………………………………………………….4.6
Dari persamaan diatas maka dapat dilihat hasil umur pahat dari experiment dengan nilai model umur pahat taylor seperti Tabel 4.6 dibawah ini:
Tabel 4.6 Nilai Model Umur pahat
No vmmin fmmrev
amm VB
Tc1 VBc Tc2 Model
1 200 0.1 0.3 0.31
32.1 0.01
12.94 11.3319
2 200 0.1 1 0.14 5.79
0.02 5.17
8.42702 3 200 0.15 0.3
0.16 8.16
0.02 6.38
6.82634 4 225 0.1 0.7
0.14 8.39
0.02 7.43
5.5597 5 225 0.125 0.7
0.3 6.64
0.05 2.78
4.24426 6 225 0.125 1.1
0.2 7.35
0.03 4.69
3.79764 7 225 0.16 0.7
0.2 6.98
0.03 4.36
3.11738 8 250 0.1 0.3
0.3 9.6
0.03 4
4.53895 9 250 0.1 1 0.21
5.82 0.04
3.46 3.30105
10 250 0.15 0.3 0.1 1.87
0.05 2.33
2.67403
4.5 Menentukan Kondisi Pemotongan Optimum dengan menggunakan Response Surface Metodology
Universitas Sumatera Utara
Response surface methodology RSM adalah sekumpulan metode matematika dan teknik-teknik statistik yang bertujuan untuk membuat model dan melakukan
analisis mengenai respons umur pahat Tc yang dipengaruhi oleh beberapa variable V, f dan a. kondisi pemotongan optimum menggunakan perangkat lunak
komersil seperti pada Tabel 4.7 sebagai berikut:
Tabel 4.7 Data perkiraan Metode RSM
vmmin fmmrev
amm Tcmin
1 200 0.1
0.3 11.3319
2 250 0.1
0.3 4.53895
3 200 0.15
0.3 6.82634
4 250 0.15
0.3 2.67403
5 200 0.1
1 8.42702
6 250 0.1
1 3.30105
7 200 0.15
1 5.07645
8 250 0.15
1 1.98856
9 182.955 0.125 0.7
10.1186 10 267.045
0.125 0.7 2.06687
11 225 0.1
0.7 5.5597
12 225 0.16
0.7 3.11738
13 225 0.125
0.7 4.24426
14 225 0.125
1.1 3.79764
15 225 0.125
0.7 4.24426
16 225 0.125
0.7 4.24426
17 225 0.125
0.7 4.24426
18 225 0.125
0.7 4.24426
Universitas Sumatera Utara
19 225 0.125
0.7 4.24426
20 225 0.125
0.7 4.24426
Selanjutnya data pada Tabel 4.7 diatas diolah dan dihitung untuk mendapatkan persamaan orde dua menggunakan perangkat lunak komersial. Dari hasil
perhitungan diperoleh bahwa respon Tc hanya ditentukan secara signifikan oleh pengaruh linear dan kuadratik dari variable bebas V, f, a, V
2
, f
2
, a
2
persamaan orde dua umur pahat Tc selengkapnya adalah:
Tc= 129.192 – 0.710 V-392.133 a +0.001 V
2
+ 435.805 f
2
+ 2.058 a
2
+0.956Vf +0.040Va+23.770fa ………………………………………4.7
Universitas Sumatera Utara
Dengan uji parameter pengaruh faktor dan anilisis varian anava sebagaimana dapat dilihat pada Tabel 4.8 dan 4.9 dibawah ini:
Tabel 4.8 Uji Parameter Koofisien Regeresi Umur Pahat
Predictor Coef
SE Coef T P
Constant
129.192 3.6255
35.634 0.000
V -0.710
0.0253 -28.091
0.000
f -392.133
27.0773 -14.582
0.000
a -16.976
1.4297 -11.873
0.000
VV 0.001
0.0001 19.918
0.000
ff 435.805
86.3944 5.044
0.001
aa 2.058
0.4717 4.364
0.001
Vf 0.956
0.0694 13.777
0.000
Va 0.040
0.0049 8.147
0.000
fa 23.770
4.9435 4.808
0.001 Dari Tabel 4.8 diatas dapat dianilisis bahwa interaksi antara laju pemotongan V
versus umur pahat Tc pada laju pemakanan f tertentu diperlihatkan pada gambar 4.5 dan 4.6 berikut ini:
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 Interaksi laju pemotongan V dan laju pemakanan f versus umur pahatTc
Gambar 4.6 Interaksi laju pemotongan V dan kedalaman potong a versus umur pahat Tc
Universitas Sumatera Utara
bahwa semakin besar nilai laju pemakanan maka umur pahat semakin rendah pada kondisi maksimum V=250 dan f = 0.15 dalam waktu 2.3 menit. Selain itu
interaksi antara laju pemotongan V versus umur pahat Tc pada kedalaman potong tertentu diperlihatkan bahwa pada kondisi maksimum V=250 dan a = 0.1
dalam waktu 2.6 menit. Oleh karena itu diperlihatkan bahwa pengaruh laju pemotongan V dan laju pemkanan f berpengaruh dalam menentukan umur
pahat.
Tabel 4.9 AnavaUmur Pahat
Source DF Seq SS Adj SS
Adj MS F P
Regression 9 116.757
116.7570 12.97300
862.56 0.000
Linear 3 104.567
15.2179 5.07262
337.27 0.000
Square 3 7.989 7.9809
2.65530 176.88 0.000
Interaction 3 4.200 4.2005
1.40015 93.09 0.000
Residual Error 10 0.150 0.1504
0.01504
Lack-of-Fit 4 0.150 0.1504
0.03755
Pure Error 6 0.000 0.0000
0.00000
Total 19 116.907
Dari anilisis varian sebagaimana dapat dilihat pada Tabel anava dari persamaan Tabel 4.9 diperoleh nilai P lebih kecil dari 0.05, ini berarti bahwa
persamaan dapat diterima untuk mempersentasikan hubungan antara kondisi pemotongan atau variable bebas laju pemotongan V, laju pemakanan f dan
kedalaman potong a dengan respon variable terikat umur pahat Tc. Kontur dan permukaan respon umur pahat Tc terhadap laju pemotongan
V dan laju pemakanan f dapat dilihat pada Gambar 4.7 dan 4.8 berikut ini
Universitas Sumatera Utara
10.5 9.0
7.5
6.0 4.5
3.0
v f
260 250
240 230
220 210
200 190
0.16 0.15
0.14 0.13
0.12 0.11
0.10
a 0.7 Hold Values
Contour Plot of Tc vs f, v
Gambar 4.7 Plot kontur Tc vs V dan f
0.16 12
0.14 9
6 3
275 0.12
250 225
0.10 200
T c f
v
a 0.7 Hold Values
Surface Plot of Tc vs f, v
Gambar 4.8 Plot permukaan Tc vs V dan f
Kondisi pemotongan optimum adalah pada puncak maksimum kurva plot permukaan umur pahat atau berada pada daerah yang Countur paling kecil
Gambar 4.7. Kemudian dengan kurva Respons Optimally kondisi pemotongan pada kurva tersebut dapat dijelaskan sebagaimana terlihat pada Gambar 4.9 dan
4.10 berikut ini ;
Universitas Sumatera Utara
Cur High
Low 1.0000
D Optimal
0.30 1.10
0.10 0.160
.955 .045
[ 225.0] [ 0.1480]
[ 1.10] 182
267 f
a v
d = 1.0000 Targ: 3.0
Tc y = 3.0
1.0000 Desirability
Composite
Gambar 4.9 Kurva Respons optimally Terhadap V, f, dan a pada kondisi pemotonganV=225 mmin, f=0.148mmrev dan a=1.10 mm
Cur High
Low 1.0000
D Optimal
0.30 1.10
0.10 0.160
182.9550 267.0450
[ 200.8688] [ 0.160]
[ 1.10] f
a v
d = 1.0000 Targ: 4.50
Tc y = 4.50
1.0000 Desirability
Composite
Gambar 4.10 Kurva Respons optimally Terhadap V, f, dan a pada kondisi pemotonganV=200 mmin, f=0.16mmrev dan a=1.10 mm
Dari hasil anilisis diatas dengan menggunakan kurva Respons Optimally Gambar 4.7 dan 4.8 dapat diperoleh kondisi pemotongan pada Tabel
4.9 dibawah ini: Tabel 4.10 Kondisi Pemotongan Optimum
V F A
Tc
Universitas Sumatera Utara
mmin mmrev mm min
225 0.148 1.1
3.07485 200 0.16
1.1 4.57448
Dari Table 4.10 diatas dapat dilihat bahwa kondisi pemotongan optimum yang dilakukan pada pemesinan laju tinggi yang memotong bahan
berkekerasan tinggi AISI 4140 55 HRC yang dilakukan pada konsep pemesinan kering menggunakan pahat CBN terjadi pada kondisi pemesinan minimum V:
200 mmin, f: 0.16mm dan a:1.1 mm dan kondisi maksimum adalah V:225 mmin, f: 0.148 mm dan a: 1.1 mm. Dari kondisi pemtongan optimum yang
direkomendasikan dapat diketahui bahwa umur pahat Tc adalah 3 - 4.57 min, kondisi ini berarti merekomendasikan bahwa umur pahat minimal 3 menit pada
keausan tepi VB=0.125 mm. Oleh karena itu perlu dibuktikan dengan melihat laju pembuangan geram,
untuk laju pembuangan geram MRR dan volume geram Qc yang terbuang dapat dilihat dari turunan persamaan 2.6, persamaannya adalah:
MRR=V.f.a cm
3
min……………………….………………..4.7 Qc=MRR.Tc cm
3
………………………….…………………4.8 Tabel 4.11 Laju Pembuangan Geram dan Volume Geram Yang Terbuang
V F A MRR Tc Qc mmin mmrev mm
cm3min min
cm3
Response surface methodology
225 0.148 1.1 36.63 3.07485
112.632
Universitas Sumatera Utara
200 0.16 1.1 35.2 4.57448
161.022
Percobaan
225 0.125 1.1 30.9375 4.69 145.097 200 0.1 1
20 5.17 103.4
Pada Tabel 4.11 laju pembuangan geram dan volume geram yang terbuang kondisi pemotongan optimum dengan menggunakan response surface
methodology pada laju pemotongan 225 terlihat laju pembuangan geram lebih kecil dibanding dengan hasil percobaan, sedangkan pada kondisi laju pemotongan
200 laju pembuangan geram lebih besar. Dalam hal ini kondisi pemotongan optimum yang yang paling tepat dengan hasil percobaan adalah pada laju
pemotongan 200 mmin laju pemakanan 0.16 mmrev dan kedalaman potong 1.1 mm.
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
