PENGARUH SUDUT POTONG TERHADAP GETARAN PAHAT DAN KEKASARAN PERMUKAAN PADA PROSES BUBUT MILD STEEL BAJA ST37
Riri Sadiana1)
1)Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam 45 E-mail: riri.sadiana@gmail.com
Fatimah Dian Ekawati2), Aep Surahto3), Rizki Yasin Fadilah4)
2, 3, 4)
Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam 45
Abstrak
Menentukan sudut potong pada proses bubut untuck menghasilkan kekasaran permukaan dan getaran pahat yang optimal pada proses bubut mild steel Baja ST 37. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaturan sudut potong yang tepat pada proses bubut, sehingga dapat meminimumkan kekasaran permukaan dan getaran pada pahat dalam proses bubut mild steel Baja ST 37. Melalui metode eksperimen dengan sampel sebanyak 9 spesimen, dengan parameter kecepatan gerak makan 0.2 mm/rev, kedalaman pemotongan 1 mm, putaran mesin 800 rpm, dan variasi sudut potong 650, 750, dan 850 diperoleh hasil bahwa pengaturan sudut potong yang dipilih, meskipun semakin besar nilai sudut potong yang dipilih (untuk rentang 650 -850) maka akan semakin kecil nilai permukaan kekasaran yang diperoleh dari suatu proses bubut baja ST37 dengan parameter yang telah ditetapkan, pemilihan sudut potong 750 akan menghasilkan nilai rata-rata getaran terkecil, nilai kecepatan getaran yang diperoleh juga cenderung stabil.
Kata Kunci: Sudut Potong, Baja ST 37, Getaran
Abstract
The motivation for this study was to determine the importance of the cutting angle during turning for optimal surface roughness and tool vibration during turning of mild steel ST-37. ST-37 Tool Vibration During Light Turning. Through the experimental program of 9 samples, the feed rate is 0.2mm/rev, the cutting depth is 1mm, the motor speed is 800rpm, and the cutting angle is changed to 650, 750 and 850. The result is that the selected cutting angle setting, although the selected cutting the larger the angle value (range 650-850), the smaller the surface roughness value obtained by the ST37 steel turning process with predefined parameters, the choice of angle cutting 750 is the average value of the smallest vibration, and the obtained value of vibration speed n also tends to be stable.
Keywords: Angle of Cut, Steel ST 37, Vibration
PENDAHULUAN
Dalam dunia manufaktur, proses pemesinan seperti yang kita ketahui adalah proses produksi yang menggunakan mesin perkakas dan menggunakan Gerakan relative antara pahat dan benda kerja untuk menghasilkan hasil yang diinginkan. Biasanya yang digunakan untuk industri pembuatan proses adalah mesin bubut.
Hal yang menjadi unik dalam penelitian ini adalah dengan melihat parameter sudut potong, dari pemaparan beberapa peneliti tersebut, parameter sudut potong diabaikan, padahal sudut potong memiliki pengaruh terhadap getaran dan tingkat kekasaran baja ST 37 pada proses pemesinan. Berdasarkan hal-hal yang telah dipaparkan, perlu dilakukan penelitian tentang pengaruh sudut potong pada proses bubut untuk menghasilkan kekasaran permukaan dan getaran pahat yang optimal. Dalam penelitian ini akan dilakukan penelitian tentang pengaruh sudut potong terhadap getaran pahat dan kekasaran permukaan pada proses bubut mild steel ST37.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh sudut potong terhadap getaran pahat dan kekasaran permukaan pada proses bubut mild steel baja ST 37, dan untuk mengetahui pengaturan sudut potong yang tepat pada proses bubut, sehingga dapat meminimumkan kekasaran permukaan dan getaran pada pahat.
Mesin bubut adalah sebuah mesin perkakas yang proses pengoperasiannya adalah dengan pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara transpalasi sejajar dengan sumbu putar benda kerja.
Proses pemesinan pada mesin bubut adalah terjadinya gerak relative antara pahat dan benda kerja yang akan menghasilkan variasi chip yang berakibatkan pada perubahan gaya, sehingga amplitude getaran terus membesar dengan cepat. Amplitude yang membesar akan menimbulkan suara yang melengking yang berasal dari pahat yang memotong benda kerja.
METODE
Metode yang digunakan dalam penetian ini adalah metode eksperimental, yaitu metode yang digunakan untuk menguji dengan menambahkan beberapa perlakuan variasi, sehingga nanti akan di dapatkan nilai kekasaran permukaan benda kerja dan getaran pahat setiap penambahan variable yang diujikan.
Metode pengujian getaran, alat yang digunakan untuk mendeteksi getaran pada pahat vibration meter. Alat ini dapat diartikan sebagai sebuah perangkat atau alat yang digunakan untuk mengukur gerakan bolak – balik dari komponen mekanik dari suatu mesin sebagai reaksi dari gaya dalam (gaya yang dihasilkan oleh mesin tersebut) maupun gaya luar (gaya yang yang berasal dari luar atau sekitar mesin). Vibration meter akan diletakkan pada pahat yang digunakan pada proses pembubutan. Sedangkan untuk pengujian kekasaran, Alat yang digunakan untuk mengukur kekasaran permukaan benda kerja hasil proses pemesinan adalah Roughness Surface Tester. Langkah pengujian kekasarannya adalah dengan cara benda kerja hasil proses pembubutan dikunci pada tempat penyangga atau ragum. Posisikan benda kerja dengan arah horizontal mengikuti pergerakan stylus. Posisikan stylus sampai menyentuh permukaan benda kerja yang akan diukur kekasarannya dan memposisikan pick holder sejajar dengan permukaan benda kerja.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil
Sebelum melakukan pengujian getaran dengan variasi terhadap sudut potong yang telah ditentukan, terlebih dahulu dibuat spesimen pengujian dan mengikuti prosedur proses bubut. Pengujian dilakukan dengan menggunakan vibration meter diperoleh hasil yang terlihat seperti pada tabel 1. Pengujian dilakukan dengan parameter kecepatan gera makan 0.2 mm/rev, kedalaman pemotongan 1mm dan putaran mesin 800 rpm.
Tabel 1. Hasil Pengujian Getaran Sudut Potong Kecepatan Getaran (mm/s)
1 2 3
22.7 21.4 28.9
01.2 01.2 01.3
01.4 04.2 00.8
Hasil tabel 1 menunjukan bahwa besarnya nilai kecepatan getaran pada sudut potong 650 memiliki nilai kecepatan getaran yang tertinggi dalam rentang 21 mm/s hingga 29 mm/s dan dengan nilai rata-rata kecepatan getaran untuk sudut 650 adalah 24,33 mm/s. Untuk sudut 750 nilai kecepatan getaran yang diperoleh berada dalam kondisi cenderung statis di kecepatan getaran 01 mm/s dengan nilai rata-rata kecepatan getar sebesar 01,23. Namun pada sudut potong 850, nilai kecepatan getaran yang diperoleh berada dalam rentang 01 mm/s hingga 04 mm/s dengan nilai nilai rata-rata kecepatan getaran 2,12 mm/s.
Hasil pengujian kekasaran permukaan, Setelah melakukan proses pengujian getaran, langkah selanjutnya adalah melakukan pengujian kekasaran permukaan. Pengujian dengan menggunakan spesifikasi parameter terlihat pada tabel 2.
Kegiatan pengujian kekasaran permukaan mengikuti prosedur dengan menggunakan surface roughness.
Tabel 2. Kondisi dan Parameter Pengujian Surface Roughness
No. Item Kondisi
1 Standar Pengujian JIS 1994
2 Sampel Uji Lihat Tabel Hasil Pengujian Sampel 3 Jumlah Pengukuran 9 x @3 pengukuran
4 Kondisi Ruangan Uji Temperatur:
Kelembaban:
5 Parameter Uji Filter GAUSS
NONE
Number of sampling 3
Tr versal speed 0.75 mm/s Measurmement range AUTO 6 Alat Uji Mitutoyo SJ-210 retracting type
Hasil pengujian kekasaran permukaan material baja ST 37 terlihat pada tabel 3 dengan tingkat kekasaran ( ) dan sebanyak 9 sampel dengan parameter kecepatan gerak makan 0.2 mm/rev, kedalaman pemotongan 1 mm dan putaran mesin 800 rpm. Nomor sampel 1 sampai 3 merupakan indeks untuk sudut potong 650, nomor sampel 4 sampai 6 merupakan indeks untuk sudut potong 750, dan nomor sampel 7 sampai 9 merupakan indeks untuk sudut potong 950.
Tabel 3. Hasil Pengujian Sampel dengan Material ST 37
No. Sampel
1 10.214 12.091 12.330
2 16.540 14.282 13.634
3 11.052 10.828 10.908
4 11.626 11.382 10.452
5 14.242 12.162 14.534
6 15.578 14.722 16.018
7 8.405 7.755 7.389
8 9.115 8.924 9.257
9 9.021 9.414 9.389
Hasil pada tabel 3 mengenai keksaran permukaan baja ST37 memperlihatkan gambaran bahwa rentang kekasaran permukan secara keseluruhan berada pada rentang 7 hingga 16 . Nilai minimum terdapat pada sampel 7 dengan nilai kekasaran permukaan sebesar 7.389 dan nilai maksimum terdapat pada sampel 2 dengan nilai kekasaran sebesar 16.540
Pembahasan
Pengaruh sudut potong terhadap getaran, Untuk melihat pengaruh sudut potong terhadap getaran pahat dengan parameter kecepatan gerak makan 0.2 mm/rev, kedalaman pemotongan 1 mm, putaran mesin 800 rpm, dan variasi sudut potong 650, 750, dan 850 dalam proses bubut baja ST 37 secara sederhana Kembali diperlihatkan pada gambar 1.
Gambar 1. Grafik Getaran dan Variasi Sudut Potong Baja ST 37
Gambar 1 memperlihatkan bahwa kecepatan getaran pada sudut 750 cenderung stabil dan memiliki nilai kecepatan getaran terkecil dan cenderung stabil jika dibandingkan dengan variasi sudut 650 dan sudut 850. Jika dirata- ratakan nilai kecepatan getaran pada hasil tersebut, maka terlihat pada gambar 2.
Gambar 2. Hubungan Antara Variasi Sudut Potong dan Getaran Baja ST 37
Secara deskriptif, gambar 2 menunjukan hasil bahwa variasi sudut potong terhadap getaran pahat memiliki pengaruh.
Namun demikian, belum adanya formulasi yang dapat dinyatakan secara formal bahwa pengaruh tersebut memiliki hubunga berbanding lurus atau berbanding terbalik. Karenanya, perlu ada pengkajian secara lebih mendalam untuk melihat hubungan tersebut, dan upaya ini dapat dilakukan dengan melihat perilaku yang terjadi pada setiap
Nilai rata-rata getaran dalam sudut 750 dengan nilai 1,23 mm/s merupakan nilai yang dapat dijadikan rujukan atau acuan untuk melakukan proses pembubutan pada baja ST37 dengan parameter kecepatan gerak makan 0.2 mm/rev, kedalaman pemotongan 1 mm, putaran mesin 800 rpm. Selain perolehan nilai rata-rata terkecil, nilai kecepatan getaran yang diperoleh juga cenderung stabil seperti yang telah disampaikan di atas. Hal ini menekankan bahwa dalam upaya penetapan sudut potong, pemilihan sudut potong 750 dapat dijadikan alternatif untuk memperoleh nilai getran yang minimal.
Pengaruh sudut potong terhadap kekasaran baja ST37 setelah melalui proses bubut dengan parameter kecepatan gerak makan 0.2 mm/rev, kedalaman pemotongan 1 mm, putaran mesin 800 rpm, dan variasi sudut potong 650, 750, dan 850 secara sederhana Kembali diperlihatkan pada gambar 3.
Gambar 3. Hubungan Antara Sudut Potong dan Permukaan Kekasaran
Gambar 3 dengan keterangan trand ploting yang digambarkan menunjukan adanya hubungan dalam bentuk pengaruh yang dapat diformulasikan bahwa semakin besar nilai sudut ptong yang dipilih (untuk rentang 650-850) maka akan semakin kecil nilai permukaan kekasaran yang diperoleh dari suatu proses bubut baja ST37 dengan parameter yang telah ditetapkan.
Namun demikian, semakin besarnya nilai sudut potong yang ditetapkan harus diimbangi dengan nilai getaran yang dihasilkan, hal ini mengingat bahwa nilai getran yang dihasilkan tidak memiliki formulasi hubungan yang sama, artinya perlu ada pemilihan nilai sudut yang tepat untuk menghasilkan nilai getaran yang kecil dan permukaan kekasaran yang diinginkan.
Pengaturan sudut potong yang tepat sangat bergantung pada nilai kekasaran permukaan yang diharapkan dan getaran yang ditimbulkan dalam proses bubut baja ST37. Untuk penetapan parameter kecepatan gerak makan 0.2 mm/rev, kedalaman pemotongan 1 mm, putaran mesin 800 rpm, dan variasi sudut potong 650, 750, dan 850. Maka pengaturan dapat dipilih pada sudut potong 750.
Meskipun semakin besar nilai sudut ptong yang dipilih (untuk rentang 650-850) maka akan semakin kecil nilai permukaan kekasaran yang diperoleh dari suatu proses bubut baja ST37 dengan parameter yang telah ditetapkan, pemilihan sudut potong 750 akan menghasilkan nilai rata-rata getaran terkecil, nilai kecepatan getaran yang diperoleh juga cenderung stabil.
PENUTUP Simpulan
Besarnya nilai kecepatan getaran pada sudut potong 650 memiliki nilai kecepatan getaran yang tertinggi dalam rentang 21 mm/s hingga 29 mm/s dan dengan nilai rata-rata kecepatan getaran untuk sudut 650 adalah 24,33 mm/s.
Untuk sudut 750 nilai kecepatan getaran yang diperoleh berada dalam kondisi cenderung statis di kecepatan getaran 01 mm/s dengan nilai rata-rata kecepatan getar sebesar 01,23. Namun pada sudut potong 850, nilai kecepatan getaran yang diperoleh berada dalam rentang 01 mm/s hingga 04 mm/s dengan nilai nilai rata-rata kecepatan getaran 2,12 mm/s.
Rentang kekasaran permukan secara keseluruhan berada pada rentang 7 hingga 16 . Nilai minimum terdapat pada sampel 7 (sudut 750) dengan nilai kekasaran permukaan sebesar 7.389 dan nilai maksimum terdapat pada sampel 2 dengan nilai kekasaran sebesar 16.540 . Pengaturan sudut potong yang dipilih, meskipun semakin besar nilai sudut ptong yang dipilih (untuk rentang 650-850) maka akan semakin kecil nilai permukaan kekasaran yang
diperoleh dari suatu proses bubut baja ST37 dengan parameter yang telah ditetapkan, pemilihan sudut potong 750 akan menghasilkan nilai rata-rata getaran terkecil, nilai kecepatan getaran yang diperoleh juga cenderung stabil.
Saran
Berdasarkan kesimpulan yang telah disampaikan sebelumnya, saran yang dapat diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut, Membuat Jig pemegang alat ukut getaran untuk meningkatkan kepresisian dalam pengukuran getaran. Pada setiap pengujian disarankan menggunakan mata pahat dalam kondisi baik atau baru untuk mendapatkan hasil pengujian yang maksimal. Sebelum melakukan pengujian kekasaran permukaan, pastikan permukaan benda uji disimpan pada tempat dan posisi yang baik.
DAFTAR PUSTAKA
Asmed, & Mura, Y. (2010). Pengaruh Parameter Pemotongan Terhadap Kekasaran Permukaan Pada Proses Bubut Baja Aisi. 1.
Hadimi. (2008). Pengaruh Perubahan Kecepatan Pemakanan terhadap Kekasaran Permukaan Pada Proses Pembubutan.
Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, 11(1), 18–28.
Munadi, S. (2017). Pengukuran Kekasaran Permukaan. Panduan Pengajar Buku Dasar-Dasar Metrologi Industri, 1–
25.
Nasution, M., & Nasution, R. H. (2020). Analisa Kekerasan Dan Struktur Mikro Baja Aisi 1020 Terhadap Perlakuan Carburizing Dengan Arang Batok Kelapa. Buletin Utama Teknik, 15(2), 165–173.
Rukma, A., Rasyid, A. R., & Irfan, A. M. (2021). Analisis Getaran Mesin Bubut Emco Maximat V13 akibat Variasi Putaran Mesin dan Kedalaman Pemakanan Pada Proses Bubut Rata Baja ST 42. volume 22, 1–12.
Saputra, E. D., & Wulandari, D. (2017). Perbandingan Tingkat Kekasaran dan Getaran Pahat pada Pemotongan Orthogonal dan Oblique Akibat Sudut Potong Pahat. Jtm, 5(2), 99–106.
