21
PENGARUH VARIASI KEDALAMAN POTONG DAN KECEPATAN SPINDEL MESIN BUBUT CH- 530x1100 TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN
PADA BAJA ST 37
Muhammad Iqbal Mubarok¹, Basuki2
1,2
Prodi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Hasyim Asy’ari Email: Iqbalmubarok893@gmail.com
ABSTRAK
Pengujian tingkat kekasaran merupakan salah satu cara untuk mengetahui pengaruh variasi potong dan kecepatan putar mesin bubut terhadap tingkat kekasaran yang terjadi pada benda baja ST 37. Penelitian ini menggunakan metode penelitian eksperimen, dengan tujuan mengetahui sebab akibat berdasarkan perlakuan yang diberikan. Pada penelitian ini menggunakan pahat HSS rapid extra 1200 ukuran 3/8x4 Bohler, material benda kerja menggunakan Baja ST 37 dengan beberapa variasi putaran spindel 52 rpm, 330 rpm, 950 rpm dan kedalaman potong 1mm, 1,5 mm, 2mm. Masing-masing spesimen dilakukan pengulangan pengujian sebanyak 3 kali, setelah dilakukan pembubutan selanjutnya di uji nilai kekasarannya menggunakan Surface Rougness tester, kemudian akan muncul nilai kekasaran. Lalu data yang telah diperoleh dari pengujian akan disajikan kedalam bentuk tabel atau grafik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan nilai kekasaran, dimana nilai kekasaran yang paling tinggi diperoleh pada variasi kedalaman potong 1 mm dengan kecepatan putar mesin bubut 52 rpm memperoleh nilai kekasaran 9,11 µm. Kemudian nilai kekasaran yang rendah menggunakan variasi kedalaman potong 2 mm dengan kecepatan putar mesin bubut 950 rpm menghasilkan nilai kekasaran 3,28 µm. Jadi terdapat pengaruh yang sangat signifikan saat menggunakan variasi kedalaman potong yang rendah. Kemudian Terdapat pengaruh yang sangat besar saat pengujian menggunakan variasi kedalaman potong 1 mm dan kecepatan putar mesin bubut 52 rpm, mendapatkan nilai kekasaran yang sangat tinggi yakni 9,11 µm. Begitu sebalikmya jika menggunakan variasi kedalaman potong yang tinggi yakni 1,5 mm dan kecepatan putar mesin bubut yang tinggi 950 rpm akan menghasilkan nilai kekasaran 2,98 µm. Kesimpulan penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan kecepatan 950 rpm dengan kedalaman potong 1,5 mm memperoleh nilai kekasaran yang rendah yakni 2,98 µm.
Kata Kunci: Kedalaman potong, kecepatan spindel, kekasaran permukaan, baja ST 37.
ABSTRACT
Testing the level of roughness is one way to determine the effect of variations in the cutting and rotating speed of the machine on the level of roughness that occurs in ST 37 steel objects. This study uses experimental research methods, to know because it is based on the treatment given. In this study, using an HSS rapid extra 1200 chisel with a size of 3/8x4 Bohler, the workpiece material uses Steel ST 37 with several variations of spindle rotation at 52 rpm, 330 rpm, 950 rpm, and a depth of cut 1mm, 1.5 mm, 2mm. Each species is repeated 3 times, after turning, the roughness value is tested using a Surface Roughness tester, then the roughness of the data in the test will determine whether the results are appropriate or not. Then the data that has been obtained will be in the form of tables or graphs. There are differences in roughness values where the highest roughness value is obtained at a depth of cut variation of 1 mm with a lathe rotation speed of 52 rpm to obtain a roughness value of 9.11 m. Then a low roughness value using a 2 mm depth of cut variation with a lathe rotation speed of 950 rpm produces a roughness value of 3.28 m. So there is a very significant effect when using low variations in depth of cut. Then there is a very large effect when testing using a depth of cut variation of 1 mm and a lathe rotation speed of 52 rpm, getting a very high roughness value of 9.11 m. On the other hand, if you
22
use a high depth of cut variation of 1.5 mm and a high turning speed of 950 rpm, the roughness value of 2.98 m is used.
Keywords: Depth of cut, spindle speed, surface roughness, ST 37 steel.
PENDAHULUAN
Teknologi di Indonesia mengalami perkembangan yang sangat cepat. Salah satunya adalah perkembangan teknologi di bidang industri. Ada beberapa hal yang berpengaruh dalam bidang industri, salah satunya adalah mesin perkakas.
Jenis mesin perkakas bervariasi seperti ,mesin bubut, mesin bor, mesin frais, mesin gerinda, dan mesin sekrap. Seiring meningkatnya perkembangan industri manufaktur di Indonesia, penggunaan mesin bubut semakin luas, hampir semua proses manufaktur menggunakan mesin bubut, produk yang dihasilkan sangat baik, meningkatkan kualitas, kecepatan kerja, meminimalkan biaya produksi, serta ramah lingkungan selalu menjadi target semua industri.
Pembubutan merupakan proses pengurangan atau pembuangan beberapa material dalam bentuk geram yang diakibatkan oleh gerak relaktif pahat pada benda kerja dengan cara melakukan pengaturan pada spindel yang mengakibatkan pahat bekerja secara translasi. (Sutrisna dkk, (2017). Pahat adalah alat yang memiliki peranan penting pada mesin bubut karena pahat berfungsi sebagai pemotong logam. Pahat yang baik memiliki beberapa kriteria, beberapa diantaranya adalah tahan aus, tahan sifat mekanis, dan memiliki bahan yang lebih keras daripada benda kerja. Jenis material pahat sangat bervariasi, misalnya baja karbon, HSS (High Speed Streel) karbida, paduan cor nonfero, keramik, CBN (Cubic Boron Nitrides), dan intan. Jenis material pahat berpengaruh pada tingkat kehalusan permukaan benda kerja. Hasil yang diharapkan pada setiap praktiknya adalah permukaan benda kerja yang halus. Namun, pada kenyataannya, tidak setiap praktik menghasilkan komponen yang halus. Hal tersebut dapat terjadi karena mesin yang digunakan dan operator (manusia). Kemajuan teknologi yang terus berkembang mampu membuat alat dengan hasil permukaan komponen kehalusan yang sesuai dengan standart produksi yang sudah di tetapkan oleh peneliti sebelumnya.
KAJUAN PUSTAKA Mesin Bubut
Suatu mesin yang memiliki kegunaan pada saat melakukan pemotongan benda kerja dengan dilakukan penyatan pada benda kerja sesuai yang diinginkan, saat akan melakukan penyayatan mata pahat dan benda kerja harus sejajar dan digerakan
secara translasi. Mesin bubut sendiri sangat dibutuhkan pada seluruh perindustrian sehingga populasinya terbesar di dunia, dibanding dengan mesin perkakas yang lain, seperti mesin sekrap, mesin freis, dan mesin drill (Chairul Saiful, dkk, 2020). Saat menggunakan mesin bubut kita dapat mengerjakan berbagai macam kebutuhan yang berhubungan dengan logam seperti:
•Membuat bubut rata
•Bubut bertingkat
•Bubut berlubang
•Bubut ulir luar dan bubut ulir dalam
•Bubut champer
•Bubut tirus, dan pembubutan lainnya.
Kekasaran Permukaan
Salah satu penyimpangan dikarenakan suatu kondisi pemotongan saat proses permesinan.
Kemudian permukaan ialah batas pemisah antara benda padat yang ada disekelilingnya.
Karakteristik permukaan dapat dinyatakan dengan jelas misalnya berkaitan dengan ketahanan, pelumasan, gesekan, dan keausan. Ada beberapa faktor yang bisa mempengaruhi, seperti faktor dari mesin itu sendiri dan faktor manusia (operator) . Jika ingin mendapatkan hasil dari nilai kekasaran suatu permukaan, harus menentukan profil permukaan terlebih dahulu, sensor peraba pada suatu alat ukur akan bergerak mengikuti profil permukaan tersebut, sehingga sensor akan langsung membaca panjang sampel permukaan tersebut dan sekaligus sensor juga akan langsung berhenti secara otomatis kemudian menghasilkan nilai kekasaran permukaan. Ada 2 jenis kekasaran permukaan :
a. Ideal Surface Roughness : Kekasaran yang ideal, diperoleh saat melakukan proses permesinan. B
b. Natural Surface Roughness : Kekasaran yang diperoleh dari proses permesinan.
Surface Roughness Tester
Pada dasarnya material mempunyai tingkat kekasaran yang bebeda-beda tergantung saat proses produksi dan fungsinya. Setiap industri harus mengetahui semua detail material dan spesifikasi yang akan digunakan mulai dari ketebalan, ukuran, tingkat kekasarannya, dan bentuk. Secara definisi yang digunakan ISO 1302- 1978, roughness atau kekasaran yaitu penyimpangan rata-rata aritmetik dari garis rata- rata profil, nilai kekasaran dibuat dalam
23
Roughness Average (Ra) dan tingkat kekasarannya sendiri dinyatakan oleh Rz. Prinsip kerja nya yaitu sensor transducer kemudian data diterima lalu diolah oleh microprocessor kemudian akan keluar nilai dari pengukuran pada layar monitor. Pada pengukuran ini bisa diapplikasikan untuk macam-macam posisi yakni:datar, vertikal, dan horizontal.
METODE Jenis Penelitian
Desain penelitian yaitu sebuah susunan atau rancangan dari seorang peneliti dengan tujuan untuk menjawab rumusan masalah atau pertanyaan penelitian. Pada penelitian ini digunakan penelitian jenis kuantitatif yakni suatu jenis penelitian dengan menggunakan prosedur statistik untuk menghasilkan penemuan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kekasaran pada suatu benda kerja dengan menggunakan variasi kedalaman potong dan kecepatan putar mesin bubut. Hasil yang didapat dalam penelitian ini adalah data pengujian dari variasi kedalaman dan juga kecepatan putar spindel mesin bubut. Penelian ini menggunakan alat ukur Surface Roughnees untuk mengetahui tingkat kekasaran benda kerja.
Alat dan Bahan 1. Mesin Bubut 2. Baja ST 37 3. Pahat HSS
4. Surface Rougness Tester 5. Jangka Sorong
6. Mesin Gergaji Duduk Diagram Alir Penelitian
Gambar 1 Diagrami Aliri Penelitian Prosedur Penelitian
Langkah-langkah yang diambil saat penelitian yaitu:
Proses pembubutan:
1. Memotong benda kerja di mesin gergaji duduk sesuai prosedur yang diinginkan, Panjang 80mm, diameter 25mm.
2. Pemasangan benda kerja pada chuck mesin bubut.
3. Mensetting mesin bubut dengan kecepatan spindel 52 Rpm, 330 Rpm, 950 Rpm dan kedalaman potong 1mm, 1,5mm, 2mm.
4. Masing-masing spesimen dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali.
Proses pengukuran kekasaran permukaan:
1. Persiapan benda kerja yang akan diuji dan penomoran agar tidak keliru.
2. Tekan tombol power pada roughnees tester sampai keluar angka nol (0) pada monitor.
3. Tempelkan sensor diatas material dan diamkan sampai proses selesai.
4. Pengambilan data, diperhatikan kerataan dan posisi benda uji, masing-masing dilakukan 3 kali.
5. Nantinya akan keluar nilai dari pengukuran pada monitor, hasil yang didapat bisa dicetak dengan printer yang ada pada alat ukur.
Variabel Penelitian
Variabel penelitian merupakan suatu hal dalam bentuk apapun yang telah ditetapkan peneliti agar dapat dipelajari dengan tujuan untuk memperoleh informasi tentang penelian yang dilakukan sehingga dapat ditarik kesimpulan (Liana,2009). Penelitian ini menggunakan 3 variabel.
1. Variabel bebas
Variabel ini berpengaruh terhadap timbulnya variabel terikat. Variabel bebas yang ditetapkan oleh peneliti adalah yaitu kecepatan putar spindle dan kedalaman potong.
2. Variabel terikat
Variabel ini bergantung pada variabel bebas. Variabel Terikat pada penelitian ini yaitu besarnya nilai kekasaran permukaan benda kerja (Ra).
3. Variabel Terkontrol
Variabel yang dibatasi atau tidak berpengaruh pada gejala yang dilakukan penelitian. Dalam penelitian ini variabel terkontrolnya adalah menggunakan baja ST 37, 2 pahat HSS, mesin bubut tipe CH- 530×1100, media pendingin ruangan dan sudut pahat bubut pada tool post.
Teknik Pengumpulan Data
24
Pengumpulan data merupakan proses pengumpulan karakteristik dari subjek yang digunakan pada penelitian. Tujuan dari pengumpulan data adalah untuk mendapatkan nilai atau hasil yang digunakan pada penelitian.Data tersebut digunakan sebagai sumber untuk dilakukan analisis dan kesimpulan pada penelitian. Metode yang digunakan metode eksperimental, dengan melakukan suatu percobaan langsung dengan tujuan mendapatkan data hasil penelitian. Hasil yang didapatkan dari percobaan langsung ditabulasi dalam bentuk tabel.
Untuk setiap percobaan dilakukan replikasi sebanyak 3 kali, lalu diambil data-datanya.
Teknik Analisis Data
Analisis deskirptif merupakan analisa statik untuk mengolah dan menganalisa data dengan cara mendiskripsikan yang telah terkumpul yang nantinya bisa diketahui kesimpulannya. Dalam analisa ini hasil dari penelitian akan dibuat grafik, bertujan untuk mengetahui pengaruh variasi parameter permesinan terhadap kekasaran permukaan menggunakan surface roughness tester.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh data kekasaran permukaan dari masing-masing spesimen yang telah diberi perlakuan yang berbeda. Pengambilan data pengujian dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang.
Pengujian ini dilakukan pada satu titik per spesimen. Dari titik tersebut kemudian dikelompokkan dalam tabel sehingga dapat dihitung rata-rata nilai kekasaran dari setiap spesimen. Dibawah ini merupakan tabel kekasaran permukaan pada proses pembubutan.
Tabel 1 Nilai Kekasaran Hasil Rata-Rata Pembubutan
Pada Tabel diatas menunjukkan data hasil rata- rata hasil pengujian kekasaran menggunakan surface roughness tester, yaitu saat penulis melakukan pengujian pembubutan rata menggunakan variasi kecepatan spindel 52 rpm dengan variasi kedalaman 1 mm memperoleh nilai rata-rata kekasaran 9,11 µm, variasi kedalaman 1,5 mm memperoleh rata-rata kekasaran 7,42 µm dan pada variasi kedalaman 2 mm mendapatkan nilai kekasaran 8,21 µm. Kemudian dilanjutkan dengan pengujian ke 2 yang menggunakan variasi
kecepatan spindel 330 rpm dan variasi kedalaman potong 1 mm menghasilkan nilai kekasaran 4,60 µm, variasi kedalaman 1,5 mm mendapat rata-rata kekasaran 3,33 µm dan pada variasi kedalaman 2 mm menghasilkan nilai rata-rata kekasaran 6,87 µm. Pengujian terakhir menggunakan variasi kecepatan 950 rpm dengan variasi kedalaman 1 mm nilai rata-rata kekasaran 3,63 µm, variasi kedalaman 1,5 mm mendapatkan nilai kekasaran 2,98 µm, kemudian menggunakan variasi kedalaman 2 mm memperoleh rata-rata kekasaran 3,28 µm.
Gambar 2 Kekasaran Permukaan Dengan Kedalaman Potong 1 mm
Gambar diatas menunjukan hasil kekasaran permukaan, ketika kecepatan spindel 52 rpm bisa menghasilkan nilai kekasaran permukaan senilai 9,11 µm sedangkan pada putaran spindel 330 rpm mengasilkan nilai kekasaran permukaan senilai 4,60 µm kemudian pada putaran spindel 950 rpm mampu menghasilkan nilai kekasaran permukaan senilai 3,63. µm. Dari hasil uraian diatas dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi putaran spindel akan mengasilkan nilai kekasaran yang rendah, begitu sebaliknya semakin rendah putaran spindel akan dihasilkan kekasaran yang semakin tinggi. Hal ini disebabkan karena pengaruh putaran spindel pada kedalaman potong yang rendah(Sutrisna,2017).
Gambar 3 Kekasaran Permukaan Dengan Kedalaman Potong 1,5 mm
Pada gambar diatas menunjukan hasil kekasaran permukaan dengan kedalaman potong 1,5 mm dengan variasi putaran spindel 52 rpm, 330rpm dan 950 rpm. Ketika kecepatan spindel 52 rpm bisa menghasilkan nilai kekasaran sebesar 7,42 µm, sedangkan pada kecepatan putaran spindel 330 rpm mampu menghasilkan nilai kekasaran sebesar 3,33 µm dan pada kecepatan putaran spindel 950
25
rpm mampu menghasilkan nilai kekasaran sebesar 2,98 µm. Berdasarkan uraian tersebut, dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi tingkat putaran spindel pada kedalaman 1,5 mm akan menghasilkan nilai kekasaran yang semakin rendah. Hal ini disebabkan karena faktor pengaruh variasi kecepatan putar spindel yang tinggi sehingga menghasilkan nilai kekasaran yang rendah.(Sutrisna,2017).Gambar 4 Kekasaran Permukaan Dengan Kedalaman Potong 2 mm
Gambar disatas menunjukkan hasil kekasaran permukaan dengan kedalaman potong 2 mm.
Ketika kecepatan spindel 52 rpm bisa menghasilkan nilai kekasaran sebesar 8,21 µm, kemudian pada kecepatan putaran spindel 330 rpm mampu menghasilkan nilai kekasaran sebesar 6,87 µm dan pada kecepatan putaran spindel 950 rpm mampu menghasilkan nilai kekasaran sebesar 3,28 µm. Berdasarkan uraian tersebut, dapat disimpulkan bahwa pada kedalaman potong 2 mm dengan variasi putaran spindel 52 rpm, 330 rpm dan 950 rpm akan menghasilkan nilai kekasaran yang berbeda. semakin tinggi tingkat putaran spindel maka akan menghasilkan nilai kekasaran yang semakin rendah, semakin rendah putaran spindel nilai kekasaran semakin rendah. Hal ini disebabkan karena putaran spindel sangat berpengaruh pada hasil kekasaran meskipun kedalaman potongnya berbeda.
Gambar 5 Kekasaran Permukaan Dengan Kecepatan Spindel 52 Rpm
Dari gambar diatas terdapat hasil percobaan kekasaran permukaan dengan kecepatan spindel 52 Rpm dengan menggunakan variasi kedalaman potong 1 mm, 1,5 mm dan 2 mm. Pada setiap percobaan terdapat nilai kekasaran yang berbeda- beda. Yang pertama saat menggunakan variasi kedalaman potong 1 mm mapu memperoleh nilai kekasaran sebesar 9,11 µm, kemudian menggunakan variasi kedalaman potong 1,5 mm menghasilkan nilai kekasaran 7,42 µm, dan pada kedalaman potong 2 mm mengasilkan nilai kekasaran 8,21 µm. Jadi nilai kekasaran tertinggi terjadi pada kedalaman potong 1 mm dan nilai kekasaran terendah terjadi pada kedalaman 1,5 mm. Hal ini disebabkan karena, semakin besar nilai kedalaman potong maka akan menghasilkan nilai kekasaran yang tinggi, disebabkan karena penggunaan kecepatan spindel yang terlalu rendah sehingga akan mempengaruhi pada nilai kekasaran(Sutrisna,2017).
Gambar 6 Kekasaran Permukaan Dengan Kecepatan Spindel 330 Rpm
Dari gambar diatas dapat dilihat hasil percobaan kekasaran permukaan dengan kecepatan spindel
26
330 Rpm. Pada variasi kedalaman potong 1 mm mampu menghasilkan nilai kekasaran 4,60 µm, kemudian pada kedalaman potong 1,5 mm memperoleh nilai kekasaran 3,33 µm, dan pada kedalaman potong 2 mm menghasilkan kekasaan 6,78 µm. Dari hasil pemaparan diatas dapat disimpulkan bahwa, pada penggujian menggunakan variasi kedalaman potong 1 mm nilai kekasarannya lebih rendah dibandingkan dengan variasi kedalaman potong 2 mm. Hal ini disebabkan karena kecepatan spindel yang rendah sehingga kekasaran permukaan yang dihasilkan lebih kasar, bisa juga faktor komposisi benda yang tidak merata dan juga dalam pengasahan alat potong dapat mempengaruhi nilai kekasaran (Yufrizal,2019).Gambar 7 : Kekasaran Permukaan Dengan Kecepatan Spindel 950 Rpm
Dari gambar diatas menunjukan hasil dari kekasaran permukaan dengan menggunakan kecepatan spindel 950 Rpm dengan variasi kedalaman potong 1 mm 1,5 mm dan 2 mm. Pada percobaan pertama menggunakan variasi kedalaman potong 1 mm menghasilkan nilai kekasaran 3,63 µm, kemudian dikedalaman 1,5 mm memperoleh nilai kekasaran 2,98 µm kemudian pada percobaan ke 3 pada kedalaman potong 2 mm nilai kekasaran sebesar 3,28 µm. Jadi, dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai kedalaman potong maka hasil kekasarnnya akan semakin rendah (halus), begitupun sebaliknya semakin rendah variasi kedalaman potong maka nilai kekasarannya akan lebih tinggi (kasar). Hal ini disebabkan karena tingginya kecepatan spindel dan besarnya kedalaman potong yang mengakibatkan nilai kekasaran semakin rendah.
PENUTUP Simpulan
Adapun simpulan yang diberikan penulis antara lain:
1. Terdapat perbedaan nilai kekasaran dimana nilai kekasaran yang paling tinggi diperoleh pada pengujian menggunakan variasi kedalaman potong 1 mm dengan kecepatan putar mesin bubut 52 rpm memperoleh nilai kekasaran 9,11 µm. Kemudian nilai kekasaran yang rendah diperoleh pada saat pengujian menggunakan variasi kedalaman potong 2 mm dengan kecepatan putar mesin bubut 950 rpm menghasilkan nilai kekasaran 3,28 µm. Jadi terdapat pengaruh yang sangat signifikan pada hasil nilai kekasaran saat menggunakan variasi kedalaman potong yang rendah.
2. Berdasarkan hasil pengujian diatas, grade kekasaran paling tinggi yaitu N9 (nilai kekasaran 9,11 µm), sedangkan grade kekasaran terendah yaitu N8 (nilai kekasaran 2,98 µm).
DAFTAR PUSTAKA
Antika. (2021, April 02). Kumpulan Tutorial Teknik Dasar Mesin Bubut. Retrieved from http://an-
tika.blogspot.com/2011/07/jenis-jenis- pahat-bubut
Arganta, T. (2021). Pengaruh Variasi Sudut Pahat HSS dan Putaran Spindel Terhadap Kekasaran Permukaan Baja ST 42. Volume 5 No 2, 50-62.
Dewangga. (2017). Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran Mesin Bubut Terhadap Keausan Pada Alat Potong Pahat Hss Tipe Bohler MO 1/2X4. Vol : 7 No : 1 tahun 2017, 1-10.
Sutrisna. (2017). Pengaruh Variasi Kecepatan Potong, Gerak Makan, Dan Kedalaman Potong Pada Mesin Bubut Terhadap Tingkat Keausan Pahat HSS. Volume 7 No 3, 1-9. Kelen, Y. L. (13 Agustus 2020).
Pengaruh Kecepatan Putar Terhadap Nilai Kekasaran Hasil Pembubutan Baja ST 37.
Volume 15 No 1, 1-14.
Saiful, C. (2020). Pengaruh Panjang Penjepitan Pahat Terhadap Kekasaran Hasil Bubut Baja ST 37. Jurnal | Mechanical Engineering | 1 Agustus 2020, 1-33
