PENGARUH KEDALAMAN POTONG TERHADAP KEBULATAN PADA
PEMBUBUTAN MATERIAL BAJA JISS S45C
TUGAS AKHIR
untuk memenuhi sebagaian persyaratan
mencapai derajat sarjana S
–
1
Program Studi Teknik Mesin
diajukan oleh
EMIL DWIYONO
0810641014
PROGRAM SARJANA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JEMBER
ABSTRAK
Emil Dwiyono, 2014, Pengaruh kedalaman Potong Terhadap Kebulatan Pada
Pembubutan Material Baja JISS S45C, Tugas Akhir, Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Jember, Pembimbing (I) Kosjoko, ST., MT.
Pembimbing (II) Andik Irawan ST ., M. Eng.
Proses pembubutan harus mempunyai hasil yang berkualitas tinggi dapat diliat
dari segi bentuk, kepresisian ukuran dan karekteristik permukaan berupa kebulataan
dari benda kerja. Salah satu penyimpangan di sebabkan oleh kondisi permesinan
adalah kebulataan permukaan hasil proses permesinan, maka dari itu pada penelitian
in dilakukan pengujian pengaruh kedalaman potong terhadap kebulatan permukaan
benda kerja pada proses bubut konvensional. Proses permesinan dilakukan dengan
gerak makan 0, 13 mm/rev dan putran spindel 1050 rpm dengan memvariasikan
kedalaman potong 0,5 mm, 1 mm, 1,5mm. Dengan menggunakan benda kerja JISS
S45C yang mempunyai diameter 20 mm dengan panjang 120 mm dan di bubut
menggunakan pahat insert carbide. Setelah benda kerja dibubut, kemudian benda
kerja di ukur keselindrisanya dengan menggunakan dial indicator. Hasil penelitian ini
didapatkan bahwa, pada pemakaian yang baim dimna titik kebulataan terkecil
0,0025µm. Sehingga bisa juga di sebut silindris. Dan kebulataan permukaan yang
jelek terdapat pada kedalaman potong 1,5 mm dengan nilai kebulataan permukaan
0,019 µm. Oleh karena itu kedalaman potong memberikan pengaruh besar terhadap
kebulutaan permukaan, Karena semakin besar kedalaman potong, maka semakin
besar nilai keselindrisanya, dan semakin kecil kedalaman potong maka semakin kecil
pula nilai kebulataan permukaanya. Akan tetapi dalam pembubutan benda kerja perlu
diperhatikan juga faktor lain yang mempengaruhi terjadinya ketidakbulatan
contohnya seperti pencekaman benda kerja kurang presisi, operator, keadaan mesin
yang digunakaan dan merubah variasi kedalaman potong yang lebih segnifikan agar
di dapat hasil yang lebih sempurna.
ABSTRACT
Emil Dwiyono, 2014, The Influence of the depth of cut on the lathe roundness
JISS S45C steel material, thesis, faculty of engineering, University of
Muhammadiyah Jember, Supervisor (1) Kosjoko, ST., MT. Supervisor (II)
Andik Irawan ST., M. Eng.
Lathing process must Have high quality result can be viewed in terms of
shape, size precision and surface characteristics such as roundness of the workpiece.
One of the devicition caused by the machining condition is the result of determination
surface machining process, therefore in this study tested the effect of depht of cut on
the surface of the workpiece roundness in the conventional lathe. Machining process
is done with motion eat 0,13 mm/rev and 1050 rpm spindle rotation by varying the
depht of cut of 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm. Using S45C JISS workpiece having a
diameter of 20 mm with a lenght of 120 mm and turner using carbide inserts chisel.
After the workpiece turner, then the worpiece is maesured by using a dial indicator
cylindrical. The results of this study found that , on the use of variations in depht of
cut 1 mm good surface where the value of all points at 0,0025
μm
determination so
that it can also be called cylindrical . and roundness are ugly surface at a depth of cut
of 0,5 mm with surface roundness value 0,019 pm .therefore the depth of cut a major
influence on the determination surface,because the greater the depth of the more t
greater the smaller the value cylindrical and depth of cut,the smaller the value of
roundness surface. But the rounding of the workpiece should be noted that other
factors also influence the occurrence of such an example ketidakbulatan less precision
workpiece clamping , operators , and state machines are used .
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat, kebutuhan manusia semakin beragam dan keinginan untuk memperoleh kemudahan dalam hidupnya, maka manusia senantiasa berfikir untuk terus mengembangkan teknologi yang telah ada guna menemukan teknologi baru yang bermanfaat bagi kehidupan umat manusia.
Jika diperhatikan, kebutuhan manusia tidak lepas dari unsur logam dan baja. Karena hampir semua alat yang digunakan terbuat unsur logam terutama baja. Sehingga baja mempunyai peranan aktif dalam kehidupan manusia dan menunjang teknologi jaman sekarang. Oleh karena itu timbul usaha-usaha dari manusia untuk dapat merubah bentuknya dengan menggunakan proses permesinan salah satunya menggunakan permesinan bubut. Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan sebagai unsur paduan utamanya.
Menurut penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Alfa Dadang Astanta
(2012) dan menyatakan pada proses pembubutan harus mempunyai hasil yang berkualitas tinggi dapat dilihat dari segi bentuk, kepresisian ukuran dan karekteristik permukaaan berupa kebulatan dari benda kerja. Karekterisitik tersebut harus dapat digunakan sesuai dengan kebutuhan, sehingga efisiensi akan lebih sesuai. Kebulatan permukaan suatu kompenan mesin selalu berhubungan dengan gesekan, pelumasan, tahan kelelahan maupun perangkaian komponen-komponen mesin. Menginggat kebulatan produk hasil proses pembubutan memiliki fungsi yang sangat penting, maka di setiap gambar kerja ada penunjukan isyarat tentang kebulatan permukaan yang harus di penuhi. (Rachmat Adi Priyanto ,2012) Untuk mendapatkan kebulatan yang sesuai hasil dengan permintaan gambar kerja maka perlu faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat kebulatan pada pengerjaan logam dengan mesin bubut antara lain kecepatan spindel, kedalaman potong, gerak pemakanan, kondisi mesin, pahat dan operator.
Berdasarkan latar belakang diatas dapat diperoleh rumusan masalah yaitu bagaimana pengaruh depth of cut terhadap kebulatan logam hasil pembubutan pada benda kerja yang diinginkan dan parameter–parameter yang menghasilkan kesilindrisan yang paling baik.
1.3 Batasan masalah
1. Dari analisis penelitian yang dilakukan, perameter yang diukur hanyalah kebulatan permukaan pada benda kerja akibat adanya kecepatan potong, kedalaman potong, dan gerak makan.
2. Variable bebas adalah kedalaman potong.
3. Variable tetap adalah kecepatan potong dan gerak pemakanan.
4. Getaran yang ditimbulkan oleh mesin pada proses bubut diabaikan.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh depth of cut terhadap kebulatan dan parameter yang menghasilkan kesilindrisan yang paling baik.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:
1. Dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan depth of cut yang paling optimal yang sesuai untuk mendapatkan kebulatan dalam proses permesinan.
2. Penelitian ini dapat sebagai acuan referensi bagi penelitian selanjutnya. 3. Sebagai masukan dan pertimbangan bagi perkembangan penelitian sejenis di masa yang akan datang.
1.6 Hipotesis Penelitian
Hipotesis penelitian ini adalah dengan melakukan proses pembubutan maka dapat diketahui pengaruh depth of cut terhadap kebulatan benda kerja pada proses pembubutan.
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Elemen Dasar Proses Permesinan 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 chip (rate of metal removal) ; z (cm³/menit)
2.2 Kebulatan
Suatu komponen dengan kebulatan ideal sangat sulit untuk dibuat, sehingga dapat dipastikan akan terjadi suatu ketidakbulatan pada komponen tersebut. Walaupun secara visual
penampang suatu komponen berbentuk bulat, namun bila dilakukan pembesaran maka akan terlihat suatu ketidakbulatan terjadi pada penampang tersebut. Keterbatasan yang ada pada proses pembuatan menyebabkan hal tersebut tidak dapat dihindarkan, sehingga ketidakbulatan yang terjadi harus ditolelir dalam batasan tertentu sesuai dengan tujuan dan fungsi dari komponen tersebut.
Hal-hal yang berhubungan dengan proses pembuatan yang dapat menyebabkan terjadinya ketidakbulatan pada komponen yang dibuat adalah sebagai berikut:
1. Kesalahan posisi senter pemegang. 2. Lenturan yang terjadi pada benda kerja atau pada mesin perkakas yang diakibatkan oleh gaya pemotongan yang cukup besar.
3. Tekanan alat pemegang atau pencekam pada komponen yang berdinding tipis. 2.3 Dial indicator
DIAL GAUGE atau ada yang menyebutnya dial indicator adalah alat ukur yang dipergunakan untuk memeriksa penyimpangan yang sangat kecil dari bidang datar, bidang silinder atau permukaan bulat dan kesejajaran. Konstruksi sebuah alat dial indicator seperti terlihat pada gambar di atas, terdiri atas jam ukur (dial gauge) yang di lengkapi dengan alat penopang seperti
blok alas magnet, batang penyangga, penjepit, dan baut penjepit.
Alat ukur ini berfungsi untuk mengukur : Kerataan permukaan bidang datar. Kerataan permukaan serta kebulatan sebuah poros.
Kerataan permukaan dinding silinder. Kebengkokan poros, run out, kesejajaran dan lain-lain.
Gambar: Dial Indicator BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan April-Juni 2013 di SMK Negeri 2 JEMBER. Kegiatan ini meliputi pengadaan bahan, pengujian benda kerja, proses pembubutan, serta pengukuran kebulatan benda kerja.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian 3.2.1 Alat Penelitian
a. Mesin bubut
- Nama dagang : CQ6230AX910 - Buatan : Made In China Shanghai
- Daya Motor: 360 volt, 2.33 Kw b. Dial Indikator
- Merk : Mitutoyo No. 2109 S –10
- Buatan : Made In Japan
- Tingkat Ketelitian : 0,001mm c. Pahat karbida
- Merk : Mitsubishi Type
CNMG 120404–MJ VP15TF d. Penggaris
e. Jangka sorong f. Laptop
3.2.2 Bahan Penelitian
Bahan dalam penelitian ini adalah baja S45C tanpa perlakuan apapun.
Adapun spesifikasi benda kerja adalah sebagai berikut:
Unsur % Komposisi Kimia Carbon 0.43-0.50% Posfor ≤ 0.040 % Sulfur ≤ 0.040% Mangan 0.30-0.90 % Silisium 0.10 - 0.35 %
Tabel 3.2.2 Spesifikasi Bahan Penelitian Sumber: http://grupetubesmecanicas.blogspot.com/ 2011/05/katalog_baja_ST60.html Dimensi : Panjang : 120 mm Diameter : 20 mm
Gambar 3.2.2 Bahan Penelitian 3.3 Prosedur Percobaan Pembubutan Dan Pengambilan Data
3.3.1 Prosedur Percobaan Pembubutan 1.Bersihkan meja mesin bubut.
2.Tempatkan bahan pada posisi yang benar, pastikan tercekam pada chuck. 3.Seting pahat dengan benar.
4.Seting parameter pembubutan sesuai dengan tabel penelitian.
5.Dan lakukan pembubutan pada benda kerja hingga 15 spesimen.
3.3.2 Pengambilan Data
1.Siapkan alat-alat pengukuran antara lain: dial indikator (alat ukur kebulatan), pensil dan kertas.
2.Benda kerja diletakan pada spindel dan dial indikator diletakan di atas benda kerja.
3.Putar spindel pelan-pelan sampai jarum dial indikator bergerak kekanan maupun kekiri (searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam). Dengan asumsi nilai dari pergerakan jarum dial indikator dianggap positif.
4.Selanjutnya dilakukan pengambilan data yang diperoleh dari hasil pengukuran.
5.Setiap melakukan pengamatan, catat hasil pengukuran ke dalam tabel data. 3.4 Diagram Alir Penelitian
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian
4.2 Hasil uji pada percobaan 1
Pada hasil pengerjaan 1 kedalaman potong sebesar ( ) 0,5 mm, kecepatan potong v = 60 m/min dan gerak pemakanan constanta f = 0,13 mm/rev, dengan 5 spesimen. Didapatkan hasil grafik sebagai berikut:
Gambar 4.2 Grafik rata – rata hubungan kebulatan permukaaan pada percobaan 1, dengan kedalaman potong ( ) 0,5 mm dan jarak tenggang 15 mm.
Pada gambar grafik 4.2 dapat disimpulkan bahwa kebulatan permukaan
tidak menentu dengan adanya kenaikan kedalaman potong (Depht Of Cut) dan jarak tenggang, sedangkan kecepatan potong (Cutting Speed) dan gerak pemakanan (Feed Rate) nilainya adalah tetap pada percobaan.
Kebulatan permukaan yang terjadi ini dikarenakan benda uji dengan pahat itu mengalami suatu gesekan lebih kecil dan halus sehingga getaran yang terjadi pada mesin bubut lebih kecil, tetapi pada waktu pengukuran menggunakan dial indicator kebulatan yang terjadi pada benda uji dan menarik dari kesimpulan rata – rata menunjukan tidak rata terdapat keovalan pada titik rata – rata 1, 2, 3, titik rata – rata 4 dan 5 mengalami penurunan mendekati kebulatan.
4.3 Hasil Uji Pada Percobaan 2
Pada hasil pengerjaan 1 kedalaman potong sebesar ( ) 1 mm, kecepatan potong v = 60 m/min dan gerak pemakanan constanta f = 0,13 mm/rev, dengan 5 spesimen. Didapatkan hasil grafik sebagai berikut:
Gambar 4.3 Grafik rata–rata hubungan kebulatan permukaaan pada percobaan 2, dengan kedalaman potong ( ) 1 mm dan
jarak tenggang 15 mm.
Pada gambar grafik 4.3 dapat disimpulkan bahwa kebulatan permukaan tidak menentu dengan adanya kenaikan kedalaman potong (Depht Of Cut) dan jarak tenggang, sedangkan kecepatan potong (Cutting Speed) dan gerak pemakanan (Feed Rate) nilainya adalah tetap pada percobaan.
Kebulatan permukaan yang terjadi ini dikarenakan benda kerja pada pahat sudah mengalami suatu gesekan yang besar dari kedalaman potong sebelumnya, sehingga getaran pada mesin bubut relatif besar dan gaya gesek benda uji dengan pahat juga lebih besar yang dipengaruhi oleh luasan kedalaman potong yang besar. Sehingga titik rata – rata pada 1 dan 2 mengalami keovalan kemudian sama turun pada titik rata–rata 3, 4, dan 5.
4.4 Hasil Uji Pada Percobaan 3
Pada hasil pengerjaan 1 kedalaman potong sebesar ( ) 1,5 mm, kecepatan potong v = 60 m/min dan gerak pemakanan constanta f = 0,13 mm/rev, dengan 5 spesimen. Didapatkan hasil grafik sebagai berikut:
Gambar 4.4 Grafik rata–rata hubungan kebulatan permukaaan pada percobaan 3,
dengan kedalaman potong ( ) 1,5 mm dan jarak tenggang 15 mm.
Pada gambar grafik 4.4 dapat disimpulkan bahwa kebulatan permukaan tidak menentu dengan adanya kenaikan kedalaman potong (Depht Of Cut) dan jarak tenggang, sedangkan kecepatan potong (Cutting Speed) dan gerak pemakanan (Feed Rate) nilainya adalah tetap pada percobaan.
Kebulatan yang terjadi pada gambar 4.4 menunjukan penurunan keselindrisan benda uji pada titik rata – rata 1, 2, 3.dan 4, 5 mengalami kenaikan keovalan karena pahat mengalami gesekan dengan kedalaman yang tinggi.
4.5 Grafik Rata–Rata Keseluruhan Hasil Kebulatan
Pada hasil pengerjan dengan 3 percobaan 15 spesimen kedalaman potong 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm. Sedangkan putaran spindel dan gerak pemakanan constanta dengan nilai putaran spindel n =
840m/min, gerak pemakanan f = 0,13 mm/rev dan kecepatan potong v = 60. Didapatkan grafik sebagai berikut:
Gambar 4.5 Grafik rata – rata hubungan kebulatan permukaaan pada 3 percobaan 15 spesimen , dengan kedalaman potong ( ) 0,5 mm, ( ) 1 mm, ( ) 1,5 mm dan jarak tenggang 15 mm.
Dari hasil keseluruhan rata – rata 3 percobaan 15 spesimen kedalaman potong menunjukan grafik turun dengan kedalaman potong 1,5 yang mendekati keselindrisan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil pengukuran uji kebulatan permukaan, maka dial indikator bisa dijadikan sebagai alat pengukur kebulatan pada benda kerja.
2. Hasil semua grafik dapat diketahui bahwa semakin tinggi kedalaman potong (depht of cut), kebulatan benda kerja yang dihasilkan semakin kecil.
3. Kecepatan potong, feeding dan depth of cut mempunyai pengaruh yang nyata secara statistik terhadap kebulatan benda kerja pada penelitian dengan material benda kerja S45C dan pahat insert CNMG 12 04 04 dengan nilai kepercayaan 90,3 %.
5.2 Saran
1. Pada penelitian berikutnya hasil yang diperoleh akan lebih akurat jika dalam penelitian menggunakan Roundness tester yang tingkat ketelitiannya lebih kecil daripada dial indikator yang kami gunakan.
2. Perlu adanya variasi yang lebih signifikan agar didapat hasil kebulatan yang lebih sempurna.
3. Perlu dilakukan penelitian lanjut tentang pengaruh kecepatan potong, feeding dan depth of cut terhadap kebulatan benda kerja dengan menggunakan material dan pahat yang berbeda.
DAFTAR PUSTAKA
