commit to user
i
PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN
PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA
MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT
Skripsi Oleh:
AJI WIBOWO NIM: K2502021
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
ii
PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA
MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT
Oleh:
AJI WIBOWO NIM: K2502021
Skripsi
Ditulis untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Mendapatkan
Gelar Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Teknik Mesin
Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
iii
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak terdapat
karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan
tinggi dan menurut sepengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis dalam naskah dan
disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta,
Penulis
Aji wibowo
commit to user
iv
Aji wibowo. PENGARUH VARIASI KECEPATAN PUTAR SPINDEL DAN BAHAN PAHAT TERHADAP KEHALUSAN PERMUKAAN BAJA EMS 45 PADA MESIN CNC TU-2A DENGAN PROGRAM ABSOLUT. Skripsi. Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Januari: 2010.
Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar
spindel terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan
program Absolut, (2) Mengetahui pengaruh variasi bahan pahat terhadap kehalusan
permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut, (3)
Mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap
kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut, (4)
Mengetahui tingkat kehalusan maksimal yang dihasilkan pada interaksi variasi kecepatan
putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada
mesin CNC-TU2A dengan program Absolut.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium SMK N 2 Surakarta dan Laboratorium
Teknik DIII UGM Jogyakarta. Populasi berupa Baja EMS 45. Sampel penelitian adalah
Baja EMS 45 dengan Diameter 25,4mm dan Panjang 80mm sebanyak 12 Spesimen.
Teknik sampling menggunakan teknik Purpossive Sampling. Desain eksperimennya adalah desain faktorial AxB di mana A variasi Kecepatan Putar Spindel yaitu 3200rpm,
1400rpm dan 50rpm sedangkan B variasi pendinginan Bahan Pahat yaitu Pahat Jenis
Karbida dan Pahat Jenis HSS maka terdapat 8 perlakuan di mana setiap perlakuan
dilakukan replikasi sebanyak 4 kali sehingga didapat 32 data. Data diperoleh dengan cara
pengukuran daya motor digunakan dinamometer. Analisis data menggunakan analisis
variansi dua jalan, setelah sebelumnya dilakukan uji prasyarat yaitu uji normalitas (uji
Liliefors) dan uji homogenitas (uji Bartlett). Kemudian dilakukan uji komparasi ganda (uji Scheffe). Selanjutnya dilakukan perhitungan rerata sel.
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Ada pengaruh negatif antara
variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin
CNC-TU2A dengan program Absolut. Hal tersebut ditunjukkan oleh hasil analisis data
commit to user
v
Hal tersebut ditunjukkan oleh hasil analisis data yang menyatakan bahwa Fobs = 13,06 lebih besar daripada Ftabel = 9,33 pada taraf signifikasi 1%. (3) Ada pengaruh negatif antara interaksi variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan pahat terhadap
kehalusan permukaan baja EMS 45 pada mesin CNC-TU2A dengan program Absolut.
commit to user
vi
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta pada:
Hari :
Tanggal :
Persetujuan Pembimbing
Pembimbing I
Drs. Suhardi, MT NIP. 194606041975011001
Pembimbing II
commit to user
vii
PENGESAHAN
Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Program Pendidikan
Teknik dan Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan
diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.
Pada hari : ...
Tanggal : ...
Tim Penguji Skripsi :
Nama Terang Tanda Tangan
Ketua : Drs.Subagsono, MT. ...
Sekretaris : Drs.Ranto, MT. ...
Anggota I : Drs.Suhardi HW, MT. ...
Anggota II : Suharno, ST.MT. ...
Disahkan oleh :
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dekan
commit to user
commit to user
ix
PERSEMBAHAN
Dengan mengucapkan puji syukur kepada Allah SWT
Kupersembahkan untuk :
1. Ayahanda dan Ibunda tercinta 2. Kakak dan Adikku tersayang
3. Danindra waskito, Subur mulyanto, Jamil nur Saudaraku seperjuangan
commit to user
x
KATA PENGANTAR
Alhamdulillaahirobbil’aalamiin, segala puji hanyalah kepunyaan Allah
Subhanahu wa Ta’ala yang dengan rahmat dan karunia-Nya semata penulis dapat
menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian
persyaratan dalam mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan
Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan.
Skripsi ini dapat diselesaikan atas bantuan dari berbagai pihak. Dengan
kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Dekan FKIP UNS yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.
2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah memberikan
persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.
3. Ketua Program Pendidikan Teknik Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah
memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.
4. Drs. Suhardi, MT. selaku Dosen Pembimbing I, yang dengan penuh kesabaran
memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis.
5. Suharno, ST, MT selaku Dosen Pembimbing II, dengan penuh semangat memberikan
pengarahan dan bimbingan kepada penulis.
6. Pimpinan dan segenap karyawan SMK N 2 Surakarta dan UGM Yogyakarta.
7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.
Semoga segala amal kebaikan yang telah dilakukan mendapat imbalan yang
lebih baik dan barokah. Kritik, saran, dan masukan sangat penulis harapkan. Semoga
bermanfaat.
Surakarta,
commit to user
xi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGAJUAN... ii
SURAT PERNYATAAN ... iii
ABSTRAK ... iv
PERSETUJUAN ... vi
PENGESAHAN ... vii
MOTTO ... viii
PERSEMBAHAN ... ix
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. IdentifikasiMasalah ... 4
C. Pembatasan Masalah ... 4
D. Perumusan Masalah ... 5
E. Tujuan Penelitian ... 5
F. ManfaatPenelitian ... 5
1. Manfaat Praktis ... 5
2. Manfaat Teoritis ... 5
BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka ... 6
1. Mesin CNC ... 6
2. Prinsip kerja mesin CNC ... 8
3. Bagian Utama Mesin CNC ... 8
4. Kecepatan Putaran Spindel ... 13
commit to user
xii
7. Pengukuran Kehalusan... 18
B. Penelitian yang Relevan ... 21
C. Kerangka Berfikir ... 23
D. Hipotesis... 24
BAB III A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 25
1. Tempat Penelitian ... 25
2. Waktu Penelitian ... 25
B. Metode Penelitian ... 25
C. Populasi dan Sampel ... 26
1. Populasi Penelitian ... 26
2. Sampel Penelitian ... 26
D. Teknik Pengambilan Sampel ... 26
1. Identifikasi Variabel ... 26
2. Instrumen Penelitian ... 28
3. Tahap Penelitian ... 29
4. Desain Eksperimen ... 30
E. Teknik Analisis Data ... 26
1. Uji Persyaratan Analisis Data ... 32
2. Analisis Data ... 33
BAB IV. HASIL PENELITIAN A. Deskripsi Data ... 39
B. Uji Persyaratan Analisis ... 41
1. Uji Normalitas ... 41
2. Uji Homogenitas ... 42
C. Pengujian Hipotesis ... 43
1. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan ... 43
2. Hasil Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan ... 45
commit to user
xiii BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN
A. Simpulan Penelitian ... 49
B. Implikasi ... 50
C. Saran ... 50
DAFTAR PUSTAKA ... 51
commit to user
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Skema Proses Kerja Mesin ... 2
Gambar 2. Mesin Perkakas ... 7
Gambar 3. Sistem CNC... 7
Gambar 4. Sistem Persumbuan ... 8
Gambar 5. Motor Utama ... 8
Gambar 6. Mesin Posisi Vertikal ... 9
Gambar 7. Mesin Posisi Horisontal ... 9
Gambar 8. Step Motor ... 10
Gambar 9. Spindel Kerja ... 11
Gambar 10. Alat Potong ... 11
Gambar 11. Penjepit Benda Kerja ... 12
Gambar 12. Ukuran Benda Kerja ... 28
Gambar 13. Diagram Alir Tahapan Penelitian ... 29
Gambar 14. Histogram Pengaruh Variasi Kecepatan Putar Spindel dan Bahan Mata Pahat Terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45 pada Mesin CNC TU-2A ... 40
commit to user
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Definisi ukuran kehalusan (ukuran vertikal) ... 22
Tabel 2. Pardigma Penelitian ... 23
Tabel 3. Komposisi Kimia Baja EMS 45 ... 28
Tabel 4. Desain eksperimen Faktorial Pengaruh Variasi Kecepatan Putar Spindel dasn Bahan Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Benda Kerja ... 31
Tabel 5. Harga-harga yang diperlukan untuk uji Bartlett ... 33
Tabel 6. Daftar Anava ... 36
Tabel 7. Data Hasil Pengukuran kehalusan permukaan Baja EMS 45 . 39 Tabel 8. Hasil Rata-rata Pengukuran tingkat kehalusan permukaan hasil pembubutan Baja EMS 45 ... 40
Tabel 9. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Lilliefors ... 42
Tabel 10. Hasil Uji Homogenitas dengan Metode Bartlett ... 42
Tabel 11. Ringkasan Hasil Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan ... 43
Tabel 12. Hasil Komparasi Rataan Antar Baris ... 45
Tabel 13. Hasil Komparasi Rataan Antar Kolom ... 45
Tabel 14. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Baris yang Sama .. 45
commit to user
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Mentah Hasil Pengukuran Torsi Sepeda Motor Honda
Fit-X Tahun 2008 (dalam Satuan N.m) ... 81
Lampiran 2. Hasil penghitungan daya motor menggunakan persamaan daya poros dari data mentah Torsi (N.m) ... 82
Lampiran 3. Data Hasil Konversi Torsi Sepeda Motor Honda Fit-X Tahun 2008 dengan satuan N.m ke dalam satuan Lb.ft ... 83
Lampiran 4. Penghitungan Daya Honda Fit – X tahun 2008 dalam Satuan hp Menggunakan Torsi dalam Satuan lb.ft ... 84
Lampiran 5. Data Hasil Penghitungan Daya Sepeda Motor Honda Fit-X Tahun 2008 dalam Satuan hp ... 85
Lampiran 6. Rangkuman Hasil Penghitungan Daya Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 ... 86
Lampiran 7. Standar Deviasi untuk Uji Normalitas ... 87
Lampiran 8. Uji Normalitas Baris A1 (Suhu PremiumStandar) ... 89
Lampiran 9. Uji Normalitas Baris A2 (Suhu Premium 10 0 C) ... 90
Lampiran 10. Uji Normalitas Kolom B1 (Variasi Suhu Udara Masuk 280 C) ... 91
Lampiran 11. Uji Normalitas Kolom B2 (Variasi Suhu Udara Masuk 200 C) .. 92
Lampiran 12. Uji Normalitas Kolom B3 (Variasi Suhu Udara Masuk 100 C) ... 93
Lampiran 13. Uji Normalitas Kolom B4 (Variasi Suhu Udara Masuk 50 C) .... 94
Lampiran 14. Uji Homogenitas Antar Baris (Baris A1 dan A2) ... 95
Lampiran 15. Uji Homogenitas Antar Kolom (Kolom B1, B2, B3, dan B4) ... 97
Lampiran 16. Uji Analisis Varian Dua Jalan ... 99
Lampiran 17. Uji Pasca Anava (metode Scheffe) ... 102
Lampiran 18. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 18C dan Suhu Udara Masuk 28C ... 109
commit to user
xvii
Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 10C
dan Suhu Udara Masuk 28C ... 110
Lampiran 20. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda
Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 18C
dan Suhu Udara Masuk 20C ... 111
Lampiran 21. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda
Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 10C
dan Suhu Udara Masuk 20C ... 112
Lampiran 22. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda
Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 18C
dan Suhu Udara Masuk 10C ... 113
Lampiran 23. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda
Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 10C
dan Suhu Udara Masuk 10C ... 114
Lampiran 24. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda
Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 18C
dan Suhu Udara Masuk 5C ... 115
Lampiran 25. Gambar Grafik Konsumsi Premium Sepeda Motor Honda
Fit-X tahun 2008 pada Suhu Premium 10C
dan Suhu Udara Masuk 5C ... 116
Lampiran 26. Spesifikasi Teknis Honda Fit-X ... 117
Lampiran 27. Surat-Surat Perijinan dan Keterangan ... 119
Lampiran 28. Gambar Penampang Alat Pendingin Premium
Lampiran 29. Gambar Penampang Alat Pendingin Udara Masuk
commit to user
Perkembangan teknologi komputer saat ini telah mengalami kemajuan yang
sangat pesat. Komputer telah diaplikasikan ke dalam alat-alat perkakas mesin
diantaranya mesin bubut, mesin frais, mesin bor. Hasil perpaduan teknologi
komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya dinamanakan mesin CNC
(Computer Numerikally Controlled). Sistem pengoperasiannya menggunakan program yang dikontrol langsung oleh komputer. Secara umum konstruksi mesin
perkakas CNC dan sistem kerjanya lebih sinkron antara komputer dan mekaniknya.
Pengertian singkat mesin CNC (Computer Numerikally Contrlled) adalah suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik (perintah
gerakan dengan menggunakan kode angka dan huruf). Missal: pada layar monitor
mesin kita tulis M05 maka spindle mesin akan mati.
1. Mesin CNC
Mesin CNC secara garis besar digolongkan menjadi 2, yaitu: mesin CNC
Training Unit dan mesin CNC Production Unit. Kedua tipe tersebut diatas pada
prinsip kerjanya sama hanya dalam penerapan dan penggunaannya yang berbeda.
Emsin CNC Training Unit digunakan untuk latihan dasar-dasar pengoperasian dan
pemrograman CNC yang dilengkapi dengan EPS (External Programming Sistem) dan juga untuk mengerjakan pekerjaan ringan. Mesin CNC Production Unit
diguanakan untuk produksi masal, sehingga mesin dilengkapi dengan asesoris yang
lebih mahal. Missal: sistem Chuk otomatis, pembuka pintu otomatis, pembuangan
tatal dan lain-lain. Mesin berjalan secara otomatis sesuai dengan perintah program
yang diberikan, sehingga dengan program yang sama mesin CNC dapat diperintakan
untuk menukangi proses pelaksanaan program secara terus-menerus.
Ada dua bagian mesin perkakas mesin CNC.
a. Mesin perkakas (machine tools)
commit to user
2. Prinsip Kerja Mesin CNC
Mesin CNC ini menggunakan sistem persumbuan dengan dasar siste koordinat
Carthesius (arah jarum jam). Untuk menjelaskan sistem persumbuan dapat dilihat
pada gambar dibawah ini:
Prinsip kerja mesin CNC adalah pisau berputar, sednagkan benda kerja yang
terpasang pada meja bergerak kea rah horizontal atau melintang. Untuk arah gerakan
persumbuan tersebut diberi lambang persumbuan yaitu: sumbu X bergerak ke arah
horizontal, sumbu Y bergerak ke arah melintang dan sumbu Z bergerak ke arah
naik-turun.
3. Bagian Utama Mesin CNC
a. Motor Utama
Motor utama adalah motor penggerak rumah alat potong (Toper Spindle) untuk memutar alat potong/tool. Motor ini adalah arus searah (DC) dengan kecepatan yang variabel, identifikasi dari motor adalah: jenjang putaran
600-4000 put/menit, tenaga masukan/input 500 watt, dan tenaga pengeluaran/out put
300 watt.
b. Eretan (Support)
Eretan adalah gerak persumbuan jalannya mesin. Untuk mesin 3 axis mempunyai dua fungsi gerakan kerja yaitu posisi vertikal dan posisi horizontal
yang masing-masing.
Untuk posisi vertikal adalah sebagai berikut:
Eretan memanjang sumbu X (panjang langkah 0 – 1999 mm)
Eretan memanjang sumbu Y (panjang langkah 0 – 9999 mm)
Eretan memanjang sumbu Z (panjang langkah 0 – 9999 mm)
Untuk posisi horizontal adalah sebagai berikut:
commit to user
mempunyai step motor sendiri-sendiri, yaitu penggerak sumbu X, penggerak
sumbu Y, dan penggerak sumbu Z, jenis dan ukurannnya masing-masing step
motor adalah sama. Identifikasi dari step motor adalah: jumlah 1 putaran 72
langkah, momen putar 0,5 Nm dan kecepatan gerak. Untuk kecepatan geraknya
yaitu: gerakan cepat maksimal 700 mm, gerakan pengoperasian manual 5 – 400
mm/menit dan gerakan pengoperasian CNC terprogram 2 – 499 mm/menit.
d. Spindle Kerja (Work Spindle)
Spindle kerja mesin CNC adalah bagian yang berfungsi memutarkan
benda kerja pada mesin bubut dan memutarkan alat potong pada mesin frais atau
pada mesin bor.
Putaran spindle mesin terdapat dua macam:
1) Putaran spindle langsung dinyatakan dengan huruf S dan angka menunjukkan
langsung jumlah putaran spindle.
Contoh: S 1200 (jumlah putaran spidnel mesin n = 1200 putaran/menit).
2) Putaran spindle tidak langsung (kecepatan potong konstan)
Contoh: G 96 S 200 (S 200 menunjukkan kecepatan potong konstan 200
m/menit)
Huruf S dan angka menunjukkan besarnya kecepatan potong dan harus
menulis instruksi G96. Digunakan untuk pembubutan bentuk tirus dan
pembubutan muka (facing). Spindle mesin dapat berputar searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Fungsi tambahan ini digunakan apabila spindle
diinginkan berputar searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Fungsi
tambahan ini ditulis pada kalimat program awal dan dinyatakan dengan M03
untuk spindle berputar berlawanan arah jarum jam.
commit to user
(HSS) biasanya digunakan untuk enda kerja non fero atau tidak bersifat missal.
f. Rumah Alat Potong (Taper Spindle)
Rumah alat potong pada mesin digunakan untuk menjepit penjepit alat
potong (tool harder) pada waktu proses pengerjaan ebnda kerja. Adapun sumber putaran dihasilkan dari putaran motor utama yang mempunyai kecepatan putar
antara 50 – 3200 put/menit. Untuk proses pengerjaan dengan mesin produksi
CNC dapat menggunakan lebih dari satu alat potong karena data alat potong
tersimpan dalam memori mesin. Sedangkan proses penggantian alat potong
dilakukan secara manual.
g. Ragam
Ragam pada mesin dipergunakan untuk menjepit benda kerja pada waktu
proses penyayatan benda kerja berlangsung. Karena fungsinya sebagai penegang
kerja yang akan dijepit. Biasanya pada ragam dilengkapi dengan stopper yang
dapat digunakan sebagai batas pegangan benda kerja.
h. Bagian Pengendali/Kontrol
Bagian pengendali/kontrol merupakan bok kontrol mesin CNC yang
berisikan tombol-tombol dan saklar yang dilengkapi dengan monitor. Pada bok
kontrol merupakan unsur layanan langsung berhubungan dengan operator.
4. Kecepatan Putaran Spindel
Kecepatan putar benda kerja diatur oleh mekanisme gerak utama yang terletak
di dalam kepala tetap. Pada kepala tetap terdapat tuas-tuas penyetel kecepatan putar
benda kerja (Arief Darmawan, 1989/1990: 39). Kecepatan potong sangat dipengaruhi
oleh beberapa faktor diantaranya sebagai berikut: kekerasan atau kekuatan bahan
benda kerja. Ukuran bagian tatal yang terpotong (dalam pemotongan x kecepatan
pemakanan). Tingkat kehalusan yang dikehendaki (penting untuk pemakanan).
commit to user
Benda kerja dipegang oleh alat pemegang benda kerja, yang dipasang pada
ujung spindle, dengan demikian perputaran spindle diikuti perputaran benda kerja.
Ujung benda kerja yang tidak dipegang oleh spindle kepala tetap, bertumpu pada
ujung senter kepala lepas, terutama untuk benda kerja panjang.
Pemotongan yang kasar digunakan putaran rendah dan kecepatan pemakanan
yang besar. Sedang pemotongan tingkat finishing (penyelesaian) putaran dipertinggi dan kecepatan pemakanan diperlambat, hasilnya akan baik. Kecepatan putar benda
kerja ditunjukkan pada suatu titik yang berputar dalam satuan waktu, jika benda kerja
dengan garis tengah, d1 membuat 1 putaran tiap menit, maka panjang tatal (beram)
yang terpotong/tersayat dalam 1 menit adalah d x π = keliling per menit. Jika benda
kerja berputar lebih dari satu putaran dalam 1 menit misalnya n putaran, maka
panjang tatal yang terpotong dalam 1 menit = d x π x n mm/menit, panjang tatal ini
diukur dalam satuan milimeter tiap menit dan dinamakan kecepatan potong (v), jadi:
V = d x π x n mm/menit
Karena lazim untuk menyatakan v dalam millimeter per menit maka:
mm/menit
sehingga:
putaran/menit (rpm)
Keterangan :
v = kecepatan potong dalam mm/menit
d = diameter dalam mm
n = bilangan putaran/kecepatan putar dalam putaran/menit (rpm) π = 3,14 (konstanta lingkaran)
commit to user
akan menyayat benda kerja, untuk itu diperlukan bahan pahat yang mempunyai
keunggulan tertentu sehingga dihasilkan benda kerja yang baik.
Keunggulan bahan pahat dapat dicapai dengan baik apabila bahan pahat dibuat
dengan memperhatikan beragai segi sebagai berikut:
a. Kekerasan
Mempunyai kekerasan yang cukup tinggi melebihi kekerasan benda kerja
tidak saja pada temperatur ruang melainkan juga pada temperatur tinggi pada
saat pembentukan beram berlangsung.
b. Keuletan
Mempunyai keuletan yang cukup besar untuk menahan beban kerja yang
terjadi pada saat proses pembubutan sewaktu memotong benda kerja.
c. Ketahanan beban kejut termal
Diperlukan bila terjadi perubahan temperatur yang cukup besar secara
berkala atau periodik.
d. Sifat adesi rendah
Untuk mengurangi afiliasi benda kerja terhadap pahat, mengurangi laju
keausan serta penurunan gaya pemotongan.
Bahan pahat yang digunakan sebagai alat potong pada mesin bubut adalah
sebagai berikut:
a. Baja Perkakas (Baja Karbon)
Baja perkakas adalah baja berkadar karbon 0,5 sampai 1,5% tanpa unsur
lain atau dengan prosentase unsur lain rendah 2% Mn, W, Cr agar kekerasan
yang cukup tinggi. Bahan ini yang termurah dari bahan lain, sifat kekerasannya
paling rendah, pada suhu 250oC kekerasan ahan ini telah berkurang, maka bahan
ini tidak sesuai untuk kecepatan potong tinggi.
b. Baja Paduan (Alloy Tool Steel)
Baja paduan adalah baja karbon ditambah dengan unsur paduan yang lain
commit to user menerima beban hentakan.
c. Logam Paduan Tuang (Cast Alloy)
Nama perdagangannya adalah Steelit, Tantung, Rex Alloy, Armolloy, dan J
Metal. Paduan ini terutama mengandung Chrom, cobalt, dan wolfram. Bahan ini
tahan pada suhu 760oC dan kecepatan potongannya 50 – 70 lebih cepat dari HSS,
bahan ini mempunyai kecepatan potong tinggi, tahan aus, tapi rapuh dan tidak
sekeras aja HSS. Bahan ini dibuat dengan bentuk lempengan kecil-kecil hasil
tuangan, lempengan kecil-kecil itu dipasang pada batang baja menggunakan
bahan solder kuningan.
d. Karbida (Cemented Carbide)
Karbida dihasilkan dari campuran bubuk logam tungsten, titanium, dengan
suatu bahan perekat melalui proses sintering dalam tungku atmosfer hydrogen
pada temperature 1550oC. perkakas karbida yang mengandung 94% wlfram
carbide dan 6% cobalt sesuai digunakan untuk memotong ebsi cord an semua
ahan kecuali baja. Khusus untuk memotong baja, karbida yang digunakan
mengandung 82% tungsten carbide, 10% titanium, 8% cobalt dengan kekerasan
75 90 HR. sifat karbida adalah kekerasan yang tinggi tetapi rapuh, cocok untuk
pemotongan kecepatan tinggi pada suhu 900oC kekerasannya maish cukup baik
sehingga baik untuk kecepatan potong tinggi dan permukaan yang dihasilkan
sangat halus. Baja ini tidak dapat dipakai pada pembubutan benda kerja dengan
penyayatan yang berubah-ubah dan mendadak, misalnya benda kerja yang
berlubang-lubang dan mendadak, misalnya benda kerja yang ebrlubang-lubang
atau membubut benda kerja segiempat menjadi bulat karena pahat akan
mendapat tekanan yang selalu berubah-ubah dan tiba-tiba maka pahat akan retak
atau pecah. Ada dua paduan karbida:
a. Karbida Tungsten: digunakan untuk mengerjakan bahan besi tuang dan logam
commit to user
seperti: Tungsten , Cobalt, chromonium. HSS adalah baja paduan yang sangat
keras dan tahan aus tahan suhu tinggi sampai 600oC kekerasaannya belum
menurun. HSS ada dua kelompok:
a. HSS group M: group ini mempunyai paduan utama molybdenum atau dikenal
dengan nama HSS M1.
b. HSS group T: group ini mempunyai paduan utama tungsten atau dikenal
dengan HSS T1.
f. Keramik
Dihasilkan dari campuran alumunium oksida dengan paduan sedikit
titanium atau magnesium oksida dengan bahan perekat yang dibentuk dalam
cetakan melalui proses pemanasan. Kecepatan potongnya dua kali lebih cepat
daripada karbida. Sifat pahat keramik adalah sangat keras, rapuh, tahan aus, dan
cocok untuk kecepatan potong tinggi. Keramik biasanya digunakan pada proses
permesinan semi finishing dan finishing pada benda kerja besi tuang atau logam
keras lainnya.
g. Intan (Diamond)
Digunakan untuk pekerjaan benda-benda yang membutuhkan kecepatan
tinggi dan permukaan yang sangat baik. Pahat ini bersifat sangat keras, rapuh dan
tahan aus, kecepatan potong untuk pahat ini sangat tinggi.
6. Baja EMS 45
Baja karbon adalah baja yang mengandung karbon maksimal 1,7%.
Berdasarkan tingkatan banyaknya karbon dalam baja, digolon gkan menjadi tiga
tingkatan, yaitu:
a. Baja karbon rendah
Yaitu baja yang mengandung kadar karbon antara 0,10 – 0,30%. Baja
karbon rendah dalam perdagangan dibuat dalam bentuk plat, profil, batangan
commit to user c. Baja karbon tinggi
Baja karbon tinggi mengandung karbon antara 0,70 – 1,5%. Baja ini
banyak digunakan untuk keperluan pembuatan alat-alat konstruksi yang
berhubungan dengan panas yang tinggi atau dalam penggunaannya akan
menerima dan mengalami panas, misalnya landasan, palu, gergaji, pahat, kikir,
bor, bantalan peluru, dan sebagainya.
Dari klarifikasi yang dijelaskan diatas maka baja EMS 45 dapat
dikategorikan masuk baja karbon sedang. Baja EMS 45 adalah baja yang
mengandung kandungan karbon 0,48%. Untuk kandungan silicon 0,30%, kadar
Mangan 70%. Untuk suhu dari proses anealling (anealling temperature) sekitar 680o – 710o, untuk kekerasan setelah proses anealling (hardness after anealling) sekitar 910o, kemudian untuk suhu kekerasan (hardness temperature) sekitar 800o – 830o (Tabel Bohler Grade Stell).
Dilihat dari kegunaan dari baja EMS 45 yang dijelaskan diatas yaitu
sebagai alat-alat perkakas, baut, poros, engkol, roda gigi, ragum, pegas dan
lain-lain, maka dalam penegrjaan permesinan memerlukan kualitas permukaan yang
baik. Sehingga dalam penelitian ini dipilih bahan baja EMS 45.
7. Pengukuran Kehalusan
a. Pengukuran Kehalusan Permukaan Tak Langsung
1) Cara Meraba (Touch Inspection)
Pemeriksaan kehalusan permukaan dapat dilakukan dengan meraba
menggunakan ujung jari. Berdasarkan kepekaan dalam meraba dapat
dirasakan kasar halusnya permukaan. Untuk mengetahui tingkat kehalusan
dapat dilakukan dengan membandingkan kehalusan permukaan yang
commit to user dan gerinda.
Untuk membandungkan benda ukur dengan pembandingnya harus
diperhatkan jenis mesin yang digunakan untuk membuat komponen tersebut.
Misalnya, benda ukur diproses dengan mesin bubut maka perbandingannya
juga jenis mesin bubut. Permukaan diperiksa dengan ujung jari, kemudian
dengan ujung jari yang sama meraba lempengan pembanding. Bila dirasakan
ada salah satu lempengan benda ukur maka disimpulkan bahwa kehalusan
permukaan benda ukur sama dengan kehalusan permukaan pembanding.
Dengan cara yang sama, pemeriksaan kehalusan dapat juga dilakukan
dengan menggaruk dan melihat permukaan benda ukur, kemudian dilanjutkan
melihat dan menggaruk alat ukur pembanding. Dari beberapa lempeng
pemanding dipilih satu yang dirasakan sama kehalusannya dengan benda
ukur.
Dari pemeriksaan kehalusan permukaan dengan meraba, melihat dan
menggaruk jelas terlihat beberapa kelemahan yaitu dari penentuan besarnya
tingkat kehalusan secara tepat yang hanya didasarkan atas kepekaan individu.
2) Pemeriksaan Kehalusan dengan Photo
Pemeriksaan dengan cara ini adalah mengambil gambar permukaan
yang diukur. Kemudian gambarnya diperbesar sesuai keperluan. Perbesaran
yang diambil secara vertikal. Dengan membandingkan gambar yang sudah
diperbesar, maka dianalisis kehlausan permukaan benda kerja diambil secara
vertikal. Dengan membandingkan gambar yang sudah diperbesar maka
dianalisis kehalusan permukaan benda kerja.
3) Pemeriksaan Kehalusan dengan Mikroskop
Dengan menggunakan mikroskop adalah cara yang lebih baik daripada
meraba, melihat dan menggaruk. Keterbatasan dengan cara ini adalah
pembagian bagian permukaan dicari harga rata-ratanya. Pemeriksaan
commit to user
Pemeriksaan kehalusan permukaan dengan profilmeter adalah salah
satu jenis pengukuran kehalusan secara langsung. Sistem kerja profilmeter
pada dasarnya sama dengan prinsip peralatan gramapon. Perubahan gerakan
stylus sepanjang muka ukur dapat dilihat dan dibaca pada bagian amplimeter.
Gerakan stylus bisa kita lakukan dengan tangan dan bisa dengan secara
otomatis yang dilakukan oleh motor penggeraknya. Angka yang ditunjukkan
pada bagian skala adalah angka tinggi rata-rata kehalusannya.
2) Pengukuran Kehalusan Permukaan dengan Surftest
Mitutoya Surftest 201 dan 211 adalah alat pengetes kehalusan
permukaan logam yang ringkas dan mudah dibawa. Kedua mesin pengetes ini
memiliki beberapa kelebihan yaitu: (1) mudah dioperasikan, (2) murah, (3)
ringkas, (4) ramah lingkungan. Bentuknya yang ringkas juga menggunakan
baterai isi ulang, dapat dibawa kemana-mana dengan tas khusus yang
merupakan perlengkapan standar. Dengan Surftest 201 dan 211 pengukuran
dapat dilakukan dalam berbagai posisi baik vertikal, horizontal, atas-bawah
dan lain-lain. Selain itu Surftest 201 dan 211 juga dilengkapi dengan
peralatan tambahan yang memungkinkan pengukuran dalam beragai bentuk
bagian dari logam.
a) Surftest 201
Hasil pengukuran berupa hardcopy yang tercetak. Ada 11 ukuran
parameter yang dapat digunaklan untuk mengukur kekesatan. Profil dari
permukaan juga terlihat jelas.
b) Surftest 211
Unit detektornya bisa dipisahkan dari unit display (alat untuk
melihat), disesuaikan dengan ruang pengukuran yang akan dilakukan.
Pendeteksian dapat dilakukan tiga parameter Rz dan Rmak ditentukan
commit to user dengan cara menekan tombol ON/DATA.
B. Penelitian yang Relevan
Penelitian dari Budi Wibowo Eko Saputro (K2598028) kesimpulannya sebagai
berikut:
1. Kecepatan putar mesin frais CNC berpengaruh terhadap tingkat kehalusan dalam
proses pengerjaan permukaan datar baja VCN 150. Hasil perhitungan didapat
Fhitung = 24,87 dan Ftabel = 6,36 pada taraf α = 0,01. Harga dari Fhitung lebih
besar dari Ftabel.
2. Berdasarkan pengukuran Surftest 211, tingkat kehalusan pada proses pengerjaan
permukaan datar pada baja VCN yang paling tinggi didapat pada kecepatan putar
tinggi (1000 rpm) sebesar 1,29 µm, sedangkan tingkat kehalusan yang paling
rendah didapat pada kecepatan putar mesin frais rendah (400 rpm) sebesar 2,76
commit to user Lembar I
Tinggi profil dari yang terdalam sampai yang paling menonjol. Perubahan bentuk dan gelombang diabaikan.
Rz kehalusan rata-rata yang dihitung
Rz = 1/5 (Z1+Z2+Z3+Z4+Z5)
DIN 4768
Lembar I Harga rata-rata dari 5 kehalusan berturut-turut dalam suatu jarak Le
Ra kehalusan rata-rata
Harga rata-rata profil ordinat y nilai Ra antara 1/3 dan 1/7 dari nilai Rz
Lembar I Titik tertinggi dari garis menengah merupakan patokan profil. Perubahan bentuk dan gelombang diabaikan
(Sumber: Cahadi Purnomo, 2002)
commit to user
menghemat waktu dan lebih meningkatkan kualitas produksinya diperlukan acara
agar mesin perkakas mampu menghasilkan produk yang banyak dalam waktu
singkat. Keuntungan tentu saja berupa penghematan listrk salah satunya, karena
jumlah produk yang ditargetkan bengkel selesai dengan cepat dan berkualitas.
Tingkat kehalusan produk dari mesin CNC dapat ditentukan oleh kecepatan
putaran spindle dan bahan mata pahat yang digunakan. Pada penelitian ini digunakan
benda kerja dengan bahan baja EMS 45 yangmana bahan ini lebih banyak digunakan
dibandingkan dengan baja ST-37 maupun kuningan. Kecepatan putaran spindle CNC
pada penelitian ini bervariasi yaitu kecepatan rendah, sedang dan tinggi untuk benda
kerja baja EMS 45.
Untuk mengetahui secara pasti ada tidaknya engaruh variasi kecepatan putar
spindle dan ahan mata pahat terhadap kehalusan permuakaan ebnda kerja hasil proses
pembub utan permukaan datar dengan mesin bubut CNC pada baja EMS 45, maka
dilakukan pengukuran tingkat kehalusannya dengan surftest 211.
Untuk lebih jelasnya kerangka pemikiran dapat digambarkan dalam paradigm
berikut:
Tabel 4. Paradigm Penelitian
Dimana:
X A
A1
A2
A3
B B1
B2
commit to user
A3 = Variasi kecepatan putar spindle tinggi (3200 rpm)
B1 = Jenis pahat kecepatan tinggi (HSS)
B2 = Jenis pahat karbida (Carbide) X = tingkat kehalusan
D. Hipotesis
Berdasarkan kajian teori dan keranga pemikiran diatas, maka dapat dirumuskan
jawaban sementara yang harus diuji kebenarannya yaitu :
1. Ada pengaruh variasi kecepatan putar spindle pada mesin CNC terhadap
kehalusan permukaan benda kerja. Semakin cepat putaran spindle semakin tinggi
tingkat kehalusan permukaan benda kerja.
2. Ada pengaruh variasi jenis bahan mata pahat pada mesin CNC terhadap
kehalusan permukaan benda kerja. Semakin keras bahan mata pahat yang
digunakan semakin tinggi tingkat kehalusan permukaan benda kerja.
Ada interaksi antara variasi kecepatan putar spindel dan penggunaan variasi
jenis bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda kerja.
commit to user 1. Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di bengkel mesin produksi Sukses Plasindo Surakarta
sebagai tempat pengerjaan bubut CNC dan Laboratorium teknik UNY sebagai
tempat pengukuran tingkat kehalusan.
2. Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan ……… sampai dengan …….. 2010,
adapun jadwal penelitian sebagai berikut:
Perijinan Penelitian : Minggu ke ………
Pelaksanaan Penelitian : Minggu ke ………
Analisis Data : Minggu ke ………
Penulisan Laporan : Minggu ke ………
B. Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan putar
spindle dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda kerja hasil
proses pembubutan permukaan dengan mesin CNC pada baja EMS 45. Untuk
mendapat kebenaran ilmiah maka pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini
adalah pendekatan eksperimen. Sugiyono (1994: 4) menyebutkan bahwa “Penelitian
dengan pendekatan eksperimen adalah suatu penelitian untuk berusaha mencari
pengaruh variabel tertentu terhadap variabel lain dalam kondisi yang terkontrol
secara ketat.
C. Populasi dan Sampel 1. Populasi Penelitian
Populasi menurut Suharsimi Arikunto (2002: 108), menyatakan bahwa
populasi adalah keseluruhan subyek penelitian. Populasi dalam penelitian ini adalah
enda kerja dari bahan EMS 45.
commit to user
2) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan sedang (1400 rpm)
3) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan tinggi (3200 rpm)
b. 6 spesimen dikerjakan dengan bahan mata pahat jenis karbida (Carbide): 1) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan rendah (50 rpm)
2) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan sedang (1400 rpm)
3) 2 buah specimen dikerjakan dengan kecepatan tinggi (3200 rpm)
3. Teknik Pengambilan Sampel
Dalam penelitian ini teknik pengambilan sampelnya menggunakan teknik
purposive sampling yaitu teknik pengambilan sampel dengan mengambil subyek bukan didasarkan atas strata random atau daerah tetapi atas adanya tujuan tertentu
saja (Suharsimi Arikunto, 1993: 113).
D. Teknik Pengumpulan Data
1. Identifikasi Variabel
Dalam penelitian ini akan dilakukan pengukuran kehalusan terhadap
keberadaan suatu variabel dengan instrument penelitian. Selanjutnya akan dilakukan
analisis untuk mencari hubungan antara variabel yang satu dengan variabel yang lain.
Sugiyono (1994: 20) menyebutkan “Variabel adalah suatu atribut atau sikap aspek
dari orang maupun obyek yang mempunyai variabel variasi tertentu yang ditetapkan
oleh peneliti untuk dipelajari dan ditarik kesimpulannya”.
Variabel yang ada dalam penelitian ini adalah:
a. Variabel Bebas
Variabel bebas adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai
aspek atau unsur, yang berfungsi mempengaruhi atau menentukan munculnya
variable terikat, munculnya atau adanya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak
commit to user
(3200 rpm). Kemudian untuk pahatnya digunakan jenis pahat aja kecepatan
tinggi (HSS) dan karbida (Carbide). b. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula
sejumlah aspek atau unsur didalamnya, yang berfungsi menerima atau
menyesuaikan diri dengan kondisi lain yang disebut variabel bebas, dengan kata
lain ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel
bebas.
Variabel terikat dalam penelitian ini adalah tingkat kehalusan permukaan.
c. Variabel Kontrol
Variabel kontrol adalah himpunan sejumlah gejala yang berbagai aspek atau
unsur didalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan agar variabel terikat
yang muncul bukan karena variabel lain. Tetapi benar-benar karena variabel
bebas tertentu. Adapun variabel kontrolnya sebagai berikut:
1) Bahan yang digunakan adalah bahan baja VCN 150
2) Mesin bubut CNC merek Heidenhain (Micron) jenis Training Unit 3) Alat ukur yang digunakan adalah surftest 211
4) Tebal pemakanan 1 mm
5) Pendinginan yang digunakan adalah coalant
6) Operator yang dipilih adalah pekerja bengkel sukses yang mengoperasikan
ubut CNC dalam pekerjaannya.
2. Instrumen Penelitian
commit to user
5) Alat ukur kehalusan surftest 211 dengan ketelitian 1µm mereka Mintoya
buatan Jepang.
b. Bahan Penelitian
Bahan penelitian yang digunakan adalah benda kerja baja EMS 45 dengan
ukuran diamater 25,4 mm dan panjang 80 mm. Dengan komposisi kimia :
Tabel
% Chemical Composition (approx) Mechanical Properties
C Mn Cr Mo Ni Ys Uts HB
0.45 0.8 - - - 340 640 190
c. Langkah Eksperimen
Setiap spesimen dilakukan pembubutan permukaan seanyak 2 kali, yaitu
pada bagian permukaan, dan sisi depan.
d. Peralatan
6) Mesin bubut CNC Heindenhain (Micron) 7) Alat potong
8) Mistar baja
9) Tool box
10)Alat ukur kehalusan surftest 211 dengan ketelitian 1µm mereka Mintoya
commit to user f. Langkah Eksperimen
Setiap spesimen dilakukan pembubutan permukaan seanyak 2 kali, yaitu
pada bagian permukaan, dan sisi depan.
3. Tahap Penelitian
Adapun bagan alir tahapan penelitian sebagai berikut:
Gambar 13. Diagram: Alir Tahapan Penelitian
4. Desain Eksperimen
“Desain eksperimen adalah suatu rancangan percobaan (dengan tiap langkah
tindakan teridentifikasikan) sedemikian rupa sehingga infromasi yang berhubungan Bahan Mata Pahat Jenis
HSS
Bahan Mata Pahat Jenis Karbida
commit to user
dikombinasikan dalam eksperimen tersebut, pada penelitian ini terdapat dua variabel
bebas yang kemudian pada desain eksperimen ini disebut faktor. Faktor pertama
mempunyai 3 taraf, meliputi variasi kecepatan putar spindel (rendah, sednag, tinggi).
Sedangkan faktor kedua terdiri 2 taraf yaitu pemakaian jenis bahan pahat antara lain
pahat jenis baja kecepatan tinggi (HSS) dan karb ida (carbide). Sehingga pada desain eksperimen faktorial 3 x 2 ini akan diperoleh data sebanyak 30 data.
Kombinasi perlakuan dengan mengkombinasikan masing-masing taraf pada
faktor A dengan taraf-taraf pada faktor B. Faktor A terdiri dari 3 taraf (variasi
kecepatan putar spindel) yaitu kecepatan putar rendah (sudut 30o), kecepatan putar
sedang, kecapatan putar tinggi. Sedangkan faktor B terdiri dari 2 taraf yaitu
pemakaian pahat jenis baja kecepatan tinggi (HSS) dan Karbida (Carbide).
Tabel 6. Desain Eksperimen Faktorial Pengaruh Variasi Kecapatan Putar Spindel dan Variasi Jenis Bahan Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Benda Kerja pada Mesin CNC TU-2A
commit to user
(Sumber: Sudjana, 1989: 17)
E. Teknik Analisis Data
Dalam penelitian ini, untuk menganalisis data digunakan analisis variasi
(Anava) dua jalan. Namun sebelumnya terlebih dahulu dilakukan uji persyaratan
analisis yaitu uji normalitas dan uji homogenitas.
1. Uji Persyaratan Analisis Data
commit to user 1) Tentukan hipotesis
H0 = sampel berasal dari populasi berdistribusi normal
H1 = sampel tidak berasal dari populasi berdistribusi normal
2) Tentukan taraf nyata α = 0,01
3) Menentukan harga SD dengan rumus:
SD2 =
5) Statistik uji yang digunakan L = maks [F(Zi) – S(Zi)]
Dengan F(Zi) = P (Z<Zi) : Z – N (0,1)
Untuk menguji persyaratan homogenitas digunakan Uji Bartlet. Adapun prosedur yang harus ditempuh adalah sebagai berikut:
1) Tentukan Hipotesis
H0 = S12 = S22 .... = Sk2 ; H1
2) Tentukan taraf nyata α = 0,01
3) Menentukan tabel Uji Bartlet
Tabel 7. Harga-harga yang diperlukan untuk Uji Bartlet
commit to user
Jumlah Σ(N1 – 1) Σ(1/N1-1) Σ(N1 – 1) Log Si2
4) Untuk uji Bartlet digunakan statistik Chi Kuadrat
χ2
5) Daerah kritik (Daerah penolakan Ho)
Ho ditolak apabila χ2≥χ2t {1-α} (k-1)
Ho diterima apabila χ2≤χ2t {1-α} (k-1)
2. Analisis Data
a. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan
Dalam penelitian ini untuk menguji hipotesis setelah diperoleh data dengan
metode eksperimen yang berdistribusi normal dan memiliki varian yang
homogen. Maka digunakan analisis varian dua jalan. Dengan langkah-langkah
pengujian sebagai berikut:
1) Menentukan hipotesis
a) Ho1 : σA2 = 0; Hi1 : ada salah satu perbedaan
b) Ho2 : σB2 = 0; Hi2 : ada salah satu perbedaan
c) Ho3 : σB2 = 0; Hi3 : ada salah satu perbedaan
2) Memilih taraf signifikan tertentu (α = 0,01)
3) Menetapkan krtieria pengujian, yaitu:
a) Ho1 diterima apabila F ≤ Fα (a – 1, ab (n – 1))
Ho1 ditolak apabila F ≥ Fα (a – 1, ab (n – 1))
b) Ho2 diterima apabila F ≤ Fα (b – 1, ab (n – 1))
commit to user
jumlah kuadrat (JK), derajat kebebasan (dk), mean kuadrat (KT), dan F
observasi adalah:
Jij0 = jumlah nilai pengamatan yang ada dalam taraf ke i faktor A dalam
taraf ke j faktor B
Ay = jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk semua taraf faktor A
commit to user
Jab = Jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk semua sel untuk daftar a x b.
= n
∑
ABy = Jumlah kuadrat-kuadrat untuk interaksi antara faktor A dan faktor B
= n
∑
Setelah perhitungan selesai, hasilnya dimasukkan ke dalam daftar anava
sebagai berikut:
Sumber Variasi Derajat
commit to user Ho2 dipakai statistik FB = KTB/KTE
Ho3 dipakai statistik FAB = KTAB/KTE
5) Menetapkan kesimpulan, taraf signifikansi 1%
FA ≥ Ft1 Æ Ho1 ditolak
FB ≥ Ft1 Æ Ho2 ditolak
FAB ≥ Ft1 Æ Ho3 ditolak
b. Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan
Komparasi ganda anava bertujuan untuk mengetahui rerata mana yang
berbeda atau rerata mana yang sama. Dalam penelitian ini, komparasi ganda yang
digunakan untuk tindak lanjut anava dua jalan adalah dengan memakai metode
Scheffe.
Langkah-langkah yang harus ditempuh pada metode Scheffe adalah sebagai berikut:
1) Mengidentifikasikan semua pasangan komparasi rataan yang ada.
2) Menentukan tingkat signifikansi α = 1%
3) Mencari nilai statistik uji F dengan menggunakan formula:
a. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar baris
F i – j =
(
)
b. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar kolom
commit to user
d. Uji Scheffe untuk komparasi rataan antar sel pada baris yang sama
F ij - ik =
(
)
4) Menentukan keputusan uji untuk masing-masing komparasi ganda.
5) Mengambil kesimpulan keputusan uji yang ada.
Keterangan :
Uji Scheffe yang digunakan pada penelitian ini adalak menggunakan uji Scheffe untuk komparasi rataan baris, komparasi rataan antar kolom, komparasi rataan antar sel pada kolom yang sama dan komparasi rataan antar
sel pada baris yang sama. Hal ini dilakukan untuk mencari nilai atau rerata sel
paling kecil untuk mengatahui tingkat kehalusan paling baik hasil
commit to user
BAB IV
HASIL PENELITIAN
A.Deskripsi Data
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang melibatkan dua
faktor yang disimbulkan dengan huruf A dan B. Hasil penelitian kehalusan
permukaan yang dilakukan dengan faktor A berupa variasi kecepatan putar
spindel (3200rpm, 140rpm, 50rpm) dan faktor B berupa jumlah variasi jenis mata
pahat (HSS dan karbida) dapat dideskripsikan data sebagai berikut:
Tabel 7. Data Hasil Pengukuran kehalusan permukaan Baja EMS 45 .
Faktor B (Variasi Jenis Pahat) jumlah rata-rata
Karbida HSS
Data hasil pengukuran tingkat kehalusan dalam Tabel 7 di atas diperoleh
dari besarnya kehalusan yang terukur pada surftest. Secara umum hasil
pengukuran tingkat kehalusan permukaan baja EMS 45 dapat dijelaskan pada
Tabel 8 sebagai berikut:
commit to user
40
Tabel 8. Hasil Rata-rata Pengukuran tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan baja EMS 45 dengan mesin CNC-TU2A
Variasi Kecepatan Putar
Spindel
Variasi Bahan Mata Pahat
Karbida HSS
akan menghasilkan kehalusan yang semakin besar dan kekasaran permukaan
semakin kecil, yaitu pada variasi bahan mata pahat karbida pada kecepatan putar
spindle 3200rpm senilai 2,110. Penggunaan tingkat kecepatan putar spindle kecil
dan bahan mata pahat HSS, akan menghasilkan kehalusan permukaan semakin
kecil dan kekasaran permukaan semakin besar, yaitu pada variasi bahan mata
pahat HSS dengan kecepatan putar spindle 50rpm senilai 0,880.
Histogram hasil pengujian kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan
dengan mesin CNC-TU2A dengan variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan
mata pahat
commit to user
Gambar 15. Grafi Hubungan Antara Kecepatan putar Spindel dan Bhan Mata Pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45
B. Uji Persyaratan Analisis
Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif, maka data yang diperoleh
sebelum dianalisis dengan uji analisis varian dua jalan dilakukan uji pendahuluan
atau uji prasyarat analisis yang meliputi uji normalitas dan uji homogenitas.
1. Uji Normalitas
Uji normalitas dipakai untuk menguji apakah data hasil penelitian yang
didapatkan mempunyai distribusi yang normal atau tidak. Uji normalitas
dilakukan dengan menggunakan uji normalitas Lilliefors, dengan taraf signifikansi 1%. Selanjutnya mencari harga Lmaks
[
F(zi)−S(zi)]
pada masing-masingkelompok perlakuan. Kemudian harga Lmaks untuk baris dikonsultasikan dengan harga LTabel yang didapatkan dalam tabel dengan N = 6 dan diperoleh LTabel sebesar 0,364 dan untuk kolom dikonsultasikan dengan harga LTabel yang didapatkan dalam tabel dengan N = 9 dan diperoleh LTabel sebesar 0,311. Hasil
commit to user
42
perhitungannya jika didapatkan harga Lmaks lebih kecil dari harga LTabel, maka data
berdistribusi normal. Keputusan uji normalitas dan data selengkapnya terdapat
dalam Tabel 9.
Tabel 9. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Lilliefors
Lmaks dari perlakuan tidak berada pada daerah kritik atau lebih kecil dari
LTabel, maka Ho masing-masing perlakuan diterima, jadi data hasil pengukuran
tingkat kehalusan permukaan benda verja hasil pembubutan denan mesin
CNC-TU2A dalam penelitian ini secara keseluruhan berasal dari populasi yang yang
berdistribusi normal.
2. Uji Homogenitas
Uji homogenitas digunakan untuk menguji kesamaan beberapa buah
rata-rata data. Penelitian ini menggunakan metode Bartlett untuk uji homogenitas dengan pengambilan kesimpulan dengan taraf signifikansi 1%. Untuk uji
homogenitas antar baris jika didapatkan harga X2Hitung lebih kecil dari haga X2Tabel [X2(0,99)(5) = 20,1], berarti data yang didapatkan berasal dari sampel yang homogen., sedangkan untuk uji homogenitas antar kolom jika didapatkan harga
X2Hitung lebih kecil dari harga X2Tabel [X2(0,99)(8) = 20,1], berarti data yang didapatkan berasal dari sampel yang homogen. Hasil uji homogenitas dengan
metode Bartlett terlihat dalam Tabel 10. Sumber
Perlakuan
Data Hasil Uji Keputusan
commit to user
Tabel 10. Hasil Uji Homogenitas dengan Metode Bartlett
Sumber Variasi X2Hitung X2Tabel (1-α)(k-1) Keputusan Uji faktor tersebut (baris dan kolom) berasal dari populasi yang homogen.
C. Pengujian Hipotesis
1. Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan
Metode untuk mengetahui ada atau tidaknya pengaruh variasi kecepatan
putar spindel dan bahan mata Pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan Baja
EMS 45 pada mesin CNC-TU2A, perlu dilakukan statu pengujian statistik. Uji
statistik yang digunakan hádala analisis variansi dua jalan. Hasil pengujian
analisis variansi dua jalan tersebut hádala sebagai indikator ada tidaknya pengaruh
variasi kecepatan putar spindel dan bahan mata Pahat.
Besarnya pengaruh masing-masing variabel dan interaksi antara kedua
variabel tersebut dapat ditunjukkan pada Tabel 11.
Tabel 11. Ringkasan Hasil Uji Hipotesis dengan Anava Dua Jalan.
commit to user
44
AB: Pengaruh bersama (interaksi) antara Variasi Kecepatan Putar Spindel dan
Variasi Bahan Mata Pahat.
Menurut rangkuman hasil uji F untuk anava dua jalan pada Tabel 11
diatas dapat diambil keputusan uji sebagai berikut:
a. Pengaruh Variasi Kecepatan Putar Spindel Terhadap Tingkat Kehalusan
Permukaan Hasil Pembubutan Baja EMS 45 (Fraktor A).
Tabel 11 menunjukan bahwa FObservasi = 30,07dan FTabel = 6,93 pada taraf signifikansi sehingga FObservasi > FTabel, dapat disimpulkan bahwa ada pengaruh variasi kecepatan putar spindel terhadap tingkat kehalusan permukaan benda kerja
hasil pembubutan baja EMS 45 dengan mesin CNC-TU2A dan hipotesis dapat
diterima.
Pengaruh Variasi Bahan Mata Pahat Terhadap Tingkat Kehalusan Permukaan
Hasil Pembubutan Baja EMS 45 (Faktor B).
Tabel 11 menunjukan bahwa FObservasi = 13,06dan FTabel = 9,33 pada taraf signifikansi sehingga FObservasi > FTabel, dapat disimpulkan bahwa ada pengaruh variasi bahan mata pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil
pembubutan dengan mesin CNC TU-2A dan hipotesis kedua dapat diterima.
Pengaruh Bersama (Interaksi) antara Variasi Kecepatan Putar Spindel dan Bahan
Mata Pahat Terhadap Kehalusan Permukaan Baja EMS 45 Pada Mesin CNC –
TU2A.
Tabel 11 menunjukan bahwa FObservasi = 7,42 dan FTabel = 6,93 pada taraf signifikansi sehingga FObservasi > FTabel, dapat disimpulkan ada pengaruh bersama (interaksi) Variasi Kecepatan Putar Spindel dan Bahan Mata Pahat Terhadap
Kehalusan Permukaan Baja EMS 45 Pada Mesin CNC –TU2A, jadi hipotesis
ketiga tidak diterima. Penggunaan kecepatan putar spindel dan bahan mata pahat
menghasilkan kehalusan yang semakin besar dan kekasaran permukaan semakin
kecil, yaitu pada variasi bahan mata pahat karbida pada kecepatan putar spindle
3200rpm senilai 2,110. Penggunaan tingkat kecepatan putar spindle kecil dan
bahan mata pahat HSS, akan menghasilkan kehalusan permukaan semakin kecil
dan kekasaran permukaan semakin besar, yaitu pada variasi bahan mata pahat
commit to user
2. Hasil Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan
Perbedaan reratanya agar diketahui secara jelas, maka setelah melakukan
analisis menggunakan analisis varian dua jalan, dilanjutkan dengan uji komparasi
ganda. Uji komparasi ganda setelah anava dua jalan manggunakan uji Scheffe.
Tabel 12. Hasil Komparasi Rataan Antar Baris.
Keterangan: Ada perbedaan jika FObs> (p-1)Fα;p-1;N-p
Tabel 13. Hasil Komparasi Rataan Antar Kolom.
Keterangan: Ada perbedaan jika FObs > (q-1)Fα;q-1;N-pq
Tabel 14. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Baris yang Sama.
No. Komparasi FObs (pq-1)Fα;pq-1;N-pq Kesimpulan
Keterangan: Ada perbedaan jika FObs> (pq-1)Fα;pq-1;N-pq
No. Komparasi FObs (p-1)Fα;p-1; N-pq Kesimpulan
1
commit to user
46
Tabel 15. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel pada Kolom yang Sama.
No
. Komparasi FObs (pq-1)Fα;pq-1;N-pq Kesimpulan
1
Berbeda signifikan
Berbeda tidak Signifikan
Berbeda Signifikan
Berbeda tidak signifikan
Keterangan: Ada perbedaan jika FObs> (pq-1)Fα;pq-1;N-pq
Hasil perhitungan uji Scheffe pasca anava menunjukkan bahwa rataan masing-masing hasil uji Scheffe antar baris dengan hasil semua H0 ditolak, ini berarti ada perbedaan yang sangat signifikan komparasi antar baris pada taraf signifikan
0,01. Uji Scheffe rataan antar kolom dengan hasil H0 ditolak, ini berarti menunjukkan ada perbedaan yang sangat signifikan antar kolom pada taraf signifikan 0,01.
D. Pembahasan Hasil Analisis Data
Analisis data berdasarkan hasil penelitian daya motor dapat dikemukakan
pembahasannya sebagai berikut:
1. Tabel 11 memperlihatkan bahwa pengaruh antara variasi kecepatan putar
spindel terhadap kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan baja
EMS 45 adalah FA lebih besar daripada FTabel pada taraf signifikansi 0,01, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa ada pengaruh yang signifikan antara
variasi kecepatan putar spindel terhadap kehalusan permukaan benda kerja
hasil pembubutan Baja EMS 45, hal ini karena perubahan kecepatan putar
spindel mengakibatkan putaran benda kerja juga berubah sesuai dengan
tingkat kecepatan putar spindel yang digunakan dan dapat mempengaruhi
commit to user
pembubutan. Kecepatan putar spindel yang tinggi akan menghasilkan
permukaan yang lebih halus bila dibandingkan dengan kecepatan rendah.
2. Tabel 11 memperlihatkan bahwa pengaruh variasi bahan mata pahat terhadap
tingkat kehalusan permukaan benda kerja hasil pembubutan Baja EMS 45
dengan mesin CNC-TU2A adalah FB pada taraf signifikansi 0,01, dapat ditarik
kesimpulan bahwa terdapat pengaruh yang sangat signifikan antara variasi
bahan mata pahat terhadap tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil
pembubutan dengan mesin CNC-TU2A. Pengaruh ini disebabkan perubahan
variasi bahan mata pahat mengakibatkan tingkat kekerasan bahan mata pahat
juga berubah. Perbedaan ini akan dapat mempengaruhi besarnya gesekan yang
terjadi akibat benda kerja dan pahat. Semakin keras bahan pahat yang
digunakan, akan menghasilkan permukaan yang lebih halus.
3. Tabel 11 memperlihatkan bahwa pengaruh bersama (interaksi) antara variasi
kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan
permukaan Baja EMS 45 adalah FAB lebih besar daripada FTabel pada taraf
signifikansi 0,01, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa ada interaksi antara
variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat terhadap
kehalusan permukaan baja EMS 45, hal ini karena perubahan variasi
kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat yang berbeda-beda
merupakan suatu interaksi yang baik agar dapat menentukan tingkat kehalusan
yang diinginkan, karena hasil akhir dari pengerjaan bahan dari pembubutan
yang dibutuhkan dalam setiap produksi adalah kerataan atau kehalusan
permukaan. Proses pembubutan dengan CNC-TU2A membutuhkan suatu
ketelitian dalam menentukan besar kecepatan putar spindel yang tepat dan
bahan mata pahat yang sesuai dengan bahan yang dibubut.
4. Komparasi ganda pasca anava yang dilakukan dengan menggunakan uji
Scheffe menunjukan bahwa tingkat kehalusan permukaan pada semua
perlakuan mempunyai perbedaan. Tabel 12 menunjukkan hasil komparasi
rataan antar baris (variasi kecepatan putar spindel) dari data eksperimen yang
telah dilakukan, dapat dilihat bahwa keseluruhan FObservasi lebih besar dari
commit to user
48
spindel berpengaruh terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45. Tabel 13
menunjukkan hasil komparasi rataan antar kolom (variasi bahan mata pahat)
dari data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa FObservasi lebih
besar dari kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada variasi bahan mata
pahat berpengaruh terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45. Tabel 14
menunjukkan hasil komparasi rataan antar sel dalam baris yang sama dari data
eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa sebagian besar FObservasi
lebih besar dari kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada sebagian besar
variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat bebeda
pengaruhnya terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45. Tabel 15
menunjukkan hasil komparasi rataan antar sel dalam kolom yang sama dari
data eksperimen yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa sebagian besar
FObservasi lebih besar dari kriteria uji sehingga disimpulkan bahwa pada
sebagian besar variasi kecepatan putar spindel dan variasi jenis bahan mata
pahat bebeda pengaruhnya terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil
pembubutan dengan mesin CNC-TU2A.
5. Tabel 8 yang merupakan rangkuman hasil penelitian tingkat kehalusan
permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A, dapat
dilihat tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 pada variasi kecepatan
putar spindel 50rpm dan bahan mata pahat HSS yang paling maksimal 2,110,
hal ini karena variasi kecepatan putar spindel dan variasi bahan mata pahat
yang berbeda-beda merupakan suatu interaksi yang baik agar dapat
menentukan tingkat kehalusan
6. Gambar 15 merupakan grafik pengaruh variasi keceptan putar spindel dan
variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan baja EMS 45. Grafik
tersebut dibuat berdasarkan data tingkat kehalusan permukaan benda kerja dari
hasil penelitian. Tingkat kehalusan permukaan yang paling rendah sebesar
0,880 saat perlakuan variasi kecepatan putar spindel 50rpm dan variasi bahan
mata pahat HSS, sedangkan tingkat kehalusan permukaan maksimal sebesar
2,110 ketika perlakuan variasi kecepatan putar spindel 3200rpm dan variasi
commit to user
pahat dan variasi kecepatan putar spindel akan mempengaruhi ketahanan dan
besarnya gesekan yang terjadi akibat benda kerja dan pahat waktu proses
commit to user
49
BAB V
SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN
A. Simpulan Penelitian
Hasil dari penelitian tingkat kehalusan permukaan Baja EMS 45 yang
dilakukan dan mengacu pada perumusan masalah, maka dapat disimpulkan
sebagai berikut:
1. Ada pengaruh yang signifikan variasi kecepatan putar spindel terhadap
kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan Mesin
CNC-TU2A, hal ini ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa
FObservasi = 30,07lebih besar dari FTabel = 6,93 (FObservasi > FTabel) pada taraf
signifikansi 1%. Semakin tinggi kecepatan putar spindel kehalusan semakin
meningkat.
2. Ada pengaruh yang signifikan variasi bahan mata pahat terhadap kehalusan
permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan dengan Mesin CNC-TU2A, hal ini
ditunjukkan pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa FObservasi =
13,06 lebih besar dari FTabel = 9,33 (FObservasi > FTabel) pada taraf signifikansi
1%.
3. Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan variasi kecepatan putar
spindel dan bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45
hasil pembubutan dengan mesin CNC-TU2A, hal ini ditunjukkan pada hasil
uji analisis data yang menyatakan bahwa FObservasi = 7,22 lebih besar dari FTabel
= 6,93 (FObservasi > FTabel) pada taraf signifikansi 1%.
commit to user
B. Implikasi
Hasil dari penelitian daya motor tersebut yang didukung oleh landasan
teori yang telah dikemukakan tentang variasi kecepatan putar spindel dan bahan
mata pahat terhadap kehalusan permukaan benda verja, dapat diterapkan ke dalam
beberapa implikasi sebagai berikut:
1. Implikasi teoritis
Penelitian ini menyelidiki pengaruh variasi keceptan putar spindel dan
bahan mata pahat terhadap kehalusan permukaan Baja EMS 45 hasil pembubutan
dengan mesin CNC-TU2A. Hasil penelitian ini dapat dijadikan dasar
pengembangan penelitian selanjutnya yang relevan sesuai dengan masalah yang
dibahas sebagai bukti dan pendukung teori yang telah dikemukakan sebelumnya
bahwa tingkat kehalusan permukaan salah satunya dipengaruhi oleh variasi
kecepatan putar spindel dan bahan mata pahat.
2. Implikasi praktis
Penelitian ini dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk mandapatkan
tingkat kehalusan benda kerja yang maksimal dengan variasi kecepatan putar
spindel dan bahan mata pahat, disamping itu digunakan untuk pertimbangan
perusahaan agar lebih mempertimbangkan bahan mata pahat dan kecepatan putar
spindel terhadap tingkat kehalusan permukaan pada proses pembubutan Baja EMS
45 dengan mesin CNC-TU2A.
C. Saran
Berdasarkan penelitian yang diperoleh dan implikasi yang ditimbulkan,
dapat disampaikan saran sebagai berikut :
1. Untuk penelitian selanjutnya yang sejenis sangat baik kalau dianalisa
faktore-faktor atau variabel-variabel lain yang mempengaruhi tingkat
kehalusan permukaan pada proses pembubutan baja EMS 45 dengan
commit to user
51
2. Untuk menghasilkan tingkat kehalusan permukaan yang paling tinggi
dapat dilakukan dengan memilih kecepatan putar spindel 3200rpm dan
bahan mata pahat karbida. Sebagai bahan pertimbangan dalam proses
produksi.
3. Penelitian ini diharapkan sebagai langkah awal bagi peneliti lain yang
akan mengadakan penelitian yan grelevan di masa mendatang, diharapkan
penelitian ini dijadikan bahan masukan dan pertimbangan dalam
