proposal tugas akhir - Perpustakaan Universitas Mercu Buana

TUGAS AKHIR
PEMBUATAN RODA GIG KE-6
PADA SEPEDA MOTOR RX-KING
UNTUK MENAMBAH SPEED (KECEPATAN)
Diajukan Sebagai Syarat
Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1)
Jurusan Teknik Mesin
Sukma Trijaya
01302-050
PROGARAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS MERCU BUANA
2009
LEMBAR PENGESAHAN
PEMBUATAN RODA GIG KE-6
PADA SEPEDA MOTOR RX-KING
UNTUK MENAMBAH SPEED (KECEPATAN)
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Mercu Buana Jakarta
Disetujui dan Diterima Oleh :
Pembimbing Tugas Akhir
Pembimbing
( Nanang Ruhyat, ST. MT )
i
LEMBAR PERSETUJUAN
PEMBUATAN RODA GIG KE-6
PADA SEPEDA MOTOR RX-KING
UNTUK MENAMBAH SPEED (KECEPATAN)
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Mercubuana Jakarta
Disetujui dan Diterima Oleh :
Koordinator Jurusan
Koordinator Tugas Akhir
(Dr. H. Abdul Hamid, M.Eng )
(Dr. H. Abdul Hamid, M.Eng )
ii
DAFTAR NOTASI
a
Kedalaman potong (dept of cut)
mm
A
Luas penampang Geram
mm
do
Diameter awal
mm
dm
Diameter akhir
mm
dr
Diameter rata-rata
mm
f
Gerak umpan
mm/putaran
Fv
Gaya potong
N
ks
Konstanta
N/mm2
Lt
Panjang pemotongan
mm
n
Putaran poros utama
puataran/menit
Pc
Daya pemotongan
kW
tc
Waktu pemotongan
c
te
Waktu pemotongan (cutting time )
min
v
Kecepatan potong (cutting speed)
m.min
Vf
Kecepatan umpan
mm/s
vr
Kecepatan makan (feeding speed)
mm/min
Z
Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal)
cm3/min
iii
ABSTRAK
Didasari oleh banyaknya keluhan turunnya tenaga motor Yamaha RX-King
pada saat perpindahan transmisi 4 ke trnsmisi 5 maka timbul ide untuk
merencanakan roda gigi 6 kecepatan dengan memperhitungkan kondisi
pemotongan paling ekonomis.
Pada perncanaan pembuatan roda gigi ini akan dibahas seputar perhitungan
dalam kondisi paling ekonomis dalam proses pengerjaan bubut
dan
memperhitungkan daya mesin frais.
Berdasarkan analisa perhitungan didapat mengenai perencanaan pembuatan
roda gigi didapat kondisi pemotongan paling ekonomis sebagai berikut :
•
Dihasilkan produk roda gigi yang dapat diproduksi dengan biaya minimal
Rp. 1617, 27 / menit.
•
Pahat, facing dan turning dapat menghasilkan 23 benda.
•
Pahat cut off dapat menghasilkan 67 benda.
•
Pahat Gurdi ø 15 mm dapat menghasilkan 303 benda.
•
Pahat Gurdi ø 20 mm dapat menghasilkan 178 benda.
•
Daya mesin frais yang dibutuhkan 1 kW.
Kata Kunci : Roda gigi, Frais, bubut.
iv
KATA PENGANTAR
Puji Syukur Alhamdulillah Kehadirat Allah SWT yang melimpahkan
Rahmat, Maghfirah, dan Itkum Minan Naar, kesempatan yang sangat berharga
untuk mensucikan jiwa dan memompa semangat dalam berusaha menyelesaikan
Tugas Akhir ini dengan sebaik-baiknya.
Shalawat dan Salam kepada Rasulullah SAW, uswatun hasanah, pembawa
cahaya kebenaran, penuntun jiwa dan hati yang kelam.
Kemajuan teknologi roda dua pada saat ini sangat berkembang pesat, tidak
cukup hanya mengutamakan fungsi saja sebagai alat transportasi, akan tetapi
dikemas dengan sentuhan seni agar terlihat indah.
Menyatukan antara fungsi dan keindahan adalah sesuatu hal yang tidak
mudah, akan tetapi sangatlah menarik untuk dilakukan, sebab para desainer dapat
menuangkan ide kreatifnya menjadi sebuah produk yang artistik dengan sentuhan
seni yang tinggi tanpa mengabaikan segi keamanannya.
Hal inilah yang membuat penulis merasa tertarik untuk menyumbangkan
sedikit ide, masukan, pemikiran dengan menjadikannya sebagai bahan Tugas
Akhir yang Insya Allah dapat direalisasikan menjadi suatu produk yang bernilai
seni serta dapat dipertanggung jawabkan.
Alhamdulilah, sampailah penulis pada satu tujuan yang diimpikan,
diharapkan, dicita-citakan. Rintangan yang mengahadang terus diterjang bersama
v
dengan bantuan, dorongan semangat, dan kesabaran, menuntun penulis kepada
tujuan tersebut.
Pada kesempatan ini, tidak lupa penulis ucapkan banyak terima kasih
kepada :
1. Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya.
2. Kedua Orang say atas do’a, perhatian, bantuan dan nasehatnya.
3. Bapak Dr. H. Abdul Hamid, M.Eng, Ketua Program Studi Teknik
Mesin dan Koordonator Tugas Akhir yang telah memberikan arahan
kepada penulis.
4. Bapak Ir. Nanang Ruhiyat, MT, selaku Pembimbing tugas akhir yang
telah memberikan masukan dan dukungan.
5. Bapak dan Ibu dosen jurusan teknik mesin yang telah banyak
memberikan ilmunya dalam perkuliahan.
6. Perpustakaan Universitas Mercu Buana dengan buku-buku berharganya
yang sangat berguna dan berarti dalam proses pembelajaran.
7. Zainuri Alfan & Istri, Joko Santoso, Ade, Raden Surya, dalam berbagi
informasi dan ilmu pengetahuan. Joko Santoso, Andri Dwi Mailana,
Sefno, Sukma, Parningotan, Willyandri, Nurhadi dan seluruh Kawankawan Teknik Mesin angkatan 2002 atas segala dukungan dan
bantuannya.
8. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas
akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
vi
Semoga Allah SWT melimpahkan Rahmat dan Hidayah-nya atas segala
kebaikan yang telah diberikan. Sangat disadari bahwa masih banyak terdapat
kekurangan pada tugas akhir ini, oleh karena itu, penulis mengharapakan kritik dan
saran yang membangun dari pembaca dalam penyempurnaan tugas akhir ini dan
pengembangan dari analisis ini menjadi desain yang baik. Semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi rekan mahasiswa teknik mesin dan industri pada umumnya.
Jakarta, Juni 2009
Penulis
Sukma Trijaya
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………. …….
i
LEMBAR PERSETUJUAN …………………………………………. ……
ii
DAFTAR NOTASI ........................................................................................
iii
ABSTRAK …………………………………………………………... ……..
iv
KATA PENGANTAR …………………………………………………. …..
v
DAFTAR ISI ………………………………………………………….……. viii
BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………. ….
1
1.1 Latar Belakang ……………………….………………….…. ….
1
1.2 Permasalahan ……………………………………………………
2
1.3 Tujuan Perncanaan …………………………………………...….
2
1.4 Batasan Perencanaan Pembuatan Roda Gigi ……………..……..
3
1.5 Sistematika Penulisan ……………………………..……………..
3
BAB II LANDASAN TEORI PROSES BUBUT …………………...………
5
2.1
Elemen Dasar Proses Bubut …………….………………...…… 5
2.2
Mesin Bubut …………………………………………..………… 8
2.3
Pahat Bubut ……………………………………………..……
10
2.4
Elemen Dasar Perhitungan Proses Bubut …………………....
17
2.5
Mesin Frais ….……………………………………….………
19
viii
2.6
Macam Pengerjaan Frais ………………………………. ……
21
2.7
Elemen Dasar Perhitungan Proses Frais …………………......
24
BAB III METODOLOGI PERENCANAAN
KONDISI PEMOTONGAN OPTIMUM ……………………….. 26
3.1
Pemotongan Logam Secara Ekonomis …..………...………… 26
3.2
Data Spesifikasi Benda Kerja …………..……………….…… 27
3.3
Spesifikasi Pahat ……………………………..………………
27
3.3
Spesifikasi Pahat ……………………………..………………
27
3.4
Urutan Pemotongan Benda Kerja ……………………………
29
3.5
Perhitungan Frais ……………………………..……………… 32
BAB IV ANALISIS DATA
………………………………………………..
33
4.1
Perhitungan Pemotongan Pada Kondisi Ekonomik ..….…….. 33
4.2
Perhitungan Umur Pahat …..…………………………………. 39
4.3 Perhitungan Frais …………………….….……………...…… 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……………….…………………..
45
5.1
Kesimpulan ………………………………………………….
45
5.2
Saran ……………………………...…………………………
46
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. ......
47
LAMPIRAN
ix
1
BAB I
Pendahuluan
1.1.
Latar Belakang Perencanaan Pembuatan Roda Gigi
Perkembangan dunia industri yang makin pesat menuntut kualitas produk
yang tinggi dengan harga yang dapat bersaing. Proses pemesinan adalah salah satu
proses pembuatan komponen mesin yang dapat mencapai ketelitian tinggi. Dalam
setiap proses pemesinan perlu direncanakan parameter-parameter prosesnya, agar
diperoleh produk yang sesuai dengan spesifikasi dan agar biaya pembuatan dapat
optimum.
Disini akan direncanakan pembuatan roda gigi sepeda motor RX-King,
karena peminat motor tipe ini cukup banyak dank arena itu proses pembuatannya
dalam skala yang cukup besar. Parameter proses yang direncanakan adalah untuk
mesin bubut dan mesin fasis, dimana dengan kedua mesin ini roda gigi dapat dibuat.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
2
Pada perencanaan proses bubut tersebut dilaksanakan pada kondisi pemotongan
optimum paling ekonomik. Sedangkan pemilihan parameter proses frais
dimaksudkan untuk memilih mesin yang memiliki daya sesuai dengan perhitungan
hasil perencanaan.
1.2.
Permasalahan
Tindak lanjut dari hasil perancangan (design) roda gigi pada referensi adalah
fabrikasi komponen tersebut. Dalam hal ini permasalahannya adalah bagaimana
menentukan kondisi pemotongan optimum paling ekonomik pada proses bubut dan
frais untuk pembuatan roda gigi tranmisi pemindah putaran mesin RX-King.
1.3.
Tujuan Perencanaan
Tujuan dari perencanaan ini adalah :
Untuk memperoleh harga a (kedalaman potong), f (gerak makan), v (kecepatan
potong) proses bubut dan frais, sehingga dapat dihasilkan roda gigi dengan biaya
produksi termurah.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
3
1.4.
Batasan Perencanaan Pembuatan Roda Gigi
Batasan perencanaan pada proses pembuatan roda gigi hanya dibahas pada
perhitungan waktu dalam proses bubut, perhitungan umur pahatnya, dan
perhitungan pada daya mesin frais yang harus dipergunakan.
1.5.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan perencanaan pembuatan roda gigi ini terdiri dari lima
bab, meliputi :
BAB 1 Pendahuluan
Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang dari perencanaan
pembuatan roda gigi, tujuan yang akan dicapai dari perencanaan ini, batasanbatasan yang ditetapkan dalam perencanaan dan sistematika penulisan.
BAB 2 Landasan Teori Proses Bubut
Pada bab ini dijelaskan mengenai landasan teori dari proses bubut dan
proses frais. Bentuk rumus empiric gaya potong dan rumus proses frais dan
optimasi proses pemesinan.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
4
BAB 3 Metodologi Perencanaan Kondisi Pemotongan Optimum
Dalam bab ini, diuraikan mengenai tahapan-tahapan pembuatan dan
tahapan-tahapan pengefraisan disertai dengan gambar teknik roda gigi, spesifikasi
material benda, gambar benda kerja sebelum dipotong. Adapun perencanaan
parameter proses bubut dipilih kondisi pemotongan yang paling ekonomis.
Selanjutnya tentang proses frais diperhitungkan terhadap daya mesin yang tersedia.
BAB 4 Perhitungan Penambahan Roda Gigi
Dalam bab ini, diuraikan mengenai perhitungan pembuatan roda gigi.
BAB 5 Penutup
Dalam bab ini, diuraikan mengenai kesimpulan dari perencanaan pembuatan
roda gigi dan saran-saran yang mungkin dapat berguna untuk proses perencanaan
roda gigi selanjutnya.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
5
BAB II
Landasan Teori Proses Bubut
2.1
Elemen Dasar Proses Bubut
Proses bubut adalah proses pemesinan untuk menghasilkan bagian-bagian
mesin berbentuk silindris yang dikerjakan dengan menggunakan mesin bubut.
Prinsip dasarnya dapat didefinisikan sebagai proses pemesinan permukaan luar
benda silindris atau bubut rata:
•
Dengan benda kerja yang berputar
•
Dengan satu pahat bermata potong tunggal (with a single-point cutting tool)
•
Dengan gerakan pahat sejajar terhadap sumbu benda kerja pada jarak
tertentu sehingga akan membuang permukaan luar benda kerja (lihat
Gambar 2.1 no. 1).
Proses bubut permukaan (surface turning, Gambar 2.1 no. 2) adalah proses
bubut yang identik dengan proses bubut rata, tetapi arah gerakan pemakanan tegak
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
6
lurus terhadap sumbu benda kerja. Proses bubut tirus (taper turning, Gambar 2.1
no. 3) sebenarnya identik dengan proses bubut rata di atas, hanya jalannya pahat
membentuk sudut tertentu terhadap sumbu benda kerja. Demikian juga proses bubut
kontur, dilakukan dengan cara memvariasi kedalaman potong, sehingga
menghasilkan bentuk yang diinginkan.
Gambar 2.1 (1) Proses bubut rata, (2) bubut permukaan,dan (3) bubut tirus
(Sumber :
Berdasarkan gambar teknik, dimana dinyatakan spesifikasi geometric suatu
produk komponen mesin, salah satu atau beberapa jenis proses pemesinan harus
dipilih sebagai suatu proses atau urutan proses yang digunakan untuk membuatnya.
Bagi suatu tingkatan proses, ukuran obyektif ditentukan dan pahat harus
membuang sebagian material benda kerja sampai ukuran obyektif tercebut tercapai.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
7
Hal ini dapat dilaksanakan dengan cara menentukan penampang geram (sebelum
terpotong).
Selain itu setelah berbagai aspek teknologi ditinjau, kecepatan pembuangan
geram dapat dipiluh supaya waktu pemotongan sesuai dengan yang dikehendaki.
Pekerjaan seperti ini akan ditemui dalam setiap perencanan proses pemesinan.
Untuk itu perlu dipahami lima elemen dasar proses pemesinan yaitu :
1. Kecepatan potong (cutting speed)
:
v (m.min)
2. Kecepatan makan (feeding speed)
:
vr (mm/min)
3. Kedalaman potong (dept of cut)
:
a(mm)
4. Waktu pemotongan (cutting time )
:
te(min)
5. Kecepatan penghasilan geram
:
Z (cm3/min)
(rate of metal removal)
Elemen proses pemesinan tersebuyt (V, Vƒ,a, tc,Z) dihitung berdasarkan
dimensi kerja, pahat serta besaran dari mesin perkakas. Besaran mesin perkakas
yang dapat diatur ada bermacam-macam tergantung pada jenis mesin perkakas.
Oleh sebab itu, rumus yang dipakai untuk menghitung setiap elemen proses
pemesinan dapat berlainan.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
8
2.2
Mesin Bubut
Hal yang biasa dilakukan oleh mesin bubut adalah memperkecil diameter
luar, membuat lubang atau memperbesar lubang, membentuk tirus dan membuat
ulir.
Urutan proses bubut biasanya benda kerja dipegang oleh pencekam yang
dipasang diujung poros utama (spindle). Dengan mengatur lengan pengatur, yang
terdapat pada kepala diam (head stock), putaran poros utama dapat dipilih. Harga
putaran poros utama umumnya dibuat bertingkat, dengan aturan yang telah
distandarkan.
Pada Head Stock terdapat poros utama (spindle) dan pada poros utama
terdapat cekam yang berfungsi sebagai pemegang benda kerja yang akan dibubut.
Tall Stock berfungsi sepagai penyenter, agar pada saat pembubutan berlangsung
sumbu simetri putar dari benda kerja tetap berhimpit pada sumbu simetri putar
poros utama (untuk mencegah terjadinya lenturan berlebih pada benda kerja).
Selain itu fungsi dari Tall Stock adalah untuk menjepit mata/gurdi/bor pada
saat menggurdi/member jika proses ini ingin dilakukan pada mesin bubut.
Putaran spindle dapat diatur dengan mengubah kombinasi ratio roda gigi
yang ada di gear box. Harga putaran poros utama ini umumnya dibuat bertingkat
dan untuk setiap mesin bubut tingkatannya berbeda.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
9
Untuk mesin dengan putaran motor variable, kecepatan putaran spindle tidak
lagi bertingkat melainkan berkesinambungan atau continue (stepless).
Macam-macam jenis pembubutan :
a. Pembubutan melintang
Pada saat pembubutan melintang, kedudukan eretan adalah tetap
terhadap benda kerja. Pada proses ini peluncur silang yang melakukan gerakan
umpan. Gerakan umpan ini dapat dilakukan secara manual maupun secara
otomatis.
Fungsi dari pembuatan melintang biasanya adalah untuk meratakan
permukaan melintang benda kerja atau membuat alur melintang.
b. Pembubutan memanjang
Pada pembubutan memanjang, kedudukan eretan bergerak relative
memanjang terhadap benda kerja, sedangkan peluncur silang dalam keadaan
tetap. Gerakan eretan berfungsi sebagai gerak umpan.
Gerakan umpan tersebut dapat dilakukan secara manual maupun
otomatis yang diatur oleh lead screw.
Fungsi dari proses ini biasanya untuk memperkeceil diameter atau
memperbesar lubang pada benda kerja dan membentuk ulir.
Pada pembuatan ulir, gerak umpan yang diberikan disesuaikan dengan
jarak ulir yang akan dibuat.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
10
2.3
Pahat Bubut
a. Bagian-bagian utama pahat bubut, lihat gambar 2.3
Aα = bidang bebas
Aγ = bidang geram
Aα = bidang bebas bantu
S
= sisi potong utama
S
= sisi potong bantu
B
= badan
Gambar 2.2 Bagian utama pahat bubut
(Sumber : Dasar-dasar Perancangan Perkakas Dan
Mesin-mesin Perkakas. Hal. 47)
b. Sudut-sudut utama pahat bubut
Kr = sudut potong utama (Tool Cutting Edge/principal Cutting Edge Angle)
εr = sudut ujung (Tool included Angle/Plane Angle)
Kr = sudut potong Bantu (Tool Minor Cutting Edge Angle/Auxiliaary Cutting
Edge Angle)
ψr = sudut potong samping (Tool Approach/Lead Angle/Side Cutting Edge
Angle)
A = sudut bebas γ = sudt geram β= sudut penampang pahat/sudut baji
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pad gambar 2.3 dibawah
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
11
Gambar 2.3 sudut-sudut utama pahat bubut
(Sumber : Dasar-dasar Perancangan Perkakas Dan
Mesin-mesin Perkakas. Hal. 60)
Untuk menjamin kelangsungan proses pembentukan geram pada proses
membubut diperlukan material pahat yang lebih unggul dari pada material
benda kerja yang akan dipotong.
Keunggulan itu dapat dicapai dengan memperhatikan beberapa syarat
teknis, yaitu :
a. Kekerasan
Kekerasan adlah perlawanan dari suatu metarial terhadp deformasi
plastis. Kekerasan pahat harus lebih keras dari benda kerja baik dari suhu
kamar maupun pada suhu tinggi/suhu pada saat memotong.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
12
b. Keuletan
Keuletan harus cukup besar guna menahan beban kejut yang
mungkin terjadi pada saat melakukan pemotongan baik pemotongan dengan
inerupsi
maupun
memotong
bagian-bagian
benda
kerja
yang
keras/kekerasannya tidak teratur.
c. Ketahanan panas dan mudah menyalurkan panas
Panas yang timbul pemotongan harus disalurkan ke badan pahat agar
panas tidak terkumpul terus diujung pahat. Jika tida suhu yang tinggi sangat
dapat mempengaruhi kekuatan pahat.
d. Tahan arus dan koefisien gesek yang kecil
Sifat ini ada kaitannya dengan sifat adhesi (tarik-menarik antara dua
molekul yang berbeda). Sifat adhesi yang besar mengakibatkan geram
menumpuk pada ujung pahat (terbentuknya BUE = Build Up Edge)
Akibat dari terbentuknya BUE ini adalah :
1).
Gaya potong menjadi bertambah besar karena besarnya bidag gesek.
2).
Meningkatnya suhu dengan cepat sehingga ujung pahat mudah
terdeformasi.
3).
Ketelitian benda kerja menjadi kurang akibat pahat sudah tidak baik.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
13
Beberapa jenis bahan padat yang biasa dipakai, berurutan mulai dari
yang paling lunak tetapi ulet dan murah sampai yang paling keras tetapi rapuh
dan mahal :
a. Baja karbon/baja perkakas (Carbon Tool Steel)
b. High Speed Steel (HSS)
c. Paduan Cor – Non – ferro (Cast Nonferrous Alloys; Cast Carbides)
d. Karbida (Cemented Carbides Hardmetals)
e. Keramik (Ceramics)
f. Intan (Diamond)
Parameter yang terpenting dari pahat yang mempengaruhi proses pembubutan
adalah :
a. Jenis Pahat
Pemilihan jenis pahat ini biasanya dengan mempertimbangkan jenis
bahan apa yang akan dipotong dan serta pengajarannya, apakah untuk
kecepatan tinggi atau rendah, apakah untuk pengkasaran/roughing atau
penghalusan/finishing.
b. Kr, sudut potong utama
Yaitu sudut diantara sisi potong utama dengan arah gerak umpan.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
14
c. Umur Pahat
Yaitu waktu antara pahat telah diasah sampai pahat tersebut diasah
kembali.
Dalam perencanaan harus benar-benar diperhitungkan kombinasi
ketiga unsure diatas agar diperoleh suatu harga optimum baik dari segi
ekonomi maupun syarat teknis benda kerja. Penentuan material pahat
didasarkan pada jenis material benda kerja dan kondisi pemotongan
(pengasaran, adanya beban kejut, penghalusan).
Material pahat dari baja karbon (baja dengan kandungan karbon
1,05%) pada saat ini sudah jarang digunakan untuk proses pemesinan,
karena bahan ini tidak tahan panas (melunak pada suhu 300-500° F). Baja
karbon ini sekarang hanya digunakan untuk kikir, bilah gergaji, dan pahat
tangan.
Material pahat dari HSS (high speed steel) dapat dipilih jenis M atau
T. Jenis M berarti pahat HSS yang mengandung unsur molibdenum, dan
jenis T berarti pahat HSS yang mengandung unsur tungsten. Beberapa jenis
HSS dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
15
Tabel 2.1 Jenis Pahat HSS
(Sumber : http://Physics.uwstout.edu)
Pahat dari HSS biasanya dipilih jika pada proses pemesinan sering
terjadi beban kejut, atau proses pemesinan yang sering dilakukan interupsi
(terputus-putus). Hal tersebut misalnya membubut benda segi empat menjadi
silinder, membubut bahan benda kerja hasil proses penuangan, dan
membubut eksentris (proses pengasarannya).
Pahat dari karbida dibagi dalam dua kelompok tergantung
penggunaannya. Bila digunakan untuk benda kerja besi tuang yang tidak liat
dinamakan cast iron cutting grade . Pahat jenis ini diberi kode huruf K (atau
C1 sampai C4) dan kode warna merah. Apabila digunakan untuk menyayat
baja yang liat dinamakan steel cutting grade. Pahat jenis ini diberi kode
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
16
huruf P (atau C5 sampai C8) dan kode warna biru. Selain kedua jenis
tersebut ada pahat karbida yang diberi kode huruf M, dan kode warna
kuning. Pahat karbida ini digunakan untuk menyayat berbagai jenis baja, besi
tuang, dan nonferro yang mempunyai sifat mampu mesin yang baik. pahat
karbida untuk menyayat berbagai bahan dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 6.2 Penggolongan Pahat Jenis Karbida
dan Penggunaannya (Klasikasi)
(Sumber : http://Physics.uwstout.edu)
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
17
2.4
Elemen Dasar Perhitungan Proses Bubut
a. Luas Penampang Geram, A
A = a. f = b. H
f = h/sin Kr [mm]
a = b sin Kr [mm]
(Asyari Daryus, Hal. 155)
Keterangan :
A = Luas penampang Geram [mm]
b = Lebar pemotongan [mm]
a = Kedalaman potong [mm]
h = Tebal geram [mm]
f = Gerak umpan [mm/putaran]
kr = Sudut potong [0]
b. Kecepatan potong, V
V=
n.dr.n
[m/s]
60.000
Dr = (do + dm) / 2 [mm]
(Asyari Daryus, Hal. 155)
Keterangan :
V = Kecepatan potong [m/s]
n = Putaran poros utama [putaran/menit]
dr = Diameter rata-rata [ mm ]
do = Diameter awal [mm]
dm = Diameter akhir [mm]
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
18
c. Kecepatan umpan, vf
Vf = f . n/60
[mm/s]
(Asyari Daryus, Hal. 155)
Vf = Kecepatan umpan [mm/s]
f = Gerak umpan [mm/putaran]
n = Putaran poros utama [puataran/menit]
d. Waktu pemotongan, tc
tc = Lt / Vf
[s]
(Asyari Daryus, Hal. 155)
tc = Waktu pemotongan [s]
Lt = Panjang pemotongan [mm]
Vf = Kecepatan umpan [mm/s]
e. Gaya potong, Fv
Fv = a . ks
[N]
(Syamsir A. Muin, Hal. 65)
Fv = Gaya potong [N]
a = Kedalaman potong [mm]
ks = Konstanta = scr [N/mm2]
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
19
f. Daya pemotongan, Pc
Pc =
Fv .V
[kW ]
1000
(Syamsir A. Muin, Hal. 67)
Pc = Daya pemotongan [kW]
Fv = Gaya potong [N]
V = Kecepatan potong [m/s]
2.5
MESIN FRAIS
Pengafraisan memegang peranan penting dalam proses pemberian bentuk
dengan cara mengelupas geram. Prosedur memfrais yang tepat dan perkakas yang
cocok memungkinkan pngikisan bidang dengan daya serpih yang besar atau
pembuatan benda kerja dengan ketepatan yang tinggi secra ekonomis. Terutama
penggunaan mesin frais modern berdaya tinggi membuka kemungkinan baru dalam
penerapan pengafraisan halus sebagai alternative terhadap pengasahan rata,
pengefraisan benda kerja yang disepuh keras dengan perkakas yang terbuat dari
logam keras.
Frais adalah perkakas berpenyayat banyak yang mengambil geram dari
benda kerja dalam rentetan yang tak terputus dengan melakukan gerakan
penyayatan melingkar seraya umpan lurus. Gerakan utama atau penyayatan
dilakukan oleh perkakas, gerakan umpan dilaksanakan oleh benda kerja yang
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
20
memungkinkan kesinambungan pengambilan geram. Gerakan efektif, gabungan
antara gerakan penyayatan dan gerakan umpan.
Keistimewaan penyerpihan dengan memfrais adalah geram yang selalu
terputus. Setiap penyayatan pada frais hanya sebentar saja melakukan hantaman
dalam setiap putaran penuh. Sampai hantaman berikutnya, penyayat dapat menjadi
dingin kembali.
Ada dua jenis frais berdasarkan posisi sumbu frais :
a. Frais Mantel, sumbu frais dengan benda kerja. Gigi frais berada pada bidang
mantel bahan frais/gigi keliling
b. Frais Muka/Frais Kepala, sumbu frais bediri tegak lurus pada bidang benda
kerja. Selain gigi keliling terdapat pula pada bidang muak (gigi muka)
Terdapat macam-macam mesin frais sebagai berikut :
a. Mesin frais horizontal
b. Mesin frais universal
c. Mesin frais vertical
d. Mesin frais datar
e. Mesin frais portal
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
21
2.6
Macam Pengerjaan Frais
Macam-macam pengerjaan yang dapat dilakukan pada mesin frais :
1. Meratakan Bidang Datar
Untuk meratakan bidang datar digunakan mesin frais horizontal, jika
bendanya kecil. Jika bendanya besar dan panjang digunakan mesin frais portal.
Pada mesin frais horizontal digunakan alat frais mantel dan pada mesin frais
portal alat kepala frais dilengkapi dengan pisau-pisau.
Pada alat frais matel digunakan 2 buah alat frais mantel dengan alur-alurnya
masing-masing bertentangan satu sama lain. Hal tersebut dilakukan untuk
menghilangkan beban aksial pada bantalan.
2. Meratakan Bidang Vertikal
Untuk meratakan bidang vertical digunakan mesin frais verticalo dan alat
fraisnya adalah alat frais jari-jari.
3. Memotong Macam-macam Alur
Macam-macam alur dapat dipotong dengan mesin frais. Ada alur yang dapat
dipotong dengan mesin frais horizontal, dan juga alur-alur yang harus dipotong
dengan mesin frais vertical. Bentuk alat frais disesuaikan dengan ebntuk alur
yang akan dipotong.
4. Memotong Roda Gigi
Pemotongan roda gigi dapat dilakukan dengan dua cara sebagai berikut :
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
22
Cara pertama (1) :
Gigi-gigi dipotong satu per satu dengan sebuah alat frais yang bentuknya
disesuaikan dengan bentuk alur antar gigi. Setelah alur dipotong, maka roda
diputar ke alur berikutnya untuk memotong alur berikutnya. Hal tersebut
dilakukan dengan pertolongan alat pembagi universal.
Cara kedua (2) :
Pada cara ini gigi-gigi dipotong secara sekaligus beberapa buah, tetapi
bentuk gigi-gigi belum sempuna dipotongnya. Pada pemotongan alur berikutnya
gigi dipotong lagi sebagian sehingga pada putaran-putaran selanjutnya bentuk
gigi disemournakan. Pemutaran roda gigi dari satu alur ke lain alur dilakukan
dengan pertolongan alat pembagi.
Cara ini tidak dapat dipergunakan untuk memotong roda gigi cacing, karena
beebrapa sebab :
a. Alat pemotong frais digerakan secara radial terhadapm roda yang akan
dipotong alurny. Gigi-gigi yang dihasilkan sama jauh jaraknya.
b. Jarak antara gigi pada roda gigi cacing berlainan dengan roda gigi baisa.
Dengan cara kedua pucuk gigi roda gigi cacing akan terpapas.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
23
Cara ketiga (3) :
Pada cara ini gigi-gigi roda gigi cacing dipotong beberapa gigi secara
bersamaan, seperti pada cara kedua. Bedanya ialah alat pemotong frais yang
pada cara kedua berbentuk silinder atau lurus, sedangkan disini berbentuk tirus.
Perbedaan yang lain bahwa alat pemotong frais ini bergerak secara tangensial
atau menyinggung. Sementara itu roda juga akan berputar secara perlahan dan
digerakkan dengan alat pembagi differensial.
Pemasangan benda kerja pada mesin frais :
1. Dengan ragum
Untuk memfrais bidang datar benda-benda kecil, benda-benda tersebut
dipasang pada ragum yang diikat pada meja atas. Ada ragum yang tidak
dapat diputar dan ada yang dapat diputar.
2. Dengan penjepit
Untuk benda-benda panjang yang permukaan datarnya harus difrais,
maka benda-benda tersebut tidak dipasang pada ragum, melainkan pada
meja atas dengan penjepit kiri dan kanan benda.
3. Dengan meja putar
Apabila benda-benda harus difrais sekelilingnya, maka benda-benda
tersebut tidak dipasang pada meja atas yang berbentuk segi empat,
melainkan pada meja putar yang berbentuk pudar. Pada meja tersebut dapat
juga dipasang cengkam yang memusat sendiri.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
24
4. Dengan pelat pembawa dan baut pembawa
Jika benda hendak difrais menjadi benda yang berisi banyak maka
digunakan alat pembagi. Bendanya diikat dengan pembawa dan dipasang
dianatar titik-titik putar alat pembagi dan kepala lepasnya.
2.7
Elemen Dasar perhitungan Proses Frais
Kecepatan potong
π . d .n
v=
1000
(m/min)
(Asyari Daryus, Hal. 207)
Gerak makan per gigi
Fz =
vf
zxn
(m/min)
(Asyari Daryus, Hal. 207)
Waktu pemotongan
tc=
Lt
vf
(min)
(Asyari Daryus, Hal. 207)
Kecepatan penghasil geram
Z=
vfxaxW
1000
(cm3/min)
Fakultas Teknologi Industri
(Asyari Daryus, Hal. 207)
Teknik Mesin
25
Proses perencanaan pembuatan roda gigi, memperhitungkan tigas aspek
yang ada, yaitu :
1. Ongkos produksi yang paling rendah/ekonomik; yang memberikan
kondisi untuk menghasilkan produk semurah mungkin. Biasanya dipilih
apabila waktu terbuang.
2. Kecepatan produksi yang paling tinggi/produktif; yang memebrikan
kondisi untuk menghasilkan produk secepat mungkin atau waktu
produksi serendah mungkin. Biasanya dipilih apabila waktu sangat
sempit, sedangkan target harus dipenuhi.
3. Kecepatan
penghasilan
keuntungan
yang
paling
tinggi/menguntungkan; yang memberikan kondisi untuk menghasilkan
produk dengan keuntungan/laba persatuan waktu sebesar mungkin.
Biasanya dipilih bila ada kemungkinan untuk memilih dari berbagai
yang ditawarkan (dimana telah diketahui keuntungannya dari selisih
antara ongkos pembuatan dan upah yang ditawarkan).
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
26
BAB III
METODOLOGI PERENCANAAN KONDISI PEMOTONGAN OPTIMUM
Pada bab ini diuraikan tahapan proses perencanaan pembuatan roda gigi
yaitu pembubutan dan pengefraisan. Untuk itu diperlukan data spesifikasi bahan
dan gambar teknik benda kerja. Kondisi pemesinan proses bubut paling ekonomik
yang dipakai sebagai Dasar perhitungan.
3.1
Pemotongan Logam Secara Ekonomis
Pada dasarnya dalam setiap proses pemesinan ada tiga variable
proses yang perlu ditetapkan harganya yaitu kedalaman potong a, gerak
makan f, dan kecepatan potong v, untuk menghasilkan produk sesuai dengan
geometri & toleransi yang diminta. Sesuai dengan urutan proses yang
direncanakan, jelas perlu ditentukan terlebih dahulu jenis mesin perkakas
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
27
dan pahatnya (material pahat disesuaikan dengan material benda kerja,
gemetri pahat yang disesuaikan dengan kondisi proses yang direncanakan).
3.2
3.3
Data spesifikasi benda kerja
− Baja karbon
: SNCM 447
− Kekuatan tarik maksimal
: 900 /Nmm2
− Kadar karbon
: 0,30 – 0,38%
− Diameter dalam
:
− Diameter luar
:
− Jumlah Modul
:
Spesifikasi Pahat
Proses pembentukan geram dengan cara pemesinan berlangsung,
dengan cara mempertumkan dua jenis material. Untuk menjamin
kelangsungan proses ini maka jelas diperlukan material pahat yang lebih
unggul daripada material benda kerja. Keunggulan tersebut dapat dicapai
karena pahat dibuat dengan memperhatikan berbagai segi yaitu :
¾ Kekerasan ; yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja tidak saja
pada temperature ruang melainkan juga pada temperature tinggi pada
saat proses pembentukan geram berlangsung.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
28
¾ Keuletan ; yang cukup besar menahan beban kejut yang terjadi sewaktu
pemesinan dengan interupsi maupun sewaktu memotong benda kerja
yang mengandung partikel/bagian yang kerras (hard spot)
¾ Ketahanan beban kejut termal ; diperlukan bila terjadi perubahan
temperature yang cukup besar secara berkala/periodic.
¾ Sifat adhesi yang rendah ; untuk mengurangi afnitas benda kerja
terhadap pahat, mengurangi laju keausan, serta penurunan gaya
pemotongan
¾ Daya larut elemen/komponen, material pahat yang rendah ; dibutuhkan
demi untuk memperkecil laju keausan akibat mekanisme difusi.
Pahat yang digunakan :
− Bahan : Cemente Carbide T15K6
Jenis karbida yang dibuat dengan cara menyinter (KRUPP WIDIA)
merupakan bahan padat yang dibuat dengan cara menyinter (sintering)
serbuk Karbida (Nitrida, Oksida) dengan bahan pengikat pada umumnya
dari Cobalt (Co). Dengan cara Carburizing masing-masing bahan dasar
(serbuk) Tungsten (Wolfram, W) Tintanium (Ti) Tantalum (Ta) dibuat
menjadi Karbida yang kemudian digiling (ball mill) dan disaring. Salah
satu atau campuran serbuk Karbida tersebut kemudian dicampur dengan
bahan pengikat (Co) dan dicetak tekan dengan memakai bahan pelumas
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
29
(lilin). Setelah itu dilakukan presintering (1000°C pemanasan mula
untuk menguapkan bahan pelumas) dan kemudian sintering (1600°C)
sehingga bentuk keeping (sisipan) sebagai hasil proses cetak tekan (Cold
atau HIP) akan menyusut menjadi sekitar 80% dar volume semula
3.4
Urutan Pemotongan Benda Kerja
Langkah 1, Facing :
Ce ⎞⎛ 1 ⎞
⎛
Te = ⎜ td +
⎟⎜ − 1⎟ = ……../menit
Cm ⎠⎝ n ⎠
⎝
Ve = 171. (f)-0,43 . (a)-04,43 . (Te)-0,22 = ……m/menit
ne =
1000.Ve
→ Ne = ……..rpm
π .dm
nop =
1000.Vop
→ Vop = …….m/menit
π .dm
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
30
Langkah 2, Turning :
Ce ⎞ ⎛ 1 ⎞
⎛
⎜ td +
⎟ ⎜ − 1⎟ = ………/menit
Cm ⎠ ⎝ n
⎝
⎠
Te =
Ve = 171.0 (f)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = ….m/menit
ne =
1000.Ve
→ Ne = ………rpm
π .dm
nop =
1000.Vop
→ Vop = ……..m/menit
π .dm
Langkah 3, Drilling :
Ce ⎞ ⎛ 1 ⎞
⎛
Te = ⎜ td +
⎟ ⎜ − 1⎟ = ……../menit
Cm ⎠ ⎝ n
⎠
⎝
Ve = 171. (f)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = ……m/menit
ne =
1000.Ve
→ Ne = ………rpm
π .dm
nop =
1000.Vop
→ Vop = …….m/menit
π .dm
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
31
Langkah 4, Boring :
Ce ⎞ ⎛ 1 ⎞
⎛
Te = ⎜ td +
⎟ ⎜ − 1⎟ = ……../menit
Cm ⎠ ⎝ n
⎠
⎝
Ve = 171. (f)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = ……m/menit
ne =
1000.Ve
→ Ne = ………rpm
π .dm
nop =
1000.Vop
→ Vop = …….m/menit
π .dm
Langkah 5, Cut Off :
Ce ⎞ ⎛ 1 ⎞
⎛
Te = ⎜ td +
⎟ ⎜ − 1⎟ = ……../menit
Cm ⎠ ⎝ n
⎠
⎝
Ve = 171. (f)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 = ……m/menit
ne =
1000.Ve
→ Ne = ………rpm
π .dm
nop =
1000.Vop
→ Vop = …….m/menit
π .dm
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
32
3.5
Perhitungan Frais
Perhitungan frais hanya memperhitungkan daya mesin.
Elemen perhitungan frais :
π
Cutting speed, m/min
:Ve =
Revolution per minute
: rpm =
Fedd rate min/min
: fm = ft x n x rpm
Feed per tooth, mm
: ft =
Cutting time, min
:t=
L
fm
Rate of metal removal, cm3/min
:Q=
wxdxfm
1000
Power required at spindle
: kW = Q x P
Power required at motor
: kWm
QxP
E
Torque at spindle
: Ts =
9555kWs
Rpm
Fakultas Teknologi Industri
1000
100
π
xDmxrpm
x
vc
Dm
fm
Nxrpm
Teknik Mesin
33
BAB IV
ANALISIS DATA
Setelah memperoleh data-data yang dibutuhkan dan perencanaan proses
pemotongan telah ditetapkan, maka proses perhitungan dapat dilakukan dengan
menggunakan rumus yang telah dibahas.
4.1.
Perhitungan Pemotongan Pada Kondisi Ekonomik
Ce ⎞⎛ 1 ⎞
⎛
Te ⎜ td +
⎟⎜ − 1⎟ menit → n = 0,22 (untuk pahat karbida)
Cm ⎠⎝ n ⎠
⎝
Ve = 171. (f)-1,35 . (a)-0,43 . (Te)-0,22 → Karbida
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
34
Karena yang digunakan pada proses bubut adalah pahat karbida, maka :
Langkah 1, Facing :
Ce ⎞⎛ 1 ⎞
⎛
Te ⎜ td +
⎟⎜ − 1⎟
Cm ⎠⎝ n ⎠
⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1
⎞
⎛
= ⎜1 +
− 1⎟ = 7,83 menit
⎟..⎜
⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠
Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22
= 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22
= 171 . 1,977 . 135 . 0,636 = 293,20 m/menit
ne =
1000.Ve
1000.293,20 29320
→
=
= 2029,91 rpm
3,14.46
144,44
π .dm
nop =
1000.Vop
2000.3,14.46
→ Vop =
= 288,88 m/menit
π .dm
1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
35
Langkah 2, Turning
Ce ⎞⎛ 1 ⎞
⎛
Te = ⎜ td +
⎟⎜ − 1⎟
Cm ⎠⎝ n ⎠
⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1
⎞
⎛
= ⎜1 +
− 1⎟ = 7,83 menit
⎟..⎜
⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠
Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22
= 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22
= 171 . 1,997 .1 . 0,636 = 217,19 m/menit
ne =
1000.Ve
1000.217,19 217190
→
=
= 1503,67 rpm
3,14.46
144,44
π .dm
nop =
1000.Vop
1500.3,14.46
→ Vop =
= 216,66 m/menit
π .dm
1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
36
Langkah 3, Drilling
Ce ⎞⎛ 1 ⎞
⎛
Te = ⎜ td +
⎟⎜ − 1⎟
Cm ⎠⎝ n ⎠
⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1
⎞
⎛
= ⎜1 +
− 1⎟ = 7,83 menit
⎟..⎜
⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠
Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22
= 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22
= 171 . 0,42 .1 . 0,636 = 91,22 m/menit
ne =
1000.Ve 1000.91,22 217190 217190
→
=
=
= 1936,73 rpm
3,14.15
3,14.15
47,1
π .dm
nop =
1000.Vop
1500.3,14.15
→ Vop =
= 89,49 m/menit
π .dm
1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
37
Langkah 4, Boring
Ce ⎞⎛ 1 ⎞
⎛
Te = ⎜ td +
⎟⎜ − 1⎟
Cm ⎠⎝ n ⎠
⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1
⎞
⎛
= ⎜1 +
− 1⎟ = 7,83 menit
⎟..⎜
⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠
Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22
= 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22
= 171 . 1997 .0,372 . 0,636 = 80,79 m/menit
ne =
1000.Ve 1000.80,79 80790
→
=
= 1286,47 rpm
3,14.20
6,28
π .dm
nop =
1000.Vop
1300.3,14.20
→ Vop =
= 81,64 m/menit
π .dm
1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
38
Langkah 5, Cutt off
Ce ⎞⎛ 1 ⎞
⎛
Te = ⎜ td +
⎟⎜ − 1⎟
Cm ⎠⎝ n ⎠
⎝
1959,1 ⎞ ⎛ 1
⎞
⎛
= ⎜1 +
− 1⎟ = 7,83 menit
⎟..⎜
⎝ 1619,27 ⎠ ⎝ 0,22 ⎠
Ve = 171 . (ƒ)-0,43 . (a)-0,43 . (Te)-0,22
= 171 . (0,2) 0,43 . (0,5) 0,43 . (7,83)-0,22
= 171 . 1,997 .0,551 . 0,636 = 119,67 m/menit
ne =
1000.Ve 1000.119,67 41920
→
=
= 825,51 rpm
3,14.46
144,44
π .dm
nop =
1000.Vop
800.3,14.46
→ Vop =
= 115,55 m/menit
π .dm
1000
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
39
Benda
A
ƒ
V
Facing
0,5 mm
0,22 mm/r
288,88m/menit
Turning
1 mm
0,22 mm/r
216,66 m/menit
Drilling
7,5 mm
0,22 mm/r
89,49 m/menit
Boring
10 mm
0,22 mm/r
81,64 m/menit
Cutt Off
23 mm
0,22 mm/r
115,55 m/menit
4.2
Perhitungan Umur Pahat
tC
=
l.t.π .d 1
x − K 2V − 1
1000. f v
tC1
=
30.3,14.46
1
4333,2
=
= 0,075
.
1000.0,2 288,88 57776
tC2
=
23.3,14.46
1
3322,12
=
= 0,077
.
1000,0,2 216,66 43332
tC3
=
10.3,14.15 1
471
=
= 0,026
.
1000.0,2 89,49 17898
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
40
tC4
=
10.3,14.20 1
628
=
= 0,038
.
1000.0,2 81,64 16328
tC5
=
46.3,14.46
1
3322,12
=
= 0,14
.
1000.0,2 115,55 23110
Top
= (c (ƒ)-p (a)-2 (Vop)-1)1/π
Top1
= (171 . (0,2)-0,43 (0,5)-0,43) (288,88)-1)1/0,22
= (171 . 1,997 . 1,35 . 3,46)4,54
= 3,47
Top2
= (171 . (0,2)-0,43 (1)-0,43 (216,66)-1)1/0,22
= (171 . 1,997 . 1 .4,616)4,54
= 3,29
Top3
= (171 . (0,2)-0,43 (7,5)-0,43 (81,64)-1)1/,022
= (171 . 1,997 . 0,42 . 0,11)4,54
= 7,92
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
41
Top4
= (171 . (0,2)-0,43 (10)-0,43 (81,64)-1)1/0,22
= (171 . 1,997 . 0,372 . 0,012)4,54
= 6,78
Top5
= (171 . (0,2)-0,43 (4)-0,43 (115,55)-1)1/0,22
= (171 . 1,997 . 0,551 . 0,0087)4,54
= 9,37
tc1 0,075
=
= 0,0216
Top1 3,47
tc 2 0,077
=
= 0,023
Top 2 3,29
tc3 0,026
=
= 0,033
Top3 7,29
tc 4 0,038
=
= 0,056
Top 4 6,78
tc5 0,14
=
= 0,015
Top5 9,37
Nj =
1
⎡ tc ⎤
∑ ⎢Top ⎥
⎣
⎦
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
42
•
Pahat facing dan turning menghasilkan
Nj =
1
0,0446
= 22,42 → 23 berada
•
Pahat cut off dapat menghasilkan
Nj =
•
Mata bor 15 mm dapat digunakan
Nj =
•
1
= 66,6 → 67 benda
0,015
1
= 303 benda
0,0033
Mata bor 20 mm dapat digunakan :
Nj =
1
= 178 benda
0,0056
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
43
4.3
Perhitungan Frais
Vc
=
=
π
1000
x Dm x rpm
3,14
x 100 x 800
1000
= 251,2
rpm
=
=
fm
1000
π
x
Vc
Dm
1000 251,2 251200
=
= 800
x
3,14
100
314
= ft x n x rpm
= 2 x 25 x 800
= 40.000
ft
=
fm
0,2
0,2
=
=
= 0,0000208
n x rpm 12 x 800 9600
t
=
L 9,5
=
= 47,5
f m 0,2
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
44
w x d x fm 10 x 0,5 x 0,2
=
= 0,001
1000
1000
Q
=
kWs
= Q x P = 0,001 x 0,091 = 0,000091
kWm
=
T
= 9555 x
Q x P 0,001 x 0,091
=
= 0,000101
E
0,9
0,000091
= 0,001087
800
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
45
Bab V
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Setelah
mengenai
memperhitungkan
perencanaan
kondisi
pemotogan
pembuatan
paling
roda
ekonomik,
gigi
dapat
dengan
diperoleh
kesimpulan :
− Dihasilkan produk roda gigi yang dapat diproduksi dengan biaya minimal Rp
1619,27/menit tanpa mengurangi kwalitas.
− Pahat, facing dan turning dapat menghasilkan 23 benda
− Pahat cutt off dapat menghasilkan 67 benda
− Pahat gurdi θ 15 mm dapat menghasilkan 303 benda
− Pahat gurdi θ 20 mm dapat menghasilkan 178 benda
− Daya dari mesin frais yang dibutuhkan hanya 1 kW
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
46
5.2
SARAN
Dari hasil perencanaan pembuatan roda gigi diatas tindak lanjutnya adalah uji
performance. Agar dapat diketahui secara pasti perubahan tenaga pada mesin
Yamaha Rx-King.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
47
DAFTAR PUSTAKA
Asyari Daryus, “Proses Produksi II”, Universitas Dharma Persada, Jakarta.
Koesningsberger, F, “Design Pricniples Of Metal Cutting Machine Tools”.
Machining Data Handbook 3rd Edition, Institute Of Advanced Manufacturing
Sciences, INC.
Rosfian,A.d, Msc, Ir. “ Diktat Ilmu Logam”, Teknik Mesin Universitas Trisakti.
Syamsir, A. Muin. (1986) “Dasar-dasar Perancangan Perkakas Dan Mesin-mesin
Perkakas”. Jakarta, Rajwali.
Taufiq Rochim, “Teori Dan Teknologi Proses Pemesinan”.
Fakultas Teknologi Industri
Teknik Mesin
LAMPIRAN