BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bentuk dan kekasaran permukaan dari sebuah produk yang dihasilkan suatu mesin perkakas seperti mesin bubut memegang peranan penting. Hal ini disebabkan oleh oleh bentuk dan kekasaran permukaan produk tersebut berkaitan dengan gesekan, keausan, sistem pelumasan dan lain-lainnya. Setiap benda kerja hasil proses permesinan akan memiliki bentuk dan kekasaran permukaan tertentu seperti mengkilat, permukaan yang halus dan kasar. Proses permesinan akan menentukan kekasaran permukaan pada level tertentu dimana kekasaran permukaan tersebut dapat dijadikan acuan untuk evaluasi produk pemesinan.
Kekasaran permukaan sebuah produk tidak harus memiliki nilai yang kecil, tetapi terkadang sebuah produk membutuhkan nilai kekasaran permukaan yang besar sesuai dengan fungsinya. Salah satu produk yang dituntut memiliki kekasaran permukaan yang rendah dalam bentuk poros. Dimana poros sering digunakan sebagai alat untuk mentransmisikan putaran dari alat penggerak seperti motor listrik, sehingga poros dituntut harus halus agar keausan dapat dikurangi.
Proses pemesinan dalam bentuk poros dapat dilakukan dengan menggunakan mesin bubut dimana sering diperoleh nilai kekasaran permukaan yang tidak sesuai dengan yang diinginkan. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti kecepatan makan, kedalaman potong, putaran dan jenis material pahat. Selain itu faktor mesin bubut dan operatornya juga berperan dalam
produk yang dihasilkan. Untuk mendapatkan nilai kekasaran permukaan dari poros yang halus dari proses bubut dapat dilakukan dengan pemilihan mata pahat, penentuan feeding dan kedalaman potong yang sesuai dengan kebutuhan.
Ketajaman dan kekuatan dari mata pahat sangat berpengaruh terhadap produk yang dihasilkan. Dalam tugas akhir ini difokuskan pada penggunaan material dan pahat pemotong untuk mengetahui pengaruh terhadap kekasaran permukaan yang dihasilkan.
1.2 Tujuan penelitian
Tujuan dari diadakannya penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui pengaruh kecepatan pemotongan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pembubutan pada baja S 42 C.
2. Mengetahui kecepatan potong manakah yang paling berpengaruh terhadap kualitas kekasaran benda.
3. Menghitung waktu yang dibutuhkan untuk setiap kondisi pemotongan.
4. Mengehitung hasil geram yang dperoleh pada setiap kondisi pemotongan
1.3 Manfaat penelitian
Manfaat dalam penelitian yang dilakukan adalah :
1. Untuk mengetahui teori tentang pengaruh kecepatan pemotongan terhadap kekasaran hasil proses pemesinan.
2. Sebagai masukan dan pertimbangan bagi perkembangan penelitian sejenis dimasa yang akan datang
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Matarial yang diuji pada penelitian ini adalah Baja S 42 C
2. Pahat yang dipakai pada penelitian ini adalah pahat HSH ( High Speed Steel) 3. Metode pembubutan adalah pembubutan kering
4. Mesin bubut yang digunakan adalah mesin bubut CNC
5. Penelitian ini dilakukan dengan mengunakan 9 (sembilan) variasi kondisi pemotongaan (kp) yaitu :
KP1 : v = 100 m/min, f = 0,15 mm/r, a = 1 mm KP2 : v = 150 m/min, f = 0,15 mm/r, a = 1 mm KP3 : v = 200 m/min, f = 0,15 mm/r, a = 1 mm KP4 : v = 100 m/min, f = 0,2 mm/r, a = 1 mm KP5 : v = 150 m/min, f = 0,2 mm/r, a = 1 mm KP6 : v = 200 m/min, f = 0,2 mm/r, a = 1 mm KP7 : v = 100 m/min, f = 0,25 mm/r, a = 1 mm KP8 : v = 150 m/min, f = 0,25 mm/r, a = 1 mm KP9 : v = 200 m/min, f = 0,25 mm/r, a = 1 mm
4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Proses Pembubutan
Proses pembubutan tidak terlepas dari komponen utamanya yaitu mesin bubut.
Mesin bubut adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk proses pemotongan benda kerja yang dilakukan dengan membuat sayatan pada benda kerja dimana pahat digerakkan secara transalasi dan sejajar dengan sumbu dari benda kerja yang berputar (Syamsuddin, 1997).
Prinsip kerja mesin ini adalah menghilangkan bagian dari benda kerja dengan cara menyayat benda kerja untuk memperoleh suatu bentuk tertentu dimana benda kerja berputar dengan kecepatan tertentu bersamaan dengan dilakukannya proses pemakanan oleh pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar benda kerja. Gerakan berputar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakan translasi dari pahat disebut pemakanan (Feeding). (Taufiq Rochim, 1993).
Walaupun proses bubut secara khusus menggunakan pahat potong tunggal, tetapi proses bubut bermata potong jamak termasuk proses bubut juga, karena pada dasarnya setiap pahat bekerja sendiri-sendiri.
2.2. Klasifikasi dan Elemen Dasar Proses Pemesinan
Komponen mesin yang terbuat dari logam mempunyai bentuk yang beraneka ragam. Umumnya komponen dibuat dengan proses pemesinan dari bahan yang berasal dari proses sebelumnya yaitu proses penuangan (casting) dan/atau
proses pengolahan bentuk (metal forming). Karena bentu knya yang beranekragam tersebut maka proses pemesinan yang dilakukan pun bermacam-macam sesuai dengan bidang yamg dihasilkan yaitu silinder atau rata.
Pahat yang bergerak relatif terhadap benda kerja akan menghasilkan geram dan sementara itu benda kerja secara bertahap akan terbentuk menjadi komponen yang di kehendaki. Pahat tersebut dipasangkan pada suatu mesin perkakas dan dapat disesuaikan dengan cara pemotongan untuk mendapat bentuk akhir dari sebuah produk.
Gerakan relatif pahat terhadap benda kerja dapat dipisahkan menjadi dua macam komponen gerakan yaitu gerak potong (cutting movement) dan gera makan (feeding movement). Menurut jenis kombinasi gerak potong dan gerak makan maka proses pemesinan dapat dikelompokkan menjadi beberapa macam proses, salah satu diantaranya adalah proses pembubutan (turning), mesin perkakas yang digunakan adalah mesin bubut (lathe)
Setelah berbagai aspek ditinjau pembuangan geram yang paling cepat dilakukan dengan cara pemotongan, untuk itu ada lima elemen dasar proses permesinan yang perlu diketahui, yaitu:
1. Kecepatan Potong (cutting speed) : v (m/min), 2. Kecepatan Makan (feeding speed) : vf (mm/min), 3. Kedalaman Potong (depth of cut) : a (mm), 4. Waktu Pemotongan (cutting time) : tc (min), 5. Kecepatan penghasilan gera : z (cm3 /min)
Kelima elemen dasar proses pemesinan ini dihitung berdasarkan dimensi benda kerja dan pahat serta besaran mesin perkakas yang digunakan.
2.3 Baja dan Paduannya
Baja dapat difenisikan sebagai suatu campuran dari besi dan karbon, yang mana campuran dasarnya adalah unsur karbon (C). selain itu baja juga memiliki campuran unsur lainnya seperti sulfur (S), fosfor (P), silikon (Si) dan mangan (Mn) yang jumlahnya dibatasi dalam suatu paduan. Kandungan karbon pada baja sekitar 0,1% – 1,7%, sedangkan unsur yang lain dibatasi jumlahnya. Unsur paduan yang lain yang bercampur didalam baja untuk membuat baja bereaksi terhadap pengerjaan panas (heat treatment) atau menghasilkan sifat-sifat yang khusus.
Unsur karbon adalah unsur campuran yang sangat penting dalam pembentukan baja, jumlah persentase dan bentuknya membawa pengaruh yang sangat besar terhadap sifatnya. Tujuan utama dari penambahan unsur campuran lain kedalam baja adalah untuk mengubah pengaruh dari unsur karbon. Apabila dibandingkan dengan unsur karbonnya maka dibutuhkan sebagian besar unsur campuran lain untuk menghasilkan sifat yang dikehendaki pada baja. Unsur karbon dapat bercampur pada besi setelah didingankan secara perlahan pada temperatur kamar.
Karbon larut dalam besi membentuk larutan ferit yang mengandung karbon diatas 0,006% pada temperatur kamar, kemudian unsur karbon akan naik lagi sampai 0,03% pada temperatur sekitar 725℃. Ferit bersifat lunak, tidak kuat dan kenyal.
Sebagai campuran kimia dalam besi, campuran ini disebut sebagai sementit (Fe3C) yang mengandung 6,67% karbon. Sementit bersifat keras dan rapuh.
2.4. Baja S 42 C
Baja karbon rendah (S 42 C) bamyak digunakan untuk kontruksi umum karena mempunyai sifat mampu las dan kepekaan terhadap retak las. Baja S 42 C merupakan baja yang mempunyai kekuatan tarik 41 -49 kg/mm² atau sekitar 410/490 N/mm². Baja S 42 C dapat dijelaskan secara umum merupakan baja karbon rendah ,disebut juga baja lunak, banyak sekali digunakan untuk pembuatan baja batangan , tangki, perkapalan, jembatan, menara,pesawat angkat dan dalam pemesinan.
Tabel 2. 1.Komposisi Kimia Baja S 42 C
NO UNSUR KOMPOSISI ( % )
1. Carbon 0,07 - 0,10%
2. Sliikon 0,07 - 0,25%
3. Mangan 0.3 - 0,6%
4. Fosfor 0,35%
5. Sulfur 0,04%
Sumber : www.google.com
2. 5 Mesin Bubut CNC
Mesin CNC singkatan dari Computer Numerically Controlled merupakan suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik (data perintah dengan kode angka, huruf dan simbol) sesuai standart ISO. Sistem kerja teknologi CNC ini akan lebih sinkron antara komputer dan mekanik, sehingga bila
dibandingkan dengan mesin perkakas yang sejenis, maka mesin perkakas CNC lebih teliti, lebih tepat, lebih fleksibel dan cocok untuk produksi masal. Dengan dirancangnya mesin perkakas CNC dapat menunjang produksi yang membutuhkan tingkat kerumitan yang tinggi dan dapat mengurangi campur tangan operator selama mesin beroperasi.
Proses bubut merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan ke ujung mata pahat yang digerakkan secara sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Disaat sekarang ini rata-rata perusahaan pemasok komponen-komponen mesin lebih memilih mesin bubut CNC daripada mesin bubut konvensional dikarenakan mesin bubut CNC lebih akurat hasil pengerjaannya, jika dibandingkan dengan mesin bubut konvensional hasil pengerjaannya akan jauh berbeda karena mesin bubut konvensional terkadang tidak sesuai dengan keinginan para produsen tersebut.
(Daryanto, 1992. Mesin Perkakas Bengkel, Jakarta : Rineka Cipta)
Gambar 2. 1 Mesin Bubut CNC
2.5.1 Sistem Persumbuan Mesin Bubut CNC
Mesin bubut CNC mempunyai prinsip gerak dasar seperti halnya mesin bubut konvensional yaitu gerakan ke arah melintang dan horizontal dengan sistem kordinat sumbu X dan Y. Sistem kerja mesin bubut CNC sama seperti mesin bubut konvensional yaitu benda kerja yang dicekam bergerak sedangkan pisau pemotong diam. Untuk arah gerakan pada mesin bubut diberi tanda sebagai berikut :
1. Sumbu X untuk arah gerakan melintang tegak lurus terhadap sumbu putar.
2. Sumbu Z untuk arah gerakan memanjang yang sejajar sumbu putar.
Untuk memperjelas fungsi dari sumbu-sumbu yang terdapat pada mesin bubut CNC ini dapat dilihat gambar berikut.
Gambar 2. 2 Sistem Koordinat Pada Mesin Bubut CNC.
2.3.4 Bagian-bagian Utama Mesin Bubut CNC Keterangan :
1. Tombol Emergency.
2. Kepala lepas.
3. Rumah pahat (revolver).
4. Cekam.
5. Eretan.
6. Panel control CNC.
7. Meja mesin.
8. Control lock.
9. Start.
10. Badan Mesin.
Gambar 2. 3 Bagian-Bagian Mesin Bubut CNC .
Secara umum mesin bubut CNC terdiri dari 3 bagian, yaitu bagian mekanik serta bagian kontrol dan tampilan program.
1. Bagian Mekanik
Bagian-bagian utama dari bagian mekanik mesin bubut CNC yaitu sebagai berikut :
a. Motor utama merupakan motor penggerak yang berfungsi untuk memutar spindle utama dimana pada spindle utama tersebut terpasang cekam yang sekaligus akan memutar benda kerja.
b. Eretan
Eretan atau support adalah gerak persumbuan jalannya eretan mesin dalam arah memanjang dan melintang sumbu utama (arah sumbu Z dan sumbu X). Pada mesin bubut CNC umumnya eretan dibagi menjadi dua, yaitu eretan yang memanjang (sumbu X) dan eretan yang melintang (sumbu Z).
d. Step Motor
Step motor adalah motor yang berfungsi sebagai penggerak eretan. Pada eretan terdapat gerak memanjang dan gerak melintang, setiap gerakan tersebut digerakkan oleh step motor tersendiri. Jadi tiap eretan memiliki step motor masing-masing.
e. Revolver
Rumah alat potong (revolver atau toolturret) berfungsi sebagai penjepit alat potong. Revolver ini terpasang pada eretan dimana eretan tersebut digerakan oleh step motor. Jadi revolver dapat digerakkan secara manual maupun terprogram.
f. Meja mesin
Mejan mesin merupakan slinding bed berfungsi sebagai dudukan eretan. Jadi
eretan dapat meluncur sepanjang meja mesin baik dalam arah memanjang.
g. Cekam berfungsi untuk menjepit benda kerja pada saat proses pemotongan benda kerja. Cekam terhubung pada spindle utama yang juga terhubung dengan motor utama melalui sabuk. Meja mesin Meja mesin atau
sliding bed berfungsi sebagai dudukan eretan. Jadi eretan dapat meluncur sepanjang meja mesin baik dalam arah memanjang atau melintang.
h. Kepala lepas
Kepala lepas atau tailstock berfungsi sebagai tempat pemasangan senter putar pada saat proses pembubutan benda kerja yang relatif panjang. 18 Selain itu kepala lepas juga merupakan alat bantu mesin yang digunakan untuk mengerjakan proses kerja sederhana secara manual, seperti mengebor, dan lain sebagainya.
Gambar 2. 4 Bagian Mekanik Mesin Bubut CNC
2. Bagian Kontrol dan Tampilan Program
Bagian kontrol merupakan bak kontrol mesin CNC yang berisikan tombol dan saklar. Pada mesin ini terdapat 2 bagian, bagian pertama merupakan bagian kontrol perintah langsung, dimana pada bagian ini terdapat tombol- tombol perintah seperti emergency stop, pengaturan spindel, set manual atau set CNC, setting tool dan lain sebagainya. Dan juga terdapat bagian tampilan program, pada bagian ini terdapat monitor untuk tampilan program dan keyboar untuk mengedit program NC. Kedua bagian tersebut langsung menempel pada mesin CNC. (Lilih, dkk., 2003).
Gambar 2. 5 Bagian Kontrol dan Tampilan Program Mesin Bubut CNC
Gambar 2. 6 Tampilan Layar.
2.5.3 Cara kerja Mesin bubut CNC
Benda jerja diikat atau dipegang dengan suatu alat pemegang atau perangkat yang disebut chuk atau cekam. Cekam ditempatkan pada ujung poros utama mesin bubut dengan sambungan pasak atau sambungan ulir, sehingga benda kerja pada chuk ikut berputar saat mesin dijalankan. Pahat yang dipasang pada pengikat pahat disebut juga tool-post dapat bergerak sejajar dengan benda kerja atau membujur. Alat ini dipasang diatas eratan kecil yang diletakkan diatas asutan melintang (cross slide), dan keduanya diletakkan diatas asutan membujur disebut pula suppot. Karena pahat beserta tool-post nya diletakkan di asutan melintang,maka pahat dapat bergerak melintang dan membujur. Jadi tebal muka sayatan pahat dapat ditambah (Syamsuddin,1999)
2.5.4 Parameter Yang Dapat Diatur Pada Mesin Bubut
Ada tiga parameter utama pada setiap proses bubut antara lain kecepatan putaran spindel (speed), pemakanan (feed) dan kedalaman potong (depth of cut).
Tiga parameter di atas adalah bagian bagian yang bisa diatur oleh operator langsung pada mesin bubut, kecepatan putar selalu terhubung dengan sumbu utama dan benda kerja. Kecepatan putar dinotasikan sebagai putaran per menit (rpm).
Kemudian dari ketiga parameter tersebut, untuk menghitung kecepatan potong dari suatu proses pembentukan benda kerja pada mesin bubut dengan mengunakan yang dapat diturunkan dengan memperhatikan gambar 2.7 (Rochim, 1993).
Gambar 2. 7 Proses Bubut ( Rochim, 1993)
1. Kecepatan Putaran SpindleProses pemesinan ada beberapa faktor yang mempengaruhi tentang kekasaran suatu benda kerja, salah satunya adalah kecepatan putaran spindle. Menurut Widarto (2008) “kecepatan putaran n (speed), selalu dihubungkan dengan sumbu utama (spindle) dan benda kerja.
Kecepatan putar dinotasikan sebagai putara per menit (rotation per minute, rpm)”. Jadi kecepatan putaran mesin bubut dapat disimpulkan sebagai kemampuan kecepatan putar spindle suatu mesin bubut untuk melakukan pemyayatan menggunakan alat potong terhadap permukaan benda kerja dalam satuan putaran/menit.
Vc = 𝜋.𝑑.𝑛
1000 : m/min...(1) Keterangan :
V = Kecepatan Potong (m/min) d = Diameter rata – rata (mm)
n = Kecepatan Putar (rpm) do = Diameter awal (mm) dm = Diameter akhir (mm) π = 3.14
Jadi dapat disimpulkan bahwa kecepatan putaran spindle (rpm) sebanding dengan kecepatan potong (m/menit), sehingga semakin tinggi kecepatan putaran spindle, maka semakin besar juga kecepatan potongnya.
2. Kecepatan Pemakanan (feeding)
pemakanan adalah jarak yang ditempuh oleh pahat setiap benda kerja yang dicekam berputar satu kali, sehingga satuannya adalah mm/putaran.
pemakanan ditentukan berdasarkan kekuatan suatu mesin, material benda kerja, material pahat, bentuk pahat, dan terutama kehalusan permukaan yang diinginkan. pemakanan tersebut sekitar 1/3 sampai 1/20 a, atau sesuai dengan kehalusan permukaan benda kerja yang dikehendaki. (Widarto, 2008).
Vf = f . n : m/ min…...(2) Keterangan :
Vf = Kecepatan makan (mm/min) f = Gerak makan (mm/r) n = Kecepatan Putararan spindel (r/mm)
pemakanan ini terdapat dalam daftar spesifikasi yang dicantumkan pada mesin bubut. Untuk memperoleh gerak pemakanan yang kita inginkan kita bisa mengatur tuas pengatur gerak yang terpadat di mesin bubut. Jadi
besarnya kecepatan pemakanan dipengaruhi juga oleh besarnya pemakanan (mm/putaran) dan besarnya kecepatan putaran mesin bubut.
3. Kedalaman Pemakanan (Depth of cut)
Kedalaman pemakanan, a (depth of cut), adalah tebal bagian benda kerja yang dibuang dari benda kerja, atau jarak antara permukaan yang dipotong terhadap 22 permukaan yang belum terpotong. Ketika pahat memotong sedalam a, maka diameter benda kerja akan berkurang 2a, karena bagian permukaan benda kerja yang dipotong ada di dua sisi, akibat dari benda kerja yang berputar.(Ruli Adrianto,2010). Kedalaman pemakanan dapat diartikan dengan dalamnya pahat menusuk benda kerja saat penyayatan ataupun tebalnya tatal bekas bubutan. Kedalaman permukaan dapat dirumuskan sebagai berikut :
a =
(𝑑𝑜−𝑑𝑚)2
:
mm...(3) Keterangan :a = Kedalaman pemotongan (mm) do = Diameter awal (mm) dm = Diameter akhir (mm)
Kedalaman potong (a) (depth of cut), adalah dalamnya pahat menusuk benda kerja saat penyayatan atau tebalnya tatal bekas pembubutan. Ketika pahat memotong sedalam a, maka diameter benda kerja akan berkurang dua kali kedalaman a, karena bagian permukaan benda kerja yang dipotong ada di dua sisi, akibat dari benda kerja yang berputar (Widarto, 2008).
Gambar 2. 8 Pemakanan (f) dan Kedalaman Potong (a).
2.6. Pemesinan Kering ( Dry Machining )
Pemesinan kering adalah proses pemesinan yang tidak menggunakan fluida pendingin dalam pemotongannya. Karena selain tidak ada cairan dalam pemotongan bekas dalam jumlah besar yang akan mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikel cairan pemotongan yang akan membahayakan operator dan juga serpihan pemotongan tidak terkontanimasi oleh residu cairan pemotongan.
Pemesinan kering mempunyai beberapa masalah yang anatara lain, gesekan antar permukaan benda kerja dan pahat potong, kecepatan keluar serpihan, serta temperatur potong yang tinggi. dan hal tersebut semuanya terkait dengan parameter pemesinan. Secara umum industri pemesinan pemotongan logam melakukan pemesinan kering adalah untuk menghindari pengaruh buruk akibat cairan pemotongan yang dihasilkan oleh pemesinan basah.
2.7 Pahat mesin bubut
Pahat adalah suatu alat yang terpasang pada mesin perkakas yang berfungsi untuk memotong benda kerja atau membentuk benda kerja menjadi bentuk yang
diinginkan. Pada prose pengerjaannya pahat digunakan untuk memotong material –material yang keras sehingga material dari pahat haruslah lebih keras daripada material yang akan dibubut, beberapa sifat-sifat material pahat antara lain:
1. Kekerasan pada mata pahat harus melebihi kekerasan dari material benda kerja.
2. Tahan terhadap gesekan, material pahat harus tahan terhadap gesekan, hal ini bertujuan pada saat proses pembubutan berlangsung pahat tidak mudah habis (berkurang dimensinya) untuk mencapai keakuratan dimensi dari benda kerja.
3. Ulet, material dari pahat haruslah ulet dikarenakan pada saat proses pembubutan pahat pasti akan menerima beban kejut.
4. Tahan panas, material dari pahat haruslah tahan panas karena pada saat pahat dan benda kerja bergesekan pasti akan menimbulkan panas yang cukup tinggi berkisar (250°C - 400°C) tergantung putaran dari mesin bubut itu sendiri (semakin tinggi kecepatan putaran mesin maka akan semakin tinggi panas yang dihasilkan)
5. Ekonomis, material pahat harus bersifat ekonomis.
Pemilihan material pahat haruslah sesuai dengan jenis pekerjaan yang dilakukan. Kekerasan dan tahan terhadap gesekan yang rendah tidak diinginkan pada material pahat sebab akan mengakibatkan keauasan pada material pahat tersebut. Keuletan yang randah dan ketahanan thermal yang rendah akan mengankibatkan rusaknya terhadap mata potong maupun retak mikro pada pahat yang dapat menimbulkan kerusakan fatal pada pahat dan benda kerja. Sifat-sifat unggul daiatas memang perlu dimiliki pada setiap material pahat akan tetapi tidak
semua sifat tersebut dapat terpenuhi secara berimbang. Pada umumnya kekerasan, ketahanan gesek dan ketahana thermal yang tinggi selalu diikuti oleh penurunan keuletan. Berbagai penelitian dilakukan untuk mempertinggi kekerasan dan menjaga supaya keuletan tidak terlalu rendah sehingga pahat tersebut dapat digunakan pada kecepatan potong yang tinggi.
2.7.1 Pahat HSS ( high speed steel )
Pahat HSS merupakan salah satu perkakas penting yang yang dipergunakan dalam proses bubut. Untuk menjamin proses ini diperlukan material benda kerja (Rochim 1993). Bebrapa unsur W, Cr, V, Mo, Co meningkatkan sifat keras dan kuat pada temperatur sifat keras yang tinggi (hot hardness). Pengaruh unsur-unsur tersebut dengan unsur (Fe) dan karbon (C) adalah (Rochim,1993) :
a. Tungsen /Wolfram (W)
b. Unsur ini dapat membentuk karbida yaitu paduan yang sangat keras (FeW2C) yang menyebabkan kenaikan temperatur untuk proses hardening dan tempering. Dengan demikian hot hardeness dipertinggi.
c. Chromium (Cr)
menaikan hardenability dan hot hardess. Chrom merupakan elemen pembentuk karbida, akan tetapi juga menaikan sesitifity terhadap overheating
d. Vanadiun (v)
Menurut sensitifitas terhadap overheating serta menghaluskan butir. Vanadium juga merupakan elemen pembetuk karbida.
2.8 Kekasaran Permukaan
Pada setiap pengerjaan menggunakan mesin bubut mempunyai persyaratan kualitas kekasaran permukaan yang berbeda-beda, tergantung dari fungsi benda kerja yang dikerjakan. Hasil pembubutan yang berkualitas bisa dilihat dari kekasaran permukaan benda kerja. Semakin halus permukaan benda kerja, maka semakin baik kualitas benda kerja tersebut. Maka dalam melakukan pengerjaan menggunakan mesin bubut perlu diperhatikan dengan teliti agar mendapatkan tingkat kekasaran sekecil mungkin. Menurut Prasetya (2010) mengatakan bahwa kekasaran permukaan benda kerja logam akan berpengaruh jika dirangkai dengan komponen yang lain. Dalam hal ini, produk logam yang mempunyai permukaan kasar akan lebih cepat aus daripada produk logam yang permukaannya halus.
Bentuk dari sutau permukaan benda kerja dibedakan menjadi dua, yaitu permukaan yang kasar (roughness) dan permukaan yang bergelombang (waviness).
Berdasarkan dari bentuk permukaan kekasaran dan gelombang ini, maka terdapat yang namanya kesalahan bentuk (Munaji, dalam paridawati 2015).
2.8.1. Batasan permukaan dan parameternya.
Permukaan Menurut istilah keteknikan, permukaan adalah suatu batas yang memisahkan benda padat dengan sekitarnya. Dalam prakteknya, bahan yang digunakan untuk untuk benda kebanyakan besi atau logam. Oleh karena itu, benda- benda padat lain yang terbuat dari tnah, kayu, batu dan karet tidak akan disinggung dalam pembahasan ini. Kadang ada pula istilah lain yang berhubungan dengan permukaan, yaitu profil. Profil atau benduk yang dikaitkan dengan istilah
permukaan mempunyai arti tersendiri yaitu garis hasil pemotongan secara normal atau seseorang dari suatu penampang permukaan. Untuk mengukur dan menganalisis suatu permukaan dalam tiga dimensi adalah sulit. Oleh karena itu, untuk mempermudah pengkuran maka penampang permukaan perlu dipotong, biasanya dengan empat cara yaitu pemotongan normal, pemotongan singgung, pemotongan sorong dan pemotongan singgung dengan jarak kedalaman yang sama.
Gambar 2. 9 Bidang dan Profil Pada Penampang Permukaan.
(non linier) dari pemakanan (feed), getaran mesin, tidak imbangnya (balance) batu gerinda, perlakuan panas (heat treatment) yang kurang baik dan sebagainya.
Untuk lebih jelasnya tentang kekasaran (rughness) dan gelombang (waviness) inilah kemudian timbul kesalahan bentuk, perhatikan gambar dibawah ini :
Gambar 2. 10 Kekasaran Roughness
Gambar 2. 11 Kekasaran Waviness
Gambar 2. 12 Kesalahan Bentuk Gelombang
Tabel 2. 2 Profil Tingkat Kekasaran Permukaan.
No. Tingkat Keterangan
1
Tingkat yang menunjukkan adanya kesalahan bentuk (form error) seperti tampak pada gambat disamping. Faktor penyebabnya adalah karena lenturan dari mesin perkakas dan benda kerja, kesalahan pencekaman benda kerja, pengaruh proses pengerasan (hardening)
2
Profil permukaan yang berbentuk gelombang.
Penyebabnya karena adanya kesalahan benduk pada pisau (pahat) potong, posisi senter yang kurang tepat, adanya getaran pada waktu proses pemotongan.
3
Profil permukaan yang berbentuk alur (grooves).
Penyebabnya antara lain karena adanya bekas- bekas proses pemotongan akibat bentuk pisau potong yang salah atau gerak pemakanan kurang tepat (feed).
4
Permukaan yang berbentuk serpihan (flakes).
Penyebabnya karena adanya tatal (beram) pada proses pengerjaan, pengaruh electroplating.
Sumber :( Rochim Taufiq, 1993)
Adapun parameter untuk mengukur permukaan sebagai berikut:
a. Kedalaman Total (Rt) Kedalaman total merupakan besarnya jarak dari profil referensi sampai profil dasar (µm).
b. Kedalaman Perataan (Rp) Kedalaman perataan merupakan jarak rata-rata dari profil referensi sampai dengan profil terukur.
Gambar 2. 13 Kedalaman Total Dan Kedalaman Permukaan
c. Kekasaran Rata-rata aritmatik (Ra) Kekasaran rata-rata merupakan harga rata-rata secara aritmatis antara profil terukur dan profil tengah. Adapun cara mencari Ra adalah:
Keterangan:
Ra = Kekasasran rata-rata aritmatik L = Panjang sampel (mm)
Vv = Perbesaran vertical luas P dan Q (mm)
Pada gambar teknik terdapat lambang untuk memberikan informasi kekasaran dalam gambar teknik pengerjaan benda kerja. (Munaji, dalam paridawati 2015) mengatakan “agar diperoleh suatu keseragaman bahasa symbol maka badan standar internasional ISO merekomendasikan R1302 sebagai cara penulisan spesifikasi permukaan”. Berikut ini merupakan gambar penjelasan mengenai symbol spesifikasi permukaan.
Gambar 2. 14 Simbol Spesifikasi Permukaan (ISO R1302)
Berdasarkan gambar 2.14 Terdapat beberapa informasi yang diberikan pada symbol tersebut antara lain:
A = nilai kekasaran permukaan (Ra).
B = cara pengerjaan produksi.
C = panjang sampel.
D = arah pengerjaan.
E = Kelebihan ukuran yang dikehendaki.
F = nilai kekasaran lain jika diperlukan.
Harga kekasaran rata-rata (Ra) maksimal yang diijinkan di tulis simbol segitiga. Satuan yang digunakan harus sesuai dengan satuan panjang yang digunakan dalam gambar teknik. Menurut Atedi (2005) proses permesinan kualitas kekasaran permukaan yang paling umum adalah harga kekasaran rata- rata aritmatik (Ra) yaitu, sebagai standar kualitas permukaan dari hasil pemotongan maksimum yang diinginkan.
Tabel 2. 3 Kekasaran Permukaan Kelas
Kekasaran
Harga Ra(µm)
Toleransi(µm)(+50%
& - 25%)
Panjang sampel (mm)
N1 0,025 0,02 – 0,04 0,08
N2 0,05 0,04 – 0,08
0,25
N3 0,1 0,08 – 0,15
N4 0,2 0,15 – 0,03
N5 0,4 0,03 – 0,06
0,8
N6 0,8 0,6 – 1,2
N7 1,6 1,2 – 2,4
N8 3,2 2,4 – 4,8
N9 6,3 4,8 – 9,6
N10 12,5 9,6 – 18,75 2,5
N11 25 18,5 – 37,5
N12 50 37,5 – 75,0 8 Sumber :( Rochim, Tufiq. 1993).
