analisa pahat3
Post on 31-May-2018
219 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/14/2019 Analisa Pahat3
1/6
PENGARUH GEOMETRI PAHAT BUBUT (HSS) TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN
PADA PEMBUBUTAN BAHAN BAJA (STEEL) UNTUK JENIS PEMBUBUTAN AKHIR
Syamsul Rizal, Fatahul Arifin
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya PalembangJalan Srijaya Negara, Palembang 30139
ABSTRAK
Pada pembubutan ada dua macam yaitu kasar dan akhir (finishing), pada pembuatan akhir ini
dilakukan untuk mendapatkan hasil pembubutan sesuai dengan nilai kekasaran yang diinginkan, untuk itu
faktor yang sangat dominan yang sering dijumpai yaitu dengan membentuk geometri pahat dengan bentuk
tertentu. Dalam prakteknya pahat yang dapat diubah bentuk geometrinya adalah pahat jenis HSS (HighSpeed Steel). Penelitian ini dilakukan seberapa besar pengaruh dari bentuk sudut pahat (geometrinya)
terhadap kekasaran permukaan dari bahan baja. Bahan yang digunakan dalam pengujian ini ada bahan baja
ST 37, ST 42, dan ST 60. Sudut pahat yang yang di buat bervariasi sesuai dengan standar yang telah
ditetapkan yaitu antara 8 20o. Hasil dari penelitian ini ternyata untuk bahan ST 37 pengerjaan yang
mempunyai tingkat kehalusan yang tinggi adalah 12o
, 16o
, ST 42 adalah 10o
, 12o
dan ST 60 adalah 10o
,12o. Nilai kekasaran maksimum yang dapat dicapai dari semua geometri pahat yang dibuat sesuai dengan
apa yang di rekomendasikan yaitu N6 sampai dengan N8.
Kata kunci: Geometri, Pahat, Kekasaran, HSS.
PENDAHULUAN
Proses pembubutan adalah suatu proses
pengurangan material untuk membentuk suatu
produk dengan cara pemutaran benda kerja.
Dalam proses ini akan terdapat pengaruh dari proses pemakanan itu sendiri terhadap benda
kerja. Dimana ini akan berpengaruh kepada
kekasaran permukaan benda kerja itu.
Dengan adanya hal tersebut banyak
operator/pengusaha kecil yang bergerak
dibidang jasa pembubutan sering melakukan hal
yang biasa dilakukan yaitu dengan cara merubah
posisi pahat baik itu pada tool post atau eretan
atas atau juga menggantikan pahat tersebut
untuk mendapatkan kekasaran permukaan benda
yang akan dibubut sesuai dengan keinginan.
Diantara cara tersebut yang perlu
diperhatikan adalah geometri pahat, sebab ada bagian dari geometri pahat itu yang boleh
diubah-ubah sehingga hasil dari kekasaran
permukaan pembubutan benda kerja akan
didapat nilai maksimal.
Oleh karena itu, peneliti sebagai salah
seorang yang telah melibatkan diri di bidang
keteknikan merasakan perlu untuk melakukan
penelitian tentang pengaruh dari perubahan
seometri pahat bubut khususnya bahan HighSpeed Steel (HSS) terhadap pengaruh kekasaran
permukaan pada pembubutan benda kerja
dengan material baja karbon rendah dan
menengah pada proses akhir (finishing proses)yang mana dalam penelitian ini putaran dari
mesin bubut tetap (konstan) tetapi hanya
geometrinya yang berubah.
Berdasarkan pengamatan yang pernah
peneliti lakukan selama ini di lapangan, untuk
memperoleh suatu kekasaran permukaan
tertentu biasanya para operator yangmengerjakan jasa pembubutan hanya akan
melakukan perubahan terhadap posisi dari pahat
atau melakukan perubahan pahat dengan pahat
yang baru yang lebih tajam tanpa merubah
geometri pahat. Oleh sebab itu penulis tertarik
untuk meneliti seberapa besar pengaruh
perubahan geometri pahat terhadap hasil
pembubutan.
Adapun tujuan dari penelitian ini
adalah untuk mendapatkan geometri yang
terbaik pada proses permesinan dengan mesin
bubut, sehingga nantinya dapat meningkatkan
effisiensi kerja.
Manfaat Hasil Penelitian
Dengan menganalisa hasil dari
pengamatan dan pengolahan data yang
didapat di lapangan diharapkan dapat:
1. Memberikan suatu tabel acuan agar dapatdigunakan untuk mendapatkan nilai
kekasaran maksimum bila menggunakan
geometri tertentu.
2. Meningkatkan effisiensi kerja baik bagi
operator mesin bila nilai kekasaran dapatdicapai tanpa merubah posisi pahat atau
menukar pahat menjadi yang lebih tajam.
-
8/14/2019 Analisa Pahat3
2/6
TINJAUAN PUSTAKA
High Speed Steel(HSS) adalah salah satubahan pahat bubut yang banyak digunakan oleh
operator untuk membubut baja karbon rendah
atau medium. HSS ini Mempunyai kemampuan
potong pada kecepatan yang tinggi dan mampu
kerja pada suhu yang tinggi. Bahan pahat HSS
juga dapat dengan mudah di bentuk menjadi
pahat potong proses yang rumit/proses pabrik
cukup hanya di bentuk dengan mesin gerinda
duduk kasar dibandingkan dengan yang lain
seperti carbide, widia.
Adapun bentuk geometri pahat yang
akan dibuat seperti pada gambar 1 dan
rekomendasi bentuk seperti pada table 1 dan
kemampuan maksimum dari mesin bubut yang
dapat dilakukan dalam proses permesinan untuk
kekasaran permukaan adalah 0,8 mikron.(sesuai
dengan gambar 2).
Gambar 1. Geometri Pahat Bubut
Operation
Kekasaran Permukaan (micron)
25 1
2.5
6
.25
3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1 0
.05
0.025
Gergaji,
Pemotongan las
Gerinda Tangan
Pengikiran,amplas
Bubut
Shaping, Milling
Pengeboran
Surface Grinding
Cylindrical Grind.
Honing,Lapping
Polishing
Super Finishing
Bulfing
-
8/14/2019 Analisa Pahat3
3/6
Gambar 2. Kemampuan Proses Mesin Untuk Kekasaran Permukaan(P.N. Rao, 2000)
Tabel 1. Sudut pahat yang direkomendasikan untuk pahat potong Bahan HSS(P.N. Rao, 2000)
Material
Benda
Kerja
Sudut
tatal
belakan
g
Sudut
tatal
samping
Sudut
relief
samping
Sudut
relief
depan
Sudut
potong
samping
Sudut
potong
akhir
Baja 8 - 20 8 20 6 6 10 15
Cast steel 8 8 6 6 10 15
Cast Iron 0 4 6 6 10 15
Kuningan 4 4 6 6 10 10
Stainless 8 - 20 8 20 6 6 10 15
Untuk mendapatkan tingkat kekasaran
yang ideal pada proses pembubutan disamping
memperhatikan kecepatan putar mesin juga
harus memperhatikan dimensi pahat.
Kekasaran permukaan juga dipengaruhi
oleh getaran mesin, ketidak telitian alat potong,
kerusakan struktur material ini seperti diketahui
ketika dipotong dengan kecepatan potong
rendah. Untuk hasil kekasaran permukaan yang
baik sebaiknya peralatan harus tajam (Makmur
dan Taufikurrahman, 2005).
Metodologi yang diaplikasikan pada penelitian ini menitik beratkan pada proses
penggerindaan yaitu dengan memvariasikan
geometri pahat dan kecepatan potongnya tetap
sehingga akan didapat hubungan korelasi antara
kekasaran dan material.
Pengolah Data Pengujian Kekasaran
Rancangan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah dengan membandingkan
hasil dari semua data yang didapat dan telah
diolah dengan perhitungan sebagi berikut :
1. Kekasaran Rata-rata sementara (Ras), yaitu
dihitung rata-rata kekasaran pada tiap lokasi
uji.
=
=n
i
Rain
Ra1
1
2. Kekasaran Rata-rata (Ra), yaitu rata-rata
dari nilai kekasaran rata-rata sementara.
nsiPengujiaJumlahLoka
ararataSementiRataJumlahNilaRa
=
3. Interval kekasaran, yaitu menyatakan nilai
kekasaran terendah sampai pada nilai
tertinggi rata-rata dari permukaan bahan uji
Ra - Z/2/ N1/2 < Ra < Ra + Z/2/ N
1/2
Dimana :
Z/2 = Nilai yang diperolah dari tabel
normal
= Besarnya kesalahan yang
diijinkan
100 - = tingkat keyakinan (76 98) %
= { Ra /N ( 1 Ra/N) }1/2
(standardeviasi)
-
8/14/2019 Analisa Pahat3
4/6
N = Jumlah titik uji keseluruhan
n = Jumlah titik uji pada tiap lokasi uji.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Permukaan yang terjadi dari prosespemmbubutan akan mengalami suatu perubahan
atau penyimpangan, penyimpangan ini terjadi
akibat dari bentuk pahat yang dibuat dan juga
putaran benda kerja yang tidak sesuai.
Pembubutan ini merupakan salah satu
proses permesinan yang merupakan salah satu
teknologi yang banyak digunakan di industri,
sehingga sampai sekarang ini banyak sekali
dilakukan pengujian untuk memdapatkan hasil
permukaan potong yang sempurna. Dengan
melakukan pengujian ini diharapkan dapat
menghasilkan kualitas pembubutan yang
optimal dari perubahan geometri pahat.Dalam pengujian dilakukan terhadap 3
macam jenis material baja yaitu ST 37, ST 42,
ST 60, Dan bentuk geometri pahatnya dibentuk
bervariasi yaitu 8,10; 8,12; 8,14; 10,12; 10,14;
12,12; 12,14; 12,16; 14,12; 16,20. dan pengujian
yang dilakukan sebanyak 30 kali, setiap bahan
uji sebanyak 10 kali pembubutan dengan
geometri pahat yang berbeda.
Setelah dilakukan proses pembubutan
material diuji kekasaran permukaannya dimana
panjang setiap kali pengujian adalah 20 mm, dan
untuk benda uji dilakukan 4 kali pengujian maka
titik ujinya adalah 84 buah.
Bila N = 84 titik uji maka N = 9,17 dan Z/2
= 1,95.
Nomor Percobaan 1 sampai dengan 10 untuk
bahan baja ST 37.
Nomor Percobaan 11 sampai dengan 20 untuk
bahan baja ST 42.
Nomor Percobaan 21 sampai dengan 30 untuk
bahan baja ST 60.
Tabel 2. Hasil Perhitungan Percobaan Dengan Tingkat Keyakinan 95% dan Jumlah Titik Uji 84 Titik.
No.Perco
baanRas1 Ras2 Ras3 Ras4 Ra
Ra/N
(X)
(1-Ra/N)
(Y)X.Y
Z/2
/ N
(A)
Ra+A Ra- A
1 1,71 1,65 1,86 2,08 1,83 0,022 0,9783 0,0213 0.1458 0,0310 1,8610 1,79902 1,73 1,44 1,63 1,44 1,56 0,019 0,9814 0,0182 0.1350 0,0287 1,5887 1,5313
3 1,71 1,58 1,64 1,74 1,67 0,020 0,9801 0,0195 0,1396 0,0297 1,6997 1,64034 1,60 1,66 1,62 1,74 1,67 0,020 0,9804 0,0193 0,1388 0,0295 1,6795 1,6205
5 1,52 1,76 1,72 1,88 1,72 0,021 0,9795 0,0201 0,1417 0,0301 1,7501 1,6899
6 1,78 1,50 1,60 1,71 1,65 0,020 0,9804 0,0192 0,1387 0,0295 1,6795 1,62057 1,63 1,34 1,71 1,62 1,58 0,019 0,9813 0,0184 0,1356 0,0288 1,6088 1,55218 1,71 1,60 1,34 1,22 1,47 0,017 0,9825 0,0172 0,1311 0,0279 1,4979 1,4421
9 1,55 1,56 1,85 1,67 1,66 0,020 0,9803 0,0194 0,1391 0,0296 1,6896 1,630410 1,66 1,80 1,61 1,40 1,62 0,019 0,9807 0,0189 0,1375 0,0292 1,6492 1,6308
11 1,81 1,48 1,74 1,46 1,62 0,019 0,9807 0,0189 0,1375 0,0292 1,6492 1,630812 1,67 1,60 1,51 1,57 1,59 0,019 0,9811 0,0185 0,1362 0,0290 1,6190 1,5610
13 1,76 1,56 1,57 1,62 1,63 0,019 0,9806 0,0190 0,1378 0,0293 1,6593 1,600714 1,58 1,46 1,66 1,58 1,57 0,019 0,9813 0,0183 0,1354 0,0288 1,5988 1,5512
15 1,61 1,49 1,55 1,31 1,49 0,018 0,9823 0,0174 0,1320 0,0281 1,5181 1,461916 1,63 1,67 1,57 1,74 1,65 0,020 0,9803 0,0193 0,1388 0,0295 1,6795 1,6205
17 1,49 1,57 1,71 1,60 1,59 0,019 0,9811 0,0186 0,1363 0,0290 1,6190 1,571018 1,74 1,53 1,57 1,55 1,60 0,019 0,9810 0,0187 0,1367 0,0291 1,6291 1,520919 1,63 1,45 1,51 1,51 1,53 0,018 0,9818 0,0178 0,1336 0,0284 1,5584 1,5016
20 1,58 1,54 1,48 1,47 1,52 0,018 0,9819 0,0177 0,1332 0,0283 1,5483 1,491721 1,65 1,50 1,76 1,65 1,64 0,020 0,9805 0,0191 0,1384 0,0294 1,6694 1,610622 1,75 1,59 1,55 1,64 1,63 0,019 0,9806 0,0190 0,1379 0,0293 1,6593 1,6007
23 1,75 1,75 1,74 1,62 1,72 0,020 0,9795 0,0200 0,1415 0,0301 1,7501 1,689924 1,67 1,51 1,69 1,55 1,60 0,019 0,9809 0,0187 0,1368 0,0291 1,6291 1,5709
25 1,71 1,59 1,63 1,63 1,64 0,020 0,9805 0,0192 0,1384 0,0294 1,6694 1,610626 1,68 1,77 1,64 1,71 1,70 0,020 0,9797 0,0198 0,1409 0,0300 1,7300 1,6700
27 1,70 1,73 1,59 1,30 1,58 0,019 0,9812 0,0185 0,1358 0,0289 1,6089 1,551128 1,73 1,60 1,58 1,72 1,65 0,020 0,9803 0,0194 0,1386 0,0296 1,6896 1,6205
29 1,72 1,59 1,69 1,60 1,65 0,020 0,9804 0,0192 0,1386 0,0295 1,6795 1,620530 1,74 1,38 1,66 1,59 1,59 0,019 0,9810 0,0186 0,1364 0,0290 1,6190 1,5610
Dari tabel 2 ini maka bila dibuat
grafiknya untuk memudah melihat tingkatkekasaan rata-rata (Ra) yang telah ditambah
dengan penyimpangan yang terjadi (Ra + A)
untuk tiap material uji dan dapat dilihat darigambar-gambar di bawah ini:
-
8/14/2019 Analisa Pahat3
5/6
0.0000
0.2000
0.4000
0.6000
0.8000
1.0000
1.2000
1.4000
1.6000
1.8000
2.0000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Percobaan
NilaiKekasaran Ra+A
Ra-A
Gambar 3. Tingkat Kekasaran Untuk Material
ST 37
Untuk pengujian dengan material uji
ST 37 penyimpangan yang terjadi untuk tiap perubahan geometri pahat dapat dilihat dari
gambar 3 yaitu kisaran (Ra+ A) antara 1,8610
sampai 1.4979 dan (Ra-A) antara 1,7990 sampai
1,4421.
1.3500
1.4000
1.4500
1.5000
1.5500
1.6000
1.6500
1.7000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Percobaan
NilaiKekasaran Ra+A
Ra-A
Gambar 4. Tingkat Kekasaran Untuk Material
ST 42
Pada material uji ST 42 terjadi
penurunan nilai kekasaran untuk geomeri pahat
yang digunakan yaitu kisaran (Ra+A) antara
1,6795 sampai 1.5181 dan (Ra-A) antara 1,6205
sampai 1,4619 (gambar 4).
1.4500
1.5000
1.5500
1.6000
1.6500
1.7000
1.7500
1.8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Percobaan
NilaiKekas
aran Ra+A
Ra-A
Gambar 5. Tingkat Kekasaran Untuk Material
ST 60
Sedangkan nilai kekasaran juga terjadi penurunan untuk material ST 60 (gambar 5)
yaitu pada kisaran (Ra +A ) antara 1,7501
sampai 1,6291 dan (Ra A) antara 1,6899
sampai 1,5709.
Dari ketiga grafik diatas maka terlihat
bahwa terjadi perubahan yang signifikan untuk
tiap-tiap geometri pahat yang digunakan pada
masing-masing bahan uji. Ini berarti bahwa
pengaruh dari bahan uji yang dibubut tiga ada
hubungan dengan geometri pahat.
0.0000
0.2000
0.4000
0.6000
0.8000
1.0000
1.2000
1.4000
1.6000
1.8000
2.0000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Percobaan
NilaiKekasaran
Ra + A
untuk ST 37
Ra - A
untuk ST 37
Ra + A
untuk ST 42
Ra - A
untuk ST 42
Ra + A
untuk ST 60
Ra - A
untuk ST 60
Gambar 6. Grafik Kekasaran Benda Uji
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
a. Ternyata Pengubahan geometri pahat ada pengaruh terhadap kekasaran permukaan,
tetapi ternyata dengan sudut yang besar
belum tentu mendapatkan kehalusan
permukaan yang tinggi ini terlihat dari
gambar 3, 4, 5 ini terihat bahwa tingkatkekasarannya adalah untuk ba.
-
8/14/2019 Analisa Pahat3
6/6
b. Adapun untuk kehalusan permukaan benda
uji yang telah dibubut adalah sebagai
berikut:
- ST 37 Pengerjaan pahat dengan sudut
12,16
- ST 42 Pengerjaan pahat dengan sudut
10,14
- ST 60 Pengerjaan pahat dengan sudut
10,12
c. Nilai kekasaran maksimum yang dapat
dicapai dari semua geometri pahat yang
dibuat sesuai dengan yang
direkomendasikan yaitu antara N6 sampai
dengan N8.
Saran
Pada penelitian ini mesin yang
digunakan adalah mesin bubut kovensional yangdikontrol oleh kemampuan operator dan
pengaruh pahat sangat berpengaruh terhadap
kekasaran permukaan bila pahatnya mengalami
keausan atau tumpul segera diasah kembali agar
kekasaran yang diinginkan dapat dicapai, tetapi
hal itu jangan sering dilakukan karena ini akan
menyebabkan efisien kerja kita berkurang.
DAFTAR PUSTAKA
BH. Amstead, Bambang Priambodo. 1995.
Teknologi Mekanik II. Erlangga. Jakarta.
Harun. 1990. Alat-alat perkakas 3 (Pengerjaan
Penyayatan). Bina Cipta. Jakarta.
Makmur dan Taufikurrahman. 2006. Pengaruh
Variasi Putaran, Kecepatan Putar Benda
serta Kecepatan Meja terhadap Nilai
Kekasaran Benda Kerja pada Proses
Penggerindaan Silinder. Teknika. Volume
XVI No. 1 hal 5- 10, ISSN: 0854-3143
Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang
PN. Rao. 2000. Manufacturing Technology
Metal Cutting And Machine Tool. MacGraw-Hill, International Edition,
Singapore.
R. Thomas Wringt. 1990. Process ofManufacuring. The Goodheart Willcox
ompany. Inc. USA
Sarjono. 1978. P dan K. Teknologi Mekanik II.
Jakarta.
top related