Laporan Tugas Akhir

Laporan Tugas Akhir
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Pemilihan Material (Material Selection)
Pemilihan material atau bahan (material selection) merupakan bagian
yang sangat penting dalam desain teknik (engineering design) karena dengan
pemilihan material yang tepat akan meningkatkan penggunaan (long service) dari
suatu produk yang akan dihasilkan, disamping itu juga berpengaruh terhadap cost
(biaya) konstruksi produk tersebut. Prosedur yang komprehensif telah
dikembangkan untuk pemilihan material, dimana prosedur ini memberikan
kontribusi yang berharga bagi pemilihan yang sistematis dari material,
kegunaannya adalah pada tahap awal desain produk, ketika keputusan awal pada
material dan proses yang dibuat dibatasi karena beberapa alasan, termasuk:
1) Prosedur-prosedur ini ditujukan untuk pemilihan material khusus berdasarkan
spesifikasi detail properti material yang mungkin tidak tersedia pada awal
proses desain. Pada tahap ini hanya berkisar sifat umum yang mungkin telah
diputuskan.
2) Pemilihan material dianggap independent dari proses manufaktur yang
digunakan, sedangkan kompatibilitas antara proses dan material adalah
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
7
Laporan Tugas Akhir
penting. Beberapa pendekatan dapat diadopsi untuk merasionalisasi pencarian
material yang sesuai untuk aplikasi pada awal desain produk.
Ada beberapa aspek atau kriteria yang harus diperhatikan dalam
pemilihan material diantaranya :
1) Material tersebut harus tahan (resistance) terhadap kondisi-kondisi operasi,
seperti korosi, erosi , stress dan temperature.
2) Biaya atau cost dari material tersebut.
3) Kontaminasi yang berhubungan dengan interaksi antara material dengan
fluida proses dan akibatnya terhadap proses itu sendiri, misalnya deaktivasi
katalis.
4) Sifat-sifat mekanikal.
Sifat-sifat mekanik material yang patut diketahui antara lain :
- Strength (kekuatan) adalah ukuran besar gaya yang diperlukan untuk
mematahkan atau merusak material.
- Creep digunakan untuk menggambarkan laju deformasi plastik metal
terhadap waktu dengan stress beban yang diberikan.
- Ductility (keuletan) dikaitkan dengan besar regangan permanen sebelum
patah.
- Toughness (ketangguhan) dikaitkan dengan jumlah energi yang diserap
bahan sampai terjadinya patahan pada material.
- Fatique adalah patahan yang terjadi akibat pembebanan siklus dalam
waktu yang cukup lama.
- Hardness adalah kebalikan dari ductility, ketahanan terhadap deformasi
plastik oleh bending, penetration atau straching.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
8
Laporan Tugas Akhir
- Malleability adalah ductility khusus yaitu dimana regangan permanen
sebelum patahan yang disebabkan oleh rolling, forging atau extruding.
Derajat malleability berbanding lurus dengan temperature. Aluminium,
Copper (tembaga), magnesium, perak adalah contoh dari bahan
malleability.
- Brittleness adalah kecenderungan suatu bahan untuk patah atau retak
(fracture), biasanya dibawah stress yang rendah. Brittleness adalah
kebalikan dari toughness.
2.1.1. Macam-macam Material atau Bahan
Terdapat banyak jenis material atau bahan yang digunakan untuk
mengkonstruksi peralatan-peralatan (equipment) proses. Pemilihan material
tersebut tergantung pada kesesuaianya terhadap proses maupun terhadap biaya
(cost). Secara umum material atau bahan tersebut dapat dibagi menjadi :
a. Logam/ Metal
Sifat-sifat dari logam yaitu :
o Modulus Elastisitas (E) yang tinggi.
o Dapat dibuat lebih kuat dengan paduan dan perlaukan panas atau
mechanical treatment.
o Sangat mudah berdeformasi, terutama pada temperatur yang tinggi.
o Resistensi yang rendah terhadap korosi (mudah korosi).
o Memiliki konduktivitas elektrik dan termal yang baik.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
9
Laporan Tugas Akhir
Jenis- jenis logam antara lain :
o
Ferrous alloy: besi cor (gray, white, malleable, nodular), baja karbon
(low, medium, high), alloy steels (low, alloys, tools, stainless).
o
Non-Ferrous alloy: heavy alloy (tembaga, timah, nikel), refractory metals
(tungsten, tantalum, molibdenum), precious metals (emas, perak,
platinum).
b. Polimer (polymers) dan Elastomer
Sifat-sifat dari polimer dan elastomer yaitu :
o Modulus Elastisitas (E) yang rendah.
o Defleksi elastisnya besar.
o Mulur (creep) pada temperatur ruangan.
o Tahan terhadap korosi.
Jenis-jenis Polimer antara lain:
o
Polimer Alami (natural polymers): Selulosa, Protein.
o
Termoplastik: Partially cristalline (polyamides, acetals, polyathenes),
amorphous (PVC, polikarbonat, polistiren).
o
Termoset: rubber/elastomer (silikon, styrene), epoxy (phenolics, poliester,
aminos).
Jenis-jenis Elastomer/Rubber (karet) antara lain :
o
Alami.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
10
Laporan Tugas Akhir
o
Sintetis.
c. Keramik (Ceramics) dan Kaca
Sifat-sifat dari keramik dan kaca yaitu :
o Modulus Elastisitas (E) yang tinggi.
o Keras.
o Getas.
o Kuat.
o Kerapatan yang rendah (low density).
o Tahan terhadap korosi dan goresan (abrasion).
o Konduktivitas elektrik dan termal yang rendah.
Jenis-jenis Keramik :
o
Keramik Alami (natural ceramics): Batu.
o
Keramik Kontruksi (contructional ceramics): porselin, stoneware,
earthware.
o
Keramik Elektronik (electronic ceramics): semikonduktor, ferit.
o
Keramik Teknik (engineering ceramics): Alumina, Karbida, Nitrida,
Zirkonia.
Jenis-jenis Kaca (glasess).
o
Contoh: soda, bhorosilicates, phyroceramics.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
11
Laporan Tugas Akhir
d. Komposit (Composites)
Sifat-sifat dari komposit yaitu :
o Tergantung pada tipe kompositnya.
o Bisa menjadi memiliki densitas yang rendah.
o Bisa menjadi kuat dan kaku.
o Bisa menjadi tangguh.
Jenis-jenis Komposit :
o
MMC (Metal Matrix Composites).
o
CMC (Ceramic Matrix Composites).
o
PMC (Polimer Matrix Composites).
2.1.2. Kompatibilitas Antara Proses dan Bahan
Bagian integral dari desain untuk manufaktur adalah kombinasi
pemilihan material dan proses pada perencanaan secara sistematis untuk
pembuatan suatu komponen, yang kemudian dapat diberi peringkat menurut
berbagai kriteria. Untuk menjadi nilai desain yang nyata, suatu informasi
dibutuhkan dalam pemilihan awal untuk kombinasi material/proses dan tingkatan
proses yang harus didasarkan pada ketersedian dalam tahap awal konsep desain
suatu produk. Informasi tersebut dapat mencakup, misalnya:
 Product life volume.
 Tingkat biaya perkakas yang diijinkan.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
12
Laporan Tugas Akhir
 Tingkat kategori bentuk dari komponen dan kompleksitas yang mungkin.
 Persyaratan layanan atau lingkungan.
 Faktor penampilan.
 Faktor akurasi.
Terdapat ratusan proses dan ribuan material. Selain itu, proses-proses dan
bahan yang baru juga sedang dikembangkan secara terus-menerus. Pengamatan
berikut membantu untuk menyederhanakan masalah seleksi secara keseluruhan:
1) Banyak kombinasi dari proses dan material yang tidak mungkin dilakukan.
Tabel (2.1) menunjukkan matriks kompatibilitas untuk berbagai jenis proses
dan material yang dipilih.
2) Banyak kombinasi proses yang tidak mungkin, oleh karena itu tidak muncul
dalam urutan pemrosesan.
3) Beberapa proses hanya mempengaruhi satu atribut dari komponen tersebut,
terutama proses surface treatment dan heat treatment.
4) Urutan proses memiliki urutan alami dari shape generation, diikuti dengan
penambahan fitur atau perbaikan dengan penghilangan material dan
kemudian peningkatan property material.
Proses-proses dapat dikategorikan sebagai:
 Proses-proses utama (Primary processes)
Beberapa teks merujuk kepada proses utama yang digunakan untuk
memproduksi bahan baku untuk pembuatan seperti flat rolling, tube
sinking, dan wire drawing. Dalam konteks memproduksi komponenkomponen dalam teks ini, istilah proses utama akan mengacu pada proses
yang menghasilkan bentuk utama. Proses tersebut harus dipilih untuk
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
13
Laporan Tugas Akhir
menghasilkan sebanyak mungkin atribut yang diperlukan dari komponen
dan biasanya muncul pertama dalam urutan operasi. Pengecoran,
penempaan, dan injection molding adalah contoh proses yang
menghasilkan bentuk utama.
 Proses-proses utama/sekunder (Primary/secondary processes)
Proses primer/sekunder, di sisi lain, dapat menghasilkan bentuk utama
dari bagian tersebut, membentuk fitur di komponen, atau memperbaiki
fitur pada komponen tersebut. Proses-proses ini muncul pada awal atau
kemudian dalam urutan proses. Dalam kategori ini termasuk material
removal dan proses lain seperti machining, grinding, dan broaching.
 Proses-proses tersier (Tertiary processes)
Proses tersier tidak mempengaruhi geometri dari komponen dan selalu
muncul setelah proses primer dan primer/sekunder. Kategori ini terdiri
dari proses finishing seperti proses surface treatment dan heat treatment.
Pemilihan proses tersier disederhanakan, karena kebanyakan proses
tersier hanya mempengaruhi atribut tunggal dari komponen. Misalnya,
lapping digunakan untuk mencapai permukaan akhir yang sangat baik,
dan plating sering digunakan untuk meningkatkan penampilan atau
ketahanan korosi.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
14
Laporan Tugas Akhir
Tabel 2.1 Kompabilitas antara proses dan bahan
(Sumber : Design For Manufacturing and Assembling)
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
15
Laporan Tugas Akhir
2.2. Pemesinan CNC
CNC merupakan singkatan dari Computer Numerically Controlled,
dimana “Numerically” merupakan data huruf dan angka, dan “Controlled” berarti
dikendalikan. Jadi, Mesin CNC adalah Mesin Perkakas yang dikendalikan oleh
komputer dengan menggunakan data huruf dan angka. Secara garis besar prinsip
kerja mesin CNC meliputi 3 bagian utama, yaitu :

Program permesinan, berupa input data yang tersusun dan teratur
sebagai perintah gerakan pahat untuk diolah pada software komputer
sesuai bahasa pemrograman mesin.

Unit pengendali, yang berfungsi mengubah sinyal elektronik menjadi
gerakan mekanis.

Mesin perkakas, untuk mengeksekusi gerakan pahat berupa operasi
permesinan.
Bagian untuk komponen utama mesin CNC terdiri atas 2 bagian besar , yaitu :

Bagian Mekanik , adalah semua komponen mekanis yang fungsi
utamanya berkaitan langsung dengan proses permesinan. Komponen
tersebut antara lain kepala tetap, kepala lepas, landasan mesin, eretan,
motor penggerak, pemegang pahat, poros penghantar, unit transmisi dan
sebagainya.

Bagian Pengontrol , komponen mekanis yang fungsi utamanya untuk
mengendalikan, dan mengatur berlangsungnya proses permesinan. Terdiri
atas panel kontrol dengan berbagai saklar dan tombol yang berfungsi
antara lain mengaktifkan mesin, memutar dan mengatur putaran spindel
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
16
Laporan Tugas Akhir
utama, menggerakkan eretan, memutar tool turret, membuat dan
mengontrol program, mengatur pelayanan disket dan sebagainya.
2.2.1. Mesin CNC Turning
Prinsip kerja mesin CNC turning yaitu benda kerja berputar pada spindel,
sedangkan alat potong bergerak menyayat benda kerja sesuai dengan sistem dua
persumbuan X dan Z.

Sumbu X adalah arah gerakan pahat melintang.

Sumbu Z adalah arah gerakan pahat memanjang.
Gambar 2.1 Persumbuan Turning
(Sumber : suhartanto7777.blog.com)
Mesin bubut CNC pada umumnya dapat melakukan proses-proses pemesinan
antara lain : facing, profilling, drilling, threading, cutting off, turning, grooving,
borning, chamfering, milling.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
17
Laporan Tugas Akhir
2.2.2. Pemrograman Mesin CNC
Memprogram adalah menyusun urutan perintah dengan kode-kode
perintah yang berupa huruf dan angka (kode numerik) agar mesin CNC dapat
bekerja dan menghasilkan bentuk dan ukuran benda sesuai dengan job sheet.
a. Bahasa Pemrograman
Di dalam memprogram mesin CNC tentunya menggunakan bahasa
pemrograman yaitu format perintah dalam satu blok dengan menggunakan kode
huruf, angka dan symbol. Kode-kode bahasa dalam Mesin Perkakas CNC dikenal
dengan kode G dan M, dimana kode-kode tersebut sudah distandarkan oleh ISO
atau badan Internasional lainnya.
 Kode Standar G untuk CNC Turning
G 00: Gerak lurus cepat (tidak menyayat benda kerja).
G 01: Gerak lurus menyayat benda kerja.
G 02: Gerak melengkung searah jarum jam (CW) / profil cekung.
G 03: Gerak melengkung berlawanan arah jarum jam (CCW) / profil cembung.
G20 : Unit selection (inchi).
G21 : Unit selection (mm).
G28 : Titik Referensi (home tool).
G50 : Penetapan posisi awal titik referensi.
G50 S.. : Pengaturan kecepatan Spindel maksimum.
G 65: Operasi disket (menyimpan atau memanggil program).
G70 : Proses pembubutan finishing.
G71 : Siklus Pembubutan roughing.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
18
Laporan Tugas Akhir
G 74: Siklus pengeboran dengan penarikan tatal.
G75 : Proses pembubutan alur (grooving).
G 78: Siklus pembuatan ulir.
G 84: Siklus pembubutan memanjang.
G 90: Program absolute.
G 91: Program Incremental.
G 92: Penetapan posisi pahat secara absolute.
G96 : Pengaturan Putaran spindel untuk constant sufrace (rpm).
G98 : Feed Unit selection (mm/menit).
G99 : Feed Unit selection (mm/putaran).
 Kode Perintah M
M 03: Spindle (sumbu utama) berputar searah jarum jam (CW).
M04 : Spindel berputar CCW.
M 05: Putaran spindle berhenti.
M 06: Perintah penggantian alat potong (tool).
M08 : Coolant ON.
M09 : Coolant OFF.
M 30: Program berakhir.
M 99: Penentuan parameter I dan K.
 Perintah A (Alarm)
A 00: Kesalahan perintah pada fungsi G atau M.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
19
Laporan Tugas Akhir
A 01: Kesalahan perintah pada fungsi G02 dan G03.
A 02: Kesalahan pada nilai X.
A 03: Kesalahan pada nilai F.
A 04: Kesalahan pada nilai Z.
A 05: Kurang perintah M30.
A 06: Putaran spindle terlalu cepat.
A 14: Salah satuan.
A 15: Nilai H salah.
b. Metode pemrograman
Metode pemrograman mesin CNC ada 2, yaitu : metode pemrograman
absolute dan metode pemrograman incremental.
 Metode Pemrograman Absolute
Metode absolute yaitu metode pemograman dengan titik referensinya
selalu tetap yaitu satu titik dijadikan referinsi untuk semua ukuran berikutnya
yaitu pada titik 0 benda (satu titik sebagai titik acuan).
Format : N00/G90 atau N00/G92/X/Z
 Metode Pemrograman Incremental
Metode Incremental yaitu metode pemograman dengan titik referensinya
selalu berubah, yaitu titik terakhir yang dituju menjadi titik referensi baru untuk
ukuran berikutnya, sehingga sering juga dikatakan pengukuran berantai.
Format : N00/G91
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
20
Laporan Tugas Akhir
2.2.3. Perkakas Potong
Perkakas potong merupakan peralatan yang digunakan untuk memotong
atau menyayat benda kerja pada proses pengerjaan pemesinan. Tiga hal penting
yang harus dimilki perkakas potong, yaitu :
 Ketahanan pakai (tahan terhadap berbagai mekanisme pemakanan).
 Keuletan (kemampuan untuk menyerap energi dan mengatasi deformasi
plastis tanpa patah di bawah tekanan).
 Hot Hardness (kemampuan untuk menahan tegangan dan mempertahankan
kekerasan dan efisiensi pemotongan pada suhu tinggi).
a. Material Perkakas Potong
Pemilihan perkakas potong yang cocok untuk aplikasi proses pemesinan,
dapat
menghasilkan
keuntungan
yang
signifikan
termasuk
peningkatan
produktivitas, peningkatan kualitas dan pengurangan biaya. Faktor-faktor yang
harus diperhatikan dalam pemilihan perkakas potong antara lain : tipe material
yang akan dimesin dan tipe pemesian (roughing, general purpose, finishing,
precision boring dan fine finishing).
Perkakas potong yang biasa dipakai untuk mesin CNC adalah High
Speed Steel (HSS), tungsten carbide, cermets, ceramics dan polycrystalline.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
21
Laporan Tugas Akhir
Tabel 2.2. karakteristik dan aplikasi dari berbagai macam material perkakas
potong
(Sumber : yahuza.weebly.com)
2.2.4. Parameter Pemesinan
Dalam proses pengerjaan dengan mesin CNC harus memperhitungkan
parameter pemesinan, di antaranya :
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
22
Laporan Tugas Akhir
 Kecepatan Potong (Cutting Speed)
Kecepatan potong adalah suatu harga yang diperlukan dalam menentukan
kecepatan pada saat proses penyayatan atau pemotongan benda kerja. Harga
kecepatan potong ditentukan oleh jenis alat potong dan jenis benda kerja yang
dipotong. Adapun rumus dasar untuk menentukan kecepatan potong sebagai
berikut :
................................................................................(2.1)
dimana:
Vc = Kecepatan potong (m/menit).
d = Diameter benda kerja (mm).
n = Jumlah putaran tiap menit (rpm).
π = 3,14.
Harga kecepatan potong dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranya
sebagai berikut.
1) Bahan benda kerja atau jenis material.
2) Semakin tinggi kekuatan bahan yang dipotong, maka harga kecepatan potong
semakin kecil.
3) Jenis alat potong (Tool).
4) Semakin tinggi kekuatan alat potongnya semakin tinggi pula kecepatan
potongnya.
5) Besarnya kecepatan penyayatan/asutan.
6) Semakin besar jarak asutan, maka harga kecepatan potong semakin kecil.
7) Kedalaman penyayatan/pemotongan.
8) Semakin tebal penyayatan, maka harga kecepatan potong semakin kecil.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
23
Laporan Tugas Akhir
 Kecepatan Putar Spindel
Kecepatan putar sumbu utama dapat ditentukan dengan menggunakan
rumus:
.................................................................................(2.2)
dimana:
Vc = Kecepatan potong (m/menit).
d = Diameter benda kerja (mm).
n = Kecepatan putar tiap menit (rpm).
π = 3,14.
 Kecepatan Asutan
Asutan adalah pemotongan benda. Asutan sendiri dibedakan menjadi
dua:
1) Asutan dalam mm/putaran atau disebut gerak makan (f).
2) Asutan dalam mm/menit atau disebut kecepatan pemakanan (Vf).
Rumus dasar perhitungan asutan:
................................(2.3)
dimana,
Vf = kecepatan pemakanan (mm/menit).
n = putaran spindel (rpm).
f = gerak makan alat potong (mm/put).
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
24
Laporan Tugas Akhir
 Waktu Pemotongan
Rumus untuk menghitung waktu yang digunakan untuk pemotongan
benda kerja pada mesin CNC sebagai berikut :
............................................................................................(2.4)
dimana ,
= waktu pemotongan (menit).
= panjang pemesinan (mm).
Vf = kecepatan pemakanan (mm/menit).
 Laju Pembuangan Geram (Chip)
Rumus untuk memghitung laju pembuangan geram adalah sebagai
berikut :
Z = A. Vc (
A=f.a(
)..............................................................................(2.5)
)..............................................................................................(2.6)
maka,
Z = f.a.Vc (
)................................................................................(2.7)
dimana ,
Z = laju pembuangan geram (
).
A = penampang geram sebelum terpotong (
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
).
25
Laporan Tugas Akhir
f = gerak makan alat potong (mm/put).
a = kedalaman pemotongan (mm).

....................................................................................(2.8)
= diameter awal benda kerja (mm).
= diameter akhir benda kerja (mm).
2.3. Konfigurasi Permukaan
Permukaan adalah batas yang memisahkan antara benda padat dengan
sekelilingnya. Jika ditinjau dari skala kecil pada dasarnya konfigurasi permukaan
merupakan suatu karakteristik geometri golongan mikrogeometri. Yang di
maksud golongan mikrogeometri disini adalah permukaan secara keseluruhan
yang membuat bentuk yang spesifik, misalnya ; permukaan lubang, permukaan
poros, permukaan sisi, dan lain-lain.
2.3.1. Kekasaran Permukaan
Kekasaran permukaan merupakan ketidak teraturan konfigurasi dan
penyimpangan karakteristik permukaan berupa guratan yang nantinya akan
terlihat pada profil permukaan. Adapun penyebabnya beberapa macam faktor,
diantaranya yaitu; mekanisme parameter pemotongan, geometri dan dimensi
pahat, cacat pada material benda kerja dan kerusakan pada aliran beram. Kualitas
suatu produk yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh kekasaran permukaan
benda kerja. Kekasaran permukaan dapat dinyatakan dengan menganggap jarak
antara puncak tertinggi dan lembah terdalam sebagai ukuran dari kekasaran
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
26
Laporan Tugas Akhir
permukaan. Dapat juga dinyatakan dengan jarak rata-rata dari profil ke garis
tengah.
2.3.2. Parameter Kekasaran Permukaan
Untuk mereproduksi profil suatu permukaan, maka sensor alat ukur harus
digerakkan mengikuti lintasan yang berupa garis lurus dengan jarak yang telah
ditentukan. Sesaat setelah jarum bergerak dan sesaat sebelumnya, alat ukur
melakukan perhitungan berdasarkan data yang dideteksi oleh jarum peraba. Posisi
profil kekasaran seperti diperlihatkan pada Gambar (2.2).
Gambar 2.2 Tekstur permukaan benda kerja
(Sumber : http://publikasiilmiah.ums.ac.id/)
Berdasarkan profil-profil yang diterangkan diatas, dapat didefinisikan beberapa
parameter permukaan, yaitu
(1) Kekasaran total (peak to valley height / total height), Rt (μm) adalah jarak
antara profil referensi dengan profil alas.
(2) Kekasaran perataan (depth of surface smoothness / peak to mean line), Rp
(μm) adalah jarak rata-rata antara profil referensi dengan profil terukur.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
27
Laporan Tugas Akhir
(3) Kekasaran rata-rata aritmetik (mean roughness index / center line average,
CLA), Ra (μm) adalah harga rata-rata aritmetik bagi harga absolutnya jarak
antara profil terukur dengan profil tengah.
.......................................................................................(2.9)
(4) Kekasaran rata-rata kuadratik (root mean square height), Rq (μm) adalah akar
bagi jarak kuadrat rata-rata antara profil terukur dengan profil tengah.
.................................................................................(2.10)
(5) Kekasaran total rata-rata, Rz (μm), merupakan jarak rata-rata profil alas ke
profil terukur pada lima puncak tertinggi dikurangi jarak rata-rata profil alas
ke profil terukur pada lima lembah terendah.
................................................................(2.11)
Dari bermacam-macam parameter kekasaran permukaan diatas, maka
parameter Ra relatif lebih banyak digunakan untuk mengidentifikasi suatu
permukaan hasil pemesinan karena Ra bersifat universal dan merupakan
parameter internasional. Parameter ini dikenal sebagai perhitungan nilai kekasaran
AA (Aritmatic Average) atau CLA (Center Line Average). Untuk pengukuran Ra
biasanya digunakan alat ukur yaitu surface roghness tester.
Dalam pengukuran Ra dengan surface roughness tester, digunakan suatu
panjang sample tertentu. Panjang sample dalam pengukuran dapat ditentukan dari
proses pengerjaan benda kerja yamg bisa dilihat pada tabel (2.3).
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
28
Laporan Tugas Akhir
Tabel 2.3 Tingkat kekasaran rata-rata permukaan menurut proses pengerjaannya
Typical Finishing
Process
Milling
Borring
Turning
Grinding
Planing
Reaming
Broaching
Diamond Borring
Diamond Turning
Honing
Lapping
Superfinishing
Buffing
Polishing
Shaping
EDM
Burnishing
Drawing
Extruding
Moulding
Electro-polishing
0,25
Cutt-off (mm)
0,8
2,5
8
25
(Sumber : T.V. Vorburger, “surface finish metrology tutorial” )
Sedangkan untuk angka kekasaran permukaan roughness number dan panjang
sample diklasifikasikan menjadi 12 angka kelas seperti tabel (2.4).
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
29
Laporan Tugas Akhir
Tabel 2.4 Angka kekasaran menurut ISO atau DIN 4763: 1981
(Sumber : http://publikasiilmiah.ums.ac.id/)
2.3.3. Kekasaran Permukaan Prediksi
Penelitian-penelitian sebelumnya telah banyak membahas tentang
parameter dan hubungan parameter terkait proses bubut dan prediksi
kekasarannya. Sebuah persamaan yang sangat popular dalam memprediksi
kekasaran permukaan diperkenalkan oleh Grover (2.12) dan Boothroyd (2.13):
..........................................................................................................(2.12)
Dimana:
Ri : kekasaran rata-rata ( in ataumm).
f : Feed (in/rev atau mm/rev).
r : Radius pahat (in atau mm).
Model persamaan surface roughness (2.12) mengambil asumsi bahwa nose radius
pahat besar dan feed rendah. Sedangkan untuk nose radius yang kecil dan feed
yang besar dapat menggunakan model persamaan surface roughness (2.13) yang
diperkenalkan oleh Boothroyd dan Knight.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
30
Laporan Tugas Akhir
...........................................................................................(2.13)
Dimana :
dan
adalah major dan Cutting edge angle.
Kedua persamaan di atas mendasarkan prediksi kekasaran hanya pada dua
variable yaitu feed dan nose radius.
Edhi Susanto (41309010006)
Teknik Mesin
31