Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
60 5. Lebar pemotongan b
b = asin K
r
= 1,2 sin 90
o
b = 1,2 mm 6. Rasio kerampingan pemotongan
= bh =1,2 0,17 = 7,06
4.2 Komponen Kecepatan dan Gaya Pembentukan Geram
Dari proses pemesinan yang telah dijalankan sesuai kondisi pemotongan yang ditentukan sebelumnya, maka diperoleh data-data hasil pengujian pada tabel
4.1. Data-data hasil pengujian ini selanjutnya akan dianalisa lebih lanjut bagi menghasilkan analisa untuk menjabarkan komponen kecepatan dan gaya
pembentukan geram pada penelitian ini. Untuk perhitungan awal, maka ditentukan kondisi pemesinan sebagai berikut :
f = 0,24 mmrev a = 2,0 mm
v = 238,6 mmin
h
= 1,845 k
r
= 90
o o
= 6
o
= 5
o
Dari kondisi di atas, analisa komponen gaya dan kecepatan akan diberikan sebagai berikut :
1. sudut geser
sin cos
tan
γ λ
γ φ
− =
h
6 sin
845 ,
1 6
cos tan
− =
φ
73224 ,
29 =
φ
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
61 Dari persamaan :
2 2
45
η γ
φ
− +
=
Maka diperoleh : 2. sudut gesek
= 90
o
+ - 2
= 90
o
+ 6
o
– 2 29,73224
o
= 36,5355
o
Untuk perhitungan komponen gaya, digunakan rumus empiris sebagai berikut : F
v
= k
s
. A dimana,
k
s
= k
s1.1
. f
-z
. C
k
C
o
C
VB
C
v
Untuk menentukan gaya potong spesifik referensi k
s1.1
, maka dapat digunakan rumus pendekatan berikut :
k
s1.1
= 144
u 0,37
Baja karbon AISI 1045 memiliki kekerasan : 179 BHN, maka diperkirakan memiliki kekuatan tarik
u
sebesar :
u
= 2,93 HB
1,03 u
= 2,93 179
1,03 u
= 612,78 Nmm
2
sehingga diperoleh gaya potong spesifik referensi k
s1.1
, yaitu : k
s1.1
= 144
u 0,37
= 144 612,78
0,37
k
s1.1
= 1547,625 Nmm
2
3. Gaya potong spesifik k
s
k
s
= k
s1.1
. f
-z
. C
k
C
o
C
VB
C
v
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
62 dimana,
C
k
= 1 untuk k
r
= 90
o
C
o
= 1,0 untuk = 6
o
C
VB
= 1,04 untuk VB = 0,1 mm C
v
= 1,0 untuk v 200 mmin, Maka diperoleh :
k
s
= 1547,625 0,24
-0,2
1 1,04 1,0 1,0 k
s
= 2141,195 Nmm
2
sehingga didapat gaya potong F
v
F
v
= k
s
A dimana, A = a.f = b.h
F
v
= 2141,195 0,24 2,0 F
v
= 1027,774 N Dari persamaan : F
v
= F cos -
o
, maka didapat 4. Gaya pemotongan F
F = cos
γ η −
v
F
F = 8596
, 774
, 1027
6 5355
, 36
cos 774
, 1027
= −
F = 1193,262 N 5. Gaya makan F
f
Dari persamaan : F
2
= F
v 2
+ F
f 2
, diperoleh : F
f
=
2 2
2 2
774 ,
1027 262
, 1193
− =
−
v
F F
F
f
= 606,2633 N 6. Gaya geser F
s
F
s
= F cos + - F
s
= 1193,262 cos 29,73224 + 36,5355 – 6
o
F
s
= 591,7951 N
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
63 7. Gaya geser normal pada bidang geser F
sn
F
2
= F
s 2
+ F
sn 2
F
sn
=
2 2
2 2
7951 ,
591 262
, 1193
− =
−
s
F F
F
sn
= 1036,172 N 8.
Gaya gesek pada bidang geram F F = F
f
cos + F
v
sin F = 606,2633 cos 6
o
+ 1027,774 sin 6
o
F = 710,3738 N 9. Gaya normal pada bidang geram F
N
F
2
= F
2
+ F
N 2
F
N
=
2 2
2 2
3738 ,
710 262
, 1193
− =
−
γ
F F
F
N
= 958,7716 N 10. Kecepatan geram v
c
v
c
= cos
sin γ
φ φ
− v
v
c
= 6
73224 ,
29 cos
73224 ,
29 sin
6 ,
238 −
v
c
= 129,2641 mmin 11. Kecepatan geser pada bidang geram v
s
v
s
= 73224
, 29
sin 6
cos 8
, 128
sin cos
= φ
γ
c
v
v
s
= 2129
, 259
mmin Dari model perhitungan di atas, maka didapat tabel hasil yang dapat dilihat pada
table 4.5 dan tabel 4.6
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe
K, 2008. USU Repository © 2009
64
Tabel 4.5
Hasil perhitungan komponen gaya pembentuk geram, f = 0,24 mmrev v
F a
v
c
v
s
F
v
F
f
F F
N
F
s
F
sn
F k
s
mmin mmrev
mm mmin
mmin N
N N
N N
N N
N 238.6
0.24 2
129.2641 259.2129 1027.774 606.2633 710.3738 958.7716 591.7951
1036.172 1193.262 2141.195
226.7 0.24
2 122.2652 246.0633 1027.774 611.9672 716.0464 958.1754
591.1031 1039.913
1196.17 2141.195
214.8 0.24
2 114.56
232.6342 1027.774 626.1693 730.1707 956.6908 589.4121
1049.285 1203.498 2141.195
202.8 0.24
2 106.7368 219.0783 1027.774 643.1066 747.0152 954.9204
587.4541 1060.567
1212.396 2141.195 190.9
0.24 2
98.95464 205.6348 1027.774 662.7276 766.5287 952.8695 585.263
1073.775 1222.917 2141.195
179 0.24
2 90.82452 192.0712 1027.774 690.5108 794.1597 949.9653
582.2961 1092.728
1238.194 2141.195 167
0.24 2
82.63918 178.4183 1027.774 723.4917 826.9599 946.5179 578.9703
1115.595 1256.885 2141.195
155.2 0.24
2 74.496
164.9837 1027.774 764.2101 867.4552 942.2616 575.1387
1144.356 1280.756 2141.195
o
Cos
o
Sin
o
h
C h
Tan phi
tan -
o
Cos -
O
Cos + -
O
sin cos
-
O
6 0.994522
0.104528 0.443
1.845833 0.571136 29.73224 36.53551 0.58988
0.861314 0.495947
0.495947 0.915436 6
0.994522 0.104528
0.445 1.854167 0.568416 29.61458 36.77084
0.59543 0.85922
0.494163 0.494163 0.916261
6 0.994522
0.104528 0.45
1.875 0.561727
29.3241 37.35179 0.609248
0.853989 0.489749
0.489749 0.91828
6 0.994522
0.104528 0.456
1.9 0.553906 28.98232 38.03536 0.625728
0.847721 0.48454
0.48454 0.920625
6 0.994522
0.104528 0.463
1.929167 0.545052 28.59266 38.81468 0.644819 0.840428
0.478579 0.478579 0.923259
6 0.994522
0.104528 0.473
1.970833 0.532883 28.05239 39.89522 0.671851 0.830059
0.470279 0.470279 0.926841
6 0.994522
0.104528 0.485
2.020833 0.518979 27.42836 41.14327 0.703941 0.817715
0.460639 0.460639 0.930875
6 0.994522
0.104528 0.5
2.083333 0.502587 26.68351 42.63297 0.743559 0.802474
0.449062 0.449062 0.935546
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe
K, 2008. USU Repository © 2009
65
Tabel 4.6
Hasil perhitungan komponen gaya pembentuk geram, f = 0,17 mmrev v
F a
v
c
v
s
F
v
F
f
F F
N
F
s
F
sn
F k
s
mmin mmrev
mm mmin
mmin N
N N
N N
N N
N 193.9
0.17 1.2
110.2441 212.7959 467.9923 248.5581 296.115
439.4472 273.0257
103127.5 529.9037
2294.08 186.7
0.17 1.2
105.7967 204.7449 467.9923 250.4406 297.9872 439.2504 272.7692
103667.1 530.7893
2294.08 179.6
0.17 1.2
98.17363 195.469
467.9923 270.9233 318.3577 437.1094 270.1047
109729.9 540.7553
2294.08 172.4
0.17 1.2
93.04127 187.1499 467.9923 278.2751 325.6692 436.3409 269.2023
111992 544.4757
2294.08 165.3
0.17 1.2
87.54206 178.7806 467.9923 289.2129 336.5471 435.1976 267.91
115442.6 550.1463
2294.08 158.1
0.17 1.2
81.69301 170.2036 467.9923 303.6387 350.8939 433.6897 266.293
120150.7 557.8649
2294.08 150.9
0.17 1.2
77.03604 162.096
467.9923 310.7878 358.0038 432.9424 265.5268
122550.7 561.7881
2294.08 143.8
0.17 1.2
71.9 153.9044 467.9923 323.2023 370.3503 431.6448
264.2492 126824.5
568.75 2294.08
132.6 0.17
1.2 63.85836 141.0335 467.9923 345.9558 392.9791 429.2664
262.071 135010.5
581.9813 2294.08
127.7 0.17
1.2 60.47075 135.4608 467.9923 356.3351 403.3015 428.1815
261.1432 138897.9
588.2104 2294.08
122.8 0.17
1.2 57.19452 129.9336 467.9923 366.6426 413.5526
427.104 260.2599
142854.2 594.5112
2294.08 117.9
0.17 1.2
54.17027 124.4976 467.9923 375.1801 422.0433 426.2116 259.556
146203.8 599.8141
2294.08 113.1
0.17 1.2
50.86508 119.0638 467.9923 388.7466 435.5356 424.7935 258.4864
151662.8 608.392
2294.08 108.2
0.17 1.2
47.77662 113.6184 467.9923 400.5283 447.2526 423.562
257.604 156539.9
615.9868 2294.08
103.3 0.17
1.2 44.91304 108.2504 467.9923 410.5643 457.2337
422.513 256.8845
160795.1 622.5591
2294.08 98.4
0.17 1.2
41.82 102.8163 467.9923 425.5164 472.1039
420.95 255.8648
167307.1 632.5196
2294.08
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe
K, 2008. USU Repository © 2009
66
o
Cos
o
Sin
o
h
C h
Tan phi
tan -
o
Cos -
O
Cos + -
O
sin cos
-
O
6 0.994522 0.104528
0.299 1.758824 0.601176 31.01326 33.97348 0.531116
0.883165 0.515236
0.515236 0.90621
6 0.994522 0.104528
0.3 1.764706 0.599046 30.92353 34.15294 0.535138
0.881691 0.513894
0.513894 0.906871 6
0.994522 0.104528 0.311
1.829412 0.576573 29.96661 36.06679 0.578906 0.865442
0.499495 0.499495 0.913782
6 0.994522 0.104528
0.315 1.852941 0.568814 29.63183 36.73634 0.594615
0.859528 0.494425
0.494425 0.91614
6 0.994522 0.104528
0.321 1.888235 0.557559 29.14225
37.7155 0.617986
0.850669 0.48698
0.48698 0.919532
6 0.994522 0.104528
0.329 1.935294 0.543227 28.51202 38.97597 0.648811
0.838899 0.477343
0.477343 0.923799 6
0.994522 0.104528 0.333
1.958824 0.536334 28.20618 39.58764 0.664087 0.833041
0.472646 0.472646
0.92583 6
0.994522 0.104528 0.34
2 0.524683 27.68524 40.62953 0.690615
0.822844 0.464614
0.464614 0.929228 6
0.994522 0.104528 0.353
2.076471 0.504336 26.76347 42.47307 0.739234 0.804136
0.450308 0.450308 0.935052
6 0.994522 0.104528
0.359 2.111765 0.495468 26.35696 43.28609 0.761412
0.795621 0.443962
0.443962 0.937544 6
0.994522 0.104528 0.365
2.147059 0.486907 25.96177 44.07647 0.783437 0.787188
0.437771 0.437771 0.939921
6 0.994522 0.104528
0.37 2.176471 0.479995 25.64077 44.71845
0.80168 0.780229
0.432727 0.432727 0.941818
6 0.994522 0.104528
0.378 2.223529 0.469335 25.14232 45.71536 0.830669
0.769228 0.424868
0.424868 0.944707 6
0.994522 0.104528 0.385
2.264706 0.460389 24.72082 46.55836 0.855844 0.759744
0.418197 0.418197 0.947094
6 0.994522 0.104528
0.391 2.3
0.452988 24.36995 47.2601
0.877288 0.751724
0.412627 0.412627 0.949041
6 0.994522 0.104528
0.4 2.352941 0.442322 23.86085
48.2783 0.909238
0.739886 0.404517
0.404517 0.951804
Supriadi : Analisa Gaya, Daya, Dan Energi Pemotongan Spesifik Serta Kondisi Pemotongan Moderat Pada
Pemesinan Kering Baja Karbon Aisi 1045 - Pahat Karbida Tak Berlapis, Wc + 6 Co, Tipe K, 2008. USU Repository © 2009
67
4.3 Daya, Efisiensi dan Energi Pemotongan Spesifik
