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
100 2.
Peningkatan gerak makan f akan meningkatkan daya pemesinan yang hampir merata pada selang beban geram sebagai sumbu absis. Peningkatan
20 gerak makan akan menaikkan daya pemesinan sebesar 24.6 pada saat beban geram v.f = 10.10
3
mm
2
min dan terus meningkat menjadi 28.4 pada beban geram v.f = 100.10
3
mm
2
min. Persentase kenaikan ini akan
relatif konstan pada peningkatan 20 gerak makan berikutnya.
5.3.3 Hubungan Beban Geram dengan Energi Pemetongan Spesifik
Dari data hasil pengujian hubungan antara beban geram dan energi pemotongan spesifik pada tabel 5.1 maka diperoleh analisa data berikut bagi
menghasilkan persamaan regresi dari data hasil pengujian tersebut.
1. Hubungan Beban Geram dengan Energi Pemotongan Spesifik untuk f = 0.24 mmrev
Dengan model analisa yang telah dilakukan untuk mendapatkan hubungan antara beban geram dengan gaya pemotongan, maka diperoleh persamaan regresi
yang dapat mewakili data pengujian hubungan beban geram dengan energi pemotongan spesifik sebagai berikut :
001213012 .
. 877422
, 2152
−
= X
Y Persamaan regresi di atas, akan menghasilkan jumlah kuadrat sisa sebagai
berikut : 10
- 9,41229E
= Sr
Untuk mengetahui derajat kesesuaian dari persamaan yang didapat, dihitung nilai koefisien korelasi yang berbentuk
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
101
∑ ∑
∑
= =
=
− −
− −
=
n i
i n
i n
i i
i
y y
y y
y y
r
1 2
_ 1
1 2
2 _
7 1,09192411
022916703 ,
7 1,09192411
− =
r
98945 ,
=
dan koefisien determinan adalah 979
,
2
= r
Hasil-hasil ini menunjukan bahwa 97,9 dari ketidakpastian yang semula telah dijelaskan oleh model. Hasil ini mendukung kesimpulan bahwa
persamaan geometri di atas memperlihatkan kecocokkan yang ulung, seperti juga jelas dalam gambar grafik 5.6.
2. Hubungan Beban geram dengan Energi Pemotongan Spesifik untuk f = 0,17 mmrev
Dari model analisa di atas, maka diperoleh persamaan regresi hubungan beban geram dengan energi pemotongan spesifik untuk gerak makan f = 0,17
mmrev, yaitu :
000685996 .
. 658857
, 2300
−
= X
Y Dari persamaan regresi di atas, maka akan menghasilkan jumlah kuadrat sisa
08 -
1,16334E =
Sr Untuk mengetahui derajat kesesuaian dari persamaan yang didapat,
dihitung nilai koefisien korelasi yang berbentuk
∑ ∑
∑
= =
=
− −
− −
=
n i
i n
i n
i i
i
y y
y y
y y
r
1 2
_ 1
1 2
2 _
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
102
973 ,
2,13295012 12648085
, 2,13295012
= −
= r
dan koefisien determinan adalah 6
. 94
,
2
= r
Hasil-hasil ini menunjukan bahwa 94.6 dari ketidakpastian yang semula telah dijelaskan oleh model. Hasil ini mendukung kesimpulan bahwa
persamaan geometri di atas memperlihatkan kecocokkan yang ulung, seperti juga jelas dalam gambar grafik 5.6.
Beban Geram VS Energi pemot.spesifik
2130 2160
2190 2220
2250 2280
2310
10 20
30 40
50 60
70
Beban Geram .10
3
mm
2
min
E n
er g
i p em
o t.
sp esi
fi k
j cm
3
f=0.24 mmrev regresi f=0.24 mmrev
f= 0.17 mrev regresi f=0.17 mmrev
Gambar 5.6 Grafik hubungan Beban Geram dengan Energi Pemotongan Spesifik
Dari grafik pada gambar 5.6 dapat dijelaskan hal-hal sebagai berikut : 1.
Beban geram v.f berbanding terbalik terhadap energi pemotongan spesifik E
sp
dengan gradien kemiringan garis grafik yang relatif kecil sehingga menyebabkan garis grafik nyaris konstan.
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
103 Jika ditinjau dari komponen penyusun beban geram, yaitu gerak makan f
dan kecepatan potong v. Energi potong spesifik tidak langsung dipengaruhi oleh kecepatan potong melainkan gaya pemotongan yang
nantinya dipengaruhi oleh faktor koreksi kecepatan. Faktor koreksi ini hanya berkisar 1.0 untuk v = 50-100 mmin dan 1.06 untuk v
≥100 mmin sehingga dapat dikatakan bahwa energi potong spesifik tidak begitu
dipengaruhi oleh kecepatan potong. Dan energi potong spesifik E
sp
berbanding terbalik terhadap gerak makan f. Paparan di atas dapat dilihat melalui penjabaran persamaan matematik sebagai berikut :
V A
V A
C C
C C
f K
Z v
F E
O
K VB
v z
s v
sp
. ]
][ .
. .
. .
. [
.
1 .
1 ,
γ −
= =
Variabel yang tidak berhubungan dihilangkan, sehingga dihasilkan persamaan berikut :
v z
sp
C f
E .
−
=
Jadi jelas bahwa kecepatan potong v dianggarkan sama seperti gerak makan f yaitu berbanding terbalik terhadap energi potong spesifik E
sp
. 2.
Untuk harga beban geram yang sama, makan gerak makan f berbanding lurus terhadap energi potong spesifik E
sp
. Namun paparan data di atas tidak dapat dibuktikan hanya dengan
menggunakan grafik pada gambar 5.6, yang hanya menunjukkan hubungan terbalik yang sempit yaitu pada rentang beban geram v.f = 16.73-32.96.10
3
mm
2
min untuk gerak makan f = 0.17 mmrev dan beban geram v.f = 37.3- 57.3.10
3
mm
2
min untuk gerak makan f = 0.24 mmrev. Grafik ini masih belum memadai untuk dapat memberikan informasi yang menjabarkan hubungan
keterkaitan antara beban geram dengan energi potong spesifik. Oleh karena itu
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
104 dibutuhkan analisa lebih lanjut yaitu dengan mentransformasikan grafik diatas
menjadi grafik log-log bagi memperoleh grafik hubungan linier. Selanjutnya dengan metode interpolasi dan ekstrapolasi untuk grafik linier, maka diperoleh
hubungan beban geram dengan energi potong spesifik untuk beberapa nilai gerak makan dengan kenaikan 20 sebagaimana tersaji pada grafik 5.7.
Beban Geram VS Energi P. Spesifik
1000 10000
10 100
Beban Geram .10
3
mm
2
min
E n
er g
i P .S
p esi
fi k
J cm
3
0.17 0.082
0.098 0.118
0.142 0.204
0.245 0.294
0.352 0.423
Gambar 5.7 Grafik hubungan Beban geram dengan Energi pemotongan spesifik
untuk beberapa nilai gerak makan f
Apabila dibandingkan paparan data pada gambar 5.6 dengan gambar 5.7, jelas terlihat bahwa pada gambar 5.7, karakteristik hubungan beban geram
dengan Energi pemotongan spesifik E
sp
lebih mudah dibaca berbanding grafik yang awalnya tersaji pada gambar 5.6. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Energi pemotongan spesifik E
sp
memiliki hubungan terbalik terhadap gerak makan f dan pengaruhnya sangat kecil jika dibandingkan dengan
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
105 pengaruh daya pemesinan N terlebih lagi gaya pemotongan F yang dapat
mencapai 76 . Peningkatan gerak makan akan menurunkan energi potong spesifik dengan penurunan yang relatif konstan sepanjang beban
geram sebagai sumbu absis. Peningkatan gerak makan 20 akan menurunkan energi potong spesifik sebesar 3.1 pada saaat beban geram
v.f = 10.10
3
mm
2
min dan terus meningkat hingga 3.8 pada saaat beban geram v.f = 100.10
3
mm
2
min. Persentase penurunan ini akan relatif konstan pada peningkatan 20 gerak makan berikutnya.
2. Trend grafik pada gambar 5.6 yang menyatakan bahwa hubungan
karakteristik beban geram v.f terhadap energi pemotongan spesifik E
sp
adalah berbanding terbalik ternyata perlu dikoreksi ulang. Sebagaimana tampak pada grafik gambar 5.7, jika gerak makan dinaikan sampai f =
0.294 mmrev maka akan dihasilkan hubungan berbanding lurus. Hal ini berarti untuk gerak makan yang tinggi, f
≥ 0.294 mmrev gerak makan f sebagai komponen penyusun beban geram juga dapat dianggarkan
memiliki pengaruh yang sama seperti kecepatan potong v yaitu berbanding lurus terhadap energi potong spesifik. Dengan mempertimbangkan
kondisi pemesinan yang diizinkan untuk pemesinan baja karbon menggunakan pahat karbida tak berlapis yaitu v = 250 mmin, f = 0.35
mmrev dan a = 4.0 mm, maka jelas kondisi dimana beban geram berbanding lurus terhadap energi potong spesifik juga dapat tercapai,
sehingga kedua hubungan di atas dapat menjabarkan hubungan karakteristik beban geram terhadap energi potong spesifik.
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
106 Dari keseluruhan paparan di atas, dapat diketahui bahwa energi potong
spesifik tidak begitu dipengaruhi oleh kondisi pemesinan tapi lebih dipengaruhi oleh sifat spesifik material benda kerja dan pahat yang digunakan.
Hubungan antara Beban geram dengan gaya dan daya pemesinan untuk beberapa nilai gerak makan f telah disajikan dalam beberapa bentuk grafik di atas.
Variabel gaya dan daya pemesinan pada beberapa bentuk grafik tersebut merupakan gaya dan daya pemesinan total. Untuk mengetahui hubungan antar
komponen gaya dan daya pemesinan total tersebut, maka data pengujian dari komponen gaya dan daya juga harus dianalisa seperti analisa gaya dan daya
pemesinan total di atas.
5.4 Hubungan antara Beban Geram chipload dengan Komponen Gaya Pemesinan.
Komponen gaya pemesinan yang akan dibahas adalah 1. Gaya potong F
v
adalah gaya yang bekerja searah dengan kecepatan potong.
cos sin
cos .
. .
o o
shi v
h b
F γ
η γ
η τ
− +
Φ Φ
− =
; N 2. Gaya makan F
f
adalah gaya yang bekerja searah dengan kecepatan makan. F
v 2
+ F
f 2
= F
2
; N Kedua komponen gaya di atas, dianalisa untuk gerak makan f = 0,24
mmrev. Data hasil pengujian komponen gaya pada gerak makan f = 0,24 mmrev disajikan pada tabel 55.
