Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
45
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Bahan dan Alat 3.1.1 Bahan
Material yang digunakan pada penelitian ini yaitu :
1. Baja karbon AISI 1045
Komposisi kimia dan sifat mekanik dari Baja karbon AISI 1045 dapat dilihat pada tabel 3.1 dan table 3.2.
Tabel 3.1 Komposisi kimia dari Baja karbon AISI 1045
C Mn
P S
0,43-0,50 0.60-0.90
=0.040 =0.050
Sumber : Tools and inserts for turning Ceratizit:
Tabel 3.2. Sifat-sifat mekanik dari Baja karbon AISI 1045
Sumber : eFunda Properties of Carbon Steel AISI 1045 Baja karbon sering digunakan sebagai bahan paduan dlam pembuatanbatang
penghubung, die block, kabel dan lain-lain.
Sifat Mekanis Baja Karbon AISI 1045 T25
o
C
Tegangan luluh
y
505 Mpa Tegangan batas
u
250.10
3
psi, 1725 Mpa Kekuatan tarik
585 Mpa Kekerasan
179 HB Modulus elastisitas E
210 Gpa Kerapatan massa
0.33 lbin
3
, 9.13 gcm
3
Berat spesifik 8.03 x1000 kgm
3
Panas spesifik 0.12 BTUlb
o
F, 502 Jkg
o
C Konduktifitas panas K
30 BTUhr.ft
o
F, 52 Wm
o
C
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
46 Material bahan yang digunakan berbentuk selinder pejal dengan diameter
80 mm dan panjang 500 mm, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3.1 dan 3.2.
Gambar 3.1 Gambar geometri benda kerja
Gambar 3.2 Gambar benda kerja
2. Pahat karbida tak berlapis
Pahat potong yang digunakan adalah pahat karbida tak berlapis WC + 6 Co yang diproduksi oleh PLANSEE dengan pengenal CNMG 120412 EN-TM
.
Geometri dan sifat mekanik dari pahat karbida tak berlapis ditunjukkan pada tabel 3.3 dan 3.4.
500 mm
80 mm
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
47
Tabel 3.3 Geometri Pahat Karbida Geometri Pahat
Satuan
Sudut Potong Utama 80
o
Sudut Geram 6
o
Toleransi d = 0.05-0.10 mm;
m = 0.08-0.20 mm; Bentuk Permukaan Atas
IK ≥ ¼ inc
Panjang Sisi Potong L = 12 mm; d = 12.7 mm
Tebal MataPahat s = 4.76 mm
Radius Pojok r = 1,2 mm
Sumber : Tools and inserts for turning Ceratizit
Gambar 3.3 Mata Pahat Karbida dan Lapisannya Tabel 3.4 sifat-sifat mekanis pahat karbida tak berlapis
Kekerasan 90 HRA, 1800HK
Kekuatan tekan 150.10
3
psi, 1050 Mpa Kekuatan kejut
3 in.lb, 0.34 J Modulus elastisitas
75.10
6
psi, 520 Gpa Densitas
10 gcm
3
, 0.36 lbin
3
Titik leleh 2250
o
F, 1400
o
C Konduktifitas thermal
42 Wm.
o
C Sumber : www.Plansee.com
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
48 Batas kondisi pemesinan yang dianjurkan dalam pemesinan baja karbon
menggunakan pahat karbida tak berlapis adalah sebagai berikut : Kecepatan potong v = 180-250 mmin
Gerak makan f = 0.15-0.35 mmrev Kedalaman potong a = 1.0-4.0 mm
Sumber : www.Plansee.com
3. 1 .2 Alat
Peralatan yang digunakan dalam eksperimen ini adalah :
1. Mesin Bubut Konvensional
Gambar 3.4 Mesin bubut Jhung Metal Machinery Co
Data teknik dari mesin bubut Jhung Metal Machinery Co ditunjukkan pada tabel 3.4.
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
49 7
4 3
6 2
1 5
Tabel 3.5 Data Teknis Mesin bubut Jhung Metal Machinery Co
Daya N 8.7 kW
Torsi 6600 N
Diameter penjepit maksimum mm 158
Ukuran mm 530 x 1100
Putaran rpm 1440 1730
Voltase v 220330 220330
Ampere A 14.08.11 13.57.82
Frekuensi Hz 50 60
Motor listrik High effisiensi, 3 phase.
Induction motor. Sumber : Data mesin BBLKI
2. Benda kerja terpasang
Penampang dari benda kerja terpasang ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Benda kerja terpasang pada mesin Keterangan
1. Putaran poros utama spindle 4. Pemegang pahat tool holder 2. Pencekam benda kerja chuck 5. Kepala lepas tailstock
3. Pahat tool 6. Benda kerja work piece 7. Tempat dudukan pahat tool post dan tool holder
3. Mikroskop VB
Mikroskop ini digunakan untuk melihat keausan yang dialami oleh mata pahat dengan perbesaran 20 kali mikroskop VB dapat dilihat pada gambar 3.6.
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
50
Gambar 3.6 Mikroskop VB 4. Pemusatan Centering benda kerja
adalah membuat lubang dudukan kepala lepas tail stock yang digunakan sebagai sumbu putar ketika benda kerja berputar untuk melakukan pemesinan
sebagaiman ditunjukkan pada gambar 3.7.
Gambar 3.7 Centering benda kerja 5. Jangka Sorong
Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter benda kerja sebelum dan setelah pemesinan pada tiap fase. Jangka sorong dapat dilihat pada gambar 3.8.
Gambar 3.8 Jangka Sorong
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
51
6. Pemegang Pahat Tool Holder
digunakan untuk memegang mata pahat insert. Adapun jenis pemegang pahat yang digunakan adalah pemegang pahat PCLNR 2525 M13 seperti
ditunjukkan pada gambar 3.9.
Gambar 3.9 Pemegang mata pahat Tool holder 3. 2 Metode
Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental dengan menggunakan mesin perkakas bubut turning. Variabel kondisi pemesinan seperti
kecepatan potong, kedalaman potong, dan gerak makan disesuaikan dengan batas kondisi pemesinan baja karbon AISI 1045 menggunakan pahat karbida tak
berlapis dan kemampuan mesin bubut yang digunakan sebagaimana ditunjukkan pada tabel 3.6.
Tabel 3.6 Kondisi pemesinan No
putarann Gerak makan f
Kedalamana Diameterd
1 950 rpm
0,24 mmrev 2,0 mm
80 mm 2
950 rpm 0,17 mmrev
1,2 mm 65 mm
3 650 rpm
0,24 mmrev 2,0 mm
80 mm 4
650 rpm 0,17 mmrev
1,2 mm 65 mm
Urutan langkah kerja pada penelitian ini dapat disajikan dalam bagan alir pada gambar 3.10.
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
52 Mulai penelitian
Pengajuan tema penelitian dan penelusuran literatur
Penyelidikan unjuk kerja maksimum mesin
n = 950 rpm, f = 0.24 mmrev, a = 2 mm
Penyelidikan ketermesinan
baja karbon AISI 1045 dengan pahat karbida tak berlapis :
v = 180-250 mmin, f = 0.15- 0.35 mmrev, a = 1.0-4.0 mm
Penentuan kondisi pemotongan n = 650-950 rpm, f = 0.17-0.24
mmrev, dan a = 1.2-2.0 mm
Pemesinan kering orthogonal
Pengumpulan data hasil eksperimen :
• Tebal geram
h
• Waktu pemesinan t
c
Survey ketersediaan alat : •
Mesin bubut •
Mikroskop •
jangka sorong, dll Penyediaan bahan :
• Baja karbon AISI 1045
• Pahat karbida tak
berlapis WC + 6 Co
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
53
Gambar 3.10 Diagram alir pengujian pemesinan
Untuk menghindari beban kejut yang terlalu besar maka dibuat jalan masuk pahat entry path sepanjang 5 mm untuk setiap langkah pemotongan
baru. Dari hasil pengujian yang dilakukan, maka akan diperoleh data-data hasil pengujian yang dapat disajikan pada tabel hasil seperti pada tabel 3.7.
Menganalisa data hasil eksperimen bagi menghasilkan gaya F, daya N, beserta
komponennya dan energi p. spesifik E
sp
Menyusun proposal pembentukan beban geram dan
hubungannya dengan F, N, beserta komponennya dan E
sp
Menghasilkan grafik hubungan beban geram dengan F, N,
beserta komponennya dan E
sp
untuk beberapa nilai f
Kesimpulan : •
Gaya F ~ 1v.f, Daya N ~ v.f •
E
sp
~ v.f untuk f ≤ 0.294 mmrev dan
E
sp
~ 1v.f untuk f ≥ 0.352 mmrev
• Pahat karbida tak berlapis menunjukan
perfoma yang lebih rendah dari karbida berlapis pada pemesinan baja karbon
AISI 1045.
Selesai penelitian Penyelidikan kondisi pemotongan moderat
pada pemesinan baja karbon AISI 1045 dengan pahat karbida tak berlapis
Membandingkan kondisi pemotongan moderat pada pemesinan baja karbon AISI
1045 menggunakan pahat karbida berlapis.
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
54
Tabel 3.7 Bentuk tabel data yang dihasilkan dari pengujian.
Kondisi Variabel
1 2
3 4
5 6
7 8
1
v mmin h
c
mm
2
v mmin h
c
mm
4
v mmin h
c
mm
Data hasil pengujian pada tabel 3.7 tidak dapat langsung digunakan untuk menjabarkan karakteristik pemesinan yang dibutuhkan sehingga harus dianalisa
terlebih dahulu. Analisa data hasil pengujian pada tabel 3.7 akan disajikan pada bab iv, data dan analisa.
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
55
BAB IV DATA DAN ANALISA
