pengaruh kualitas layanan, kualitas produk dan nilai

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
PENGARUH PARAMETER PEMOTONGAN TERHADAP
KEKASARAN PERMUKAAN PADA PROSES BUBUT BAJA AISI
1045
Yuni Hermawan
Jurusan Teknik Mesin -Fakultas Teknik - Universitas Jember
Email: [email protected]
ABSTRAK
Produk berkualitas diperoleh dari adanya proses pemesinan yang baik. Kekasaran
permukaan adalah salah satu penyimpangan yang disebabkan oleh kondisi pemotongan
dari proses pemesinan. Untuk itu perlu dilakukan penelitian untuk menganalisa
pengaruh kecepatan potong, gerak pemakanan dan kedalaman potong terhadap
kekasaran permukaan pada baja AISI 1045. Percobaan dilakukan berdasarkan disain
eksperimen dan analisis regresi. Gerak pemakanan memberikan pengaruh paling besar
dan kecepatan potong memberikan pengaruh paling kecil terhadap kekasaran
permukaan dengan nilai kepercayaan sebesar 92.5 %.
Kata Kunci : kecepatan potong, gerak pemakanan, kedalaman potong dan kekasaran
permukaan
PENDAHULUAN
Untuk memperoleh produk bermutu berupa tingkat kepresisian yang tinggi serta
kekasaran permukaan perlu didukung oleh proses permesinan yang gerakannya
dikontrol secara semi otomatis..
Proses pemesinan dilakukan pada suatu material baja AISI 1045 dengan
menggunakan pahat HSS. Karakteristik kekasaran permukaan dipengaruhi oleh faktor
kondisi pemotongan dan geometri pahat. Tujuan penelitian ini adalah untuk
menganalisis pengaruh faktor kecepatan potong, gerak pemakanan dan nose radius
pahat terhadap kekasaran permukaan benda kerja, menentukan parameter potong
terbesar pengaruhnya terhadap kekasaran dan menentukan model persamaan kekasaran
permukaan (Ra).
Kondisi pemotongan divariasi dengan jumlah tertentu dan pengulangan 2 kali.
Benda kerja hasil pemesinan diukur kekasarannya dan pengolahan data dengan metode
statistik.
PERALATAN PENELITIAN
Material AISI 1045
- Hardening Temp 8200 C – 8500 C
- Quencing air atau oli
- Kekerasan 220 - 300 BHN.
- Kekuatan tarik 60 – 80 Kg/mm2
Mesin Bubut.
- Nama dagang : M A S (Maanshan Machine Tools Works)
- Buatan
: The Peoples Republic Of China, 1996
- Daya Motor
: 360 volt, 5,66 KW
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
Surface Tester :
- Mitutoyo : type surftest 301 series 178
DASAR TEORI
Pada proses pemesinan ada lima elemen dasar yang diperlukan dalam setiap
perancangan proses, yaitu :
1. Kecepatan perautan (cutting speed )
; v (m/menit)
2. Gerak pemakanan (feeding speed)
; v f (mm/putaran)
3. Kedalaman perautan (depth of cut)
; a (mm)
4. Waktu perautan (cutting time)
; t c (menit)
5. Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal) ; z (cm³/menit)
Kelima elemen dasar proses pemesinan tersebut dihitung berdasarkan dimensi
benda kerja dan atau pahat serta besaran dari mesin perkakas. Besaran dari mesin
kelima elemen dasar proses pemesinan tersebut dihitung berdasarkan dimensi benda
kerja dan atau pahat serta besaran dari mesin perkakas. Besaran dari mesin perkakas
yang dapat diatur bermacam-macam tergantung dari jenis mesin perkakas. Oleh sebab
itu rumus yang digunakan untuk menghitung setiap elemen proses pemesinan berlainan.
Dalam beberapa penelitian diungkapkan bahwa dalam proses bubut
megakibatkan panas yang terjadi pada pahat, dan hal ini sangat berpengaruh pada umur
pahat dan hasil pemotongan. Kekuatan pahat untuk menahan tegangan tekan
(compressive stress) merupakan sifat material yang dipengaruhi oleh temperatur. Hal
inilah yang merupakan factor utama yang membatasi kecepatan menghasilkan geram
bagi suatu jenis pahat. Dengan demikian sangatlah perlu dilakukan penelitian tentang
temperatur pemotongan pada pengerjaan bubut.
Proses Pembubutan
Proses pembubutan merupakan proses pemesinan yang memegang peranan
penting dalam suatu proses produksi logam. Dalam hal ini benda kerja dibuat berotasi
pada sumbunya oleh mesin bubut dan bergerak terhadap mata potong sehingga
menghasilkan geram. Benda kerja yang digunakan berbentuk silinder.
Pada proses pembubutan, benda kerja dipegang oleh pencekam (chuck) yang
dipasangkan di ujung poros utama putaran poros utama (n) dapat dipilih dengan
mengatur tuas pengatur yang terdapa pada sisi muka kepala diam. Pahat dipasangkan
pada dudukan pahat, dan kedalaman perautan (t) diatur dengan menggeser peluncur
silang melalui roda pemutar. Pahat bergerak translasi bersama-sama dengan kereta dan
gerak makannya diatur dengan tuas pengatur pada rumah roda gigi. Gerak makan yang
tersedia pada mesin bubut bermacam-macam menurut tingkatan yang telah
distandarkan.
Gambar 1 Proses Pembubutan
ISBN : 978-979-99735-7-3
A-17-2
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
Dari gambar 1 kondisi pembubutan ditentukan sebagai berikut:
Benda kerja :
D1 = diameter awal
(mm)
D2 = diameter akhir
(mm)
lt = panjang perautan
(mm)
Pahat
:
Kr = sudut potong utama
(derajat)
Γo = sudut geram
(derajat)
Mesin bubut :
t = kedalaman perautan
(mm)
f = gerak makan
(mm/rev)
n = putaran poros utama/benda kerja (rpm)
Pada gambar 1 diperlihatkan sudut potong utama (kr, principal cutting edge
angle) yaitu merupakan sudut antara mata potong sumbu mayor dengan kecepatan
pemakanan (vf) besanya sudut tersebut ditentukan oleh geometri pahat dan cara
memasang pahat pada mesin bubut.
Kekasaran Permukaan
Menurut Toufiq Rochim ( Spesifikasi, Metrologi, dan Kontrol Kualitas Geometrik.2001
), suatu permukaan dari benda kerja yang telah dilakukan perlakuan permesinan dibagi
menjadi beberapa profil.
Gambar 2. Posisi profil kekasaran permukaan
Profil tersebut adalah sebagai berikut:
 Profil geomterik ideal: ialah profil permukaan sempurna (dapat berupa garis lurus,
lengkung, atau busur ).
 Profil terukur: merupakan profil permukaan terukur.
 Profil referensi atau acuan: adalah profil yang digunakan sebagi acuan untuk
menganalisis ketidak teraturan konfigurasi permukaan. Profil ini dapatberupa garis
lurus atau garis dengan bentuk sesuai dengan profil geometric ideal, serta
menyinggung puncak tertinggi profil terukur dalam suatu panjang sample.
 Profil alas atau akar: yaitu profil referensiyang digeserkan ke bawah (arah tegak
lurus terhadap profil geometrik ideal pada suatu panjang sample sehingga
menyinggung titik terendah profil terukur.
ISBN : 978-979-99735-7-3
A-17-3
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009

Profil tengah: adalah nama yang diberika kepada profil referensi yang digeserkan ke
bawah (arah tegak lurus terhadap profil geometrik ideal pada suatu panjang sampel)
sedemikian rupa sehingga jumlah luas bagi daerah-daerah diatas profil tengah
sampai ke profil terukur adalah sama dengan jumlah luas daerah di bawah profil
tengah sampai ke profil terukur (pada gambar ditunjukkan dengan daerah arsir
dengan kemiringan daerah arsir yang berbeda).
Bedasarkan profil-profil yang diterangkan diatas, dapat didefinisikan beberapa
parameter permukaan, yaitu yang berhubungan dengan dimensi pada arah tegak dan
arah memanjang atau mendatar. Untuk dimensi tegak dikenal beberapa parameter, yaitu



kekasaran total (peak to valley height) Rt (  m) :adalah jarak anatar profil referensi
dengan profil atas.
kekasaran perataan (peak to mean line), Rp (  m) :adalah jarak rata-rata antar profil
referensi dengan profil terukur.
Berdasarkan rumus diatas Rp akan sama dengan jarak antara profil referensi
denganprofil tengah.
kekasaran rata-rata aritmatik (mean roughness index) Ra (  m): adalah harga ratarata aritmatik bagi harga absolutnya jarak anatar profil terukur dengan profil tengah.

kekasaran rata- rata kuadratik (root mean square height) Rg (  m) :adalah akar bagi
jarak kuadrat rata-rata anatar profil terukur dengan profil tengah.

kekasaran total rata rata Rz ( m m) : merupakan jarak rata-rata alas ke profil terukur
pada lima puncak tertinggi dikurangi jarak rata-rata profil alas ke profil terukur pada
lima lembah terendah.
DATA DAN ANALISA DATA
Rancangan penelitian digunakan untuk mengetahui pengaruh dari satu atau
bebarapa faktor terhadap variable respon yang diukur. Pada penelitian ini, variabel
respon yang diukur adalah kekasaran permukaan ( Ra ). Variabel independent yang
digunakan adalah kecepatan potong, pemakanan dan kedalaman potong. Level untuk
varibel kecepatan potong terdiri dari tiga tingkatan yaitu : 9, 17 dan 23. Level untuk
variabel pemakanan terdiri dari tiga tingkatan yaitu : 0.5, 0.7 dan 0.9. Level
untukvariabel kedalaman potong terdiri dari tiga tingkatan yaitu : 0.8, 1.2 dan 1.6.
ISBN : 978-979-99735-7-3
A-17-4
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
Tabel 1. Data Pengukuran Kekasaran Permukaan (  m)
Gambar 3. Peralatan dan alat ukur penelitian
Tabel 1. Analisa varian untuk model regresi
ISBN : 978-979-99735-7-3
A-17-5
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
Nilai R square pada tabel 1 diatas adalah 92,5 % menunjukkan bahwa
untukvariabel yang digunakan sebagai penelitian yaitu kecepatan potong. Kedalaman
potong dan pemakanan mempunyai pengaruh kekasaran permukaan sebesar 92,5 % (
mampu menjelaskan kekasaran sebesar 92,5 % ). Nilai R Square yang tidak sampai 100
% menunjukkan bahwa kemungkinan terdapat variabel – variabel yang lain yang juga
mempunyai pengaruh terhadap kekasaran permukaan benda yang tidak tercakup dalam
penelitian ini.
Tabel 2. Nilai t ratio
Setelah dilakukan beberapa pengujian koefisien dan asumsi, maka model yang
diperoleh (berdasarkan tabel 2 ) adalah :
Ra = 2.360 v -0.001 f 0.779 a 0.426
Analisa Grafis
Pada hasil pengerjaan dengan pemakanan ( f ) sebesar 0,5 mm/put pada
kedalaman potong (a) 1.6 mm dengan kecepatan potong ( v ) v1 = 9,60 v2 = 17,27 dan
v3 = 23,64. Didapatkan grafik sebagai berikut:
Gambar 4. Grafik kekasaran permukaan dengan kecepatan potong
Pada gambar 4 dapat diketahui bahwa kekasaran permukaan tertinggi adalah
2,68 μm pada replikasi 2 dengan kecepatan potong ( v ) 9,60 m/menit, kedalaman
potong 1.6 mm dan pemakanan 0,5 m/put. Sedangkan kekasaran terendah adalah 1,82
μm pada replikasi 2 dengan kecepatan potong ( v ) 23,64 m/menit dan pada kedalaman
potong dan pemakanan yang sama.
KESIMPULAN
1. Dari hasil pengolahan data statistik, maka didapatkan persamaan yang menyatakan
hubungan antara kekasaran permukaan benda kerja ( Ra) dengan kecepatan potong (
v ), feeding ( f ) dan depth of cut (a) adalah :
Ra = 2.360 v -0.001 f 0.779 a 0.426
ISBN : 978-979-99735-7-3
A-17-6
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
2. Dari persamaan regresi tersebut dapat diterangkan bahwa feeding yang paling
berpengaruh terhadap kekasaran permukaan benda kerja, kemudian depth of cut dan
yang terakhir kecepatan potong.
3. Dari persamaan dapat diketahui bahwa dengan bertambah besarnya feeding dan
depth of cut akan memperbesar kekasaran permukaan benda kerja, namun bila
bertambah besar kecepatan potong akan menurunkan kekasaran permukaan benda
kerja.
4. Kecepatan potong, feeding dan depht of cut mempunyai pengaruh nyata secara
statistik terhadap kekasaran permukaan pada penelitian dengan material benda kerja
AISI 1045 dengan nilai kepercayaan sebesar 92.5 %.
DAFTAR PUSTAKA
Boothroyd, G., Fundamental of Meta machining and Machine Tool, Hemisphere
Publishing Co, 1975.
Montgomery, D.C., and Peck, E.A., Introduction to Linear Regression Analysis, New
York, 1982.
Rochim, T. Teori dan Teknologi ProsesPemesinan , Laboratorium Teknik Produksi dan
Metrologi Industri, Jurusan Teknik Mesin, FTI, ITB, Bandung, 1993.
William, W.H., and Montgomery, D.C., Probabilitas dan Statistik dalam Ilmu Rekayasa
dan Manajemen, edisi kedua.
Apora Indusma, Katalog Tool, Mitsubishi Carbide
Rochim, T., dan Wirjomartono, S.H., Spesifikasi Geometris Metrologi Industri dan
Kontrol Kualitas , Laboratorium Teknik Industri dan Metrologi Industri, Jurusan
Teknik Mesin, FTI, ITB, Bandung, 1985.
ISBN : 978-979-99735-7-3
A-17-7