PENGARUH PARAMETER PEMOTONGAN PADA PROSE (1)
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
PENGARUH PARAMETER PEMOTONGAN PADA PROSES
SIDE MILLING DAN FACE MILLING TERHADAP
KEKASARAN PERMUKAAN LOGAM
Sobron Lubis, Stevanus Andre Yanuari
Jurusan Teknik Mesin Universitas Tarumanagara
Jl.Letjen.S. Parman No.1 Jakarta 11440 Telp.021 5663124-5672548-5638335
e-mail: [email protected]
Abstrak
Proses pembentukan dengan menggunakan mesin perkakas memiliki keragaman jenis mesin
perkakas yang dapat digunakan, pemilihan mesin-mesin tersebut dilakukan berdasarkan
bentuk, dimensi dan jenis bahan baku yang digunakan. Mesin milling merupakan salah satu
mesin perkakas yang berfungsi untuk membentuk permukaan logam dengan menghilangkan
sebagian benda kerja atau dikenal dengan geram (chip). Proses pemesinan dapat dilakukan
melalui proses face milling dan side milling, tentunya bila produk yang dihasilkan seperti
cetakan (mold), maka memerlukan nilai kekasaran yang kecil pada bagian permukaan dan
sisinya, maka untuk mendapatkan nilai kehalusan permukaan yang baik tersebut, pemilihan
jenis mata pahat terhadap benda kerja yang digunakan menentukan dalam pemilihan
kombinasi parameter pemotongan. Berdasarkan hal tersebut, maka penelitian ini dilakukan
untuk menganalisa pengaruh parameter pemotongan terhadap kekasaran permukaan logam
baja pada proses side milling dan face milling. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
faktor-faktor yang mempengaruhi terhadap kekasaran permukaan yang dihasilkan dan
mendapatkan kecepatan pemotongan yang sesuai untuk proses milling logam baja dengan
menggunakan mata pahat karbida end milling. Penelitian ini dilakukan dengan metode
eksperimen menggunakan mesin milling CNC, lima tingkat variasi kecepatan pemotongan
digunakan dalam proses pemesinan, dan setiap satu kali proses pemesinan selesai
dilaksanakan, maka kekasaran permukaan benda kerja di ukur menggunakan alat ukur surface
test “ mitutoyo”. Dari penelitian yang dilakukan dapat diketahui bahwa kecepatan
pemotongan memberi pengaruh terhadap perubahan nilai kekasaran permukaan benda kerja
logam, semakin tinggi kecepatan potong yang digunakan maka nilai kekasaran permukaan
yang dihasilkan semakin kecil artinya permukaan benda kerja menjadi semakin halus. Secara
berurutan kecepatan pemotongan yang digunakan pada proses side milling yakni 80 m/min, 90
m/min, 100 m/min, 110 m/min, 120 m/min menghasilkan nilai kekasaran permukaan yaitu 4,39
μm, 4,10 μm, 4,09 μm, 3,60 μm dan 3,26 μm. Dan pada proses pemesinan face milling nilai
kekasaran permukaan adalah 4,10 μm, 4,05 μm, 4,01 μm, 3,91 μm dan 3,81 μm.
Kata kunci: Proses side milling, face milling, parameter pemotongan, kekasaran permukaan.
1.PENDAHULUAN
Pemesinan logam merupakan salah satu proses pembentukan logam yang umum
digunakan dalam industry manufaktur. Proses pemotongan logam merupakan suatu proses
yang digunakan untuk merubah bentuk logam sehingga menjadi bentuk yang diinginkan.
Proses permesinan logam tidak dapat dipisahkan terhadap penggunaan mata pahat potong.
Sifat-sifat dan geometri mata pahat potong memberi spesifikasi tersendiri dalam pemilihan
parameter pemotongan yang hendak digunakan. Sedangkan parameter pemotongan
memberikan spesifikasi tersendiri pada proses pemesinan yang akan memberi efek
terhadap perubahan kondisi permukaan benda kerja, umur pahat, waktu pemesinan, gaya
dan daya pemotongan. Dari dahulu hingga kini, teknologi pembentukan logam mengalami
perkembangan yang pesat. Dalam dunia manufaktur khususnya industry pemotongan
logam juga mengalami perkembangan yang sangat pesat, baik itu mesin-mesin, metode
dan system maupun mekanisme pemotongan yang digunakan. Seperti pada mesin perkakas
konvensional yang penggunaan mesin ini mengalami perkembangan menjadi mesin
dikontrol secara otomatis yang dikendalikan oleh komputer, sehingga ini banyak
TM-72
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
memberikan keuntungan, seperti mempersingkat waktu hasil pengerjaan, menghasikan
produk yang presisi dan tidak membutuhkan banyak operator, meningkatkan laju produksi
Dengan kata lain, perkembangan ini memberi kontribusi positif bagi dunia perindustrian.
Seperti mesin CNC (computer numerially control), sangat praktis dalam proses produksi.
Untuk menghasilkan produk dengan jumlah massal dengan kualitas produk yang seragam.
Proses pemotongan dapat dilakukan dengan menggunakan mesin-mesin perkakas 2
axis (turning) atau 3 axis (milling). Untuk benda kerja logam yang memiliki bentuk round
bar (silinder) digunakan mesin 2 axis, sedangkan benda kerja logam berbentuk square
dilakukan dengan menggunakan mesin 3 axis. Pada proses pengerjaan dengan
menggunakan mesin 3 axis terdapat dua cara pemotongan yaitu pemotongan muka (face
milling ) dan pemotongan tepi (side milling). Dalam melakukan pemotongan untuk
pembuatan sebuah mold menggunakan jenis mata pahat yang sama (end mill) diharapkan
dapat menghasilkan nilai kekasaran permukaan yang seragam pada bahagian permukaan
atas dan tepi benda kerja. Untuk itu perlu diketahui suatu kombinasi parameter
pemotongan yang sesuai agar dapat dihasilkan kondisi permukaan yang baik (halus) baik
pada bahagian muka maupun bahagian tepi permukaan benda kerja. Oleh karena itu maka
perlu dilakukan penelitian pengaruh parameter pemotongan pada posisi side milling dan
face milling terhadap kualitas permukaan benda kerja logam yang dihasilkan.
Pada mesin CNC, kualitas permukaan yang dihasilkan merata dan presisi. Pada
proses finishing,mesin CNC mampu melakukan proses finishing yang diinginkan. Dari
hasil yang dihasilkan, memiliki nilai jual yang tinggi dan setara dengan kualitas permukaan
yang dihasilkan. Penelitian ini dilakukan menggunakan mesin milling. Pada permesinan
milling, terdapat dua metode yang digunakan yaitu side milling dan face milling. Untuk
mengetahui kekasaran permukaan yang baik pada permukaan benda kerja yang di milling
baik itu menggunakan side milling dan face milling, maka dilakukan penlitian ini.
Penelitian ini dilaksanakan bertujuan untuk melakukan analisis kekasaran permukaan
logam pada proses side milling dan face milling.
Beberapa penelitian telah dilakukan yang berkaitan dengan hubungan parameter
pemotongan terhadap proses pemesinan sebagaimana yang dinyatakan oleh Ramos dan
kawan-kawan (2003) pada penelitian tentang analisa kekasaran permukaan yang dihasilkan
dengan tiga macam strategi pemesinan milling yang berbeda yaitu tipe radial, raster dan
3D offset untuk komponen yang mengandung geometri kompleks seperti bentuk cembung
dan cekung disimpulkan bahwa ketiga strategi pemesinan menghasilkan kekasaran
permukaan yang berbeda dan type 3D offset adalah yang paling cocok untuk pemesinan
komponen yang mengandung geometri kompleks.
Göloğlu, C (2006) pada penelitian yang dilakukan menggunakan genetic
programming untuk memprediksi pengaruh dari beberapa parameter pemesinan seperti
kecepatan potong, kecepatan pemakanan, kedalaman pemotongan dengan menggunakan
strategi pemesinan type zigzag terhadap kekasaran permukaan menyatakan bahwa selain
parameter pemesinan di atas, pergeseran pahat juga mempengaruhi kekasaran permukaan
dari pemesinan milling.
Penelitian yang dilakukan oleh Reddy N. SK (2005) tentang Pengaruh geometri
pahat (radial rake angle dan nose radius) dan kondisi pemotongan (kecepatan potong dan
kecepatan makan) terhadap kekasaran permukaan pada cutting end mill dari baja karbon
medium dan kemudian mengolah data tersebut untuk mendapatkan kekasaran permukaan
paling rendah dan laju pemakanan material paling besar menggunakan response surface
methodology dan genetic algorithms di dapatkan kekasaran permukaan yang paling kecil,
kecepatan pemakanan 202,17 mm/menit, rake angle sebesar 4,40°, nose radius sebesar
0,43 mm dan laju pemakanan material sebesar 67,58 mm3/detik.
TM-73
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
Novi (2012) telah melakukan penelitian dengan software anova maka yang
menyimpulkan bahwa: antara pergeseran pahat dan kedalaman pemakanan sangat
berpengaruh cukup signifikan terhadap kekasaran permukaan. Dari kedua type cut spiral
dan one way bahwa type spiral memiliki kekasaran permukaan lebih halus dari pada type
one way dikarenakan nilai Ra pada spiral lebih kecil dari one way
2.METODE PENELITIAN
2.1. Bahan Penelitian
Bahan benda kerja yang digunakan adalah Baja AISI 4340
Gambar 1. Bahan benda kerja baja AISI 4340
Untuk melakukan pengujian pemotongan logam pada proses side milling dan face milling
digunakan mesin milling CNC sebagai berikut:
Gambar 2. Mesin CNC Milling Mazzak-V414/22
Jenis mata pahat yang digunakan dalam pemotongan adalah end mill carbide dengan
diameter 12 mm.
TM-74
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
Gambar 3. Mata tools endmill carbide diameter 12mm
Kondisi permukaan benda kerja bahagian tepi dan atas pada permukaan benda kerja
dapat diketahui dengan melakukan pengukuran kekasaran permukaan menggunakan alat
uji kekasaran permukaan (surface test) sebagai berikut:
Gambar 4. Alat ukur kekasasaran permukaan “Surface tester”
2.2 Metode Penelitian
Pengambilan data dilakukan dengan metode eksperimen menggunakan mesin
milling CNC dan pengukuran kekasaran permukaan dilakukan dengan alat ukur uji
kekasaran permukaan “surface tester”.
2.3 Prosedur Percobaan
1.
2.
3.
Prosedure eksperimen yang dilakukan meliputi:
Persiapan peralatan dan bahan
Menentukan 5 tools yang digunakan untuk setiap satu proses pemesinan
Input program G-code
TM-75
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
4.
Input parameter pemesinan yang digunakan untuk side milling dan face milling:
1. Feeding (f)
: 0,05 mm/putaran
2. Variasi Cutting Speed (Vc)
: 80 – 120 m/min
3. Feeding Speed (Vf)
: 300 mm / min
4. Putaran Spindel (n)
: disesuaikan dengan Vc
5. Depth of Cut (DOC) side milling
: 12 mm
6. Depth of Cut (DOC) face milling
: 0,05 mm
5. Meletakan benda kerja Baja AISI 4340 pada ragum mesin milling
6. Proses pemesinan
7. Menghentikan mesin dan melakukan pengukuran kekasaran pada 5 titik dipermukaan benda
kerja.
8. Pencatatan dan tabulasi nilai kekasaran permukaan (setiap parameter pemesinan dilakukan
pengujian 5 kali).
9. Kembali proses 3 untuk variasi kecepatan potong (Vc).
10. Lakukan proses pemesinan tersebut berulang hingga tools ke-5.
11. Selesai
Diagram alir proses penelitian disampaikan pada gambar berikut:
Perencanaan Penelitian
Study Pustaka
Survey:
-Spesifikasi mesin perkakas.
Desain eksperimen
Pemilihan paramater
pemotongan
Set-Up peralatan
Persiapan percobaan
Proses eksperiment
Pengumpulan Data
Analisa Data
Kesimpulan & Saran
Selesai
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Penelitian
Setelah dilakukan percobaan, maka diperoleh nilai kekasaran permukaan
sebagaimana disampaikan dalam grafik berikut:
TM-76
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
5.00
4.49
4.16
Kekasaran permukaan, mµ
4.50
4.00
3.89
3.50
3.63
3.00
4.14
4.14
3.62
4.11
3.91
3.88
3.23
4.61
4.46
4.31
3.43
3.27
3.24
4.07
4.13
4.06
4.03
4.08
3.6
3.37
3.19
2.50
Vc : 80m/min
2.00
Vc:90m/min
1.50
Vc:100m/min
1.00
Vc: 110m/min
0.50
Vc:120m/min
0.00
1
2
3
4
5
Percobaan
Kekasaran permukaan, µm
Gambar 6. Grafik nilai kekasaran permukaan logam pada tiap percobaan pada proses
proses side milling
5.00
4.50
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
4.13
4.06
4.19
4.13
4.17
4.01
4.1
4.12
3.55
Vc:80m/min
3.25
Vc:90m/min
Vc:100m/min
Vc:110m/min
Vc:120m/min
1
2
3
4
5
Percobaan
Gambar 7. Grafik nilai kekasaran permukaan logam pada tiap percobaan pada proses
proses face milling
Dari Gambar 6 dapat diketahui bahwa dari percobaan pemesinan benda kerja baja
AISI 4340 dengan menggunakan proses side milling dari percobaan 1 s/d 5 yang dilakukan
menunjukkan bahwa nilai kekasaran permukaan benda kerja yang dihasilkan pada tiap
permukaan benda kerja milling adalah sama untuk setiap kecepatan pemotongan. Pada
kecepatan pemotongan 80 m/min diketahui bahwa nilai kekasaran permukaan yang
diperoleh lebih besar dibandingkan dengan kecepatan potong 90 s/d 120 m/min, dapat
dipastikan bahwa trend grafik menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan pemotongan,
menghasilkan nilai kekasaran permukaan yang menurun.
TM-77
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
Hal ini terjadi dikarenakan ketika proses side milling, peningkatan kecepatan
potong yang tinggi menyebabkan terjadinya gesekan pada permukaan benda kerja yang
menimbulkan goresan-goresan halus pada permukaan benda kerja tersebut. Secara real
faktor yang memberi pengaruh terhadap terjadi kekasaran permukaan adalah sudut mata
pahat yang bersentuhan langsung dengan benda kerja, namun oleh karena adanya efek
peningkatan kecepatan pemotongan kecendrungan serpihan yang dihasilkan lebih cepat
terpisah dari benda kerja dan sudut mata sehingga serpihan yang terjadi tidak melekat pada
permukaan benda kerja dan tentunya hal ini tidak mengakibatkan terjadinya peningkatan
kekasaran permukaan. Mata pahat yang memiliki sudut ketajaman yang baik, menggores
permukaan dengan cepat pada kecepatan tinggi sehingga akan menghasilkan nilai
kekasaran permukaan yang rendah.
Dari Gambar 7 dapat diketahui bahwa dari percobaan pemesinan benda kerja baja
AISI 4340 dengan menggunakan proses face milling setelah dilakukan sebanyak lima
percobaan untuk masing-masing kecepatan pemotongan dapat diketahui bahwa kondisi
masing-masing permukaan benda kerja menghasilkan nilai kekasaran yang merata. Nilai
kekasaran permukaan yang terendah diperoleh pada kecepatan pemotongan 120 m/min dan
nilai kekasaran permukaan yang terbesar didapat pada kecepatan pemotongan 80 m/min.
Persentase Nilai Kekasaran Permukaan Pada Proses Milling
Perhitungan penurunan kualitas permukaan, dapat dilakukan dengan berpedoman
range nilai kekasaran permukaan untuk milling (tabel nilai kekasaran permukaan) yaitu
nilai tertinggi 6,3 μm.Untuk menghitung persentase penurunan nilai kekasaran permukaan
dapat digunakan sbb:
Persentase = (Nilai Kekasaran Permukaan Hasil Pengukuran)/(Nilai Kekasaran Permukaan
Tertinggi pada Proses Miling (berdasarkan tabel, 6,3 μm)) x 100%
Side milling:
Nilai kekasaran 4,39 μm
Persentase = 4.39/6.3 x 100%
= 69.68 %
Dari perhitungan yang dilakukan persentase penurunan nilai kekasaran dan perubahannya
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Persentase Nilai Kekasaran Permukaan Pada Proses Milling
Proses Side Milling
No Kecepatan Potong, Nilai
Kekasaran Persentase Penurunan
Vc, m/min
Permukaan, Ra(μm)
Ra (%)
1 80
4,39
69.68
2 90
4,10
65.07
3 100
3.60
57.14
4 110
4,09
64.92
5 120
3.26
51.74
Proses Face Milling
1 80
4,10
65.07
2 90
4,05
64.28
3 100
4,01
63.65
4 110
3.91
62.06
5 120
3.81
60.47
TM-78
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
Persentase penurunan nilai kekasaran permukaan Side milling adalah:
Nilai Persentase Penurunan kekasaran permukaan pada kecepatan potong awal – nilai
Persentase Penurunan kekasaran permukaan pada kecepatan potong berikutnya.
1. Pada kecepatan 80 m/min ke 90 m/min
69.68 - 65.07 = 4.61%
2. Pada kecepatan 90 m/min ke 100 m/min
65.07 – 64.92 = 0.15%
3. Pada kecepatan 100 m/min ke 110 m/min
65.07 – 57.14 = 7.78%
4. Pada kecepatan 110 m/min ke 120 m/min
57.14 – 51.74 = 5.4%
Persentase penurunan nilai kekasaran permukaan Face milling adalah
1. Pada kecepatan 80 m/min ke 90 m/min
65.07- 64.28 = 0.79%
2. Pada kecepatan 90 m/min ke 100 m/min
64.28 – 63.65 = 0.63%
3. Pada kecepatan 100 m/min ke 110 m/min
63.65 – 62.06 = 1.59%
4. Pada kecepatan 110 m/min ke 120 m/min
62.06 – 60.47 = 1.59%
5
Kekasaran permukaan, µm
4.5
4.388
4.074
4.056
4
3.5
4.098
3.886
4
3.844
4.008
3.26
3.632
3
2.5
2
Side Milling
1.5
Face Milling
1
0.5
0
80
90
100
110
120
Kecepatan potong, m/min
Gambar 8. Grafik perbandingan nilai kekasaran permukaan pada proses side dan face
milling untuk tiap kecepatan potong
Dari Gambar 8 dapat dilihat bahwa nilai kekasaran permukaan berbanding terbalik
dengan kecepatan pemotongan. Peningkatan kecepatan potong, menghasilkan permukaan
logam yang semakin halus (nilai kekasaran permukaan akan semakin kecil). Pada proses
side milling nilai kekasaran tertinggi sebesar 4,39 μm dan nilai terendah 3,26 μm,
sedangkan pada proses face milling nilai kekasaran permukaan tertinggi 4,10 μm dan nilai
terendah 3,81 μm. Dari kedua proses tersebut dengan menggunakan parameter yang sama
menghasilkan trend line grafik yang sama yakni nilai kekasaran permukaan sama-sama
menurun, namun menghasilkan nilai kekasaran permukaan yang berbeda. Perbedaan nilai
TM-79
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
kekasaran pada side milling dan face milling disebabkan oleh run out pada mesin. Run out
adalah ke tidak center-an bearing pada mesin CNC yang menyebabkan tools tidak berputar
secara silinder.
Pada proses side milling, run out pada mesin cenderung kecil, karena proses
pemakanan menggunakan sisi dari mata tools, sehingga nilai run out pada proses side
milling hanya 0,5 dari diameter mata pahat end milling. Sedangkan pada proses face
milling, pemakanan menggunakan ujung dari mata tools, sehingga titik pusat ke-runout-an
pada mesin terjadi pada titik ujung mata tools yang bernilai sama dengan diameter end
milling. Dalam sebuah parameter pemesinan CNC, nilai kecepatan potong sangat penting,
apabila kecepatan potong rendah, maka akan menciptakan nilai kekasaran yang tinggi, hal
ini disebabkan oleh chips atau geram ikut menggores pada permukaan. Sebaliknya semakin
tinggi kecepatan potong, chips atau geram menggores permukaan benda kerja dapat
diminimalisir.
KESIMPULAN
Setelah dilakukan analisis terhadap data yang diperoleh maka dapat disimpulkan
sebagai berikut:
1. Kecepatan pemotongan memberi pengaruh terhadap perubahan nilai kekasaran
permukaan benda kerja logam, semakin tinggi kecepatan potong yang digunakan maka
nilai kekasaran permukaan akan semakin kecil artinya permukaan benda kerja menjadi
semakin halus.
2. Secara berurutan kecepatan pemotongan yang digunakan pada proses side milling
yakni 80 m/min, 90 m/min, 100 m/min, 110 m/min, 120 m/min menghasilkan nilai
kekasaran permukaan yaitu 4,39 μm, 4,10 μm, 4,09 μm, 3,60 μm dan 3,26 μm. Dan
pada proses pemesinan face milling nilai kekasaran permukaan adalah 4,10 μm, 4,05
μm, 4,01 μm, 3,91 μm dan 3,81 μm.
3. Pemotongan logam dengan proses side menghasilkan nilai kekasaran yang cenderung
lebih rendah dibandingkan dengan proses face milling.
4. Peningkatan persentase pada kecepatan potong 80 m/min, 90 m/min, 100 m/min, 110
m/min dan 120 m/min secara berturut pada proses side milling adalah 4.61%, 0.15%,
7.78% dan 5.4%. Sedangkan untuk face milling adalah 0.79%, 0.63%, 1.59% dan
1.59%.
SARAN
Meskipun dari penelitian didapatkan bahwa peningkatan kecepatan potong
menghasilkan nilai kekasaran permukaan yang baik, namun harus ada batasan optimum
penggunaan kecepatan potong tersebut agar pada proses pemotongan dapat dilakukan
dengan baik dan umur pahat lebih lama.
Untuk menganalisa tentang struktur benda kerja yang dihasilkan dari proses
pemesinan milling tersebut, sebaiknya kajian selanjutnya dengan melakukan pengujian
struktur mikro menggunakan alat scaning electron microscope.
Untuk mengetahui besarnya gaya dan daya potong pada mata pahat, maka perlu
kajian berikutnya dilakukan analisa gaya potong pada proses milling dengan menggunakan
tool dynamometer.
UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti pada kesempatan ini mengucapkan terima kasih kepada Lembaga
Penelitian dan Publikasi Ilmiah Universitas Tarumanagara yang telah membiayai
penelitian ini Periode I tahun 2014.
TM-80
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
DAFTAR PUSTAKA
1. Agapiou, J.S. (1992). The Optimization of Machining Operation Based On A
Combined Criterion, Part 1: the Use of Combined Objective in Single Pass Operation,
Journal Engineering Industry. Vol. 114, PP 500 – 507.
2. Avallone, E.A., Baumeister, T. (1997). Standard Handbook for Mechanical
Engineer. Mc.Graw Hills New York.
3. Bothrooyd, G. (1989). Fundamentals of Metal Machining and Machine Tools.
Mc.Graw Hill Company. Singapore.
4. Göloğlu C., Arslan Y., Zigzag Machining Surface Roughness Modeling Using
Evolutionary Approach, IMS'2006: 5th International Symposium on Intelligent
Manufacturing Systems.
5. Halevi, G., and Weill, D.R. (1995). Principle of Process and Planning a Logical
Approach. 26 Boundary Row London SEI 8 HN, UK: Published by Chapman & Hall.
6. De Garmo, Paul. E. et al. (1997). Material and Process in Manufacturing. New York
10002, Mac Milan Publishing Company 866 Third Avenue, New York.
7. Kalpakjian, Serope. (1995). Manufacturing and Engineering Technology. Third
Edition. Chicago: Addison-Wesley Publishing Company Inc.
8. Nagpal, G.R.(1995). Machine Tool Engineering. Khana Publisher 2-3, Nath Market.
Nai Sarak Delhi 1106.
9. Noce, Novi Telepta.(2012).Penggunaan Pahat Ball End Mill Terhadap Kekasaran
Permukaan Pada Material Baja ST 37. Jurnal Teknologi. Volume 9, Nomor 1.
10. Oraby, S.E., Hayhurst, D.R. (2004). Tool Life Determination Based On the
Measurement of Wear and Tool Force Ratio Variation. International Journal of
Machine Tools & Manufacture. 44. PP 1261-1269.
11. Rochim, Taufiq. (1993). Teori & Teknologi Proses Pemesinan. HEDS-JICA Bandung
– Indonesia.
12. Stephen, D.A., Agapiou, J.S. (1997). Metal Cutting Theory and Practice. Marcel
Dekker.Inc.270 Madison Avenue New York 10016.
13. Rao.P.N. (2000). Manufacturing Technology: Metal Cutting & Machine Tools. Tata
Mc.Graw Hill. Publishing Company Limited. New Delhi.
14. Ramos A.M., Relvas C., Simoes J.A., “The influence of finishing milling strategies on
texture, roughness, and dimensional deviations on the machining of complex surfaces”,
Journal of Materials Processing Technology, Vol. 136, No.1-3, 2003, pp. 209-216.
15. Reddy N.S.K., Rao P.V., “Selection of optimum tool geometry and cutting conditions
using a surface roughness prediction model for end milling”, International Journal of
Advance Manufacturing Technology, Vol. 26, No.11- 12,2005, pp. 1202-1210.
16. Rodrigues Alessandro R., 2010, Effects of Milling Condition on the Surface Integrity
of Hot Forged Steel, J. of the Braz. Soc. of Mech. Sci. & Eng, volume 32, Page 37 43.
TM-81
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
PENGARUH PARAMETER PEMOTONGAN PADA PROSES
SIDE MILLING DAN FACE MILLING TERHADAP
KEKASARAN PERMUKAAN LOGAM
Sobron Lubis, Stevanus Andre Yanuari
Jurusan Teknik Mesin Universitas Tarumanagara
Jl.Letjen.S. Parman No.1 Jakarta 11440 Telp.021 5663124-5672548-5638335
e-mail: [email protected]
Abstrak
Proses pembentukan dengan menggunakan mesin perkakas memiliki keragaman jenis mesin
perkakas yang dapat digunakan, pemilihan mesin-mesin tersebut dilakukan berdasarkan
bentuk, dimensi dan jenis bahan baku yang digunakan. Mesin milling merupakan salah satu
mesin perkakas yang berfungsi untuk membentuk permukaan logam dengan menghilangkan
sebagian benda kerja atau dikenal dengan geram (chip). Proses pemesinan dapat dilakukan
melalui proses face milling dan side milling, tentunya bila produk yang dihasilkan seperti
cetakan (mold), maka memerlukan nilai kekasaran yang kecil pada bagian permukaan dan
sisinya, maka untuk mendapatkan nilai kehalusan permukaan yang baik tersebut, pemilihan
jenis mata pahat terhadap benda kerja yang digunakan menentukan dalam pemilihan
kombinasi parameter pemotongan. Berdasarkan hal tersebut, maka penelitian ini dilakukan
untuk menganalisa pengaruh parameter pemotongan terhadap kekasaran permukaan logam
baja pada proses side milling dan face milling. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
faktor-faktor yang mempengaruhi terhadap kekasaran permukaan yang dihasilkan dan
mendapatkan kecepatan pemotongan yang sesuai untuk proses milling logam baja dengan
menggunakan mata pahat karbida end milling. Penelitian ini dilakukan dengan metode
eksperimen menggunakan mesin milling CNC, lima tingkat variasi kecepatan pemotongan
digunakan dalam proses pemesinan, dan setiap satu kali proses pemesinan selesai
dilaksanakan, maka kekasaran permukaan benda kerja di ukur menggunakan alat ukur surface
test “ mitutoyo”. Dari penelitian yang dilakukan dapat diketahui bahwa kecepatan
pemotongan memberi pengaruh terhadap perubahan nilai kekasaran permukaan benda kerja
logam, semakin tinggi kecepatan potong yang digunakan maka nilai kekasaran permukaan
yang dihasilkan semakin kecil artinya permukaan benda kerja menjadi semakin halus. Secara
berurutan kecepatan pemotongan yang digunakan pada proses side milling yakni 80 m/min, 90
m/min, 100 m/min, 110 m/min, 120 m/min menghasilkan nilai kekasaran permukaan yaitu 4,39
μm, 4,10 μm, 4,09 μm, 3,60 μm dan 3,26 μm. Dan pada proses pemesinan face milling nilai
kekasaran permukaan adalah 4,10 μm, 4,05 μm, 4,01 μm, 3,91 μm dan 3,81 μm.
Kata kunci: Proses side milling, face milling, parameter pemotongan, kekasaran permukaan.
1.PENDAHULUAN
Pemesinan logam merupakan salah satu proses pembentukan logam yang umum
digunakan dalam industry manufaktur. Proses pemotongan logam merupakan suatu proses
yang digunakan untuk merubah bentuk logam sehingga menjadi bentuk yang diinginkan.
Proses permesinan logam tidak dapat dipisahkan terhadap penggunaan mata pahat potong.
Sifat-sifat dan geometri mata pahat potong memberi spesifikasi tersendiri dalam pemilihan
parameter pemotongan yang hendak digunakan. Sedangkan parameter pemotongan
memberikan spesifikasi tersendiri pada proses pemesinan yang akan memberi efek
terhadap perubahan kondisi permukaan benda kerja, umur pahat, waktu pemesinan, gaya
dan daya pemotongan. Dari dahulu hingga kini, teknologi pembentukan logam mengalami
perkembangan yang pesat. Dalam dunia manufaktur khususnya industry pemotongan
logam juga mengalami perkembangan yang sangat pesat, baik itu mesin-mesin, metode
dan system maupun mekanisme pemotongan yang digunakan. Seperti pada mesin perkakas
konvensional yang penggunaan mesin ini mengalami perkembangan menjadi mesin
dikontrol secara otomatis yang dikendalikan oleh komputer, sehingga ini banyak
TM-72
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
memberikan keuntungan, seperti mempersingkat waktu hasil pengerjaan, menghasikan
produk yang presisi dan tidak membutuhkan banyak operator, meningkatkan laju produksi
Dengan kata lain, perkembangan ini memberi kontribusi positif bagi dunia perindustrian.
Seperti mesin CNC (computer numerially control), sangat praktis dalam proses produksi.
Untuk menghasilkan produk dengan jumlah massal dengan kualitas produk yang seragam.
Proses pemotongan dapat dilakukan dengan menggunakan mesin-mesin perkakas 2
axis (turning) atau 3 axis (milling). Untuk benda kerja logam yang memiliki bentuk round
bar (silinder) digunakan mesin 2 axis, sedangkan benda kerja logam berbentuk square
dilakukan dengan menggunakan mesin 3 axis. Pada proses pengerjaan dengan
menggunakan mesin 3 axis terdapat dua cara pemotongan yaitu pemotongan muka (face
milling ) dan pemotongan tepi (side milling). Dalam melakukan pemotongan untuk
pembuatan sebuah mold menggunakan jenis mata pahat yang sama (end mill) diharapkan
dapat menghasilkan nilai kekasaran permukaan yang seragam pada bahagian permukaan
atas dan tepi benda kerja. Untuk itu perlu diketahui suatu kombinasi parameter
pemotongan yang sesuai agar dapat dihasilkan kondisi permukaan yang baik (halus) baik
pada bahagian muka maupun bahagian tepi permukaan benda kerja. Oleh karena itu maka
perlu dilakukan penelitian pengaruh parameter pemotongan pada posisi side milling dan
face milling terhadap kualitas permukaan benda kerja logam yang dihasilkan.
Pada mesin CNC, kualitas permukaan yang dihasilkan merata dan presisi. Pada
proses finishing,mesin CNC mampu melakukan proses finishing yang diinginkan. Dari
hasil yang dihasilkan, memiliki nilai jual yang tinggi dan setara dengan kualitas permukaan
yang dihasilkan. Penelitian ini dilakukan menggunakan mesin milling. Pada permesinan
milling, terdapat dua metode yang digunakan yaitu side milling dan face milling. Untuk
mengetahui kekasaran permukaan yang baik pada permukaan benda kerja yang di milling
baik itu menggunakan side milling dan face milling, maka dilakukan penlitian ini.
Penelitian ini dilaksanakan bertujuan untuk melakukan analisis kekasaran permukaan
logam pada proses side milling dan face milling.
Beberapa penelitian telah dilakukan yang berkaitan dengan hubungan parameter
pemotongan terhadap proses pemesinan sebagaimana yang dinyatakan oleh Ramos dan
kawan-kawan (2003) pada penelitian tentang analisa kekasaran permukaan yang dihasilkan
dengan tiga macam strategi pemesinan milling yang berbeda yaitu tipe radial, raster dan
3D offset untuk komponen yang mengandung geometri kompleks seperti bentuk cembung
dan cekung disimpulkan bahwa ketiga strategi pemesinan menghasilkan kekasaran
permukaan yang berbeda dan type 3D offset adalah yang paling cocok untuk pemesinan
komponen yang mengandung geometri kompleks.
Göloğlu, C (2006) pada penelitian yang dilakukan menggunakan genetic
programming untuk memprediksi pengaruh dari beberapa parameter pemesinan seperti
kecepatan potong, kecepatan pemakanan, kedalaman pemotongan dengan menggunakan
strategi pemesinan type zigzag terhadap kekasaran permukaan menyatakan bahwa selain
parameter pemesinan di atas, pergeseran pahat juga mempengaruhi kekasaran permukaan
dari pemesinan milling.
Penelitian yang dilakukan oleh Reddy N. SK (2005) tentang Pengaruh geometri
pahat (radial rake angle dan nose radius) dan kondisi pemotongan (kecepatan potong dan
kecepatan makan) terhadap kekasaran permukaan pada cutting end mill dari baja karbon
medium dan kemudian mengolah data tersebut untuk mendapatkan kekasaran permukaan
paling rendah dan laju pemakanan material paling besar menggunakan response surface
methodology dan genetic algorithms di dapatkan kekasaran permukaan yang paling kecil,
kecepatan pemakanan 202,17 mm/menit, rake angle sebesar 4,40°, nose radius sebesar
0,43 mm dan laju pemakanan material sebesar 67,58 mm3/detik.
TM-73
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
Novi (2012) telah melakukan penelitian dengan software anova maka yang
menyimpulkan bahwa: antara pergeseran pahat dan kedalaman pemakanan sangat
berpengaruh cukup signifikan terhadap kekasaran permukaan. Dari kedua type cut spiral
dan one way bahwa type spiral memiliki kekasaran permukaan lebih halus dari pada type
one way dikarenakan nilai Ra pada spiral lebih kecil dari one way
2.METODE PENELITIAN
2.1. Bahan Penelitian
Bahan benda kerja yang digunakan adalah Baja AISI 4340
Gambar 1. Bahan benda kerja baja AISI 4340
Untuk melakukan pengujian pemotongan logam pada proses side milling dan face milling
digunakan mesin milling CNC sebagai berikut:
Gambar 2. Mesin CNC Milling Mazzak-V414/22
Jenis mata pahat yang digunakan dalam pemotongan adalah end mill carbide dengan
diameter 12 mm.
TM-74
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
Gambar 3. Mata tools endmill carbide diameter 12mm
Kondisi permukaan benda kerja bahagian tepi dan atas pada permukaan benda kerja
dapat diketahui dengan melakukan pengukuran kekasaran permukaan menggunakan alat
uji kekasaran permukaan (surface test) sebagai berikut:
Gambar 4. Alat ukur kekasasaran permukaan “Surface tester”
2.2 Metode Penelitian
Pengambilan data dilakukan dengan metode eksperimen menggunakan mesin
milling CNC dan pengukuran kekasaran permukaan dilakukan dengan alat ukur uji
kekasaran permukaan “surface tester”.
2.3 Prosedur Percobaan
1.
2.
3.
Prosedure eksperimen yang dilakukan meliputi:
Persiapan peralatan dan bahan
Menentukan 5 tools yang digunakan untuk setiap satu proses pemesinan
Input program G-code
TM-75
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
4.
Input parameter pemesinan yang digunakan untuk side milling dan face milling:
1. Feeding (f)
: 0,05 mm/putaran
2. Variasi Cutting Speed (Vc)
: 80 – 120 m/min
3. Feeding Speed (Vf)
: 300 mm / min
4. Putaran Spindel (n)
: disesuaikan dengan Vc
5. Depth of Cut (DOC) side milling
: 12 mm
6. Depth of Cut (DOC) face milling
: 0,05 mm
5. Meletakan benda kerja Baja AISI 4340 pada ragum mesin milling
6. Proses pemesinan
7. Menghentikan mesin dan melakukan pengukuran kekasaran pada 5 titik dipermukaan benda
kerja.
8. Pencatatan dan tabulasi nilai kekasaran permukaan (setiap parameter pemesinan dilakukan
pengujian 5 kali).
9. Kembali proses 3 untuk variasi kecepatan potong (Vc).
10. Lakukan proses pemesinan tersebut berulang hingga tools ke-5.
11. Selesai
Diagram alir proses penelitian disampaikan pada gambar berikut:
Perencanaan Penelitian
Study Pustaka
Survey:
-Spesifikasi mesin perkakas.
Desain eksperimen
Pemilihan paramater
pemotongan
Set-Up peralatan
Persiapan percobaan
Proses eksperiment
Pengumpulan Data
Analisa Data
Kesimpulan & Saran
Selesai
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Penelitian
Setelah dilakukan percobaan, maka diperoleh nilai kekasaran permukaan
sebagaimana disampaikan dalam grafik berikut:
TM-76
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
5.00
4.49
4.16
Kekasaran permukaan, mµ
4.50
4.00
3.89
3.50
3.63
3.00
4.14
4.14
3.62
4.11
3.91
3.88
3.23
4.61
4.46
4.31
3.43
3.27
3.24
4.07
4.13
4.06
4.03
4.08
3.6
3.37
3.19
2.50
Vc : 80m/min
2.00
Vc:90m/min
1.50
Vc:100m/min
1.00
Vc: 110m/min
0.50
Vc:120m/min
0.00
1
2
3
4
5
Percobaan
Kekasaran permukaan, µm
Gambar 6. Grafik nilai kekasaran permukaan logam pada tiap percobaan pada proses
proses side milling
5.00
4.50
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
4.13
4.06
4.19
4.13
4.17
4.01
4.1
4.12
3.55
Vc:80m/min
3.25
Vc:90m/min
Vc:100m/min
Vc:110m/min
Vc:120m/min
1
2
3
4
5
Percobaan
Gambar 7. Grafik nilai kekasaran permukaan logam pada tiap percobaan pada proses
proses face milling
Dari Gambar 6 dapat diketahui bahwa dari percobaan pemesinan benda kerja baja
AISI 4340 dengan menggunakan proses side milling dari percobaan 1 s/d 5 yang dilakukan
menunjukkan bahwa nilai kekasaran permukaan benda kerja yang dihasilkan pada tiap
permukaan benda kerja milling adalah sama untuk setiap kecepatan pemotongan. Pada
kecepatan pemotongan 80 m/min diketahui bahwa nilai kekasaran permukaan yang
diperoleh lebih besar dibandingkan dengan kecepatan potong 90 s/d 120 m/min, dapat
dipastikan bahwa trend grafik menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan pemotongan,
menghasilkan nilai kekasaran permukaan yang menurun.
TM-77
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
Hal ini terjadi dikarenakan ketika proses side milling, peningkatan kecepatan
potong yang tinggi menyebabkan terjadinya gesekan pada permukaan benda kerja yang
menimbulkan goresan-goresan halus pada permukaan benda kerja tersebut. Secara real
faktor yang memberi pengaruh terhadap terjadi kekasaran permukaan adalah sudut mata
pahat yang bersentuhan langsung dengan benda kerja, namun oleh karena adanya efek
peningkatan kecepatan pemotongan kecendrungan serpihan yang dihasilkan lebih cepat
terpisah dari benda kerja dan sudut mata sehingga serpihan yang terjadi tidak melekat pada
permukaan benda kerja dan tentunya hal ini tidak mengakibatkan terjadinya peningkatan
kekasaran permukaan. Mata pahat yang memiliki sudut ketajaman yang baik, menggores
permukaan dengan cepat pada kecepatan tinggi sehingga akan menghasilkan nilai
kekasaran permukaan yang rendah.
Dari Gambar 7 dapat diketahui bahwa dari percobaan pemesinan benda kerja baja
AISI 4340 dengan menggunakan proses face milling setelah dilakukan sebanyak lima
percobaan untuk masing-masing kecepatan pemotongan dapat diketahui bahwa kondisi
masing-masing permukaan benda kerja menghasilkan nilai kekasaran yang merata. Nilai
kekasaran permukaan yang terendah diperoleh pada kecepatan pemotongan 120 m/min dan
nilai kekasaran permukaan yang terbesar didapat pada kecepatan pemotongan 80 m/min.
Persentase Nilai Kekasaran Permukaan Pada Proses Milling
Perhitungan penurunan kualitas permukaan, dapat dilakukan dengan berpedoman
range nilai kekasaran permukaan untuk milling (tabel nilai kekasaran permukaan) yaitu
nilai tertinggi 6,3 μm.Untuk menghitung persentase penurunan nilai kekasaran permukaan
dapat digunakan sbb:
Persentase = (Nilai Kekasaran Permukaan Hasil Pengukuran)/(Nilai Kekasaran Permukaan
Tertinggi pada Proses Miling (berdasarkan tabel, 6,3 μm)) x 100%
Side milling:
Nilai kekasaran 4,39 μm
Persentase = 4.39/6.3 x 100%
= 69.68 %
Dari perhitungan yang dilakukan persentase penurunan nilai kekasaran dan perubahannya
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Persentase Nilai Kekasaran Permukaan Pada Proses Milling
Proses Side Milling
No Kecepatan Potong, Nilai
Kekasaran Persentase Penurunan
Vc, m/min
Permukaan, Ra(μm)
Ra (%)
1 80
4,39
69.68
2 90
4,10
65.07
3 100
3.60
57.14
4 110
4,09
64.92
5 120
3.26
51.74
Proses Face Milling
1 80
4,10
65.07
2 90
4,05
64.28
3 100
4,01
63.65
4 110
3.91
62.06
5 120
3.81
60.47
TM-78
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
Persentase penurunan nilai kekasaran permukaan Side milling adalah:
Nilai Persentase Penurunan kekasaran permukaan pada kecepatan potong awal – nilai
Persentase Penurunan kekasaran permukaan pada kecepatan potong berikutnya.
1. Pada kecepatan 80 m/min ke 90 m/min
69.68 - 65.07 = 4.61%
2. Pada kecepatan 90 m/min ke 100 m/min
65.07 – 64.92 = 0.15%
3. Pada kecepatan 100 m/min ke 110 m/min
65.07 – 57.14 = 7.78%
4. Pada kecepatan 110 m/min ke 120 m/min
57.14 – 51.74 = 5.4%
Persentase penurunan nilai kekasaran permukaan Face milling adalah
1. Pada kecepatan 80 m/min ke 90 m/min
65.07- 64.28 = 0.79%
2. Pada kecepatan 90 m/min ke 100 m/min
64.28 – 63.65 = 0.63%
3. Pada kecepatan 100 m/min ke 110 m/min
63.65 – 62.06 = 1.59%
4. Pada kecepatan 110 m/min ke 120 m/min
62.06 – 60.47 = 1.59%
5
Kekasaran permukaan, µm
4.5
4.388
4.074
4.056
4
3.5
4.098
3.886
4
3.844
4.008
3.26
3.632
3
2.5
2
Side Milling
1.5
Face Milling
1
0.5
0
80
90
100
110
120
Kecepatan potong, m/min
Gambar 8. Grafik perbandingan nilai kekasaran permukaan pada proses side dan face
milling untuk tiap kecepatan potong
Dari Gambar 8 dapat dilihat bahwa nilai kekasaran permukaan berbanding terbalik
dengan kecepatan pemotongan. Peningkatan kecepatan potong, menghasilkan permukaan
logam yang semakin halus (nilai kekasaran permukaan akan semakin kecil). Pada proses
side milling nilai kekasaran tertinggi sebesar 4,39 μm dan nilai terendah 3,26 μm,
sedangkan pada proses face milling nilai kekasaran permukaan tertinggi 4,10 μm dan nilai
terendah 3,81 μm. Dari kedua proses tersebut dengan menggunakan parameter yang sama
menghasilkan trend line grafik yang sama yakni nilai kekasaran permukaan sama-sama
menurun, namun menghasilkan nilai kekasaran permukaan yang berbeda. Perbedaan nilai
TM-79
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
kekasaran pada side milling dan face milling disebabkan oleh run out pada mesin. Run out
adalah ke tidak center-an bearing pada mesin CNC yang menyebabkan tools tidak berputar
secara silinder.
Pada proses side milling, run out pada mesin cenderung kecil, karena proses
pemakanan menggunakan sisi dari mata tools, sehingga nilai run out pada proses side
milling hanya 0,5 dari diameter mata pahat end milling. Sedangkan pada proses face
milling, pemakanan menggunakan ujung dari mata tools, sehingga titik pusat ke-runout-an
pada mesin terjadi pada titik ujung mata tools yang bernilai sama dengan diameter end
milling. Dalam sebuah parameter pemesinan CNC, nilai kecepatan potong sangat penting,
apabila kecepatan potong rendah, maka akan menciptakan nilai kekasaran yang tinggi, hal
ini disebabkan oleh chips atau geram ikut menggores pada permukaan. Sebaliknya semakin
tinggi kecepatan potong, chips atau geram menggores permukaan benda kerja dapat
diminimalisir.
KESIMPULAN
Setelah dilakukan analisis terhadap data yang diperoleh maka dapat disimpulkan
sebagai berikut:
1. Kecepatan pemotongan memberi pengaruh terhadap perubahan nilai kekasaran
permukaan benda kerja logam, semakin tinggi kecepatan potong yang digunakan maka
nilai kekasaran permukaan akan semakin kecil artinya permukaan benda kerja menjadi
semakin halus.
2. Secara berurutan kecepatan pemotongan yang digunakan pada proses side milling
yakni 80 m/min, 90 m/min, 100 m/min, 110 m/min, 120 m/min menghasilkan nilai
kekasaran permukaan yaitu 4,39 μm, 4,10 μm, 4,09 μm, 3,60 μm dan 3,26 μm. Dan
pada proses pemesinan face milling nilai kekasaran permukaan adalah 4,10 μm, 4,05
μm, 4,01 μm, 3,91 μm dan 3,81 μm.
3. Pemotongan logam dengan proses side menghasilkan nilai kekasaran yang cenderung
lebih rendah dibandingkan dengan proses face milling.
4. Peningkatan persentase pada kecepatan potong 80 m/min, 90 m/min, 100 m/min, 110
m/min dan 120 m/min secara berturut pada proses side milling adalah 4.61%, 0.15%,
7.78% dan 5.4%. Sedangkan untuk face milling adalah 0.79%, 0.63%, 1.59% dan
1.59%.
SARAN
Meskipun dari penelitian didapatkan bahwa peningkatan kecepatan potong
menghasilkan nilai kekasaran permukaan yang baik, namun harus ada batasan optimum
penggunaan kecepatan potong tersebut agar pada proses pemotongan dapat dilakukan
dengan baik dan umur pahat lebih lama.
Untuk menganalisa tentang struktur benda kerja yang dihasilkan dari proses
pemesinan milling tersebut, sebaiknya kajian selanjutnya dengan melakukan pengujian
struktur mikro menggunakan alat scaning electron microscope.
Untuk mengetahui besarnya gaya dan daya potong pada mata pahat, maka perlu
kajian berikutnya dilakukan analisa gaya potong pada proses milling dengan menggunakan
tool dynamometer.
UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti pada kesempatan ini mengucapkan terima kasih kepada Lembaga
Penelitian dan Publikasi Ilmiah Universitas Tarumanagara yang telah membiayai
penelitian ini Periode I tahun 2014.
TM-80
Seminar Nasional Mesin dan Industri (SNMI9) 2014
Riset Multidisiplin untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional
Bali, 26-27 November 2014
DAFTAR PUSTAKA
1. Agapiou, J.S. (1992). The Optimization of Machining Operation Based On A
Combined Criterion, Part 1: the Use of Combined Objective in Single Pass Operation,
Journal Engineering Industry. Vol. 114, PP 500 – 507.
2. Avallone, E.A., Baumeister, T. (1997). Standard Handbook for Mechanical
Engineer. Mc.Graw Hills New York.
3. Bothrooyd, G. (1989). Fundamentals of Metal Machining and Machine Tools.
Mc.Graw Hill Company. Singapore.
4. Göloğlu C., Arslan Y., Zigzag Machining Surface Roughness Modeling Using
Evolutionary Approach, IMS'2006: 5th International Symposium on Intelligent
Manufacturing Systems.
5. Halevi, G., and Weill, D.R. (1995). Principle of Process and Planning a Logical
Approach. 26 Boundary Row London SEI 8 HN, UK: Published by Chapman & Hall.
6. De Garmo, Paul. E. et al. (1997). Material and Process in Manufacturing. New York
10002, Mac Milan Publishing Company 866 Third Avenue, New York.
7. Kalpakjian, Serope. (1995). Manufacturing and Engineering Technology. Third
Edition. Chicago: Addison-Wesley Publishing Company Inc.
8. Nagpal, G.R.(1995). Machine Tool Engineering. Khana Publisher 2-3, Nath Market.
Nai Sarak Delhi 1106.
9. Noce, Novi Telepta.(2012).Penggunaan Pahat Ball End Mill Terhadap Kekasaran
Permukaan Pada Material Baja ST 37. Jurnal Teknologi. Volume 9, Nomor 1.
10. Oraby, S.E., Hayhurst, D.R. (2004). Tool Life Determination Based On the
Measurement of Wear and Tool Force Ratio Variation. International Journal of
Machine Tools & Manufacture. 44. PP 1261-1269.
11. Rochim, Taufiq. (1993). Teori & Teknologi Proses Pemesinan. HEDS-JICA Bandung
– Indonesia.
12. Stephen, D.A., Agapiou, J.S. (1997). Metal Cutting Theory and Practice. Marcel
Dekker.Inc.270 Madison Avenue New York 10016.
13. Rao.P.N. (2000). Manufacturing Technology: Metal Cutting & Machine Tools. Tata
Mc.Graw Hill. Publishing Company Limited. New Delhi.
14. Ramos A.M., Relvas C., Simoes J.A., “The influence of finishing milling strategies on
texture, roughness, and dimensional deviations on the machining of complex surfaces”,
Journal of Materials Processing Technology, Vol. 136, No.1-3, 2003, pp. 209-216.
15. Reddy N.S.K., Rao P.V., “Selection of optimum tool geometry and cutting conditions
using a surface roughness prediction model for end milling”, International Journal of
Advance Manufacturing Technology, Vol. 26, No.11- 12,2005, pp. 1202-1210.
16. Rodrigues Alessandro R., 2010, Effects of Milling Condition on the Surface Integrity
of Hot Forged Steel, J. of the Braz. Soc. of Mech. Sci. & Eng, volume 32, Page 37 43.
TM-81