KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini sebagaipenutupberisikankesimpulandan saran yang diperolehdarihasilpercobaan.

6. DaftarPustaka

Daftarpustakaberisikanliteratur yang digunakanuntukmenyusunlaporan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Operasi Pembubutan

Pembubutan (turning) adalah proses permesinan yang menghasilkan bagian-bagian mesin berbentuk silinder yang dikerjakan dengan mengunakan mesin bubut (lathe). Prinsip dasarnya dapat didefinisikan sebagai proses permesinan permukaan luar benda silindris atau bubut rata dengan benda kerja yang berputar, dengan satu mata pahat bermata potong tunggal (single-point cutting tool), dan dengan gerakan-gerakan pahat sejajar terhadap sumbu benda kerja pada jarak tertentu sehingga akan membuang permukaan luar benda kerja.

Gambar 2.1 Operai pembubutan (sumber : Rochim, 1993)

Benda kerja dipegang oleh pencekam yang dipasang diujung poros utama (spindle), dengan mengatur lengan pengatur yang terdapat pada kepala diam, poros utama (n) dapat dipilih.Harga putaran poros utama umumnya dibuat bertingkat, dengan aturan yang telah distandartkan, misalnya 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, dan 2000 rpm.

2.1.1 Elemen Dasar Permesinan

Menurut (Rochim, T 1993) Kondisi pemotongan dari proses bubut (turning) ditentukan sebagai berikut :

Benda kerja : d_o = diameter awal ; mm d_m = diameter ahir ; mm lt = panjang spesimen ; mm Pahat : kr = sudut potong utama ; ^o

Yo

= sudut gram ; ^o

Mesin Bubut : a = kedalaman potong ; mm a = (do - dm)/ 2 f = gerak makan ; mm/rev

n = putaran poros utama (benda kerja) ; rpm

Elemen dasar permesinan bubut dapat dihitung dengan rumus-rumus berikut : 1. Kecepatan potong

𝑣𝑣 = ^{𝜋𝜋 .𝑑𝑑.𝑛𝑛}₁₀₀₀ (𝑚𝑚 min⁡)� ... (1)

dimana,

v = kecepatan potong

d = diameter rata- rata, yaitu:

𝑑𝑑 =^{𝑑𝑑𝑜𝑜+𝑑𝑑}₂ ^𝑚𝑚 = 𝑑𝑑𝑜𝑜(𝑚𝑚𝑚𝑚) ... (2) 2. Kecepatan makan

𝑣𝑣_𝑓𝑓 = 𝑣𝑣 . 𝑛𝑛�𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛� � ... (3)

dimana,

v = kecepatan makan f = gerak makan

n = putaran poros utama

3. Waktu pemotongan 𝑡𝑡𝑐𝑐 = 𝑙𝑙^𝑡𝑡� (min) 𝑣𝑣𝑓𝑓

dimana,

t = waktu pemakanan l = panjang pemesinan v = kecepatan makan

4. Kecepatan penghasilan geram

𝑍𝑍 = 𝑓𝑓 . 𝑎𝑎 . 𝑣𝑣 (𝑐𝑐𝑚𝑚³�𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛) ... (4)

dimana,

z = kecepatan penghasil gram f = gerak makan

a = kedalaman potong

2.1.2 Pemotongan Orthogonal

Pemotongan tegak (orthogonal cutting) merupakan suatu sistem pemotongan dengan gerakan relatif antara mata pahat dan benda kerja membentuk sudut potong tepat 90^o atau yang dinamakan dengan sudut potong utama (κr), dan besarnya lebar mata pahat lebih besar dari lebar benda kerja yang akan dipotong[2].

Gambar 2.2 Proses Pemotongan Orthogonal

Menurut Rochim [6], sudut potong utama (κr) mempunyai peran antara lain:

1. Menentukan lebar dan tebal geram sebelum terpotong (b dan h)

2. Menentukan panjang mata potong yang aktif atau panjang kontak antara geram dengan bidang pahat, dan

3. Menentukan besarnya gaya.

Untuk kedalaman potong a dan gerak makan f yang tetap, maka dengan

memperkecil sudut potong utama (κr) akan menurunkan tebal geram sebelum terpotong h dan menaikkan lebar geram b.

Akan tetapi, pemakaian sudut potong utama yang kecil tidak selalu menguntungkan sebab akan menaikkan gaya radial Fx. Gaya radial yang besar mungkin menyebabkan lenturan yang terlalu besar ataupun getaran (chatter) sehingga menurunkan ketelitian geometrik produk dan hasil pemotongan terlalu kasar. Tergantung pada kekakuan (stiffness) benda kerja dan pahat serta metode pencekaman benda kerja serta geometri benda kerja.

Sudut geram mempengaruhi proses pembentukan geram pada proses pemotongan orhogonal. Untuk suatu kecepatan potong tertentu, sudut geram yang besar akan menurunkan rasio pemampatan tebal geram (λh) yang mengakibatkan kenaikan sudut geser (Ф).

2.1.3 Geram

Geram merupakan bagian dari material yang terbuang yang dihasilkan dari proses pemesinan. Selama proses pembubutan berlangsung bahan dibuang akibat perputaran benda kerja sebagai suatu geram tunggal, tergantung pada parameter kerja mesin.

2.1.4 Mekanisme Pembentukan Geram

Logam yang pada umumnya bersifat ulet (ductile) apabila mendapat tekanan akan timbul tegangan (stress) di daerah sekitar konsentrasi gaya penekanan mata potong pahat.

Tegangan pada logam (benda kerja) tersebut mempunyai orientasi yang kompleks dan pada salah satu arah akan terjadi tegangan geser (shearing stress) yang maksimum.

Apabila tegangan geser ini melebihi kekuatan logam akan terjadi deformasiplastik (perubahan bentuk) yang menggeser dan memutuskan benda kerja diujung pahat pada suatu bidang geser (shear plane).

Gambar 2.3 Teori modern yang menerangkan terjadinya geram

2.1.5 Komponen Gaya danKecepatanPemotongan Orthogonal

Suatu analisa mekanisme pemotongan orthogonal yang dikemukakan oleh Merchant mendasarkan teorinya sebagai suatu sistem yang dipandang sebagai sebuah bidang dan diuraikan menjadi dua buah gaya yang saling tegak lurus [2].

1. Komponen Gaya Pembentuk Geram

Komponen gaya pembentuk geram dapat diuraikan sebagai berikut : a. Gaya pada proses deformasi material

i. Gaya geser (F2)

Adalah gaya yang mendeformasi material pada bidang geser.

F = F cos (Φ + η + γ); N ... (5)

ii. Gaya normal pada bidang geser (Fsn)

Adalah gaya yang menyebabkan pahat tetap melekat pada benda kerja.

Fc² = Fsn2

+ Fs2

... (6) b. Gaya dari pengukuran dinamometer

i. Gaya potong (Fv)

Adalah gaya yang bekerja searah dengan kecepatan potong.

Fv = ^{𝜏𝜏𝑠𝑠ℎ𝑚𝑚}.𝑏𝑏.ℎ.cos (η−𝛾𝛾₀)

sin Φ cos (Φ+ η− 𝛾𝛾0) ; 𝑁𝑁 ... (7)

ii. Gaya makan (Ff)

Adalah gaya yang bekerja searah dengan kecepatan makan.

F + F = F; N ... (8) c. Gaya yang bereaksi pada bidang geram.

i. Gaya gesek (Fv)

Adalah gaya yang timbul karena aliran geram pada bidang geram.

F = F . cos γ + sin γ ; N ... (9)

ii. Gaya normal pada bidang geram (Fγn)

Adalah gaya yang menyebabkan geram tetap mengalir pada bidang geram.

Fγ²+ Fγn² = F² ; N ... (10)

Komponen gaya diatas dapat dianalisa dengan lingkaran Merchant’s seperti diperlihatkan pada gambar 2.4.

o Gambar 2.4 Lingkaran Merchsnt’s (Sumber : Rochim 1993)

1. sudut geser (Φ)

𝛷𝛷 = 45 ⁴⁵₂ −^𝜂𝜂₂ ... (11)

𝑇𝑇𝑎𝑎𝑛𝑛 𝛷𝛷 = _𝜆𝜆^{cos 𝛾𝛾0}

ℎ−sin 𝛾𝛾₀ ... (12)

2. Sudut gesek (η)

η = 90 + Yo - 2 Φ ... (13)

dimana,

τ shi : tegangan geser pada bidang geser ; N/mm² A _shi : tegangan bidang geser

λh : rasio pemampatan geram

Rumus teoritik diatas diturunkan dalam analisa proses pemotongan orthogonal yang berarti κr

= 90^odan λs = 0^o. Pada kondisi diatas, hanya faktor sudut potong utama κr dan kondisi bahan yang diperhatikan sedangkan faktor-faktor koreksi untuk kondisi pemotongan, seperti kecepatan potong, kecepatan makan, dan lain-lain belum dipertimbangkan.

2.1.6 Komponen Kecepatan Pemesinan

Oleh karena adanya pemampatan tebal geram, maka kecepatan aliran geram selalu lebih rendah daripada kecepatan potong, seperti terlihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Kecepatan geser vs yang ditentukan oleh kecepatan geram vc dan kecepatan potong v.

Berdasarkan gambar diatas maka : 1. Kecepatan geram V_c

𝑉𝑉𝑐𝑐 = _{cos (𝛾𝛾}^{𝑉𝑉 sin 𝜑𝜑}

0−𝜑𝜑)= _{cos (𝜑𝜑−𝛾𝛾}^{𝑉𝑉 sin 𝜑𝜑}

0) ... (14)

Dari persembahan

𝜆𝜆_ℎ = ^{cos (𝜑𝜑−𝛾𝛾}_{sin 𝜑𝜑}⁰⁾ ... (15)

maka diperoleh : 𝑉𝑉_𝑐𝑐 = _𝜆𝜆^𝑉𝑉

ℎ ... (16) dimana,

v : kecepatan potong ; m/min vc : kecepatan geram ; m/min

v_s :kecepatan geser ; m/min 2. Kecepatan geser (V_s)

𝑉𝑉𝑠𝑠 = 𝑉𝑉𝑐𝑐 cos 𝛾𝛾0

sin 𝜑𝜑 ... (17) 𝑉𝑉𝑠𝑠 =_{cos (𝜑𝜑−𝛾𝛾}^{𝑣𝑣 cos 𝛾𝛾0}

0) ; 𝑚𝑚/𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛 ... (18) 2.2 Bahan Pahat

2.2.1 Bahan Pahat Komersial

Dalam suatu pemesinan jenis pekerjaan pemesinan yang tertentu diperlukan pahat dari jenis material yang cocok.Keterbatasan kemampuan suatu jenis material pahat perlu diperhitungkan. Berikut adalah pahat yang sering digunakan menurut urutannya mulai dari material yang relatif lunak sampai dengan yang paling keras [6], Baja Karbon (High Carbon Steel, Carbon Tool Steels, CTS)

1. HSS (High Speed Steels, Tool Steels)

2. Paduan Cor Nonlogam (Cast Nonferous Alloys, Cast Carbides) 3. Karbida (Cermeted Carbides, Hardmetals)

4. Keramik (Ceramic)

5. CBN (Cubic Boron Nitride)

6. Intan (Sintered Diamonds and Natural Diamonds)

2.2.2 Bahan Pahat Karbida

Jenis karbida yang disemen (Cemented Carbide) merupakan bahan pahat yang dibuat dengan cara menyinter serbuk karbida (nitrida dan oksida) dengan bahan pengikat yang umumnya dari cobalt (Co), dengan cara carburizing masing-masing bahan dasar serbuk Tungsten (wolfram), Titanium, Tantalum dibuat menjadi karbida yang kemudian digiling dan disaring. Campuran serbuk karbida tersebut kemudian dicampur dengan bahan pengikat (Co) dan dicetak tekan dengan memakai bahan pelumas kemudian dipanaskan sampai 1600 ^oC [6]. Ada tiga jenis bahan utama pahat karbida yaitu :

1. Karbida Tungsten (WC + Co) yang merupakan jenis pahat karbida untuk memotong besi tuang.

2. Karbida Tungsten Paduan (WC . TiC + Co; WC – TaC – TiC + Co; WC – TaC + Co;

WC – TiC – TiN + Co; TiC + Ni, Mo) merupakan jenis pahat karbida yang digunakan untuk pemotongan baja.

3. Karbida lapis (Coated Cemented Carbides) merupakan jenis karbida Tungsten yang dilapis. [2]

a. Karbida Tungsten (WC + Co)

Karbida Tungsten murni merupakan jenis yang paling sederhana terdiri dari karbida tungsten (WC) dan pengikat cobalt (Co). Jenis yang cocok untuk pemesinan dimana mekanisme keausan pahat terutama disebabkan oleh proses abrasi seperti terjadi pada berbagai besi tuang, apabila digunakan untuk baja akan terjadi keausan kawah yang berlebihan.

b. Karbida WC – TiC + Co

Pengaruh utama dari TiC adalah mengurangi tendensi dari geram untuk melekat pada muka pahat (BUE :Buit Up Edge) serta menaikkan daya tahan keausan kawah [7].

c. Karbida WC – TaC – TiC + Co

Penambahan TaC memperbaiki efek samping TiC yang menurunkan transverse rupture strength.Hot Hardeness dan compressive strength dipertinggi, sehingga ujung pahat tahan terhadap deformasi plastik [2].

d. Karbida WC – TaC + Co

Pengaruh TaC adalah hampir serupa dengan pengaruh TiC, akan tetapi TaC lebih lunak dibandingkan dengan TiC. Jenis lebih tahan terhadap thermalshock cocok untuk pembuatan alur [7].

e. Karbida Lapis ( Coated Cemented Carbide)

Jenis karbida lapis ini sedang berkembang dan banyak digunakan dalam berbagai jenis permesinan, pemakainya sekitar 40 % dari seluruh jenis pahat karbida yang digunakan.Material dasarnya adalah karnida tungsten (WC + Co) yang dilapi dengan bahan keramik (karbida, nitrida dan oksida) yang keras tahan terhadap temperatur tinggi [7].

2.2.3 Pahat Karbida Pada Operasi Pembubutan

1. Geometri Pahat

Proses pemesinan menggunakan pahat sebagi perkakas potongnya dan geometri pahat tersebut merupakan salah satu faktor terpenting yang menentukan keberhasilan suatu proses pemesinan. Geometri pahat harus dipilih dengan benar disesuaikan dengan jenis material benda kerja, material pahat, dan kondisi pemotongan sehingga salah satu atau beberapa objektif seperti tingginaya umur pahat, rendahnya gaya atau daya pemotongan, halusnya permukaan, dan ketelitian geometri produk dapat tercapai.

Untuk itu, disini akan dibahas optimisasi geometri pahat bubut yaitu sudut-sudut pahat ditinjau dalam sistem referensi orthogonal karena dalam sistem referensi yang lain efeknya akan sama.

a. Sudut Bebas (α)

Fungsinya adalah mengurangi gesekan antara bidang utam Aα dengan bidang transien dari benda kerja sehingga temperatur tinggi akibat gesekan dapat dihindari sehingga aus tepi tidak cepat terjadi.Gerak makan f akan menentukan harga sudut bebas, semakin besar gerak makan maka gaya pemotongan akan semakin besar sehingga untuk memperkuat pahat dibutuhkan sudut penampang βo yang besar yaitu dengan memperkecil sudut bebas α bila sudut geram γ tetap.

Umumnya untuk suatu harga gerak makan tertentu, ada suatu harga optimum bagi sudut bebas yang memberikan umur pahat tertinggi. Umur pahat akan naik jika sudut bebas diperkecil (karena gesekan berkurang), akan tetapi setelah mencapai harga optimum, umur pahat akan kembali menurun karena kecilnya sudut penampang yang menghalangi proses perambatan panas. Sebagai petunjuk umum dalam pemesinan baja, harga sudut bebas dipilih sesuai dengan gerak makan, yaitu :

f ≤ 0,2 mm/rev, maka αo = 12^o f > 0,2 mm/rev, maka αo = 8^o

b. Sudut Geram (γ)

Sudut geram adalah sudut dari bidang geram terhadap bidang normal.Sama seperti sudut bebas, sudut geram juga memiliki harga optimum. Untuk kecepatan potong tertentu, sudut geram yang besar akan menurunkan rasio pemampatan tebal geram λh yang mengakibatkan kenaikan sudut geser Ф yang besar akan

menurunkan penampang bidang geser Ashi sehingga gaya potong menurun, tapi sudut geram γ yang terlalu besar akan menghambat proses perambatan panas sehingga temperatur naik, hal ini akan mengakibatkan menurunnya umur pahat .

c. Sudut Miring (λ)

Sudut miring mempengaruhi arah aliran geram, bila berharga nol maka arah aliran geram tegak lurus mata potong.Dengan adanya sudut miring, maka panjang kontak antara pahat dan benda kerja menjadi lebih diperpanjang. Temperatur bidang kontak akan mencapai harga minimum bila λs = + 5^o untuk proses penghalusan (finishing) dan – 5^o untuk proses pengasaran (roughing).

d. Sudut Potong Utama (Kr)

Sudut potong utama mempunyai peran, antara lain :

i. Menentukan lebar dan tebal geram sebelum terpotong (b dan h)

ii. Menentukan panjang mata potong yang aktif atau panjang kontak antara geram dengan bidang pahat, dan

iii. Menentukan besarnya gaya radial Fx

Gaya radial akan membesar dengan pengecilan Kr, hal ini akan menyebabkan lenturan yang besar ataupun getaran sehingga menurunkan ketelitian geometri produk dan hasil pemotongan terlalu kasar.

e. Sudut Potong Bantu (K’r)

Para prinsipnya, sudut potong bantu dapat dipilih sekecil mungkin karena selain memperkuat ujung pahat, maka kehalusan produk dapat dipertinggi. Yang menjadi kendala adalah kekakuan sistem pemotongan karena K’r yang kecil akan mempertinggi gaya radial Fx, sebagi petunjuk :

i. Sistem pemotongan yang kaku, K’r = 5^o sampai dengan 10 ^o ii. Sistem pemotongan yang lemah, K’r = 10^o sampai dengan 20^o

f. Radius Pojok (rε)

Radius pojok berfungsi untuk memperkuat ujung pertemuan antara mata potong utama S dengan mata potong minor S’ dan selain itu menentukan kehalusan permukaan hasil pemotongan.

Untuk rε yang relatif besar, maka bersama-sama dengan gerak makan yang dipilih sehingga mempengaruhi kehalusan permukaan produk.

2. Kondisi Pemotongan

Pada dasarnya dalam setiap proses pemesinan ada tiga variabel proses yang perlu ditetapkan harganya yaitu kedalaman potong a, gerak makan f, dan kecepatan potong v, untuk menghasilkan produk sesuai dengan geometri dan toleransi yang diminta.

Sesuai dengan urutan proses yang direncanakan, jelas perlu ditentukan terlebih dahulu jenis mesin perkakas dan pahatnya (material pahat disesuaikan dengan material benda kerja, geometri pahat disesuaikan dengan kondisi proses yang direncanakan).

Kemudian tiga variabel proses di atas harus dipilih supaya kecepatan penghasilan geram setinggi mungkin. Kecepatan penghasilan geram yang tinggi dapat dicapai dengan menaikkan ketiga variabel proses tersebut dengan urutan, yaitu kedalaman potong (sebesar mungkin) ditentukan terlebih dahulu dengan memperhatikan dimensi bahan dan dimensi produk (dimensi akhir),kekakuan sistem dan dimensi mata potong pahat, sehingga langkah pemotongan sependek mungkin (satu atau beberapa langkah pengasaran dan mungkin diperlukan langkah akhir yang berupa penghalusan). Gerak makan ditentukan sebesar mungkin, tergantung pada gaya pemotongan maksimum yang diizinkan (defleksi) seta tingkat kehalusan permukaan yang diminta (tidak selalu harus halus), kecepatan potong harus ditentukan supaya daya pemotongan (Nc) tidak melebihi daya tersedia (Nmr) serta umur pahat diharapkan sesuai dengan batasan yang akan ditentukan kemudian. Prosedur penentuan harga ketiga variabel proses ini pada umumnya dapat dilaksanakan dengan mudah pada proses pemesinan dimana tidak terjadi fluktuasi gaya.

2.3 Metode Taguchi

Metode ini merupakan metodologi baru dalam bidang teknik yang bertujuan untuk memperbaiki kualitas produk dan proses serta dapat menekan biaya dan resources seminimal mungkin. Sasaran metode Taguchi adalah menjadikan produk robust

(rancangan percobaan)terhadap noise(faktor

yang tidak dapat dikendalikan langsung oleh produsen). Karena itu sering disebut sebagai Robust Design(rancangan percobaan yang memungkinkan perusahaan untuk memilih produk ataupun proses yang berfungsi lebih konsisten di lingkungan operasi).Definisi kualitas menurut Taguchi adalah kerugian yang diterima oleh masyarakat sejak produk tersebut dikirimkan. Filosofi Taguchi terhadap kualitas terdiri dari tiga buah konsep, yaitu:

1. Kualitas harus didesain ke dalam produk dan bukan sekedar memeriksanya.

2. Kualitas terbaik dicapai dengan meminimumkan deviasi dari target.

3. Produk harus didesain sehingga robust terhadap faktor lingkungan yang tidak dapat dikontrol.

4. Biaya kualitas harus diukur sebagai fungsi deviasi dari standar tertentu dan kerugian harus diukur pada seluruh sistem.

Metode Taguchi merupakan off-linequality control artinya pengendalian kualitasyang preventif, sebagai desain produk atau proses sebelum sampai pada produksi di tingkat shop floor. Off-line quality control dilakukan pada saat awal dalam life cycleproduct yaitu perbaikan pada awal untukmenghasilkan produk (to get right first time) [4]. Kontribusi Taguchi pada kualitas adalah:

1. Loss Function: Merupakan fungsikerugian yang ditanggung oleh masyarakat (produsen dan konsumen) akibat kualitas yang dihasilkan. Bagi produsen yaitu dengan timbulnya biaya kualitas sedangkan bagi konsumen

adalah adanya ketidakpuasan atau kecewa atas produk yang dibeli atau dikonsumsi karena kualitas yang jelek.

2. Orthogonal Array: Digunakan untukmendesain percobaan yang efisisen dan digunakan untuk menganalisis data percobaan. Ortogonal array juga digunakan untuk menentukan jumlah eksperimen minimal yang dapat memberi informasi sebanyak mungkin semua faktor yang mempengaruhi parameter. Bagian terpenting dari orthogonal array terletak

pada pemilihan kombinasi level dari variabel-variabel input untuk masing-masing eksperimen.

3. Robustness: Meminimasi sensitivitas sistem terhadap sumber-sumber variasi.

2.4 Baja Karbon (Carbon Steel)

Baja karbon terdiri dari besi dan karbon.Karbon merupakan unsur pengeras besi yang efektif dan murah dan oleh karena itu umumnya sebagian besar baja hanya mengandung karbon dengan sedikit unsur paduan lainnya [8].

Baja karbon digolongkan menjadi tiga (3) jenis, yaitu : 1. Baja Karbon Rendah (< 0,30 % C)

a. Baja karbon rendah mengandung 0,04% C digunakan untuk plat strip dan badan kendaraan.

b. Baja karbon rendah mengandung 0,05% C digunakan untuk keperluan badan kendaraan.

c. Baja karbon rendah mengandung 0,15% - 0,25% C digunakan untuk keperluan kontruksi dan jembatan.

2. Baja Karbon Sedang (0,30 % – 0.70 % C)

a. Baja karbon 0,35% - 0,45% C digunakan untuk menjadi roda gigi dan poros.

b. Baja karbon 0,4% C digunakan untuk keperluan industri kendaraan, mur, poros engkol dan batang torak.

c. Baja karbon 0,5% - 0,6% C digunakan untuk roda gigi.

d. Baja karbon 0,55% - 0,6% C digunakan untuk pegas.

• Memiliki sifat mekanik yang lebih baik daripada baja karbon rendah.

• Lebih kuat dan keras daripada baja karbon rendah dan tidak mudah dibentuk oleh mesin.

• Dapat dikeraskan dengan mudah (quenching)

3. Baja Karbon Tinggi (0,70 % - 1,40 % C)

a. Baja karbon 0,6% - 0,7% C digunakan untuk pembuuatan pegas, perkakas (landasan mesin dan martil) dan alat-alat potong.

b. Baja karbon 0,75% - 1,7% digunakan untuk pembuatan pisau cukur, mata gergaji, bantalan peluru dan bantalan mesin.

Baja karbon tinggi memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

• Sangat kuat dan keras serta tahan gesekan.

• Sulit dibentuk oleh mesin.

• Mengandung unsur sulfur dan fosfor mengakibatkan kurangnya sifat liat.

• Dapat dilakukan proses heat treatment yang baik.

Pengklasifikasian baja karbon menurut American International and Steel Iron (AISI) dan Society for Automotive Engines (SAE) diberi kode dengan empat angka. Dua angka pertama adalah 10 yang menunjukkan nominal 1/100% sebagai contoh AISI-SAE 1045 menunjukkan kadar karbon 0,45%.

Disamping unsur-unsur karbon sebagai campuran dasar dalam baja terdapat campuran-campuran paduan yang lain yang jumlah persentasinya disesuaikan kebutuhan bahan yang akan dipergunakan. Unsur-unsur tersebut antara lain Mangan (Mn), Silikon (Si), Nikel (Ni), Kromium (Cr), Fosfor (P),

2.5Suhu Pemesinan

Ada beberapa suhu penting dalam pemotongan logam. Suhu bidang geser sangat penting pengaruhnya terhadap tegangan alir dan karena itu memiliki pengaruh besar terhadap suhu pada muka pahat dan pada permukaan sayatan. suhu pada muka alat juga memainkan peran utama relatif terhadap ukuran dan stabilitas Built-up Edge (BUE) tersebut. BUE dapat diidentifikasi melalui perubahan ukuran produk yang tidak menentu, serta munculnya

serpihan yang mengkilap menempel di bagian atas atau sisi tepi insert.Suhu lingkungan kerja mendekati zona pemotongan juga penting karena secara langsung mempengaruhi suhu pada bidang geser, muka pahat dan permukaan sayatan.

Energi yang digunakan dalam pemesinan terkonsentrasi pada suatu kawasan yang sangat kecil. Hanya sebagian dari energi ini yang tersimpan dalam benda kerja dan pahat dalam bentuk kerapatan dislokasi yang meningkat, sedangkan sebagian besar energi lainnya diubah menjadi panas. Pemesinan pada dasarnya adalah memanfaatkan energi yang

dihasilkan oleh gerakan mekanik dan diubah menjadi bentuk energi panas yang digunakan

untuk memotong benda kerja. Seperti yang diketahui, bahwa energi tidak dapat dimusnahkan namun dapat diubah menjadi bentuk lain. Dengan memanfaatkan gerakan relatif antara pahat potong dan benda kerja, maka akan menghasilkan energi panas yang cukup untuk memotong benda kerja. distribusi suhu pada pahat potong

Gambar 2.6 Deformasi suhu 2.6 Pemesinan Kering (Dry Machining) 2.6.1 Defenisi

Pemesinan kering atau dalam dunia manufacturing dikenal dengan pemesinan hijau (Green Machining) merupakan suatu proses pemesinan atau pemotongan logam tanpa menggunakan cairan pendingin melainkan menggunakan partikel udara sebagai media pendingin selama proses pemesinan berlangsung untuk menghasilkan suatu produk yang diinginkan dengan maksud untuk mengurangi biaya produksi, meningkatkan produktivitas serta ramah lingkungan [9].

Mengingat persaingan dalam dunia manufakturing begitu ketatnya maka penelitian terhadap teknologi pemesinan hijau terus dilakukan, karena walaupun teknologi pemesinan hijau terus berkembang. Akan tetapi teknologi yang ada sekarang ini hanya mampu digunakan untuk proses dengan pemakanan yang kecil sehingga biasanya hanya dipakai untuk proses penghalusan (finishing).

2.6.2 Perkembangan Pemesinan Kering

Saat ini pengembangan pemesinan kering hangat dibicarakan di kalangan orang teknologi pemesinan.Pemesinan kering pada industri manufaktur sekarang ini masih sedikit sekali atau boleh dikatakan masih dalam tahap uji coba, ini disebabkan karena belum tegaknya undang-undang lingkungan hidup dan masih minimnya pahat yang direkomendasikan untuk pemesinan kering [10].Sehingga industri manufaktur masih tetap bertahan pada sistem yang lama, yaitu pemesinan basah [11], Ada tiga faktor yang menyebabkan pemesinan kering menjadi menarik dibicarakan, yaitu :

1. Pemesinan kering hanya dipilih untuk mengatasi masalah pemutusan atau penguraian rantai ikatan kimia yang panjang dengan waktu paruh yang sangat lama (non biodegradable) yang potensial untuk merusak lingkungan.

2. Teknik pemesinan kering sangat potensial untuk mengurangi biaya produksi.

Hasil riset menunjukkan bahwa pada industri otomotif Jerman, biaya cairanpemotongan (7% – 20 %) dari biaya pahat total. Jumlah ini adalah dua sampai empat kali lebih besar dari biaya pahat potong.

3. Salah satu cara pemesinan yang tidak menimbulkan[12] limbah dan pengabutan udara serta tidak menimbulkan sisa pada serpihan adalah pemesinan kering [13].

Keuntungan utama dari cairan pemotongan adalah untuk mengurangi panas dan gesekan yang ditimbulkan sepanjang daerah pemotongan serta juga bermanfaat untuk membersihkan serpihan dari daerah pemotongan. Jika cairan pemotongan tidak digunakan dalam proses pemesinan maka kedua keuntungan di atas tidak diperoleh mengakibatkan koefisien gesekan serta suhu pemotongan meningkat sehingga akan menibulkan keausan pada pahat yang disebabkan oleh difusi pahat. Mekanisme keausan pahat ditunjukkan dalam pemotongan kering beban kerja tinggi (beban termal).Sebaliknya dalam perspektif pahat sebagai material yang rapuh, pemotongan kering memberikan manfaat untuk menghindari tegangan termal yang umumnya diindikasikan oleh keretakan sisir (comb crack) pada permukaan pahat potong [14].

Pahat potong dioptimalkan dengan pemilihan material pahat bersalut dan geometri pahat yang sesuai.Material yang tahan terhadap suhu yang tinggi dan keausan tinggi adalah karbida, sermet, keramik, CBN, PCD. Tujuan penggunaan pemesinan kering ini, untuk mencapai peningkatan kemampuan mesin dengan mengurangi koefisien gesek dan panas selama proses pemotongan. Sekarang ini material yang berlapis telah ditemukan menjamin suksesnya pemesinan kering.Studi literatur menyatakan bahwa pengaruh cairan

pemotongan yang digunakan terhadap lingkungan pertama sekali dianalisa dan

pemotongan yang digunakan terhadap lingkungan pertama sekali dianalisa dan