TUGAS AKHIR Studi Pengaruh Sudut Potong Pahat Hss Pada Proses Bubut Dengan Tipe Pemotongan Orthogonal Terhadap Kekasaran Permukaan.

TUGAS AKHIR

Studi Pengaruh Sudut Potong Pahat Hss Pada
Proses Bubut Dengan Tipe Pemotongan
Orthogonal Terhadap Kekasaran Permukaan

Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana S1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun :
ARDIYAN SUSARNO
NIM :D 200 07 0049

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012

i

ii


iii

iv

v

MOTTO

Hidup adalah perjuangan belajar berarti perang

vi

STUDI PENGARUH SUDUT POTONG PAHAT HSS PADA
PROSES BUBUT DENGAN TIPE PEMOTONGAN ORTHOGONAL
TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN
Ardiyan Susarno, M. Alfatih Hendrawan,ST.MT., Dr.Ir Supriyono, MT.
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A.Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

Email : dieon88@yahoo.com
ABSTRAKSI
Di dalam proses pemesinan, kualitas yang baik dan waktu yang
singkat menjadi sangat penting ketika material dikerjakan menjadi suatu
produk. Pemilihan parameter sudut potong yang tepat untuk digunakan
sangat penting dilalukan agar kualitas permukaan yang disyaratkan dapat
terpenuhi.
Pada penelitian ini dilakukan dengan cara memvariasikan
kecepatan potong, sudut potong, gerak makan dan kedalaman
pemakanan, sebagai tolak ukur adalah kekasaran permukaan (Surface
Roughness). Proses pemesinan dilakukan dengan kedalaman 1 mm
dengan memvariasikan kecepatan potong, gerak makan dan, sudut
potong, dari benda kerja ST 37 yang mempunyai diameter 16 mm dengan
panjang 70 mm dan dibubut sepanjang ± 30 mm mengunakan pahat HSS.
Setelah benda kerja dibubut, kemudian benda kerja diukur kekasaran
permukaanya dengan mengunakan alat uji Roughness.
Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa putaran mesin, gerak
makan, sudut potong, dan kedalaman pemakanan berpengaruh segnifikan
terhadap kekasaran permukaan, pada percobaan sudut potong 85 0, 900
dan 950, secara grafis menunjukan kekasaran permukaan tertinggi

terdapat pada sudut potong 850 dengan nilai kekasaran permukaan ratarata 7,25 µm dan nilai kekasaran permukaan terendah ada pada sudut
potong 950 dengan nilai kekasaran permukaan rata-rata 3,9 µm, putaran
mesin 230 rpm, 490 rpm dan 650 rpm. Secara grafis nilai kekasaran
terendah terdapat pada putaran 650 rpm dengan nilai kekasaran
permukaan rata-rata 3,9 µm dan nilai kekasaran permukaan tertinggi
terdapat pada putaran 230 rpm dengan nilai kekasaran rata-rata 7,25 µm,
feeding 0,14 mm/rev dan feeding 0,21 mm/rev, secara grafis nilai
kekasaran permukaan lebih rendah terdapat pada feeding 0,11 mm/rev
dengan nilai kekasaran rata-rata 4,4 µm dan nilai kekasaran permukaan
tertinggi terdapat pada feeding 0,21 mm/rev dengan nilai kekasaran
permukaan rata-rata 6,9 µm.
Kata Kunci: Orthogonal, Bubut, Kekasaran, Hss.

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat

terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Studi Pengaruh Sudut Potong Pahat Hss
Pada Proses Bubut Dengan Tipe Pemotongan Orthogonal Terhadap
Kekasaran Permukaan”, dapat terselesaikan atas dukungan dari
berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis dengan segala
ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Agus Riyanto, SR MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Muh. Alfatih Hendrawan, ST.MT Selaku pembimbing utama yang telah
memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini
dapat terselesaikan.
4. Dr.Ir Supriyono, MT. selaku pembimbing pendamping yang telah
banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Bapak dan Ibu tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta,
dan kasih sayang yang tulus serta motivasi yang tak ternilai kepada
penulis.
6. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta yang telah membekali ilmu yang berguna
bagi penulis untuk menghadapi masa depan.
7. Seluruh staff dan karyawan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.

viii

8. Teman-teman mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2007, yang telah ikut
memberi semangat, saran dan motivasi.
9. Teman-temon kost yang selalu senantiasa membantu saat penulis
memerlukan bantuan.
10. Salman Komputer yang memberikan dukungan, khususnya mas Ipunk
yang setiap hari selalu memberi dukungan kepada penulis
11. Adek Linda yang tak henti-hentinya memberikan dukungan dan
semangat.
12. Teman-teman dan pihak-pihak lain yang ikut serta membantu
terselesaikannya Tugas Akhir ini, semoga kalian mendapat pahala dari
Allah SWT.
Dengan segala kemampuan yang ada, penulis telah berusaha

semaksimal mungkin untuk menyusun Tugas Akhir ini dengan sebaik –
baiknya, namun penulis menyadari masih banyak kekurangan maupun
kesalahan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat
membangun. Akhirnya harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat
bermanfaat bagi penulis sendiri, para pembaca, dan dunia ilmu
pengetahuan. Amiin.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,

Agustus 2012

Penulis

ix

DAFTAR ISI

Halaman Judul ..................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Skripsi ................................................................ ii
Halaman Persetujuan .......................................................................... iii

Halaman Pengesahan ......................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir .................................................................... v
Lembar Motto dan Persembahan......................................................... vi
Abstrak ................................................................................................. vii
Kata Pengantar .................................................................................... viii
Daftar Isi .............................................................................................. x
Daftar Gambar ..................................................................................... xii
Daftar Tabel ......................................................................................... xiv
Daftar Simbol ....................................................................................... xv
Daftar Lampiran ................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 . Latar Belakang ................................................................... 1
1.2 . Tujuan Penelitian ............................................................... 4
1.3 . Manfaat pene;itian.............................................................. 5
1.4 . Batasan Masalah ............................................................... 5
BAB II DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka................................................................ 7
2.2. Landasan Teori .................................................................. 9
2.2.1 Mesin Bubut (turning) ................................................. 9
1. Pengertian Mesin Bubut ......................................... 9

2. Bagian-bagian Mesin Bubut.................................... 10
2.3. Proses Pembubutan ........................................................... 21
2.3.1. Parameter Proses Pembubutan ................................ 22
2.3.2. bentuk bentuk pahat.................................................. 22
2.4. Feeding (Ketebalan Pemakanan) ....................................... 25
2.5. Sudut Potong Utama .......................................................... 26
x

2.6. Mekasnisme Terjadinya Geram .......................................... 28
2.6.1. Komponen Gaya Pembentukan Geram .................... 30
2.7. Pemotongan Orthogonal .................................................... 34
2.8. Kekasaran Permukaan Dan Pengukuran ........................... 36
2.8.1. Kekasaran Permukaan .............................................. 36
2.8.2. Pentingnya Tingkat Kekasaran Permukaan .............. 36
2.8.3. Parameter Kekasaran Permukaan ............................ 37
2.8.4. Harga Kekasaran Ra & Angka Kelas Kekasaran ...... 39
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian ....................................................... 40
3.2. Tempat Penelitian .............................................................. 41
3.3. Alat Dan Bahan Penelitian.................................................. 41

3.3.1. Peralatan Yang Digunakan ....................................... 41
3.3.2. Bahan Penelitian ....................................................... 44
3.4. Prosedur Penelitian ............................................................ 44
3.4.1. Persiapan Bahan....................................................... 44
3.4.2. Langkah-Langkah Penelitian ..................................... 45
3.5. Sampel ............................................................................... 47
3.6. Pengambilan Data .............................................................. 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Data Hasil Percobaan ...................................................... 49
4.2. Analisa Grafis ................................................................... 50
4.2.1. Pengaruh Sudut Potong Terhadap Kekasaran ....... 50
4.2.2. Pengaruh Putaran Mesin Terhadap Kekasaran ...... 51
4.2.3. Pengaruh Feeding Terhadap Kekasaran ................ 52
4.3. Analisa Statistik ................................................................ 53
4.4 Pembahasan ..................................................................... 55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ...................................................................... 60
5.2. Saran................................................................................ 60
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN


xi

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.

Mesin Bubut dan Bagian-bagiannya ....................... 10

Gambar 2.2.

Sumbu Utama ......................................................... 11

Gambar 2.3.

Meja Mesin (bed) .................................................... 12

Gambar 2.4.

Eretan (carriage) ..................................................... 12


Gambar 2.5.

Kepala Lepas .......................................................... 13

Gambar 2.6.

Tuas Pengatur Kecepatan ...................................... 14

Gambar 2.7.

Tuas pembalik putaran............................................ 14

Gambar 2.8.

Plat Tabel Kecepatan Sumbu Utama ...................... 15

Gambar 2.9.

Tuas Pengatur Kecepatan Sumbu Utama ............... 15

Gambar 2.10. Penjepit Pahat ......................................................... 16
Gambar 2.11. Eretan Atas ............................................................. 17
Gambar 2.12. Keran Pendingin...................................................... 17
Gambar 2.13. Poros Transporter Dan Sumbu Pembawa .............. 18
Gambar 2.14. Dimensi Utama Mesin Bubut.................................................... 20
Gambar 2.15. Bentuk-bentuk Pahat............................................... 24
Gambar 2.16. Sudut-sudut Geometri Pahat ................................... 24
Gambar 2.17. Sudut Potong Pahat ................................................ 27
Gambar 2.18. Teori Awal Mekanisme Terjadinya Geram .............. 28
Gambar 2.19. Teori Modern Mekanisme Terjadinya Geram .......... 29
Gambar 2.20. Lingkaran Merchant’s .............................................. 31
Gambar 2.21. Pemotongan Orthogonal ......................................... 35
Gambar 2.24. Profil Permukaan..................................................... 38
Gambar 3.1.

Diagram Alur Penelitian .......................................... 40

Gambar 3.2.

Mesin Gerinda Potong ............................................ 41

Gambar 3.3.

Mesin Bubut ............................................................ 42

Gambar 3.4.

Pahat Hss ............................................................... 42

Gambar 3.5.

Alat Uji Kekasaran................................................... 43

Gambar 3.6.

Jangka Sorong ........................................................ 43

Gambar 3.7.

Penampang Benda Kerja ........................................ 44

Gambar 3.8.

Penampang Benda Kerja Sebelum Dibubut ............ 45

xii

Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Sudut Potong Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding 0,14mm/rev.............................. 50
Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Sudut Potong Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding 0,21mm/rev.............................. 50
Gambar 4.3. Grafik Pengaruh Putaran Mesin Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding 0,14mm/rev.............................. 51
Gambar 4.4. Grafik Pengaruh Putaran Mesin Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding 0,21mm/rev.............................. 51
Gambar 4.5. Grafik Pengaruh Feeding Terhadap Kekasaran
Permukaan Feeding ................................................. 52
Gambar 4.6

Sudut Potong Pahat ................................................. 56

xiii

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Harga Kekasaran Ra dan Angka Kelas Kekasaran ........ 39
Tabel 3.1 Sampel Percobaan.......................................................... 47
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Kekasaran Permukaan ................ 49

xiv

DAFTAR SIMBOL
Vc

= Kecepatan Potong (cutting speed)

(m/menit)

Vf

= Kecepatan Makan (feeding speed)

(mm/menit)

a

= Kedalaman Pemakanan (depth of cut)

(mm)

tc

= Waktu Pemotongan (cutting time)

(menit)

z

= Kecepatan Penghasil Geram

(cm3/menit)

d0

= Diameter Mula-mula

(mm)

dm

= Diameter Akhir

(mm)

lt

= Panjang Permesinan

(mm)

Kr

= Sudut Potong Utama

(0)

γ0

= Sudut Geram

(0)

f

= Gerak Makan

(mm/rev)

n

= Putaran Mesin

(rpm)

Π

= Konstanta, seharga 3,14

D

= Diameter Rata-rata

(mm)

lv

= Langkah Pengawalan

(mm)

lw

= Panjang Pemotongan pada Benda Kerja

(mm)

ln

= Langkah Pengakhiran

(mm)

b

= Lebar Geram

(mm)

h

= Tebal Geram

(mm)

A

= Luas Penampang Geram

(mm2)

F

= Gaya Total

(N)

Fs

= Gaya Geser

(N)

Fsn

= Gaya Normal pada Bidang Geser

(N)

Fv

= Gaya Potong

(N)

Ff

= Gaya Makan

(N)



= Gaya Gesek

(N)

Fγn

= Gaya Normal

(N)

Λs

= Sudut Miring

(0)
xv

Ashi

= Penampang Bidang Geser

(mm2)

Τshi

= Tegangan Geser pada bidang Geser

(N/mm2)

µ

= Koefisien

γ0

= Sudut Geram

(0)

η

= Sudut Gesek

(0)

Ф

= Sudut Geser

(0)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN
Data Hasil Pengujian .....................................................

Lampiran

Foto Pelaksanaan Penelitian ..........................................

Lampiran

xvii