Kajian Kriteria Aus Pahat Dan Kondisi Pemotongan Pada Operasi Pembubutan Kering Baja AISI 1045 Yang Dikeraskan Menggunakan Pahat Karbida CVD Berlapis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.1.1 Survey
Survey pada industri logam kecil dan menengah yang memproduksi
komponen mesin untuk peralatan produksi pada industri pertanian/perkebunan di
kota Medan pada umumnya mesin dikerjakan secara “trial and error”.
Sebagai contoh pada survey yang dilakukan, industri kecil dan menengah
(IKM) tidak mampu menyebutkan dengan tepat berapa lama waktu yang
diperlukan dalam menyelesaikan sejumlah pesanan tertentu.
Selanjutnya survey pada jobfloor, operator atau bahagian produksi juga
tidak dapat menyusun rencana proses (process planning) dengan tepat, artinya
tidak dapat secara ilmiah menentukan property material yang dipakai (misalnya:
kekerasan material, jenis bahan), bahan pahat dan geometri pahat yang
digunakan, kondisi pemotongan yang digunakan, dan hubungannya secara
langsung kepada waktu produksi.
Survey yang dilakukan menunjukkan bahwa permasalahan di atas hanya
diselesaikan bedasarkan pengalaman dan pengalaman tersebut acap kali belum
tentu sesuai dengan kondisi dari pesanan, misalnya pengalaman yang ada hanya
untuk operasi pembubutan baja lunak menggunakan pahat karbida (brazing)
digunakan sebagai referensi pengalaman untuk operasi bahan yang lain. Selain
itu, tidak pernah menggunakan bahan pahat maupun geometri pahat selain bahan
pahat karbida (brazing) atau HSS dengan geometri yang tidak standar (geometri
pahat hasil gerinda secara manual).
Keadaan diatas hanya akan berakhir pada suatu keadaan statis, maksudnya
industri kecil dan menengah tidak akan pernah mampu meningkatkan
produktifitasnya maupun kualitas produknya.
1.1.2. Teknologi terkini
Universitas Sumatera Utara
Sekarang ini pemesinan keras adalah suatu hal yang menarik dalam industri
dan penelitian dan pengembangan. Baja yang dikeraskan sebagian besar
digunakan dalam mobil, cetakan, roda gigi dan pembuataan bantalan. Untuk itu,
teknologi yang canggih diperlukan untuk pemesinan baja yang dikeraskan
dengan tingkat removal material lebih tinggi (MRR) (Srithar, 2014).
Akhir-akhir ini penelitian berfokus pada pemesinan kering yang ekologis dan
biaya yang efektif, juga disebut sebagai masa depan proses pemesinan atau lebih
dikenal dengan nama pemesinan hijau (Kulkarni, 2013).
Penelitian yang dilakukan dan dilaporkan pada skripsi ini, pada prinsipnya
adalah untuk membantu industri kecil dan menengah dalam mengatasi
permasalahan di atas. Dalam hal ini penelitian difokuskan pada kontribusi
kondisi pemotongan material baja pada operasi pembubutan yang ramah
lingkungan. Para ahli kesehatan diseluruh dunia telah menunjukkan banyaknya
bahaya kesehatan yang disebabkan oleh paparan jangka panjang dari pelumas
dan media pendingin. Pembubutan ramah lingkungan ini menggunakan pahat
karbida yang dipilih sesuai bahan baja tersebut.
1.2. Batasan Masalah
Pada IKM yang disurvey digunakan pahat HSS / Karbida (brazed carbide)
untuk pembubutan baja AISI 1045 pada kondisi pemotongan operasional 1750
rpm – 2000 rpm ( 165 m/min – 185 m/min untuk komponen yang rata-rata
berdiameter 30 mm).
Pemesinan dilakukan menggunakan media pendingin coolant berbasis miyak
(produk komersial) namun pengaplikasiannya dilakukan secara manual dengan
debit yang tidak menentu (disemprotkan secara manual sesuai dengan
pertimbangan masing-masing operator). Dalam hal ini rata-rata umur pahat yang
dihitung mulai dari pahat diasah hingga diasah kembali adalah 21 menit.
Pada penelitian ini digunakan bahan baja AISI 1045 berbentuk silinder yang
dikeraskan dan pahat yang digunakan adalah karbida CVD berlapis.
1.3.Tujuan Penelitian
Universitas Sumatera Utara
Tujuan penelitian yang dilaporkan dalam skripsi ini adalah mengkarakterisasi
aus pahat dalam arti melakukan kajian aus pahat dan kondisi pemotongan
operasional yang dapat diberikan oleh pahat karbida berlapis yang berbasis (WCCo)-(TiN/AL2O3/TiCN/TiN) jenis sisipan (insert).
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat dari hasil penelitian ini adalah :
1. memberikan informasi data tentang jenis keausan yang terjadi dan kondisi
pemotongan yang diperoleh agar dapat digunakan sebagai data dalam
perencanaan proses bubut komponen yang terbuat dari baja AISI 1045.
2. Dijadikan pertimbangan dalam menghasilkan suatu produk agar dapat
meningkatkan kualitas dan produktifitas serta ramah lingkungan.
1.5. Sistematika Penulisan
Penulisan tugas sarjana ini disajikan dalam beberapa bab dengan tujuan
membentuk pemaparan masalah dan hasil analisa yang mudah dipahami.
BAB I merupakan uraian singkat mengenai latar belakang, tujuan, manfaat,
batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II menjelaskan tinjauan pustaka mengenai proses pembubutan, pembubutan
kering, bahan rekayasa, bahan pahat, dan rentang kondisi pemotongan
BAB III berisikan penjelasan tentang metode penelitian berupa bahan dan
peralatan yang digunakan, waktu dan tempat penelitian, kerangka konsep
penelitian, kondisi pemesinan, dan rancangan kegiatan yang akan dilakukan untuk
penelitian ini.
BAB IV berisikan hasil penelitian yang dilakukan yaitu mencari rentang kondisi
pemotongan bedasarkan kriteria kondisi pemotongan yang telah ditetapkan dan
melihat dan membuatkannya kedalam grafik VB vs t (time).
Universitas Sumatera Utara
BAB V merupakan kesimpulan dari hasil analisa serta permasalahan yang ada
pada tugas sarjana ini dan sebagai penutup dari bab ini akan ada saran yang
diharapkan dapat dibahas pada tugas sarjana selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.1.1 Survey
Survey pada industri logam kecil dan menengah yang memproduksi
komponen mesin untuk peralatan produksi pada industri pertanian/perkebunan di
kota Medan pada umumnya mesin dikerjakan secara “trial and error”.
Sebagai contoh pada survey yang dilakukan, industri kecil dan menengah
(IKM) tidak mampu menyebutkan dengan tepat berapa lama waktu yang
diperlukan dalam menyelesaikan sejumlah pesanan tertentu.
Selanjutnya survey pada jobfloor, operator atau bahagian produksi juga
tidak dapat menyusun rencana proses (process planning) dengan tepat, artinya
tidak dapat secara ilmiah menentukan property material yang dipakai (misalnya:
kekerasan material, jenis bahan), bahan pahat dan geometri pahat yang
digunakan, kondisi pemotongan yang digunakan, dan hubungannya secara
langsung kepada waktu produksi.
Survey yang dilakukan menunjukkan bahwa permasalahan di atas hanya
diselesaikan bedasarkan pengalaman dan pengalaman tersebut acap kali belum
tentu sesuai dengan kondisi dari pesanan, misalnya pengalaman yang ada hanya
untuk operasi pembubutan baja lunak menggunakan pahat karbida (brazing)
digunakan sebagai referensi pengalaman untuk operasi bahan yang lain. Selain
itu, tidak pernah menggunakan bahan pahat maupun geometri pahat selain bahan
pahat karbida (brazing) atau HSS dengan geometri yang tidak standar (geometri
pahat hasil gerinda secara manual).
Keadaan diatas hanya akan berakhir pada suatu keadaan statis, maksudnya
industri kecil dan menengah tidak akan pernah mampu meningkatkan
produktifitasnya maupun kualitas produknya.
1.1.2. Teknologi terkini
Universitas Sumatera Utara
Sekarang ini pemesinan keras adalah suatu hal yang menarik dalam industri
dan penelitian dan pengembangan. Baja yang dikeraskan sebagian besar
digunakan dalam mobil, cetakan, roda gigi dan pembuataan bantalan. Untuk itu,
teknologi yang canggih diperlukan untuk pemesinan baja yang dikeraskan
dengan tingkat removal material lebih tinggi (MRR) (Srithar, 2014).
Akhir-akhir ini penelitian berfokus pada pemesinan kering yang ekologis dan
biaya yang efektif, juga disebut sebagai masa depan proses pemesinan atau lebih
dikenal dengan nama pemesinan hijau (Kulkarni, 2013).
Penelitian yang dilakukan dan dilaporkan pada skripsi ini, pada prinsipnya
adalah untuk membantu industri kecil dan menengah dalam mengatasi
permasalahan di atas. Dalam hal ini penelitian difokuskan pada kontribusi
kondisi pemotongan material baja pada operasi pembubutan yang ramah
lingkungan. Para ahli kesehatan diseluruh dunia telah menunjukkan banyaknya
bahaya kesehatan yang disebabkan oleh paparan jangka panjang dari pelumas
dan media pendingin. Pembubutan ramah lingkungan ini menggunakan pahat
karbida yang dipilih sesuai bahan baja tersebut.
1.2. Batasan Masalah
Pada IKM yang disurvey digunakan pahat HSS / Karbida (brazed carbide)
untuk pembubutan baja AISI 1045 pada kondisi pemotongan operasional 1750
rpm – 2000 rpm ( 165 m/min – 185 m/min untuk komponen yang rata-rata
berdiameter 30 mm).
Pemesinan dilakukan menggunakan media pendingin coolant berbasis miyak
(produk komersial) namun pengaplikasiannya dilakukan secara manual dengan
debit yang tidak menentu (disemprotkan secara manual sesuai dengan
pertimbangan masing-masing operator). Dalam hal ini rata-rata umur pahat yang
dihitung mulai dari pahat diasah hingga diasah kembali adalah 21 menit.
Pada penelitian ini digunakan bahan baja AISI 1045 berbentuk silinder yang
dikeraskan dan pahat yang digunakan adalah karbida CVD berlapis.
1.3.Tujuan Penelitian
Universitas Sumatera Utara
Tujuan penelitian yang dilaporkan dalam skripsi ini adalah mengkarakterisasi
aus pahat dalam arti melakukan kajian aus pahat dan kondisi pemotongan
operasional yang dapat diberikan oleh pahat karbida berlapis yang berbasis (WCCo)-(TiN/AL2O3/TiCN/TiN) jenis sisipan (insert).
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat dari hasil penelitian ini adalah :
1. memberikan informasi data tentang jenis keausan yang terjadi dan kondisi
pemotongan yang diperoleh agar dapat digunakan sebagai data dalam
perencanaan proses bubut komponen yang terbuat dari baja AISI 1045.
2. Dijadikan pertimbangan dalam menghasilkan suatu produk agar dapat
meningkatkan kualitas dan produktifitas serta ramah lingkungan.
1.5. Sistematika Penulisan
Penulisan tugas sarjana ini disajikan dalam beberapa bab dengan tujuan
membentuk pemaparan masalah dan hasil analisa yang mudah dipahami.
BAB I merupakan uraian singkat mengenai latar belakang, tujuan, manfaat,
batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II menjelaskan tinjauan pustaka mengenai proses pembubutan, pembubutan
kering, bahan rekayasa, bahan pahat, dan rentang kondisi pemotongan
BAB III berisikan penjelasan tentang metode penelitian berupa bahan dan
peralatan yang digunakan, waktu dan tempat penelitian, kerangka konsep
penelitian, kondisi pemesinan, dan rancangan kegiatan yang akan dilakukan untuk
penelitian ini.
BAB IV berisikan hasil penelitian yang dilakukan yaitu mencari rentang kondisi
pemotongan bedasarkan kriteria kondisi pemotongan yang telah ditetapkan dan
melihat dan membuatkannya kedalam grafik VB vs t (time).
Universitas Sumatera Utara
BAB V merupakan kesimpulan dari hasil analisa serta permasalahan yang ada
pada tugas sarjana ini dan sebagai penutup dari bab ini akan ada saran yang
diharapkan dapat dibahas pada tugas sarjana selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara