HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
D. Studi Tingkat Keausan Cutter End Mill
3. Pengukuran Tingkat Keausan Cutter
Berdasarkan hasil dari pengambilan foto makro, jenis atau tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear). Alat yang digunakan untuk mengukur keausan tepi adalah mitutoyo toolmaker microscope, tetapi dapat juga menggunakan mikro vickers machine yang sebenarnya merupakan salah satu alat ukur kekerasan logam.
Pengukuran keausan tepi dilakukan dengan meletakkan cutter pada landasan jepit dengan posisi tegak lurus sumbu optik. Besarnya keausan tepi dapat diketahui dengan mengukur panjang aus VB (mm), yaitu jarak antara mata potong sebelum terjadi keausan (mata potong terdekat sebagai referensi) sampai ke garis rata-rata bekas keausan pada bidang utama. Gambar 4.11 berikut menunjukkan cara pengukuran keausan tepi cutter.
commit to user
58 Pengukuran keausan tepi menggunakan mikro vickers machine tipe “HIGHWOOD HWMMT-X7” di Laboratorium Material, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret. Kelemahan pengukuran keausan tepi dengan alat ini adalah tidak bisa mengambil gambar keausan tepi cutter dalam bentuk file, namun hanya bisa diambil melalui foto dari monitor. Foto visual pengukuran keausan tepi cutter dapat dilihat pada Gambar 4.12 dan Gambar 4.13, serta data hasil pengukuran disajikan dalam Tabel 4.4.
Batas pengukuran
Gambar 4.12. Foto Pengukuran Keausan Tepi Cutter dari Monitor
Angka hasil pengukuran
Gambar 4.13. Foto Data Hasil Pengukuran Keausan Tepi Cutter
commit to user
Tabel 4.4. Data Hasil Pengukuran Keausan Tepi Cutter End Mill
Taraf Faktor x1 Jumlah keseluruhan Rata-rata keseluruhan Kecepatan pemakanan (mm/rev) 0,11 0,13 0,15 F a kto r x2 : wa ktu pemb er ia n pendi ng in ( menit) 10 603,15 640,63 713,97 562,57 673,12 746,86 613,42 656,33 753,27 Jumlah 1779,14 1970,08 2214,10 5963,32 Rata-rata 593,04 656,69 738,03 662,58 15 775,81 810,72 843,79 783,70 829,68 837,58 790,62 815,80 828,09 Jumlah 2350,13 2456,20 2509,46 7315,79 Rata-rata 783,37 818,73 836,48 812,86 20 889,34 923,33 908,44 870,54 889,72 951,94 859,87 911,08 958,65 Jumlah 2619,75 2724,13 2819,03 8162,91 Rata-rata 873,25 908,04 939,67 906,98 Jumlah keseluruhan 21.442,02 Rata-rata keseluruhan 794,14
commit to user
60 Berdasarkan data hasil pengukuran tingkat keausan tepi cutter end mill hasil pemesinan CNC milling pada baja ST 40 diperoleh tingkat keausan tepi cutter terkecil terjadi saat interaksi kecepatan pemakanan 0,11 mm/rev dengan waktu pemberian pendingin 10 menit yaitu sebesar 593,04 µm, sedangkan tingkat keausan tepi cutter terbesar terjadi saat interaksi kecepatan pemakanan 0,15 mm/rev dengan waktu pemberian pendingin 20 menit yaitu sebesar 939,67 µm.
Besarnya pengaruh parameter pemesinan yang digunakan dalam penelitian ini dapat diperjelas melalui hasil foto makro keausan cutter end mill yang dijabarkan dengan menggunakan metode diskriptif analitis. Pengambilan foto makro dilakukan dengan pembesaran 32 kali dari ukuran sebenarnya. Hasil foto makro dapat dilihat pada Gambar 4.14 sampai dengan Gambar 4.22.
commit to user Batas aus cutter
End Mill 1 End Mill 2 Keausan tepi (flank wear)
End Mill 3
Gambar 4.14. Foto Makro Sisi Potong Cutter End Mill Hasil Pemesinan CNC Milling pada Feedrate (f) 0,11 mm/rev dan Waktu Pemberian Pendingin (t) 10 menit
Berdasarkan pengamatan foto makro sisi mata potong cutter end mill hasil pemesinan CNC milling dengan kecepatan pemakanan 0,11 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 10 menit terlihat tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear) dengan tingkat keausan rata-rata 593,04 µm.
commit to user
62
Batas aus cutter
End Mill 1 End Mill 2 Keausan tepi (flank wear)
End Mill 3
Gambar 4.15. Foto Makro Sisi Potong Cutter End Mill Hasil Pemesinan CNC Milling pada Feedrate (f) 0,13 mm/rev dan Waktu Pemberian Pendingin (t) 10 menit
Berdasarkan pengamatan foto makro sisi mata potong cutter end mill hasil pemesinan CNC milling dengan kecepatan pemakanan 0,13 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 10 menit terlihat tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear) dengan tingkat keausan rata-rata 656,69 µm.
commit to user Batas aus cutter
End Mill 1 End Mill 2
Keausan tepi (flank wear)
End Mill 3
Gambar 4.16. Foto Makro Sisi Potong Cutter End Mill Hasil Pemesinan CNC Milling pada Feedrate (f) 0,15 mm/rev dan Waktu Pemberian Pendingin (t) 10 menit
Berdasarkan pengamatan foto makro sisi mata potong cutter end mill hasil pemesinan CNC milling dengan kecepatan pemakanan 0,15 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 10 menit terlihat tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear) dengan tingkat keausan rata-rata 738,03 µm.
commit to user
64
Batas aus cutter
End Mill 1 End Mill 2
Keausan tepi (flank wear)
End Mill 3
Gambar 4.17. Foto Makro Sisi Potong Cutter End Mill Hasil Pemesinan CNC Milling pada Feedrate (f) 0,11 mm/rev dan Waktu Pemberian Pendingin (t) 15 menit
Berdasarkan pengamatan foto makro sisi mata potong cutter end mill hasil pemesinan CNC milling dengan kecepatan pemakanan 0,11 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 15 menit terlihat tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear) dengan tingkat keausan rata-rata 783,37 µm.
commit to user Batas aus cutter
End Mill 1 End Mill 2
Keausan tepi (flank wear)
End Mill 3
Gambar 4.18. Foto Makro Sisi Potong Cutter End Mill Hasil Pemesinan CNC Milling pada Feedrate (f) 0,13 mm/rev dan Waktu Pemberian Pendingin (t) 15 menit
Berdasarkan pengamatan foto makro sisi mata potong cutter end mill hasil pemesinan CNC milling dengan kecepatan pemakanan 0,13 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 15 menit terlihat tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear) dengan tingkat keausan rata-rata 818,73 µm.
commit to user
66
Batas aus cutter
End Mill 1 End Mill 2
Keausan tepi (flank wear)
End Mill 3
Gambar 4.19. Foto Makro Sisi Potong Cutter End Mill Hasil Pemesinan CNC Milling pada Feedrate (f) 0,15 mm/rev dan Waktu Pemberian Pendingin (t) 15 menit
Berdasarkan pengamatan foto makro sisi mata potong cutter end mill hasil pemesinan CNC milling dengan kecepatan pemakanan 0,15 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 15 menit terlihat tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear) dengan tingkat keausan rata-rata 836,48 µm.
commit to user Batas aus cutter
End Mill 1 End Mill 2 Keausan tepi (flank wear)
End Mill 3
Gambar 4.20. Foto Makro Sisi Potong Cutter End Mill Hasil Pemesinan CNC Milling pada Feedrate (f) 0,11 mm/rev dan Waktu Pemberian Pendingin (t) 20 menit
Berdasarkan pengamatan foto makro sisi mata potong cutter end mill hasil pemesinan CNC milling dengan kecepatan pemakanan 0,11 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 20 menit terlihat tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear) dengan tingkat keausan rata-rata 873,25 µm.
commit to user
68
Batas aus cutter
End Mill 1 End Mill 2
Keausan tepi (flank wear)
End Mill 3
Gambar 4.21. Foto Makro Sisi Potong Cutter End Mill Hasil Pemesinan CNC Milling pada Feedrate (f) 0,13 mm/rev dan Waktu Pemberian Pendingin (t) 20 menit
Berdasarkan pengamatan foto makro sisi mata potong cutter end mill hasil pemesinan CNC milling dengan kecepatan pemakanan 0,13 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 20 menit terlihat tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear) dengan tingkat keausan rata-rata 908,04 µm.
commit to user Batas aus cutter
End Mill 1 End Mill 2 Keausan tepi (flank wear)
End Mill 3
Gambar 4.22. Foto Makro Sisi Potong Cutter End Mill Hasil Pemesinan CNC Milling pada Feedrate (f) 0,15 mm/rev dan Waktu Pemberian Pendingin (t) 20 menit
Berdasarkan pengamatan foto makro sisi mata potong cutter end mill hasil pemesinan CNC milling dengan kecepatan pemakanan 0,15 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 20 menit terlihat tipe keausan cutter yang terjadi adalah keausan tepi (flank wear) dengan tingkat keausan rata-rata 939,67 µm.
commit to user
70 E. Studi Pengaruh Kecepatan Pemakanan dan Waktu Pemberian Pendingin
terhadap Tingkat Keausan Cutter End Mill
Hasil pengujian tingkat keausan cutter menunjukkan adanya perbedaan keausan yang timbul akibat penggunaan variasi parameter pada proses machining. Besarnya pengaruh variasi parameter ini dapat diketahui dari Tabel 4.5 yang merupakan rata-rata hasil pengukuran tingkat keausan cutter.
Tabel 4.5. Rata-Rata Hasil Pengukuran Tingkat Keausan Tepi Cutter End Mill Waktu pemberian
pendingin (menit)
Kecepatan pemakanan (mm/rev)
0,11 0,13 0,15
10 593,04 µm 656,69 µm 738,03 µm
15 783,37 µm 818,73 µm 836,48 µm
20 873,25 µm 908,04 µm 939,67 µm
Besarnya pengaruh variasi parameter dapat diperjelas lagi dengan data hasil pengukuran tingkat keausan tepi cutter yang disajikan dalam bentuk grafik, seperti pada Gambar 4.23 dan Gambar 4.24. Grafik ini dibuat untuk mengetahui pengaruh antara perbedaan kecepatan pemakanan dan waktu pemberian pendingin terhadap tingkat keausan cutter.
Gambar 4.23. Interaksi Kecepatan Pemakanan dengan Waktu Pemberian Pendingin terhadap Keausan Cutter End Mill
500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 0,1 0,12 0,14 0,16 K eausan T epi ( µ m ) Feedrate (mm/rev) t (10 menit) t (15 menit) t (20 menit)
commit to user
Gambar 4.24. Interaksi Waktu Pemberian Pendingin dengan Kecepatan Pemakanan terhadap Keausan Cutter End Mill
Grafik pada Gambar 4.23 dan Gambar 4.24 memberikan perbandingan antara pengaruh masing–masing variasi kecepatan pemakanan dan variasi pemberian pendingin terhadap tingkat keausan cutter. Kecepatan pertumbuhan keausan tepi ini menentukan laju umur cutter. Pertumbuhan keausan tepi (flank wear) dimulai dengan pertumbuhan yang relatif cepat sesaat setelah cutter digunakan, kemudian diikuti pertumbuhan relatif lambat yang linier dengan bertambahnya kecepatan pemakanan dan waktu pemberian pendingin. Hal ini sesuai dengan grafik pertumbuhan keausan tepi pada Gambar 4.25 berikut:
Gambar 4.25. Pertumbuhan Keausan Tepi Cutter (Sumber: Budiman, 2007 :23) 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 5 10 15 20 25 K eausan T epi ( µ m )
Waktu Pemberian Pendingin (menit)
f (0,11 mm/rev) f (0,13 mm/rev) f (0,15 mm/rev)
commit to user
72 Berdasarkan hasil pengujian dan pengukuran tingkat keausan cutter yang digunakan untuk pemesinan, keausan mulai tumbuh dengan relatif cepat pada awal penggunaan yang diikuti dengan pertumbuhan yang relatif lambat sampai pada pemotongan yang telah ditentukan. Keausan cutter terjadi karena adanya gesekan antara cutter dan benda kerja yang mengakibatkan terjadinya peningkatan temperatur, sehingga pergerakan antar partikel pada cutter menjadi lebih cepat. Pergerakan antar partikel yang semakin cepat mengakibatkan ikatannya cenderung melemah, sehingga mudah terlepas karena adanya beban impak yang berasal dari benturan cutter dengan benda kerja saat dilakukan penyayatan.
commit to user 73 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilaksanakan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Semakin tinggi feedrate yang digunakan dalam pemesinan CNC milling pada baja ST 40 maka laju kenaikan suhu cutter atau temperatur pemotongan juga semakin tinggi. Hal ini juga berlaku pada lamanya waktu pemberian pendingin terhadap laju kenaikan suhu cutter. Dalam waktu pemberian pendingin yang sama, laju kenaikan suhu cutter pada feedrate 0,11 mm/rev adalah ± 3,33 oC, feedrate 0,13 mm/rev adalah ± 3,75 oC, dan feedrate 0,15 mm/rev adalah ± 4 oC.
2. Semakin tinggi feedrate dan semakin lama waktu pemberian pendingin yang digunakan dalam pemesinan CNC milling pada baja ST 40 maka laju berat aus cutter semakin besar. Pengurangan berat cutter terkecil terjadi pada interaksi feedrate 0,11 mm/rev dengan waktu pemberian pendingin 10 menit yaitu sebesar 0,017 gram, sedangkan pengurangan berat cutter terbesar terjadi pada interaksi feedrate 0,15 mm/rev dengan waktu pemberian pendingin 20 menit yaitu sebesar 0,0353 gram.
3. Semakin besar feedrate dan semakin lama waktu pemberian pendingin yang digunakan dalam pemesinan CNC milling maka luas bidang aus cutter juga semakin besar. Luas bidang aus cutter terkecil terjadi pada interaksi feedrate 0,11 mm/rev dengan waktu pemberian pendingin 10 menit yaitu sebesar 0,1087 mm2, sedangkan luas bidang aus cutter terbesar terjadi pada interaksi feedrate 0,15 mm/rev dengan waktu pemberian pendingin 20 menit yaitu sebesar 0,1901 mm2.
4. Data hasil pengukuran tingkat keausan cutter end mill hasil pemesinan CNC milling pada baja ST 40 diperoleh tipe keausan cutter yaitu keausan tepi (flank wear). Tingkat keausan tepi cutter paling kecil terjadi saat interaksi feedrate 0,11 mm/rev dengan waktu pemberian pendingin 10 menit yaitu