Hipotesis Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah dan analisa kerangka pemikiran di atas
dapat diambil hipotesis sebagai berikut :
1. Ada pengaruh gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam
hasil pembubutan pada material baja HQ 760.
2. Ada pengaruh media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam
hasil pembubutan pada material baja HQ 760.
3. Ada pengaruh secara bersama gerak pemakanan dan media pendingin
terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material
baja HQ 760.
4. Ada interaksi gerak pemakanan dan media pendingin yang
menghasilkan kekasaran permukaan paling kecil hasil pembubutan
pada material baja HQ 760.
commit to user 52
52
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Kategori