analisa pengaruh variasi kecepatan spindle pada …eprints.ums.ac.id/84785/1/naskah publikasi fatah...
TRANSCRIPT
ANALISA PENGARUH VARIASI KECEPATAN SPINDLE
PADA PROSES BUBUT MATERIAL BAJA, ALUMINIUM
DAN KUNINGAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN
BENDA
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Oleh :
FATAH ARI SRI WAHYUDI
D 200 150 199
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2020
i
HALAMAN PERSETUJUAN
“ANALISA PENGARUH VARIASI KECEPATAN SPINDLE
PADA PROSES BUBUT MATERIAL BAJA, ALUMINIUM
DAN KUNINGAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN
BENDA”
PUBLIKASI ILMIAH
Oleh :
FATAH ARI SRI WAHYUDI
D 200 150 199
Telah diperiksa dan disetujui untuk diuji oleh :
Dosen Pembimbing
Ir. Agus Hariyanto, M.T.
ii
HALAMAN PENGESAHAN
“ANALISA PENGARUH VARIASI KECEPATAN SPINDLE
PADA PROSES BUBUT MATERIAL BAJA, ALUMINIUM
DAN KUNINGAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN
BENDA”
OLEH
FATAH ARI SRI WAHYUDI
D200150199
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Pada hari Senin, 6 Juni 2020
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Dewan Penguji:
1. Ir. Agus Hariyanto, M.T. (……..……..)
(Ketua Dewan Penguji)
2. Nurmuntaha Agung Nugraha, S.T., M.T. (……………)
(Anggota I Dewan Penguji)
3. Bambang Waluyo Febriantoko, S.T.,M.T. (……………)
(Anggota II Dewan Penguji)
Dekan
Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., IPM.
NIK/NIDN : 0630126302
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam publikasi ilmiah ini tidak
terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu
perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali secara tertulis
diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas,
maka akan saya pertanggungjawabkan sepenuhnya.
Surakarta, 6 Juni 2020
Penulis
FATAH ARI SRI WAHYUDI
D200150199
1
ANALISA PENGARUH VARIASI KECEPATAN SPINDLE PADA
PROSES BUBUT MATERIAL BAJA, ALUMINIUM DAN KUNINGAN
TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BENDA
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kekasaran permukaan baja,
aluminium, dan kuningan menurut standar ISO 1302 terhadap kecepatan spindle.
Serta mengetahui komposisi kimia menurut standar ASTM E415, ASTM E1251,
ASTM E478 dan mengetahui kekerasan rockwell menurut standar ASTM E18,
Metode penelitian ini adalah proses pembubutan rata pada bahan baja, kuningan
dan aluminium dengan panjang 300 mm dan diameter 38 mm, dengan variasi
kecepatan spindle 230 rpm, 320 rpm, 450 rpm, 720 rpm dan 1000 rpm dengan
gerak makan konstan 0,06 mm/putaran dan kedalaman potong 0,5 mm. Alat yang
digunakan pada penelitian ini adalah mesin bubut Rekindo tipe CDL6241, alat uji
kekerasan rockwell Merk Mitutoyo, spektormeter merk arun metal scan seri
00203351, dan surface roughness tester TR200. Hasil pengujian komposisi kimia
menunjukan bahwa material yang digunakan adalah baja karbon sedang,
aluminium murni, dan kuningan paduan tinggi. Hasil pengujian kekerasan
rockwell menunjukan baja memiliki kekerasan 88,2 kgf/mm, kuningan sebesar
67,1 kgf/mm, aluminium sebesar 58,76 kgf/mm. Hasil pengujian kekasaran
permukaan menunjukan bahwa nilai kekasaran permukaan pada bahan baja,
kuningan dan alumnium didapatkan nilai kekasaran terkecil pada kecepatan
spindle 1000 rpm sedangkan nilai kekasaran permukaan terbesar didapatkan pada
kecepatan spindle 230 rpm.
Kata Kunci : Komposisi kimia, kekerasan rockwell, kekasaran permukaan.
Abstract
This study aims to determine the surface roughness of steel, aluminium, and brass
according to ISO 1302 standards on spindle speed. As well as knowing the
chemical composition according to ASTM E415 standards, ASTM E1251, ASTM
E478 and knowing rockwell hardness according to ASTM E18 standards, this
research method is the process of flat turning on steel, brass and aluminium with
a length of 300 mm and 38 mm diameter, with variations in spindle speed 230
rpm, 320 rpm, 450 rpm, 720 rpm and 1000 rpm with a constant feed motion of
0.06 mm / turn and a cutting depth of 0.5 mm. The tools used in this study were
Rekindo lathe type CDL6241, rockwell hardness testing machine Mitutoyo brand,
00203351 series arun metal scan spectrometer, and surface roughness tester
TR200. Chemical composition testing results show that the material used is
medium carbon steel, pure aluminum, and high alloy brass. Rockwell hardness
test results show that steel has a hardness of 88.2 kgf/mm, brass at 67.1 kgf/mm,
aluminum at 58.76 kgf/mm. Surface roughness test results showed that the value
of surface roughness in steel, brass and alumnium values obtained the smallest
2
roughness at a spindle speed of 1000 rpm while the largest surface roughness
value was obtained at a spindle speed of 230 rpm.
Keywords: Chemical composition, rockwell hardness, surface roughness
1. PENDAHULUAN
Sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin
pesat, suatu hasil produksi harus diimbangi dengan peningkatan kualitas hasil
produksi salah satunya adalah tingkat kekasaran permukaan. Kekasaran
permukaan merupakan ketidakteraturan konfigurasi dan penyimpangan
karakteristik permukaan berupa guratan yang nantinya akan terlihat pada profil
permukaan (Hadimi, 2008).
Pada proses pembubutan ada banyak faktor yang mempengaruhi hasil
kekasaran permukaan pada benda, baik komponen pada mesin bubut itu sendiri
maupun komponen dari luar mesin bubut. Komponen dari luar mesin bubut
contohnya adalah pahat, jenis benda kerja, dan pendingin (coolant). Sedangkan
pengaruh dari komponen mesin bubut mencakup pada parameter pembubutan
yaitu kecepatan putar spindle (speed), gerak makan (feed), dan kedalaman potong
(depth of cut) (Kalpakjian, 2002).
Mengingat begitu banyak faktor yang mempengaruhi kekasaran
permukaan, maka perlu dilakukan penelitian mengenai faktor-faktor yang
mempengaruhi kekasaran permukaan. Kecepatan putaran spindle merupakan salah
satu syarat yang menentukan tingkat kekasaran permukaan. Dimana dengan
mengatur variasi kecepatan putar spindle yang berbeda tingkat kecepatannya yaitu
kecepatan rendah, kecepatan menengah dan kecepatan tinggi sesuai tingkatan
putaran spindel yang ada pada mesin bubut agar dapat mengetahui perbedaan hasil
kekasaran (Farokhi, 2017).
Dengan adanya penelitian mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi
kekasaran permukaan diharapkan dapat mengatasi permasalahan-permasalahan
yang sering terjadi pada kekasaran permukaan benda. Sehingga dapat
meningkatkan kualitas produk pada proses pembubutan.
3
Tujuan Penelitian Ini adalah :
a. Mengetahui komposisi kimia mateial baja dengan standar ASTM E 415 ,
kuningan dengan standar ASTM E 1251, dan alumunium dengan standar
ASTM E 478.
b. Mengetahui nilai kekerasan Rockwell pada material baja, kuningan, dan
alumunium dengan standar ASTM E 18.
c. Mengetahui kekasaran permukaan material baja, kuningan dan alumunium
terhadap kecepatan spindle dengan standar ISO R 1302.
Farokhi (2017) Pada penelitiannya bahan yang digunakan yaitu baja EMS 45 Alat
yang di gunakan adalah mesin CNC SKT 160 LC, mesin gerinda, dan alat ukur
kekasaran Mitutoyo SJ-301. Metode yang digunakan adalah dengan proses
pembubutan pada variasi kecepatan spindle (2000 rpm, 2250 rpm, 2500 rpm, 2750
rpm, 3000 rpm) dan variasi sudut pahat (35º, 55º, 80º). Setelah dilakukan
pembubutan selanjutnya diukur nilai kekasaran. Hasil penelitian ini menyatakan
nilai kekasaran paling rendah didapatkan pada variasi sudut pahat 35º pada Rpm
3000 sebesar 0,951 μm atau seharga N6. sedangkan nilai kekasaran paling tinggi
didapatkan oleh pembubutan variasi sudut pahat 80º pada Rpm 2000 sebesar
10,271 μm atau seharga N9.
Fidiawan (2014) Pada penelitiannya bahan yang digunakan adalah baja
material komposit matrik logam (Al 6061 + abu batubara), sedangkan alat yang
digunakan adalah Mesin bubut konvensional, jangka sorong, mesin gerinda pahat,
pahat HSS, dan alat ukur kekasaran. Metode penelitian ini adalah proses
pembubutan dengan variasi kedalaman potong (0.1 mm, 0.2 mm dan 0.3 mm) ,
kecepatan putar spindel ( 334 Rpm, 510 Rpm, 800 Rpm), dan sudut potong pahat
(78°, 80°, 82°). Setelah dilakukan pembubutan benda kerja diukur tingkat
kekasaranny di tiga titik permukaan benda kerja. Hasil penelitian ini menyatakan
nilai kekasaran terendah sebesar 5.95 μm didapatkan pada kecepatan putar spindel
800 rpm, kedalaman potong 0,1 mm dan sudut potong pahat 78°. Sedangkan nilai
kekasaran tertinggi sebesar 10,19 μm didapatkan pada kecepatan putar spindel
334 rpm, kedalaman potong 0,3 mm dan sudut potong pahat 82°.
4
Patel (2012) Pada penelitiannya bahan yang digunakan adalah Al 6063 +
5% TiC dan Al 6063 + 10% TiC. Sedangkan alat yang digunakan adalah pahat
PCD insert DCMW 11T304 dengan tool holder PCLNR 25*25 M12, alat uji
kekasaran SJ 210. Metode yang digunakan adalah dengan proses pembubutan
dengan variasi Cutting Speed (63 m/min, 103 mm/min, 170 mm/min), Feed Rate
(0.107 mm/rev, 0.215 mm/rev, 0.313 mm/rev), Depth of cut (0.3 mm, 0.6 mm, 0.9
mm). Lalu dilakukan pengukuran kekasaran permukaan dan didapatkan hasil
pengukuran kekasaran terendah pada Cutting Speed 170 m/min, Feed Rate 0.107
mm/rev, Depth of cut 0.3 mm pada material Al 6063 + 5 % TiC sebesar 1.098 μm
dan pada material Al 6063 + 10 % TiC sebesar 1.168 μm.
Raul (2016) Pada penelitiannya menggunakan bahan baja St 41, sedangkan
alat yang digunakan adalah mesin bubut merk ANNN YANG MACHINERY
dengan model DV-410X1100G dan Surface Roughness Table.Metode yang
digunakan pada penelitian ini adalah proses pembubutan dengan variasi kecepatan
potong (110 m/min, 140 m/min, 170 m/min) dan kedalaman potong (0,2 mm, 0,4
mm, 0,6 mm). Hasil penelitian ini menyatakan nilai kekasaran terendah
didapatkan pada kecepatan potong 170 m/min dan kedalaman 0,6 mm sebesar
2,784 μm. Sedangkan kekerasan paling tinggi didapatkan pada kecepatan potong
110 m/min dan kedalaman potong 0,6 mm sebesar 6,199 μm.
1.1 Bubut Rata
Pembubutan rata (lurus) adalah pembubutan memanjang sejajar dengan benda
kerja untuk mendapatkan diameter benda kerja yang dikehendaki. Proses
pembubutan ini digunakan untuk membuat poros atau benda-benda yang silindris
sederhana. Membubut rata dapat dilakukan sekali atau dengan permulaan kasar
yang kemudian dilanjutkan dengan pemakanan halus atau finishing. (Surapranata,
2015).
1.2 Bahan Penelitian
a. Baja
Baja merupakan paduan yang terdiri dari besi, karbon dan unsur lainnya.
Karbon merupakan salah satu unsur terpenting karena dapat meningkatkan
5
kekerasan dan kekuatan baja. Baja dapat diklasifikasi menjadi baja karbon dan
baja paduan (Amstead, 1995).
b. Aluminium
Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi yang
baik dan hantaran listrik yang baik. Sebagai tambahan terhadap sifat
mekaniknya aluminium perlu penambahan unsur lain seperti Cu, Mg, Si, Mn,
Zn, secara satu persatu atau bersama-sama akan memberikan sifat-sifat seperti
ketahanan korosi, ketahanan aus, koefisien pemuain rendah (Surdia, T. 1999).
c. Kuningan
Kuningan berasal dari zaman romawi yang merupakan paduan antara tembaga
dan seng (Cu-Zn). Pada sistem ini terdapat 6 fasa yaitu α,β,γ,δ, ε, dan η. Dari
semua fasa itu yang paling penting secara industri adalah ada dua yaitu α dan β.
α mempunyai struktur fcc dan β mempunyai struktur bcc (Surdia, 1995).
2. METODE
2.1. Diagram Alir Penelitian
Dalam Penelitian ini digunakan diagram alir seperti dibawah ini :
6
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
7
2.2. Alat dan Bahan
1. Alat :
a. Mesin Bubut
b. Alat Uji Spektrometer
c. Alat Uji Kekerasan Rockwell
d. Alat Uji Kekasaran Permukaan
e. Jangka sorong
f. Cairan pendingin
g. Pahat Bubut
2. Bahan :
a. Baja
b. Aluminium
c. Kuningan
2.3. Prosedur Penelitian
2.3.1 Pengujian Komposisi Kimia Standar ASTM E 415, ASTM E 1251,
dan ASTM E 478
1. Menyalakan semua peralatan pendukung dan menyambungkan dengan arus
listrik (argon, printer, dll).
2. Tunggu beberapa saat sampai spektrometer siap digunakan/bekerja (kurang
lebih 60 menit).
3. Setelah ada keterangan speak ready, pilih program yang akan diuji.
4. Lakukan standarisasi alat uji.
5. Setelah standarisasi, lakukan pengujian pada spesimen :
a. Letakkan spesimen sampel pada dudukan kerja.
b. Tekan tombol start pada alat dimana analisa sampel mulai dilakukan,
penekanan tombol start jangan dilepas sampai terdengar bunyi spark.
c. Lakukan penembakan 3 kali pada titik yang berbeda.
d. Setiap selesai penembakan lakukan pembersihan pada pin penembakan.
e. Cetak (print) hasil uji yang didapatkan.
6. Proses analisa selesai.
8
2.3.2. Proses Pembubutan
1. Mempersiapkan alat dan bahan untuk melakukan proses pembubutan.
2. Memasang benda kerja pada pencekam kemudian kencangkan chuck pada
pencekam agar benda kerja tidak bergeser.
3. Memasang benda kerja pada pencekam kemudian kencangkan chuck pada
pencekam agar benda kerja tidak bergeser.
4. Memasang mata pahat bubut pada tool post. Pahat diatur tidak terlalu keluar
dari rumah pahat, untuk menghindari beban berlebih pada waktu pembubutan
yang dapat berakibat pahat bubut tersebut patah.
5. Mengecek kembali posisi senter benda kerja.
6. Memulai proses pembubutan dengan melakukan pemakanan atau facing
terhadap material yang akan di uji.
7. Mengatur feeding (f) 0.06 dengan kedalaman pemakanan (a) 0.5 mm.
8. Melakukan proses pembubutan sepanjang 300 mm yang dilakukan sebanyak
empat kali pemakanan.
9. Melakukan variasi kecepatan spindle untuk lima specimen pada setiap satu
jenis bahan.
10. Melakukan proses pembubutan secara berulang sesuai dengan prosedur
pengujian.
2.3.3. Pengujian Kekerasan Rockwell Standar ASTM E 18
1. Mempersiapkan spesimen yang akan diuji.
2. Spesimen diamplas sampai permukaan rata dan bersih, supaya didapatkan
hasil yang maksimal.
3. Nyalakan mesin uji kekerasan Rockwell.
4. Menentukan indentor pada alat pengujian, pada pengujian ini digunakan skala
B dengan indentor bolaja ba1/16” dan beban 100kgf.
5. Menempatkan spesimen pada stage.
6. Pilih titik yang akan diuji dan arahkan indentor dengan spesimen.
7. Tekan tombol start dan tunggu hingga indikator menunjukan hasil pengujian.
8. Mencatat hasilnya.
9. Melakukan proses yang sama sebanyak lima titik untuk satu material.
9
2.3.4. Pengujian Kekasaran Permukaan Standar ISO 1302
1. Menyiapkan spesimen yang akan diuji dengan membersihkannya dari
chip/tatal yang menempel dan memberikan tanda untuk lintasan drive unit
pada spesimen.
2. Menyiapkan alat Surface Roughness Tester type TR200 dengan memasang
bagian-bagian alat yang diperlukan.
3. mengatur Setting-an alat uji kekasaran.
4. Mengkalibrasi alat Surface Roughness Tester type TR200 dengan alat
kalibrasi.
5. Menaruh spesimen dibawah drive unit.
6. Mengatur Pick Up Position alat uji pada posisi nol.
7. Menekan tombol back dan menekan tombol start untuk memulai pengujian
kekasaran.
8. Mencatat harga kekasaran yang tertera pada display.
9. Melakukan proses yang sama pada specimen yang lain.
3. HASIL DAN ANALISA
3.1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia
3.1.1. Baja
Tabel 1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia Baja
Unsur %
Fe 98,44
C 0,3912
Mn 0,6637
Si 0,2196
Cr 0,1043
Cu 0,1015
Ni 0,0490
Mo 0,0207
P 0,0138
S 0,0126
Al 0,0113
Sn 0,0043
Ti 0,0024
10
Berdasarkan hasil pengujian diatas baja memiliki unsur karbon (C) sebesar
0,39 %. Maka baja ini dapat diklasifikasikan sebagai jenis baja karbon sedang,
kareana memiliki kandungan karbon (C) berkisar antara 0,30%- 0,70%.
3.1.2. Aluminium
Tabel 2. Hasil Pengujian Komposisi Kimia Aluminium
Unsur %
Al 99,02
Si 0,33
Fe 0,3159
Cu 0,057
Mn 0,0252
Mg 0,1261
Zn 0,0709
Ti 0,0328
Cr 0,0082
Ni 0,0003
Pb 0,0013
Sn 0,0002
Berdasarkan hasil pengujian diatas, bahan tersebut memiliki kandungan
unsur aluminium (Al) mencapai 99,02 % dan unsur-unsur lain yang berjumlah
kecil. Maka dapat disimpulkan bahwa bahan tersebut merupakan jenis aluminium
murni karena memiliki unsur aluminium berkisar antara 99,0% - 99,9%.
4.1.3. Kuningan
Tabel 3. Hasil Pengujian Komposisi Kimia Kuningan
Unsur %
Cu 59,1
Zn 37,0
Pb 2,87
Sn 0,319
Mn 0,0290
Fe 0,124
Ni 0,143
Si 0,0446
Mg 0,0050
Cr 0,0130
Al 0,0050
As 0,0364
Be 0,0020
Ag 0,0108
11
Co 0,0303
Bi 0,0399
Cd 0,0364
Zr 0,0075
Berdasarkan hasil pengujian diatas, bahan tersebut memiliki kandungan
unsur penyusun utama yaitu Cu (59,1%) dan Zn (37%). Maka dapat disimpulkan
bahwa bahan tersebut merupakan logam paduan kuningan (Cu-Zn) dengan jenis
kuningan paduan tinggi dengan prosentase unsur seng (Zn) 36% - 40% (kuningan
60/40).
4.2. Hasil Pengujian Kekerasan Rockwell Ball (HRB) Menurut Standar
ASTM E 18
Gambar 2. Posisi Titik Pengujian Kekerasan Rockwell Ball
Tabel 4. Hasil Pengujian Kekerasan Rockwell
Spesimen Titik
Identor
Bola
Baja
( )
(mm)
Beban
Penetrasi
(P)
(Kgf)
Kedalaman
Penetrasi
(h)
(mm)
Nilai
Kekerasan
(HRB)
(kgf/mm)
Nilai
Kekerasan
Rata-rata
(HRB)
(kgf/mm)
Baja
(Raw Material)
1 1,588 100 0,0916 86,2
86,1 2 1,588 100 0,0896 86,8
3 1,588 100 0,089 85,4
Baja
4 1,588 100 0,091 84,5
88,2
5 1,588 100 0,0826 88,7
6 1,588 100 0,081 89,5
7 1,588 100 0,0808 89,6
8 1,588 100 0,0824 88,8
Kuningan
(Raw Material)
1 1,588 100 0,1286 66,7
66,2 2 1,588 100 0,1294 65,6
3 1,588 100 0,1276 66,3
Kuningan
4 1,588 100 0,1242 67,9
67,1 5 1,588 100 0,127 66,5
6 1,588 100 0,1264 66,8
7 1,588 100 0,125 67,5
12
8 1,588 100 0,1264 66,8
Aluminium
(Raw Material)
1 1,588 100 0,1444 57,8
58,2 2 1,588 100 0,1466 58,6
3 1,588 100 0,1436 58,2
Aluminium
4 1,588 100 0,1454 57,3
58,7
5 1,588 100 0,143 58,5
6 1,588 100 0,1416 59,2
7 1,588 100 0,1412 59,4
8 1,588 100 0,1412 59,4
Pada pengujian ini digunakan skala B, yaitu dengan menggunakan identor
bola baja dengan dengan diameter 1,588 mm dan beban penetrasi 100 kgf. Hal ini
berdasarkan hasil pengujian komposisi kimia, dimana bahan tersebut merupakan
golongan logam yang cukup lunak. Dari hasil pengujian kekerasan Rockwell ball
setelah dilakukan pembubutan, baja memiliki kekerasan nilai kekerasan rata-rata
88,2 kgf/mm. Selanjutnya, kuningan di dapatakan nilai kekerasan rata-rata 67,1
kgf/mm. Sedangkan Alumunium memiliki nilai kekerasan rata-rata 58,76
kgf/mm. Nilai kekerasan pada material sebelum dibubut (Raw Material) dan
setelah dibubut dianggap stabil tidak mengalami perubahan kekerasan yang
signifikan, hal ini disebabkan karena penggunaan cairan pendingin pada proses
pembubutan, sehingga temperatur yang ditimbulkan akibat gesekan antara pahat
dan material tidak terlalu tinggi.
Gambar 3. Grafik Hasil Pengujian Kekerasan Material
88,2
67,1
58,76
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Baja Kuningan Aluminium
Nil
ai
Kek
era
san
(k
gf/
mm
)
Material
Baja
Kuningan
Aluminium
13
4.3. Hasil Pengujian Kekasaran Permukaan Menurut Standar ISO 1302
Gambar 4. Posisi Titik Pengujian Kekasaran Permukaan
Tabel 5. Hasil Pengujian Kekasaran Permukaan
Spesimen
Kecepatan
Spindel
(rpm)
Harga Kekasaran (Ra)
(µm)
Harga
Kekasaran
Rata-rata
(Ra)
(µm)
Titk
1
Titk
2
Titk
3
Titk
4
Titk
5
Baja
230 4,32 4,80 5,08 5,25 4,56 4,80
320 3,99 3,48 4,61 4,66 4,76 4,3
450 3,25 2,51 2,20 3,16 3,59 2,74
720 1,19 1,51 1,96 3,06 3,08 2,16
1000 1,51 1,40 1,53 2,82 2,82 2,01
Kuningan
230 2,45 2,30 2,74 3,45 3,41 2,87
320 1,90 1,89 2,53 2,97 3,11 2,48
450 1,75 1,61 1,73 2,88 2,73 2,14
720 1,38 1,58 1,37 2,38 2,50 1,84
1000 1,36 1,55 1,59 1,93 1,48 1,58
Aluminium
230 1,05 1,16 2,31 3,01 2,84 2,07
320 1,11 1,12 1,49 1,80 2,75 1,65
450 1,02 1,14 1,08 1,47 2,00 1,34
720 0,62 0,89 0,95 1,42 1,87 1,15
1000 0,75 0,79 0,81 1,16 1,19 0,94
Berdasarkan tabel hasil pengujian kekarasan menunjukan kekasaran (Ra)
tertinggi pada bahan baja, kuningan, dan aluminium terdapat pada kecepatan
putaran spindle 230 rpm. Sedangkan kekasaran permukaan terendah terjadi pada
kecepatan putaran spindle 1000 rpm. Hal ini menunjukan bahwa kecepatan
putaran spindle mempengaruhi nilai kekasaran permukaan hasil proses
pembubutan pada material baja, kuningan, dan aluminium yaitu semakin tinggi
kecepatan spindle maka akan semakin rendah nilai kekasaran permukaan. Hal ini
disebabkan karena pada saat putaran spindle tinggi maka mengakibatkan luas
penampang semakin sempit dan menurunkan rasio pemampatan geram,
14
penyempitan luas penampang yang dihasilkan akan berpengaruh semakin baik
hasil kualitas permukaan.
Gambar 5. Grafik Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran Spindel Terhadap Kekasaran
Permukaan (Ra)
1. PENUTUP
2.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan analisa data dapat diambil beberapa
kesimpulan antara lain:
1. Hasil pengujian komposisi kimia adalah baja dengan prosentase karbon (C)
0,39% termasuk jenis baja karbon sedang karena prosentase karbon (C)
berkisar antara 0,30%- 0,70%. Aluminium dengan prosentase 99,02% termasuk
jenis aluminium murni karena prosentase aluminium berkisar antara 99% -
99,9%, dan kuningan dengan prosentase seng 37% termasuk jenis kuningan
paduan tinggi dengan prosentase seng (Zn) antara 36%-40%.
2. Hasil pengujian kekerasan Rockwell menggunakan skala B, dengan
menggunakan identor bola baja dengan dengan diameter 1,588 mm dan beban
penetrasi 100 kgf. Didapatkan kekerasan rockwell pada baja dengan kekerasan
sebesar 88,2 kgf/mm, sedangkan pada kuningan didapatkan kekerasan sebesar
67,1 kgf/mm dan aluminium didapatkan kekerasan sebesar 58,76 kgf/mm.
4,80
4,3
2,74
2,16 2,01
2,87
2,48 2,14
1,84 1,58
2,07
1,65 1,34
1,15 0,94
0
1
2
3
4
5
6
230 320 450 720 1000
Har
ga K
ekas
aran
Ra
(µm
)
Kecepatan Spindle (RPM)
Baja
Kuningan
Aluminium
15
3. Hasil pengujian kekasaran permukaan pada baja didapatkan kekasaran terendah
(Ra) sebesar 2,01 µm pada kecepatan spindle 1000 rpm dan kekasaran tertinggi
(Ra) sebesar 4,80 µm pada kecepatan spindle 230 rpm. Sedangkan pada
kuningan didapatkan kekasaran terendah Ra sebesar 1,58 µm pada kecepatan
spindle 1000 rpm dan kekasaran tertinggi Ra sebesar 2,87 µm pada kecepatan
spindle 230 rpm. Pada aluminium kekasaran terendah Ra sebesar 0,94 µm
pada kecepatan spindle 1000 rpm dan kekasaran tertinggi Ra sebesar 2,07 µm
pada kecepatan spindle 230 rpm. Berdasarkan hasil tersebut, maka kecepatan
spindle mempengaruhi hasil kekasaran permukaan, dimana semakin tinggi
kecepatan spindle maka kekasaran permukaan semakin rendah. Hal ini
disebabkan karena pada saat putaran spindle tinggi maka mengakibatkan luas
penampang semakin sempit dan menurunkan rasio pemampatan geram,
penyempitan luas penampang yang dihasilkan akan berpengaruh semakin baik
hasil kualitas permukaan.
2.2. Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, penulis menyarankan
beberapa hal antara lain:
1. Sebelum menggunakan mesin bubut di harapkan memahami terlebih dahulu
tentang teori dasar dan tata cara menggunakan mesin bubut yang benar.
2. Pahat harus di asah atau di ganti untuk setiap kali pemakanan agar di
dapatkan ketajaman yang sama pada setiap kali pemakanan.
3. Memahami parameter-parameter pada setiap metode pengujian.
PERSANTUNAN
Terimakasih kepada Bapak Ir. Agus Hariyanto, M.T. selaku dosen pembimbing
naskah publikasi atas bimbingannya dalam penyelesaian naskah publikasi ini.
DAFTAR PUSTAKA
Amanto, H dan Daryanto. 2003. Ilmu Bahan. Bumi aksara. Jakarta.
Amstead, B.H., Djaprie, S. (Alih Bahasa). 1995. Teknologi Mekanik. Edisi ke-7.
Jilid I. Erlangga. Jakarta.
16
Anonim. 2015. ASTM Standards E 415 Standard Test Method for Analysis of
Carbon and Low-Alloy Steel by Spark Atomic Emission Spectrometry.
United States.
Anonim. 2007. ASTM Standards E 1251 Standard Test Method for Analysis of
Alumunium and Alumunium Alloys by Spark Atomic Emission
Spectrometry. United States.
Anonim. 2003. ASTM Standards E 478 Standard Test Method for Chemical
Analysis of Copper Alloys. United States.
Anonim. 2002. ASTM Standards E 18. 2002. Standard Test Methods for Rockwell
Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials.
United States.
Anonim. 2002. ISO 1302 Geometrical Product Specifications (GPS) – Indication
of surface texture in tehnical product documentation.
Farokhi, M. dkk. 2017. Pengaruh Kecepatan Putar Spindle (RPM) dan Jenis
Sudut Pahat Pada Proses Pembubutan Terhadap Tingkat Kekasaran
Benda Kerja Baja EMS 45. Universitas Negeri Semarang.
Fidiawan, D dan Yunus. 2013. Pengaruh Kedalaman Potong, Kecepatan Putar
Spindle, Sudut Potong Pahat Terhadap Kekasaran Permukaan Hasil
Bubut Konvensional Bahan Komposit. Jurnal. Universitas Negeri
Surabaya.
Hadimi. 2008. Pengaruh Perubahan Kecepatan Pemakanan terhadap Kekasaran
Permukaan Pada Proses Pembubutan. Politeknik Negeri Pontianak.
Kalpakjian, Serope and Scmid R Steven. 2002. Manufacturing Engineering and
Technologi Fourth edition. Prentice Hall. London.
Muin, S. A. 1989. Dasar-dasar perancangan perkakas dan mesin-mesin
perkakas. Rajawali. Jakarta.
Patel, P. R. 2012. Effect of Machining Parameters on Surface Roughness and
Power Consumption for 6063 Al Alloy TiC Composites (MMCs). India.
Raul. dkk. 2016. Pengaruh Variasi Kecepatan Potong dan Kedalaman Potong
Pada Mesin Bubut Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan Benda Kerja
ST 41. Universitas Negeri Malang.
Santoso, J. 2013. Pekerjaan Mesin Perkakas. Direktorat Jenderal Peningkatan
Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan. Jakarta.
Shigley, J. E., Harahap, G. (Alih Bahasa). 1995. Perencananaan Teknik Mesin
jilid. Edisi keempat. Erlangga. Jakarta.
17
Sumbodo, W. dkk. 2008. Teknik Produksi Mesin Industri. Jilid 2. Direktorat
Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal
Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan
Nasional. Jakarta.
Suranto. 2017. Teknik Pemesinan Bubut. Andi. Jakarta.
Surapranata, S. 2015. Teknik Pemesinan Bubut dan Frais 1. Kementrian
Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan.
Jakarta.
Surdia, T. dan Saito, S. 1999. Pengetahuan bahan teknik. Pradnya Paramita.
Jakarta.
Widarto. 2008. Teknik Pemesinan. Jilid 1 . Direktorat Pembinaan Sekolah
Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar
dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta.