PENGARUH GERAK PEMAKANAN DAN MEDIA PENDINGIN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN LOGAM HASIL PEMBUBUTAN PADA MATERIAL BAJA HQ 760

commit to user

PENGARUH GERAK PEMAKANAN DAN MEDIA PENDINGIN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN LOGAM HASIL

PEMBUBUTAN PADA MATERIAL BAJA HQ 760

S K R I P S I

Oleh :

TRI ADI PRASETYA NIM : K2506055

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010

commit to user

ii

PENGARUH GERAK PEMAKANAN DAN MEDIA PENDINGIN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN LOGAM HASIL

PEMBUBUTAN PADA MATERIAL BAJA HQ 760

Oleh :

TRI ADI PRASETYA NIM : K2506055

Skripsi

Ditulis dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan

Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010 PERSETUJUAN

commit to user

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Persetujuan Pembimbing

Pembimbing I

Drs. H. Suwachid, M.Pd, M.T. NIP. 19500104 197903 1 001

Pembimbing II

Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng. NIP. 19790124 200212 1 002

commit to user

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan menurut sepengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis mengacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, Oktober 2010 Penulis,

Tri Adi Prasetya K2505055

commit to user

PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Pada hari :

Tanggal : Oktober 2010

Tim Penguji Skripsi :

Nama Terang Tanda Tangan

Ketua : Prof. Dr. M. Akhyar, M.Pd ...

Sekretaris : Drs. Suhardi, M.T ... Anggota I : Drs. H. Suwachid, M.Pd, M.T ...

Anggota II : Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng ...

Disahkan oleh

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta Dekan,

Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M. Pd NIP. 19600727 198702 1 001

commit to user

ABSTRAK

Tri Adi Prasetya. PENGARUH GERAK PEMAKANAN DAN MEDIA PENDINGIN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN LOGAM HASIL PEMBUBUTAN PADA MATERIAL BAJA HQ 760. Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan. Universitas Sebelas Maret Surakarta, Oktober 2010.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui: (1) ada tidaknya pengaruh variasi gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubut pada material baja HQ 760, (2) ada tidaknya pengaruh variasi media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil proses bubut konvensional pada material baja HQ 760, (3) ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) variasi gerak pemakanan dan variasi media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760, (4) interaksi gerak pemakanan dan media pendingin yang menghasilkan kekasaran permukaan terkecil hasil pembubutan pada material baja HQ 760.

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Pemesinan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS sebagai tempat pengerjaan pemesinan dengan mesin bubut konvensional dan laboratorium Program Diploma Teknik Mesin Fakultas Teknik UGM sebagai tempat pengujian tingkat kekasaran permukaan. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Populasi yang dipakai adalah baja HQ 760. Sampel diambil dengan teknik “Purposive Sampling” yaitu sampel baja HQ 760 dengan diameter 29,5 mm dan panjang 68 mm sebanyak 9 buah. Setiap sampel direplikasi tiga kali pada saat pengukuran kekasaran permukaan sehingga didapat 27 data penelitian. Teknik analisis data pada penelitian ini adalah analisis variansi dua jalan, yang sebelumnya dilakukan uji prasyarat yaitu uji normalitas dan uji homogenitas, setelah itu dilakukan uji komparasi ganda atau uji pasca anava, dan dilanjutkan menghitung rerata antar sel.

Hasil penelitian ini adalah: (1) Ada pengaruh yang cukup signifikan dengan taraf signifikasi 1% antara gerak pemakanan terhadap kekasaran

commit to user

permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Hal ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 18,62 dan Ftabel = 6,01, sehingga Fobservasi > Ftabel. (2) Ada pengaruh yang cukup signifikan dengan taraf signifikasi 1% antara media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Hal ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 14,16 dan Ftabel = 6,01, sehingga Fobservasi > Ftabel. (3) Tidak ada perbedaan pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan pada taraf 1 % yaitu interaksi variasi gerak pemakanan dan variasi media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Hal ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 2,30 dan Ftabel = 6,01, sehingga Fobservasi < Ftabel. (4) Kekasaran permukaan yang paling kecil hasil proses pembubutan pada material baja HQ 760 terjadi pada interaksi gerak pemakanan 0,316 mm/rev dengan variasi media pendingin oli SAE 40 yaitu sebesar 6,004 µm.

commit to user

ABSTRACT

Tri Adi Prasetya. THE EFFECT OF FEED AND CUTTING FLUIDS ON METAL SURFACE ROUGHNESS HQ 760 STEEL RESULTS TURNING. Thesis, Surakarta: Teacher Training and Education Faculty. Sebelas Maret University Surakarta, October 2010.

The purpose of this study is to determine: (1) there is effect of the feed variation on metal surface roughness of HQ 760 steel results of turning, (2) there is effect of the cutting fluids variation on metal surface roughness of HQ 760 steel results of turning, (3) correlation with the (interaction) feed and cutting fluids on the metal surface roughness of HQ 760 steel results of turning, (4) the interaction of feed and cutting fluids that produce the lowest roughness of HQ 760 steel results of turning.

This research was conducted in the laboratory Machining Education Studies Program Mechanical Engineering Department of Technical Education and Vocational FKIP UNS as a place of execution of machining with conventional lathes and Mechanical Engineering Diploma Program laboratory in Faculty of Engineering UGM as a place to test the level of surface roughness. This research uses experimental methods. The population used is steel HQ 760. Samples were taken with the technique of purposive sampling of HQ 760 steel samples with a diameter 29.5 mm and 68 mm long by 9 units. Each sample replicated three times at the moment so that the surface roughness measurements obtained 27 research data. The data analysis technique in this research is two-way analysis of variance, which previously performed the prerequisite test test test normality and homogeneity, after which the double comparative test or post-Anova test, and proceed to calculate the mean between cells.

The results of this study were: (1) There was a significant effect with level of significance of 1% between the feed on the of HQ 760 steel results of turning. This can be seen on the results of test data analysis which states that Fobservasi = 18.62 and Ftable = 6.01, so Fobservasi> Ftable. (2) There was a significant effect with level of significance of 1% between the cutting fluids of HQ 760 steel results of

commit to user

turning. This can be seen on the results of test data analysis which states that Fobservasi = 14.16 and Ftable = 6.01, so Fobservasi> Ftable. (3) No difference with the effect of (interaction) is significant at 1% level of interaction of feed and cutting fluids on the surface roughness of HQ 760 steel results of turning. This can be seen on the results of test data analysis which states that Fobservasi = 2.30 and Ftable = 6.01, so Fobservasi <Ftable. (4) surface roughness of the least of the process of turning the steel material HQ 760 occurs in the interaction of feed 0.316 mm / rev with a variety of cutting fluids SAE 40 oil that is equal to 6.004 μm.

commit to user

MOTTO

“Carilah dahulu Kerajaan Allah dan kebenarannya, maka semuanya itu akan ditambahkan kepadamu.” (Yesus Kristus)

“Jangan khawatir orang lain tidak mengerti dirimu, khawatirlah kalau kamu tidak mengerti orang lain.” (Sidharta Gautama)

“Kamu dapat merantaiku, kamu dapat menyiksaku, bahkan kamu dapat

menghancurkan tubuh ini, tetapi kamu tidak akan dapat memenjarakan

pikiranku.” (Mahatma Gandhi)

“Makhluk apa pun yang berdiam di bumi, apakah manusia atau hewan,

masing-masing memiliki peran, masing-masing-masing-masing dengan jalannya sendiri, untuk

memperindah dan memperkaya dunia ini.” (Dalai Lama)

“Hari kemarin menjadi sebuah pembelajaran, hari esok adalah sebuah

pengharapan, dan hari ini merupakan sebuah anugrah untuk memaknai hidup.” (Penulis)

commit to user

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan kepada : 1. Bapak dan Ibu tercinta

2. Kakak-kakakku, Mbak Lina dan Mas Tian, juga Tyas terima kasih atas perhatiannya

3. Teman-teman PTM angkatan 2006 4. Teman-teman Komalik

5. Teman-teman KMK St. Aloysius Gonzaga

6. Teman-teman OMK Makamhaji 7. Almamaterku

commit to user

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmatNya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini menghadapi hambatan dan kesulitan, namun dengan bantuan berbagai pihak, hambatan dan kesulitan tersebut dapat teratasi. Oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang dengan sepenuh hati memberi bantuan, dorongan, motivasi, bimbingan, dan pengarahan, sehingga penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan. Untuk itu atas segala bantuannya, penulis menyampaikan terima kasih kepada :

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UNS beserta seluruh stafnya. 2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS.

3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS.

4. Drs. H. Suwachid, M.Pd, M.T. selaku Pembimbing I yang dengan sabar memberikan dorongan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

5. Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng. selaku Pembimbing II yang dengan sabar memberikan dorongan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 6. Segenap dosen Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS,

yang telah memberikan pembekalan materi untuk menyususun skripsi ini. 7. Kepada seluruh pihak yang telah membantu, yang tidak dapat penulis

sebutkan satu per satu. Terima kasih atas dukungan dan kerjasamanya.

Menyadari bahwa terbatasnya ilmu pengetahuan yang dimiliki menyebabkan kurang sempurnanya penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca demi kesempurnaan skripsi ini. Harapan penulis semoga skripsi ini dapat bermanfaat.

Surakarta, Oktober 2010

commit to user

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL... HALAMAN PENGAJUAN... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN SURAT PERNYATAAN... HALAMAN PENGESAHAN ... HALAMAN ABSTRAK ... HALAMAN ABSTRACT ... HALAMAN MOTTO ... HALAMAN PERSEMBAHAN ... KATA PENGANTAR ... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN...

i ii iii iv v vi viii x xi xii xiii xv xvi xvii BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Identifikasi Masalah ... 3

C. Batasan Masalah ... 4

D. Perumusan Masalah ... 4

E. Tujuan Penelitian ... 4

F. Manfaat Penelitian ... 5

BAB II. LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka... 6

1. Mesin Bubut Konvensional ... 6

2. Bagian Utama Mesin Bubut Konvensional ... 7

3. Gerak Pemakanan Mesin Bubut Konvensional ... 10

commit to user

5. Material Baja HQ 760 ... 14

6. Kekasaran Permukaan ... 15

B. Penelitian yang Relevan ... 20

C. Kerangka Pemikiran ... 25

D. Hipotesis Penelitian ... 28

BAB III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian... 29

B. Metode Penelitian ... 30

C. Populasi dan Sampel ... 30

D. Teknik Pengumpulan Data ... 31

E. Teknik Analisis Data ... 41

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Deskripsi Data ... 49

B. Uji Prasyarat Analisis ... 51

1. Uji Normalitas ... 51

2. Uji Homogenitas ... 52

C. Pengujian Hipotesis ... 53

1. Hasil Pengujian Hipotesis dengan Anava Dua Jalan ... 53

2. Hasil Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan ... 55

D. Pembahasan Hasil Analisis Data ... 58

BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Simpulan ... 61

B. Implikasi ... 62

C. Saran ... 63

DAFTAR PUSTAKA ... 64

commit to user

DAFTAR TABEL

Halama n

Tabel 2.1. Gerak Pemakanan pada Mesin Bubut ……… 11

Tebel 2.2. Komposisi Kimia Bahan HQ 760 ... 15

Tabel 2.3. Ketidakteraturan Suatu Profil ... 16

Tabel 2.4. Standarisasi Simbol Nilai Kekasaran ... 20

Tabel 3.1. Rekomendasi Pembubutan ... 32

Tabel 3.2. Spesifikasi Dromus ... 33

Tabel 3.3. Spesifikasi Oli SAE 40 Merk Mesran ……… 34

Tabel 3.4. Pengumpulan Data ... 37

Tabel 3.5. Harga-harga yang perlu untuk Uji Bartlett ... 42

Tabel 3.6. Rangkuman Anava Dua Jalan ... 45

Tabel 4.1. Data Hasil Pengukuran Kekasaran Permukaan Hasil Pembubutan Baja HQ 760. ... 49

Tabel 4.2. Rerata Hasil Pengukuran Kekasaran Permukaan Material Baja HQ 760 (dalam µm) ... 32

Tabel 4.3. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Liliefors ... 52

Tabel 4.4. Hasil Uji Homogenitas dengan Metode Bartlet ... 53

Tabel 4.5. Ringkasan Hasil Uji F untuk Anava Dua Jalan . ... 54

Tabel 4.6. Hasil Komparasi Rataan antar Kolom ... 56

Tabel 4.7. Hasil Komparasi Rataan antar Baris ... 56

Tabel 4.8. Hasil Komparasi Rataan antar Sel pada Kolom yang Sama. ... 56

commit to user

DAFTAR GAMBAR

Halama n

Gambar 2.1. Mesin Bubut ... 6

Gambar 2.2. Eretan ... 7

Gambar 2.3. Kepala Lepas ... 8

Gambar 2.4. Tool Post ... 9

Gambar 2.5. Kran Pendingin ... 9

Gambar 2.6. Cekam ... 10

Gambar 2.7. Gerak Pemakanan ... 10

Gambar 2.8. Tekstur Permukaan ... 16

Gambar 2.9. Profil Permukaan ... 17

Gambar 2.10. Grafik Prediksi Kekasaran terhadap Gerak Pemakanan dengan Kecepatan Potong Bervariasi ... 21

Gambar 2.11. Variability Ra terhadap Lama Potong pada Berbagai Kecepatan Potong ... 24

Gambar 2.12 Kerangka Pemikiran ... .. 27

Gambar 3.1. Facing ... .. 38

Gambar 3.2. Pembuatan Stopper ... .. 38

Gambar 3.3. Spesimen Hasil Proses Eksperimen ... 39

Gambar 3.4. Pengukuran Benda Uji ... .. 39

Gambar 3.5. Bagan Alir Proses Eksperimen ... .. 40

Gambar 4.1. Histogram Pengaruh Gerak Pemakanan dan Media Pendingin terhadap Kekasaran Permukaan Logam Hasil Pembubutan pada Material Baja HQ 760 ………. ... 51

commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

Halama n

Lampiran 1. Hasil Pengukuran Kekasaran Permukaan Baja HQ 760 ... 66

Lampiran 2. Uji Normalitas ... 67

Lampiran 3. Uji Homogenitas ... 73

Lampiran 4. Uji Analisis Variansi Dua Jalan ... 75

Lampiran 5. Uji Pasca Anava (Metode Scheffe) ... 78

Lampiran 6. Tabel-tabel Statistik ... 91

Lampiran 7. Print Out Hasil Pengukuran Kekasaran Permukaan ... 100

Lampiran 8. Data Spesimen HQ 760 ... 109

Lampiran 9. Dokumentasi Penelitian ... 113

commit to user

1 BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Perkembangan dunia industri telah mengalami kemajuan yang sangat pesat. Dalam bidang manufaktur khususnya proses produksi, mesin-mesin perkakas seperti mesin frais, dan mesin bubut sudah dilengkapi dengan sistem kontrol berbasis komputer (Computer Numerically Controlled). Produktivitas yang dihasilkan oleh mesin bubut yang memakai sistem komputer ini tentunya lebih besar bila dibandingkan produktivitas yang dihasilkan mesin bubut konvensional. Keuntungan lain mesin CNC adalah tingkat kecacatan hasil pengerjaan yang lebih kecil serta kemudahan pengoperasiannya bila dibandingkan dengan mesin konvensional. Hadirnya mesin-mesin CNC ini tidak menggeser keberadaan mesin-mesin yang dioperasikan secara manual atau biasa disebut mesin konvensional. Harga mesin CNC yang mahal membuat industri-industri kecil tetap mempertahankan mesin-mesin konvensional. Mesin-mesin konvensional mutlak memerlukan keterampilan manual dari operatornya, sehingga produksi yang menggunakan mesin-mesin konvensional mampu bersaing dengan produk yang dihasilkan mesin-mesin CNC.

Mesin bubut adalah suatu jenis mesin perkakas yang prinsip kerjanya benda kerja berputar pada kedudukannya dan menggunakan alat potong untuk menyayat benda kerja. Mesin bubut merupakan salah satu mesin produksi yang dipakai untuk membentuk benda kerja yang berbentuk silindris.

Pada proses membubut, hasil pembubutan yang berkualitas tinggi dapat dilihat dari segi bentuk, kepresisian ukuran, dan karakteristik permukaan berupa kekasaran dari permukaan benda kerja. Pada dasarnya setiap pekerjaan mesin mempunyai persyaratan kualitas permukaan (kekasaran permukaan) yang berbeda-beda, tergantung dari fungsinya. Karakteristik permukaan tersebut harus dapat digunakan sesuai dengan kebutuhan, sehingga efisiensi permukaan akan lebih sesuai dengan permukaannya. Kekasaran permukaan suatu komponen mesin

commit to user

selalu berhubungan dengan gesekan, pelumasan, tahan kelelahan, maupun perangkaian komponen-komponen mesin.

Kekasaran permukaan hasil pengerjaan pembubutan menjadi suatu tuntutan yang harus diperhatikan, karena kekasaran permukaan komponen mesin memiliki pengaruh dalam suatu rangkaian mesin. Kekasaran permukaan yang tinggi komponen mesin pada rangkaian mesin yang berputar dapat menyebabkan terjadinya keausan yang cepat, sehingga komponen mesin cepat rusak dan akhirnya efisiensi kerja menjadi menurun. Pada bagian mesin yang akan dilapisi seperti dikrom dan dicat diperlukan kekasaran permukaan yang rendah, karena bila permukaan benda terlalu kasar akan menyebabkan hasil pelapisan menjadi kasar dan lapisan akan mudah terkelupas. Mengingat kekasaran permukaan produk hasil proses pembubutan memiliki fungsi yang sangat penting, maka di setiap gambar kerja ada penunjukan isyarat tentang kekasaran permukaan yang harus dipenuhi.

Pada industri kecil yang kebanyakan menggunakan mesin bubut konvensional, untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang sesuai permintaan gambar kerja, biasanya seorang operator mesin hanya menggunakan feeling atau perasaannya. Dengan metode feeling tersebut tentu hasilnya tidak dapat dipastikan, kadang bisa sesuai dan terkadang tidak sesuai dengan permintaan gambar kerja, tergantung dari jam terbang atau pengalaman operator mesin. Penggunaan pendinginpun tidak diperhatikan, banyak operator pada industri kecil mengabaikan fungsi pendingin, sehingga berpengaruh juga dengan kualitas produk yang dihasilkan. Agar produk hasil industri kecil dapat bersaing dengan industri besar, mutlak diperlukan hasil pengerjaan mesin yang sesuai dengan permintaan gambar kerja.

Untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang sesuai dengan permintaan gambar kerja sehingga proses produksi mampu menghasilkan produk yang berkualitas diperlukan pengaturan faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat kekasaran permukaan produk hasil proses pembubutan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekasaran permukaan pada pengerjaan logam dengan menggunakan mesin bubut, antara lain kecepatan spindel, kedalaman pemakanan,

commit to user

gerak pemakanan, kondisi mesin, bahan benda kerja, bentuk ujung mata potong pahat, pendinginan, dan operator. Untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang rendah, proses pembubutan dilakukan dengan kecepatan spindel yang tinggi, gerak pemakanan yang kecil, dan kedalaman pemakanan yang kecil; sedangkan untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang tinggi dilakukan proses pembubutan dengan kecepatan spindel yang rendah, gerakan pemakanan yang besar dan kedalaman pemakanan yang besar pula. Pengaturan faktor-faktor yang mempengaruhi kekasaran permukaan diperlukan untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang sesuai dengan permintaan gambar kerja.

Dari latar belakang masalah tersebut perlu diadakan penelitian yang berhubungan dengan tingkat kekasaran hasil proses pembubutan, dengan mengambil judul “PENGARUH GERAK PEMAKANAN DAN MEDIA PENDINGIN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN LOGAM HASIL PEMBUBUTAN PADA MATERIAL BAJA HQ 760”.

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah dapat diidentifikasikan beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kekasaran permukaan logam hasil proses pembubutan yang menggunakan mesin bubut konvensional. Faktor-faktor tersebut adalah:

1. Gerak pemakanan (feed) 2. Media pendingin (collant) 3. Kecepatan spindel (RPM)

4. Kedalaman pemakanan (depth of cut) 5. Alat potong (bahan dan geometri pahat)

6. Karakteristik benda kerja (struktur dan kekerasan) 7. Keterampilan operator

commit to user

C. Pembatasan Masalah

Agar penelitian yang dilakukan lebih mengarah pada sasaran yang akan dicapai dan tidak menyimpang dari tujuan penelitian, maka dari berbagai permasalahan yang timbul dibatasi pada :

1. Gerak pemakanan dalam satuan mm/putaran

2. Kekasaran permukaan dalam hal ini adalah Ra (kekasaran rata-rata aritmetik) dengan satuan µm

3. Media pendingin menggunakan minyak pelumas, dromus, dan tanpa media pendingin

D. Perumusan Masalah

Berdasarkan identifikasi masalah dan pembatasan masalah dapat dibuat perumusan masalah sebagai berikut :

1. Adakah pengaruh gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760?

2. Adakah pengaruh media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760?

3. Adakah interaksi gerak pemakanan dan media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760?

4. Manakah interaksi gerak pemakanan dan media pendingin yang menghasilkan kekasaran permukaan paling kecil hasil proses pembubutan konvensional pada material baja HQ 760?

E. Tujuan Penelitian

Berdasarkan perumusan masalah, tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui pengaruh variasi gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. 2. Mengetahui pengaruh variasi media pendingin terhadap kekasaran

commit to user

3. Mengetahui pengaruh bersama (interaksi) variasi gerak pemakanan dan variasi media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760.

4. Mengetahui interaksi gerak pemakanan dan media pendingin yang menghasilkan kekasaran permukaan paling kecil hasil pembubutan pada material baja HQ 760.

F. Manfaat Penelitian

Setiap penelitian ilmiah yang bagaimanapun bentuknya pasti mempunyai manfaat yang diharapkan. Adapun manfaat penelitian ini dapat penulis kemukakan sebagai berikut :

1. Manfaat Praktis

Manfaat praktis yang diharapkan dari penelitian ini antara lain :

a. Dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan gerak pemakanan yang paling optimal dan media pendingin yang sesuai untuk mendapatkan kekasaran yang diinginkan dalam proses pemesinan menggunakan mesin bubut konvensional pada material HQ 760.

b. Menjadi masukan perusahaan dalam hubungannya dengan peningkatan kualitas dan kuantitas produk hasil pengerjaan pembubutan konvensional.

c. Sebagai bahan panduan praktik bagi semua pihak tentang pentingnya gerak pemakanan dan media pendingin terhadap kekasaran permukaan pada baja HQ 760.

2. Manfaat Teoritis

Manfaat teoritis yang diharapkan dari penelitian ini antara lain :

a. Sebagai masukan dan pertimbangan bagi perkembangan penelitian sejenis di masa yang akan datang.

b. Menjadi bahan pustaka bagi Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

commit to user

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)

commit to user

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

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 luncur/rumah 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

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

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 mm/putaran. 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

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 ……. (mm2). (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 (rad/min)

V = f . n

commit to user

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 pembersih/pembawa 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

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 :

commit to user

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, 1989/1990 : 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 mengasah/menajamkan 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, 1989/1990 : 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

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

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

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 bukit/bubungan 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 penilaian/beban 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 gelombang/lambaian berurutan mencapai puncak atau lembah gelombang/lambaian 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

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 akar/alas 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

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

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 number) 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

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 : 500, 600, 700. 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 700 dan penggunaan media pendingin oli SAE 40.

commit to user

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 m/mnt, 175 m/mnt, 200m/mnt. Gerak makan divariasi 0,1 mm/rev; 0,15 mm/rev; 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

commit to user

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 m/mnt, 240 m/mnt, 180 m/mnt, 140 m/mnt, 110 m/mnt. Pemotongan dilakukan tanpa menggunakan media pendingin dan menggunakan media pendingin dromus. Kedalaman potong 1 mm. Gerak pemakanan 0,1 mm/rev. Hasil penelitian menunjukkan dalam kondisi tanpa media pendingin, hasil terbaik (tingkat kekasaran N7) dihasilkan pada kecepatan potong 300 m/mnt. Pada kecepatan potong 240 m/mnt 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 m/mnt. Pada kecepatan potong 240 m/mnt, 180 m/mnt, 140 m/mnt masih berada pada tingkat kekasaran N7, pada kecepatan lain 110 m/mnt memiliki tingkat kekasaran N8.

Grafik hubungan antara penggunaan media pendingin dan kekasaran permukaan pada berbagai kecepatan potong, yaitu :

commit to user

(a) Pemotongan tanpa menggunakan media pendingin

(b) Pemotongan dengan menggunakan media pendingin Gambar 2.11 Variability Ra terhadap Lama Pemotongan pada Berbagai

commit to user

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

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

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 mm/rev; 4,10 mm/rev; dan 5,16 mm/rev. 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 A3

A1

B2 B1

B3

A2 Keterangan :

A = Variasi Gerakan Pemakanan B = Variasi Media Pendingin X = Kekasaran Permukaan

commit to user

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 BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian 1. Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Pemesinan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS sebagai tempat pengerjaan pemesinan dengan mesin bubut konvensional, dan laboratorium Program Diploma Teknik Mesin Fakultas Teknik UGM sebagai tempat pengujian tingkat kekasaran permukaan.

2. Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan bulan Mei s/d Oktober 2010. Adapun jadwal pelaksanaan kegiatan sebagai berikut :

a. Seminar proposal : 21 Mei 2010

b. Revisi proposal : 21 Mei sampai 5 Juli 2010 c. Perijianan : 19 Juli 2010

d. Proses pemesinan : 16 Agustus sampai 3 September 2010 e. Uji kekasaran : 7 September 2010

f. Analisis data : 13 – 18 September 2010

g. Penulisan laporan : Minggu ketiga September 2010 sampai minggu pertama Oktober 2010

B. Metodologi Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh gerak pemakanan dan media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil proses pembubutan konvensional pada material baja HQ 760. Untuk mendapatkan kebenaran ilmiah, metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen. Penelitian eksperimen adalah penelitian yang dilakukan dengan mengadakan manipulasi terhadap obyek penelitian serta adanya kontrol.

Metode eksperimen yang digunakan adalah metode eksperimen desain acak sempurna model tetap eksperimen faktorial. Desain acak sempurna adalah

commit to user

desain dimana perlakuan dilakukan sepenuhnya secara acak kepada unit-unit eksperimen atau sebaliknya. Syarat yang harus dipenuhi dalam desain ini adalah mempunyai data yang homogen (Sudjana, 1991: 15). Desain model tetap yaitu desain yang digunakan apabila penelitian hanya mempunyai a buah taraf faktor A dan hanya b buah faktor B dan semuanya digunakan dalam eksperimen yang dilakukan (Sudjana, 1991: 116). Eksperimen faktorial adalah eksperimen yang semua (hampir semua) taraf sebuah faktor tertentu dikombinasikan atau disilangkan dengan semua (hampir semua) taraf tiap faktor lainnya yang ada dalam eksperimen itu (Sudjana, 1991: 109).

Pada penelitian ini untuk pengukuran tingkat kekasaran digunakan desain eksperimen faktorial 3 x 3. Terdapat dua variabel bebas yang kemudian pada desain eksperimen ini disebut faktor. Faktor pertama mempunyai tiga taraf yaitu variasi gerak pemakanan (feed) 0,316 mm/rev; 0,410 mm/rev; dan 0,516 mm/rev. Faktor kedua mempunyai tiga taraf, yaitu variasi media pendingin yaitu dengan dromus, oli SAE 40, dan udara. Pada eksperimen ini diperoleh desain eksperimen faktorial 3 x 3 dengan demikian diperlukan 9 kondisi eksperimen atau 9 kombinasi perlakuan yang berbeda-beda.

C. Populasi dan Sampel 1. Populasi Penelitian

Populasi menurut Suharsimi Arikunto (2002 : 108), menyatakan bahwa populasi adalah keseluruhan subyek penelitian. Populasi penelitian ini adalah keseluruhan spesimen yaitu HQ 760 berbentuk silinder.

2. Sampel Penelitian

Menurut Suharsimi Arikunto (2002 : 109) “sampel adalah bagian atau wakil populasi yang diteliti”.

Tujuan digunakannya teknik sampling adalah untuk menentukan seberapa banyak sampel yang diambil. Dalam penelitian ini sampel penelitian diambil dengan menggunakan teknik purposive sampling artinya teknik pengambilan sampel yang dilakukan hanya untuk tujuan tertentu saja. (Sugiyono, 2005 :61)

commit to user

Sementara menurut Suharsimi Arikunto (2002 : 117) teknik purposive sampling adalah sampel yang dilakukan dengan cara mengambil subyek bukan didasarkan atas strata, random atau daerah tetapi didasarkan adanya tujuan tertentu.

Data didapat dari hasil pengujian kekasaran permukaan spesimen baja HQ 760 di laboratorium yang sebelumnya telah mengalami proses pembubutan dengan variasi gerak pemakanan 3,16 mm/rev; 4,10 mm/rev; dan 5,16 mm/rev; serta variasi penggunaan media pendingin dengan dromus, oli SAE 40, dan udara.

Sampel dalam penelitian ini diambil dari bahan HQ 760 dengan ukuran diameter 29,5 mm dan panjang 68 mm, sebanyak 9 buah.

Pengambilan data kekasaran permukaan dilakukan 3 kali pada tempat yang berbeda pada tiap-tiap sampel, sehingga jumlah datanya adalah 27.

D. Teknik Pengumpulan Data 1. Identifikasi Variabel

Dalam penelitian ini, dilakukan pengukuran terhadap keberadaan suatu variabel dengan instrumen penelitian. Selanjutnya dilakukan analisis untuk mencari hubungan antara variabel yang satu dengan variabel yang lain. Sugiyono (2005 : 91) menyebutkan “Variabel merupakan gejala yang menjadi fokus peneliti untuk diamati, variabel itu sebagai atribut dari sekelompok orang atau obyek yang mempunyai variasi antara satu dengan yang lainnya dalam kelompok itu”.

a. Variabel Bebas

Variabel bebas adalah variabel yang menjadi sebab timbulnya atau berubahnya variabel terikat. Munculnya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain. Tanpa adanya variabel bebas, maka tidak akan ada variabel terikat. Jika variabel bebas berubah, maka akan muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain.

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah gerak pemakanan (feed) yang didasarkan kemampuan pahat dan mesin yang digunakan dan media pendingin.

commit to user

Tabel 3.1 Rekomendasi Pembubutan

Turning with carbide tool Rough

turning Medium turning Finish turning

Depth of cut min. 5 1 s/d 5 max. 1

Feed (f) mm/rev min. 1,0 0,3 s/d 1,0 max. 0,3

ISO machining

gruop for carbide tool

P30 s/d P40 P20 s/d P30 P10

Cutting speed (Vc)

m/min 40 s/d 60 60 s/d 150 >150

Sumber : PT Tira Andalas Steel 1) Gerak pemakanan (feed)

Dari tabel 3.1 untuk pahat jenis carbide tool direkomendasikan untuk proses medium turning menggunakan gerak pemakanan 0,3 s/d 1,0 mm/rev. Berdasarkan rekomendasi tabel 3.1 dan gerak pemakanan yang ada pada mesin bubut konvensional Krisbow KW15-486 gerak pemakanan yang digunakan dalam percobaan ini:

a) Gerak pemakanan rendah

Untuk kecepatan pemakanan rendah digunakan kecepatan pemakanan 0,316 mm/rev.

b) Gerak pemakanan tengah

Untuk kecepatan pemakanan tengah digunakan kecepatan pemakanan 0,410 mm/rev sesuai dengan rekomendasi dari pahat yang digunakan.

c) Gerak pemakanan tinggi

Untuk kecepatan pemakanan tinggi digunakan kecepatan pemakanan 0,516 mm/rev.

2) Media Pendingin

commit to user

a) Dromus

Dromus dalam penggunaannya sebagai cairan pendingin, dicampur dengan air, dengan perbandingan 20 air : 1 dromus. Dromus adalah sejenis minyak mineral yang mengemulsi dengan air, berwarna putih susu. Cairan dromus dicampur dengan air bertujuan untuk meningkatkan daya pelumasan pada air, karena daya lumas air sangat kecil sehingga bila digunakan sebagai media pendingin kurang baik, karena syarat suatu media pendingin yang baik selain mampu mendinginkan juga mampu melumasi. Jadi dromus akan memiliki daya pendinginan yang besar, tetapi tetap memiliki daya pelumasan.

Tabel 3.2 Spesifikasi Dromus

TYPICAL CHARACTERISTICS DROMUS Density at 15°C - Kg/m3 955 Flash Point, Base oil, °C 162

Viscosity @ 40°C 80

pH (10% Emulsion) 8,7

Emulsion stability (500 ppm) 22 hr. oil/cream @ 25°C

None

Copper Strip @ 40°C 1a Herbert Rust Test pass

Freeze/Thaw (40 cycles) No separation Sumber : http://www-static.shell.com b) Minyak pelumas

Minyak pelumas memiliki daya pendinginan kurang dibanding air, mimyak pelumas memiliki daya pelumasan yang sangat baik. Daya pelumasan ini dapat mengurangi gesekan yang terjadi pada saat pembubutan, sehingga panas yang terjadi akibat gesekan dapat dicegah.

Menurut Anwir (1994 : 72) minyak pelumas yang digunakan untuk pendingin itu di samping mendinginkan, harus juga melumasi. Minyak pelumas yang mendinginkan yaitu dengan membuang panas yang

commit to user

terjadi. Minyak pelumas yang melumasi yaitu dengan mengurangi gesekan antara sundip dengan bidang sundip dan antara benda kerja dan bidang pelepasan (free travel surface).

Minyak pelumas memiliki bermacam kekentalan, penggunaan disesuaikan dengan kondisi pelumasan yang berlaku. Klasifikasi minyak pelumas yang dipakai adalah SAE (Sociaty of Automotif Engineer). Angka SAE yang lebih besar menunjukkan angka minyak yang lebih kental. Dalam perdagangan tersedia minyak pelumas dengan kekentalan SAE 5, SAE 10, SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50 SAE, 60, SAE 90, dan SAE 140.

Dalam penelitian ini minyak pelumas yang digunakan oli SAE 40 merk Mesran yang diproduksi oleh PT. Pertamina. Oli SAE 40 memiliki viskositas yang lebih besar dari dromus.

Tabel 3.3 Spesifikasi Oli SAE 40 Merk Mesran TYPICAL CHARACTERISTICS MESRAN 40 No. SAE

Specific density, 15°C

Viscosity kinematic, at 40°C, cSt l00°C, cSt

Viscosity index Colour, ASTM Flash point, COC,-C Pour point, °C

Total Base Number, mg KOH/gr

40 0,8961 146,70 14,42 96 L 2,5 244 -15 10,08

Sumber : http://pertaminalubesmarine.com c) Udara

Pembubutan dilakukan tanpa menggunakan media pendingin atau pembubutan kering.

b. Variabel Terikat

Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula sejumlah aspek di dalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri

commit to user

dengan kondisi lain, yang disebut variabel bebas. Dengan kata lain ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel bebas. Dalam penelitian ini variabel terikatnya adalah tingkat kekasaran permukaan, dalam hal ini adalah Ra (kekasaran rata-rata aritmetik) dengan satuan µm.

c. Variabel Kontrol

Variabel kontrol merupakan himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan variabel terikat yang akan muncul bukan dikarenakan variabel lain, tetapi benar-benar karena variabel bebas.

Pengendalian variabel ini dimaksudkan agar tidak merubah variabel yang akan diungkap pengaruhnya, sehingga kontrol yang dilakukan terhadap variabel ini akan menghasilkan variabel terikat yang murni.

Adapun variabel kontrol dalam penelitian ini adalah :

1) Bahan yang digunakan adalah baja HQ760 diameter 29,5 mm dan panjang 68 mm

2) Mesin bubut konvensional Krisbow KW15-486 3) Kedalaman pemakanan (depth of cut ) 1 mm 4) Kecepatan potong (Vc) 60 m/min

Putaran spindel yang digunakan adalah:

Vc = n x π x D

1000

Dimana : Vc = kecepatan potong (m/ menit) D = diameter benda kerja (mm) n = putaran poros utama (rpm) Perhitungannya adalah :

60 = n x 3,14 x 29.5 1000 n = 647,74 rpm

Putaran spindel pada mesin bubut Krisbow KW15-486 yang mendekati adalah 700 rpm.

commit to user

5) Alat ukur kekasaran yang digunakan adalah Fowler Surfcoder SE 1700 Surface roughness measuring instrument

6) Pahat jenis carbide tool P30

7) Pemberian media pendingin dengan cara dioles

8) Operator dalam mengoperasikan mesin bubut adalah peneliti

2. Instrument Penelitian

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah :

a. Gergaji potong digunakan untuk memotong spesimen yang akan diuji. b. Mesin bubut konvensional Krisbow KW15-486 digunakan untuk

proses pemesinan.

c. Pahat jenis carbide tool P30 digunakan untuk alat pemotong selama proses pembubutan.

d. Jangka sorong digunakan untuk mengukur dimensi benda uji. e. Bak pendingin digunakan untuk wadah media pendingin. f. Kuas digunakan untuk mengoleskan media pendingin.

g. Alat uji kekasaran yang digunakan memeriksa hasil kekasaran setelah dilakukan proses pemesinan adalah Fowler Surfcoder SE 1700 Surface roughness measuring instrument.

3. Desain Eksperimen

Desain eksperimen adalah langkah-langkah lengkap yang perlu diambil jauh sebelum eksperimen dilakukan, agar data yang diperlukan dapat diperoleh, sehingga akan membawa hasil analisis obyektif dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan yang akan dibahas. (Sudjana, 1991: 1).

Pada penelitian ini digunakan desain eksperimen faktorial. Penelitian ini mempunyai dua variabel bebas, yang kemudian pada desain eksperimen ini disebut faktor. Definisi eksperimen faktorial adalah eksperimen yang semua taraf sebuah faktor tertentu dikombinasikan dalam eksperimen itu. Pada penelitian ini ada dua variabel bebas, maka faktor yang digunakan yaitu A dan B.

Faktor pertama (A) adalah gerak pemakanan terdiri dari tiga taraf, yaitu : 3,16 mm/rev; 4,10 mm/rev; dan 5,16 mm/rev. Dengan demikian terdapat sembilan

commit to user

kombinasi perlakuan yang berbeda. Faktor kedua (B) variasi media pendingin terdiri dari tiga taraf yaitu dengan dromus, oli SAE 40, dan udara. Pada masing-masing perlakuan dilakukan tiga kali replikasi (r = 3). Replikasi dilakukan pada kesembilan sampel yang diujicobakan, maka secara umum jumlah data pengukuran dapat ditentukan dari hubungan rx3x3, sehingga 3x3x3 = 27 data.

Desain eksperimen yang digunakan dapat dilihat pada tabel 3.3 berikut : Table 3.4 Pengumpulan Data

Taraf Faktor A Jumlah keseluruhan Rata-rata keseluruhan Gerak pemakanan 0,316 mm/rev 0,410 mm/rev 0,516 mm/rev Fa ktor B (me dia pe nding in) Dromus

X111 X121 X131 X112 X122 X132 X113 X123 X133

Jumlah J110 J120 J130 J130

Rata-rata 110 120 130 100

Oli SAE 40

X211 X221 X231 X212 X222 X232 X213 X223 X233

Jumlah J210 J220 J230 J130

Rata-rata 210 220 230 200

Udara

X311 X321 X331 X312 X322 X332 X313 X323 X333

Jumlah J310 J320 J330 J130

Rata-rata 310 320 330 300

Jumlah

keseluruhan J010 J020 J030 J000 Rata-rata

commit to user

4. Pelaksanaan Eksperimen a. Persiapan Bahan

1). Pemotongan benda kerja

Benda kerja dipotong dengan diameter 30 mm dan panjang 70 mm.

2). Pembubutan awal

Proses ini bertujuan untuk membuat benda kerja memiliki ukuran yang sama, sehingga diharapkan perlakuan yang diterima oleh setiap spesimen akan sama. Benda kerja dibubut dengan panjang 68 mm dan diameternya 29,5 mm.

Gambar 3.1 Facing 3). Pembuatan stopper

Pembuatan stopper dimaksudkan untuk mempermudah pemasangan spesimen pada mesin, sehingga panjang spesimen yang keluar dari chuck selalu sama.

commit to user

b. Proses eksperimen

Sebelum dilakukan proses pembubutan, terlebih dulu dilakukan setting mesin berupa pengaturan kecepatan spindel sebesar 700 rpm dan pemasangan pahat, kemudian dilakukan proses penyayatan sedalam 1 mm dengan variasi gerak pemakanan dan media pendingin yang telah ditentukan.

Gambar 3.3 Spesimen Hasil Proses Eksperimen c. Pengujian kekasaran permukaan

Pengujian kekasaran permukaan dilakukan dengan menggunakan Fowler Surfcoder SE 1700 Surface roughness measuring instrument. Setiap satu benda uji dilakukan tiga kali pengukuran kekasaran pada tempat yang berbeda. Dengan sampel sebanyak 9 buah, setiap sampel direplikasi sebanyak 3 kali, sehingga didapat 27 data penelitian. Hasil pengukuran kekasaran permukaan hasil pembubutan baja HQ 760 dinyatakan dalam ukuran µm (mikro meter). Karena penampang benda uji berupa lingkaran, maka dipilih selisih 1200 pada tiap-tiap tempat yang diukur.

Gambar 3.4 Pengukuran Benda Uji

Keterangan :

1. Pengukuran pertama 2. Pengukuran kedua 3. Pengukuran ketiga

commit to user

d. Tahapan eksperimen

Tahap eksperimen dalam penelitian ini dapat digambarkan dengan bagan aliran proses eksperimen sebagai berikut :

Gambar 3.5 Bagan Alir Proses Eksperimen Pemotongan benda kerja menjadi ukuran

diameter 30 mm dan panjang 70 mm Penyediaan baja HQ 760

Analisis Data Media pe ndingi n dromus Kesimpulan Pengukuran kekasaran Gerak pemakanan 3,16 mm/rev

Eksperimen benda kerja

Gerak pemakanan 4,10 mm/rev Gerak pemakanan 5,16 mm/rev Media pe ndingi n Oli S AE 4 0 Media pe ndingi n Oli S AE 4 0

Pengukuran kekasaran Pengukuran kekasaran

Media pe ndingi n dromus Media pe ndingi n dromus Media pe ndingi n Uda ra Media pe ndingi n Oli S AE 4 0 Mm edia pe ndingi n Uda ra Media pe ndingi n Uda ra

Pembubutan awal benda kerja menjadi ukuran diameter 29,5 mm dan panjang 68 mm

Pembuatan stopper dengan diameter 27 mm dan panjang 20 mm

commit to user

kekasaran paling besar terjadi pada interaksi gerak pemakanan 0,516 mm/rev dengan variasi media pendingin uadara yaitu sebesar 8,548 µm.

D. Pembahasan Hasil Analisis Data

Setelah dilakukan analisis data hasil eksperimen dapat dikemukakan fakta-fakta sebagai berikut:

1. Dari tabel 4.5 dapat dilihat bahwa pengaruh antara variasi gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760 adalah Fobservasi (B) lebih besar daripada Ftabel pada taraf signifikasi 1%,

yaitu Fobservasi (B) = 18,62 > Ft = 6,01. Dari hasil perhitungan menunjukkan ada

pengaruh yang signifikan antara variasi gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan gerak pemakanan. Gerak pemakanan yang semakin rendah akan semakin memperkecil kekasaran permukaan benda kerja.

2. Dari tabel 4.5 dapat dilihat bahwa pengaruh antara variasi media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760 adalah Fobservasi (A) lebih besar daripada Ftabel pada taraf signifikasi 1%,

yaitu Fobservasi (A) = 14,16 > Ft = 6,01. Dari hasil perhitungan menunjukkan ada

pengaruh yang signifikan antara variasi penggunaan media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Hal ini disebabkan karena fungsi dari media pendingin selain mendinginkan juga sebagai pelumas antara mata potong pahat dengan permukaan benda kerja. Oli SAE 40 dan dromus memiliki daya pendinginan dan daya pelumasan yang berbeda. Dalam penelitian ini panas yang terjadi tidak terlalu besar, sehingga fungsi media pendingin yang lebih berpengaruh adalah daya pelumasannya. Media pendingin yang mempunyai daya pelumasan yang lebih besar akan menghasilkan kekasaran yang lebih kecil.

3. Dari tabel 4.5 dapat dilihat bahwa pengaruh bersama (interaksi) variasi media pendingin dan gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760 adalah Fobservasi (AB) lebih kecil

commit to user

daripada Ftabel pada taraf signifikasi 1%, yaitu Fobservasi (AB) = 2,30 < Ft = 4,85,

sehingga diketahui tidak ada pengaruh yang signifikan variasi media pendingin dan gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760.

4. Komparasi ganda pasca anava yang dilakukan dengan menggunakan uji

Scheffe menunjukkan bahwa kekasaran permukaan logam hasil pembubutan

pada material baja HQ 760 tidak semua kondisi perlakuan mempunyai perbedaan. Tabel 4.6 menunjukkan komparasi rataan antar baris (variasi gerak pemakanan) dari data eksperimen yang dilakukan, dapat dilihat bahwa tidak semua Fobservasi lebih besar dari kaiteria uji. Hasil perhitungan tersebut

menunjukkan tidak semua variasi gerak pemakanan memberikan perbedaan pengaruh yang signifikan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Tabel 4.7 menunjukkan komparasi rataan antar baris (variasi media pendingin) dari data eksperimen yang dilakukan, dapat dilihat bahwa tidak semua Fobservasi lebih besar dari kaiteria

uji, sehingga dapat diketahui bahwa tidak semua variasi media pendingin memberikan perbedaan pengaruh yang signifikan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Tabel 4.8 menunjukkan hasil komparasi rataan antar sel dalam kolom yang sama dari data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa Fobservasi lebih kecil

daripada kriteria uji, sehingga diketahui bahwa pada semua variasi media pendingin tidak ada pengaruhnya terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Tabel 4.9 menunjukkan hasil komparasi rataan antar sel dalam kolom yang sama dari data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa Fobservasi lebih kecil daripada kriteria uji.

Hasil perhitungan tersebut menunjukkan semua variasi media pendingin tidak ada pengaruhnya terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760 kecuali variasi gerak pemakanan 0,316 mm/rev dan 0,516 mm/rev pada penggunaan media pendingin dromus memberikan perbedaan pengaruh yang signifikan.

commit to user

5. Pada gambar 4.1 juga dapat diamati kekasaran permukaan permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760 pada variasi penggunaan media pendingin oli SAE 40 dengan gerak pemakanan 0,316 mm/rev adalah yang paling kecil. Hal ini ditunjukkan pada tabel 4.2 bahwa rerata data kekasaran permukaan paling kecil sebesar 6,004 µm.

6. Pada gambar 4.1 juga dapat diamati kekasaran permukaan permukaan logam hasil pembubutan kpada material baja HQ 760 pada variasi media pendingin udara dengan gerak pemakanan 0,516 mm/rev adalah yang paling tinggi. Hal ini ditunjukkan pada tabel 4.2 bahwa rerata data kekasaran permukaan paling tinggi sebesar 8,548 µm.

commit to user

84

BAB V

SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah diuraikan pada bab IV dengan mengacu pada perumusan masalah, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

1. Ada pengaruh yang signifikan variasi media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Hal ini ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menunjukkan bahwa Fobservasi =

14,16 lebih besar daripada Ftabel = 6,01 (Fobservasi > Ftabel) pada taraf

signifikansi 1 %.

2. Ada pengaruh yang signifikan variasi gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Hal ini ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menunjukkan bahwa Fobservasi =

18,62 lebih besar daripada Ftabel = 6,01 (Fobservasi > Ftabel) pada taraf

signifikansi 1 %.

3. Tidak ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan variasi media pendingin dan gerak pemakanan terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Hal ini ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menunjukkan bahwa Fobservasi = 2,30 lebih kecil daripada

Ftabel = 4,85 (Fobservasi > Ftabel) pada taraf signifikansi 1 %.

4. Kekasaran permukaan permukaan yang paling kecil dihasilkan pada variasi penggunaan media pendingin oli SAE 40 dengan gerak pemakanan 0,316 mm/rev sebesar 6,004 µm. Kekasaran permukaan yang paling besar dihasilkan pada variasi media pendingin udara dengan gerak pemakanan 0,516 mm/rev sebesar 8,548 µm.

commit to user

B. Implikasi

Berdasarkan hasil penelitian yang didukung oleh landasan teori yang telah dikemukakan tentang pengaruh gerak pemakanan dan media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760, dapat diterapkan ke dalam beberapa implikasi yang dapat dikemukakan sebagai berikut :

1. Implikasi Teoritis

Di dalam penelitian ini menyelidiki pengaruh variasi gerak pemakanan dan media pendingin terhadap kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Variasi gerak pemakanan yang berbeda yaitu 0,316 mm/rev; 0,410 mm/rev; dan 0,516 mm/rev. Dalam penelitian ini gerak pemakanan 0,516 mm/rev menghasilkan kekasaran permukaan yang paling besar. Hasil penelitian ini sekaligus pendukung penelitian yang telah dilakukan Ninuk Jonoadji dan Joni Dewanto tentang pengaruh parameter potong dan geometri pahat terhadap kekasaran permukaan pada proses bubut.

Variasi media pendingin yaitu oli SAE 40, dromus dan udara juga mempengaruhi kekasaran permukaan logam hasil pembubutan pada material baja HQ 760. Penelitian ini juga membuktikan bahwa fungsi media pendingin tidak hanya mendinginkan, tetapi juga melumasi. Hal ini dapat dilihat pada penggunaan media pendingin oli SAE 40 yang memiliki daya pelumasan yang besar memberikan kekasaran permukaan hasil pembubutan pada material baja HQ 760 yang paling kecil.

Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar pengembangan penelitian selanjutnya yang relevan dengan masalah yang dibahas dalam penelitian ini, di samping itu juga sebagai bukti dan pendukung teori yang telah dikemukakan sebelumnya bahwa kekasaran permukaan dipengaruhi oleh gerak pemakanan dan media pendingin.

commit to user

Penelitian ini dapat digunakan sebagai masukan dalam menentukan rekomendasi dalam menentukan gerak pemakanan dan media pendingin yang paling baik pada proses membubut baja HQ 760. Di samping itu juga dapat digunakan sebagai acuan operator pemesinan untuk menentukan kombinasi gerak pemakanan dan media pendingin yang sesuai untuk mendapatkan tingkat kekasaran tertentu. Tingkat kekasaran yang dimaksud bukan berarti sekecil-kecilnya atau sehalus-halusnya, akan tetapi sesuai dengan tuntutan fungsinya.

C. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh dan implikasi yang ditimbulkan, maka dapat disampaikan saran-saran sebagai berikut:

1. Untuk menghasilkan kekasaran permukaan hasil pembubutan baja HQ 760 yang paling kecil dapat dilakukan dengan memilih gerak pemakanan 0,316 mm/rev dengan penggunaan media pendingin oli SAE 40.

2. Untuk laboratorium Pemesinan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS sangat baik dilakukan pengadaan alat uji kekasaran yang bertujuan meningkatkan pengetahuan mahasiswa mengenai kekasaran permukaan dan memudahkan penelitian mengenai kekasaran permukaan selanjutnya.

3. Untuk penelitian selanjutnya yang sejenis sangat baik seandainya dianalisis faktor-faktor atau variabel-variabel lain yang mempengaruhi kekasaran permukaan hasil pembubutan pada material baja HQ 760 misalnya variasi kedalaman pemakanan, kecepatan potong, variasi geometri pahat, material pahat, dan lain-lain.

4. Dalam penelitian ini masih perlu dikembangkan lagi dengan cara menambah variabel bebasnya seperti variasi kedalaman pemakanan, kecepatan potong, variasi geometri pahat, material pahat, dan benda kerja.