ANALYSIS OF THE RATIO OF CUTTING SPEED TO TOOL LIFE …

President University 1

ANALYSIS OF THE RATIO OF CUTTING SPEED TO TOOL

LIFE IN THE LATHE USING HSS TOOLS FOR WORKING

ON SS400 MATERIAL

A final project report

presented to

the Faculty of Engineering

By

Simeon Triyan Suryatama

003201605011

in partial fulfillment

of the requirements of the degree

Bachelor of Science in Mechanical Engineering

President University

June 2020

ii

DECLARATION OF ORIGINALITY

I declare that this final project report, entitled “ANALYSIS OF THE RATIO OF

CUTTING SPEED TO TOOL LIFE IN THE LATHE USING HSS TOOLS FOR

WORKING ON SS400 MATERIAL” is my own original piece of work and, to the best of

my knowledge and belief, has not been submitted, either in whole or in part, to another

university to obtain a degree. All sources that are quoted or referred to are truly declared.

Cikarang, Indonesia, June 2020


003201605011

iii

ANALYSIS OF THE RATIO OF CUTTING SPEED TO TOOL

LIFE IN THE LATHE USING HSS TOOLS FOR WORKING

ON SS400 MATERIAL

By


003201605011

Approved by

Dr.Eng. Ir Rudi Suhradi Rachmat, M.Eng. Dr.Eng. Lydia Anggraini, S.T., M.Eng.

Final Project Supervisor Head of Study Program

iv

ACKNOWLEDGEMENTS

Dengan rasa penuh hormat penulis ingin memanjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang

Maha Esa yang senantiasa melimpahkan rahmat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini dengan lancar dan sebaik-baiknya. Tugas akhir ini disusun dalam

rangka memenuhi salah satu persyaratan meraih derajat Sarjana Teknik Mesin Fakultas Teknik

President University. Dengan selesainya tugas akhir ini, penulis ingin menyampaikan rasa

terimakasih atas segala dukungan, bantuan dan arahan dari berbagai pihak, antara lain :

1. Ibu dan Bapak sebagai orang tua yang selalu memberikan dukungan dan doa untuk saya

dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Dr.Eng. Ir Rudi Suhradi Rahmat, M.Eng. selaku pembimbing tugas akhir saya yang

selalu memberikan nasihat dan dukungan sehingga dapat terselesaikanya tugas akhir ini.

3. Seluruh dosen jurusan Teknik Mesin President University yang telah memberikan

pengetahuan selama saya menuntut ilmu di President University.

4. Seluruh teman kelas jurusan Teknik Mesin angkatan 2016 yang menjadi teman

seperjuangan dalam belajar di President University.

5. Semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu persatu yang telah membantu dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

v

APPROVAL FOR SCIENTIFIC PUBLICATION

I hereby, for the purpose of development of science and technology, certify and approve to give

President University a non-exclusive royalty-free right upon my final project report with the

title:

ANALYSIS OF THE RATIO OF CUTTING SPEED TO TOOL LIFE IN THE LATHE

USING HSS TOOLS FOR WORKING ON SS400 MATERIAL

along with the related software or hardware prototype (if needed). With this non-exclusive

royalty-free right, President University is entitled to conserve, to convert, to manage in a

database, to maintain, and to publish my final project report. These are to be done with the

obligation from President University to mention my name as the copyright owner of my final

project report.

Cikarang, 6 June 2020


003201605011

vi

ABSTRACT

This research contains the testing of cutting speed variables to determine the factors that

influence the life and wear of HSS (High Speed Steel) tool for the turning process of SS400

steel material in order to obtain machining data to determine the service life and wear of a tool.

The study was conducted by turning method that will be made 3 variables in terms of spindle

rotational speed, speed of cutting movement (feeding), and the method of cooling (coolant) in

each process and then measurements were made on the cutting edge of the chisel with CMM

(Coordinate Measuring Machine) before and after the tool is used to determine the size ratio

as the highest wear parameter of a tool in 3 turning variables. In this study temperature

measurements were carried out on the cutting edge of the chisel after being used in the turning

process to determine the temperature produced on the cutting edge of the chisel with the turning

process using 3 different variables. At the cutting edge of the chisel that has been used in the

turning process the object is enlarged using a digital microscope with 40 times the

magnification to see in detail the parts that are experiencing wear. The final result in this

analysis process is known that the lowest tool cut eye wear rate is in the A1 tool with a spindle

rotating speed of 210 RPM, cutting depth of 0.5 mm, and feeding 0.5 mm / rev and the highest

wear rate is in B2 tool with spindle rotational speed of 525 RPM, cutting depth of 0.5 mm, and

feeding of 0.5 mm / rev. While the results of the minus the difference in measurement due to

the increase in the dimensions of the tool measuring plane after the turning process caused by

several factors such as the expansion of the tool after turning and piling up the furious flakes

that stick during the turning process.

Keywords: turning process, lathe tool, HSS (High Speed Steel), SS400, CMM (Coordinate

Measuring Machine), digital microscope.

vii

ABSTRAK

Penelitian ini berisi tentang pengujian variabel kecepatan potong untuk mengetahui faktor yang

mempengaruhi umur pakai dan keausan pahat jenis HSS (High Speed Steel) untuk proses

pembubutan material baja SS400 agar diperoleh data permesinan untuk mengetahui umur pakai

dan keausan dari suatu pahat. Penelitian dilakukan dengan melakukan metode pembubutan

yang akan dibuat 3 variabel dari segi kecepatan putar spindle, kecepatan pergerakan

pemotongan (feeding), dan metode pendinginan (coolant) pada tiap prosesnya dan kemudian

dilakukan pengukuran pada bagian mata potong pahat dengan alat ukur CMM (Coordinate

Measuring Machine) sebelum dan sesudah pahat digunakan untuk mengetahui perbandingan

ukuran sebagai parameter keausan tertinggi suatu pahat dalam 3 variabel pembubutan. Pada

penelitian ini dilakukan pengukuran temperatur pada bagian mata potong pahat setelah

digunakan pada proses pembubutan untuk mengetahui temperatur yang dihasilkan pada mata

potong pahat dengan proses pembubutan menggunakan 3 variabel yang berbeda. Pada bagian

mata potong pahat yang sudah digunakan dalam proses pembubutan maka dilakukan

pembesaran objek menggunakan digital microscope dengan 40 kali pembesaran untuk melihat

secara detail bagian yang mengalami keausan. Hasil akhir pada proses analisa ini diketahui

bahwa tingkat keausan mata potong pahat yang terendah ada pada pahat A1 dengan kecepatan

putar spindle 210 RPM, kedalaman pemotongan 0,5 mm, dan feeding 0,5 mm/rev serta tingkat

keausan tertinggi ada pada pahat B2 dengan kecepatan putar spindle 525 RPM, kedalaman

pemotongan 0,5 mm, dan feeding 0,5 mm/rev. Sedangkan hasil minus pada selisih pengukuran

dikarenakan bertambahnya dimensi bidang ukur pahat setelah proses pembubutan yang

disebabkan oleh beberapa faktor seperti pemuaian pahat setelah proses pembubutan dan

penumpukkan serpihan geram yang menempel saat proses pembubutan.

Kata kunci : proses pembubutan, pahat bubut, HSS (High Speed Steel), SS400, CMM

(Coordinate Measuring Machine), digital microscope

viii

DAFTAR ISI

TITLE PAGE ............................................................................................................................ i

DECLARATION OF ORIGINALITY .................................................................................. ii

FINAL PROJECT REPORT APPROVAL PAGE ............................................................ iii

ACKNOWLEDGEMENTS ................................................................................................... iv

APPROVAL FOR SCIENTIFIC PUBLICATION .............................................................. v

ABSTRACT ............................................................................................................................. vi

ABSTRAK .............................................................................................................................. vii

DAFTAR ISI......................................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ................................................................................................................ xiii

NOMENCLATURE .............................................................................................................. xiv

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................................... 1

1.2 Identifikasi Masalah ....................................................................................................... 1

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................................... 2

1.4 Rumusan Masalah .......................................................................................................... 2

1.5 Batasan Masalah ............................................................................................................ 2

1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI........................................................................................................... 4

2.1 Proses Pembubutan (Turning) ...................................................................................... 4

2.1.1 Bagian Utama Mesin Bubut ................................................................................................... 4

2.1.2 Parameter Pada Proses Pembubutan ...................................................................................... 7

2.2 Pahat Bubut .................................................................................................................... 9

2.2.1 Material Pahat Bubut HSS ..................................................................................................... 9

2.2.2 Proses Pembuatan Pahat HSS .............................................................................................. 11

2.2.3 Geometri Pahat Bubut .......................................................................................................... 11

ix

2.2.4 Mekanisme Keausan Pahat .................................................................................................. 12

BAB III METODE PENELITIAN ....................................................................................... 14

3.1 Langkah-langkah Perencanaan .................................................................................. 14

3.2 Observasi Awal ............................................................................................................. 15

3.3 Persiapan Alat dan Bahan ........................................................................................... 15

3.3.1 Pahat Potong ........................................................................................................................ 15

3.3.2 Material ................................................................................................................................ 17

3.3.3 Alat Ukur ............................................................................................................................. 17

3.3.4 Mesin Bubut ......................................................................................................................... 19

3.4 Perhitungan Permesinan ............................................................................................. 20

3.4.1 Kecepatan Putaran Spindle .................................................................................................. 20

3.4.2 Kedalaman Pemotongan ...................................................................................................... 21

3.4.3 Kecepatan Pergerakan Pemotongan ..................................................................................... 22

3.4.4 Variabel Proses Pembubutan ............................................................................................... 22

3.5 Pengukuran Keausan Pahat ........................................................................................ 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 27

4.1 Proses Pembubutan ...................................................................................................... 28

4.1.1 Penyesuaian Pahat pada Proses Pembubutan ....................................................................... 28

4.1.2 Proses Pembubutan Benda Kerja ......................................................................................... 28

4.2 Hasil Pengukuran ......................................................................................................... 30

4.2.1 Pengukuran Temperatur Pahat ............................................................................................. 30

4.2.2 Pengukuran Bagian Mata Potong Pahat Sebelum dan Sesudah Proses Pembubutan ........... 37

4.2.4 Pemeriksaan Visual Keausan Bagian Mata Potong Pahat ................................................... 39

4.3 Penentuan Hasil ............................................................................................................ 46

4.3.1 Perbandingan Ukuran Mata Potong Pahat ........................................................................... 46

4.3.2 Analisa Data Keausan Pahat ................................................................................................ 50

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................. 53

5.1 Kesimpulan ................................................................................................................... 53

5.2 Saran .............................................................................................................................. 54

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 55

LAMPIRAN............................................................................................................................ 56

x

LAMPIRAN I : HASIL PENGUKURAN PAHAT SEBELUM DIGUNAKAN ................ 56

LAMPIRAN II : HASIL PENGUKURAN PAHAT SESUDAH DIGUNAKAN ............... 59

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian utama mesin bubut ..................................................................................... 5

Gambar 2.2 Proses pembubutan ................................................................................................ 8

Gambar 2.3 Geometri pahat bubut ........................................................................................... 12

Gambar 2.4 Keausan kawah dan keausan tepi ......................................................................... 13

Gambar 3.1 Perencanaan proses penelitian ............................................................................. 14

Gambar 3.2 Pahat HSS dengan ukuran 3/8” x 3/8” x 4” ......................................................... 16

Gambar 3.3 Sudut geometris pahat rata kanan ........................................................................ 16

Gambar 3.4 Pahat setelah dibentuk bagian mata potongnya ................................................... 17

Gambar 3.5 Dial Caliper .......................................................................................................... 18

Gambar 3.6 CMM (Coordinate Measuring Machine) ............................................................. 18

Gambar 3.7 Thermal Imaging Camera .................................................................................... 19

Gambar 3.8 Digital Microscope ............................................................................................... 19

Gambar 3.9 Mesin bubut OKUMA Japan tipe LS 110” X 48” X 60” [7] ............................... 20

Gambar 3.10 Headstock mesin bubut OKUMA ...................................................................... 25

Gambar 3.12 Jarak titik pengukuran mata potong pahat ......................................................... 26

Gambar 4.1 Drawing part yang akan diproses ......................................................................... 27

Gambar 4.2 Pemasangan pahat bubut ...................................................................................... 28

Gambar 4.3 Pembubutan dengan coolant sebagai pendingin pahat ......................................... 29

Gambar 4.4 Pembubutan tanpa coolant sebagai pendingin pahat ............................................ 29

Gambar 4.5 Benda kerja setelah proses pembubutan .............................................................. 30

Gambar 4.6 Temperatur pahat A1 setelah proses pembubutan ............................................... 31

Gambar 4.7 Temperatur pahat A2 setelah proses pembubutan ............................................... 32

Gambar 4.8 Temperatur pahat B1 setelah proses pembubutan ................................................ 33

Gambar 4.9 Temperatur pahat B2 setelah proses pembubutan ................................................ 34

Gambar 4.10 Temperatur pahat C1 setelah proses pembubutan .............................................. 35

Gambar 4.11 Temperatur pahat C2 setelah proses pembubutan .............................................. 36

Gambar 4.13 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat A1 ....................... 39

Gambar 4.14 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat A1 ........................ 40

Gambar 4.15 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat A2 ....................... 40

Gambar 4.16 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat A2 ........................ 41

Gambar 4.17 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat B1 ........................ 41

Gambar 4.18 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat B1 ........................ 42

xii

Gambar 4.19 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat B2 ........................ 42

Gambar 4.20 Pembessaran objek bidang utama bagian mata potong pahat B2 ...................... 43

Gambar 4.21 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat C1 ........................ 44

Gambar 4.22 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat C1 ........................ 44

Gambar 4.23 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat C2 ........................ 45

Gambar 4.24 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat C2 ........................ 45

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi kimia material HSS................................................................................ 10

Tabel 3.1 Komposisi kimia (% max) material SS400.............................................................. 17

Tabel 3.2 Kecepatan potong bubut .......................................................................................... 20

Tabel 4.1 Hasil pengukuran temperatur mata potong pahat setelah proses pembubutan ........36

Tabel 4.2 Hasil pengukuran bagian mata potong pahat sebelum dan sesudah digunakan (mm)

.......................................................................................................................................... 38

Tabel 4.3 Perbandingan ukuran pahat A1 (mm) ...................................................................... 46

Tabel 4.4 Perbandingan ukuran pahat A2 (mm) ...................................................................... 47

Tabel 4.5 Perbandingan ukuran pahat B1 (mm) ...................................................................... 47

Tabel 4.6 Perbandingan ukuran pahat B2 (mm) ...................................................................... 48

Tabel 4.7 Perbandingan ukuran pahat C1 (mm) ...................................................................... 48

Tabel 4.8 Perbandingan ukuran pahat C2 (mm) ...................................................................... 49

Tabel 4.9 Analisa data keausan pahat ......................................................................................52

xiv

NOMENCLATURE

Symbol Description Unit

𝑛 Spindle speed rev/min(RPM)

𝑎 Depth of cut mm

𝐶𝑠 Cutting speed mm/min

𝐹 Cutting movement speed mm/min

𝑓 Big cuts mm/rev

𝑑𝑜 Initial diameter mm

𝑑𝑡 Final diameter mm

𝑙𝑡 Cutting length mm

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dunia industri di bidang manufaktur khususnya proses pembubutan merupakan

kegiatan yang sering dilakukan untuk proses pengerjaan logam. Sesuai dengan fungsinya, pahat

yang digunakan harus lebih unggul dari material yang akan diproses. Jenis pahat konvensional

yang sering digunakan yaitu pahat HSS (high speed steel) khususnya pada industri skala kecil

sampai menengah. Hal tersebut dikarenakan pahat ini bersifat ulet, mudah dibentuk bagian

mata potongnya, harga yang relatif lebih rendah, mudah didapat serta dapat digunakan untuk

aplikasi pengerjaan dengan pemotongan relatif rendah.

Dalam penggunaannya umur pakai suatu pahat tidak hanya dipengaruhi oleh geometri

pahat saja, namun dapat disebabkan oleh beberapa faktor dalam proses permesinan seperti

material benda kerja, kecepatan putar mesin, kecepatan pergeseran pemotongan benda kerja,

kedalaman pemakanan benda kerja, serta proses pendinginan benda kerja dan pahat saat proses

proses permesinan. Pada umumnya jika kekerasan material pahat tinggi maka umur pakai suatu

pahat akan lebih lama, maka dilakukan analisa ini dengan melakukan variabel proses

permesinan yang berbeda untuk mengetahui umur pakai pahat.

1.2 Identifikasi Masalah

Pada penelitian ini penulis berfokus dalam melakukan analisa pengaruh kecepatan

potong terhadap keausan pahat bubut HSS untuk pengerjaan material SS400. Hal yang

terpenting dalam proses produksi dengan mesin bubut adalah memperhatikan penggunaan

pahat bubut untuk menghasilkan produk secara optimal, baik dari kualitas maupun kuantitas.

Ketepatan dalam penggunaan pahat bubut sesuai material yang dikerjakan dengan

memperhatikan kecepatan putar spindle, kecepatan pergerakan pemotongan, kedalaman

pemotongan, sudut posisi pahat, serta pendinginan saat proses pengerjaan dapat

memperpanjang umur pakai suatu pahat sesuai dengan ketentuannya.

Untuk itu penulis melakukan analisa dengan membuat variabel proses pengerjaan yang

berbeda dengan 3 pahat bubut HSS untuk proses pengerjaan material SS400. Pengujian

dilakukan dengan 3 metode pengerjaan yang berbeda untuk masing-masing pahat dari

kecepatan putar spindle, kecepatan pemotongan, serta metode pendinginan saat proses

2

permesinan. Hal ini dilakukan untuk mengetahui tingkat keausan pahat dan umur pakai dari

suatu pahat bubut HSS dengan melakukan proses permesinan yang tepat sehingga pahat bubut

jenis HSS ini dapat digunakan sesuai dengan standar umur pakai yang optimal.

1.3 Tujuan Penelitian

1. Menganalisa keausan pada pahat bubut HSS (High Speed Steel) untuk proses pembubutan

material SS400 dengan melakukan 3 variabel proses pembubutan dengan perbedaan kecepatan

putaran spindle dan kecepatan pemotongan benda kerja.

2. Melakukan pengujian untuk standar kecepatan potong pahat HSS untuk pengerjaan material

baja karbon rendah SS400.

3. Mengetahui pengaruh penggunaan coolant sebagai media pendingin pahat.

1.4 Rumusan Masalah

1. Analisa umur pakai pahat bubut HSS untuk pengerjaan material SS400.

2. Menentukan proses penggunaan yang optimal untuk pahat bubut HSS untuk pengerjaan

material SS400 berdasarkan kecepatan putar spindle, kedalaman pemotongan, serta kecepatan

pergeseran saat proses pemotongan.

3. Mengukur dimensi bagian mata potong pahat sebelum dan sesudah penggunaan dalam

proses pembubutan dengan 3 variabel proses pembubutan untuk mengetahui perbandingan

keausan pahat.

1.5 Batasan Masalah

1. Analisa dilakukan menggunakan mesin bubut konvensional dalam penggunaan pahat untuk

proses pembubutan.

2. Pahat bubut menggunakan pahat HSS sebanyak 6 buah untuk 3 proses pengujian yang

berbeda dari segi kecepatan putar spindle, kedalaman pemotongan, serta kecepatan pergeseran

saat proses pemotongan.

3. Material yang digunakan yaitu baja SS400.

4. Posisi sudut pahat untuk pemakanan ditetapkan 90°.

5. Variabel yang digunakan hanya mengubah kecepatan putar spindle, kedalaman pemotongan,

serta kecepatan pergeseran saat proses pemotongan serta menambahkan perbandingan

3

perbandingan proses pendinginan pahat dengan penggunaan coolant dan tanpa coolant saat

proses pembubutan.

6. Pada proses analisa ini tidak melakukan pemeriksaan mikrostruktur pada bagian mata potong

pahat.

7. Pada penelitian ini difokuskan pada keausan pahat dan tidak menguji kekasaran benda kerja

yang dihasilkan dari proses pembubutan.

1.6 Sistematika Penulisan

Perencanaan dalam penulisan tugas akhir ini akan terdapat 5 bab yang berisi :

Bab I : Pendahuluan. Bab ini berisikan Latar Belakang Masalah, Identifikasi Masalah,

Rumusan Masalah, Batasan Masalah, Sistematika Penulisan.

Bab II : Dasar Teori. Bab ini menjelaskan tentang teori dari proses pembubutan, penjelasan

dari material pahat bubut, keausan pahat bubut serta proses pengerjaan pada mesin bubut.

Bab III : Metode Penelitian. Bab ini menjelaskan tentang proses analisis, alat dan bahan yang

akan digunakan, serta pembuatan variabel proses pembubutan.

Bab IV : Hasil dan Pembahasan. Bab ini menjelaskan tentang analisa keausan pahat pada proses

bubut tersebut dan apakah maksud dan tujuan yang hendak dicapai sudah terpenuhi.

Bab V : Kesimpulan dan Saran. Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan hasil penelitian yang

dilakukan, serta rekomendasi untuk pengembangan dari penelitian yang sudah dilakukan.

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Proses Pembubutan (Turning)

Mesin bubut termasuk mesin perkakas dengan gerak utama berputar. Mesin ini

berfungsi untuk menghilangkan sebagian bahan benda kerja, membentuk benda kerja dengan

berputar dengan alat potong yang diam atau tudak berputar). Proses bubut atau turning juga

dapat diartikan sebagai proses pemesinan untuk membentuk benda kerja menggunakan pahat

dengan mata potong tunggal (single point cutting tool). Benda kerja yang akan diproses

diletakkan pada cekam dan dikunci untuk menggenggam benda kerja saat proses pembubutan.

Kualitas yang dapat dihasilkan dari proses pembubutan terutama permukaan dari benda

kerja yang diproses dapat ditentukan oleh tiga parameter utama yaitu kecepatan putar spindle

(spindle speed), kecepatan saat proses pemotongan (feeding), serta kedalaman saat proses

pemotongan (depth of cut). Meskipun ketiga parameter tersebut dapat ditentukan operator juga

harus memperhatikan faktor lain yang dapat mempengaruhi kualitas hasil pembubutan seperti

material benda kerja dan pahat bubut yang digunakan sebelum proses pengerjaan secara

langsung pada mesin bubut.

2.1.1 Bagian Utama Mesin Bubut

Dalam proses pengoperasian mesin bubut operator wajib mengetahui bagian-bagian

utama pada mesin bubut yang terbagi menjadi beberapa bagian seperti berikut: [1]

5

Gambar 2.1 Bagian utama mesin bubut

1. Kepala tetap (head stock)

Beberapa bagian pada kepala tetap (head stock) terbagi menurut fungsinya

masing-masing diantaranya spindle yang berfungsi sebagai dudukan dari piranti mesin

bubut, antara lain:

Cekam (chuck) yang berfungsi menjepit benda kerja yang akan saat melakukan

proses pembubutan.

Roda pully yang dihubungkan dengan motor penggerak. Komponen yang terdapat

pada gear box merupakan sebuah susunan transmisi mekanik seperti roda gigi

dengan poros penopangnya, tuas yang berfungsi untuk menggeser posisi roda gigi

serta susunan mekanik lainnya berfungsi untuk mengatur kecepatan putaran

mesin, kecepatan pemotongan dan arah pemotongan benda kerja.

2. Alas (Bed)

Berfungsi sebagai tempat meluncurnya eretan (carriage), kepala lepas, dan

steady–rest dengan cara meluncur diatas eretan serta digunakan sebagai tempat

kedudukan kepala lepas, eretan, dan alat bantu seperti tumpuan tetap (steady rest) yang

berfungsi sebagai tumpuaan pada saat proses pembubutan. Alas (Bed) memiliki

permukaan sangat halus, rata dan kedataran serta kesejajaranya dalam kondisi baik

maka pada saat proses pembubutan gerakan kepala lepas dan eretan memanjang yang

berada diatasnya menjadi lancar dan stabil sehingga menghasilkan benda kerja dengan

hasil yang presisi. Sebaliknya, apabila kondisi permukaan alas ini sudah rusak maka

6

akan menghasilkan benda kerja dengan hasil yang tidak sesuai ukuran atau

menyebabkan hasil benda kerja yang tidak sejajar.

3. Poros Pengangkut dan Poros Penghantar (Feed and Lead Screw)

Poros pengangkut merupakan poros dengan bentuk ulir segi empat atau

trapesium dengan satuan ukuran ulir whitehworth (inchi) atau metrik (mm) dengan

fungsi utama sebagai penggerak eretan saat melakukan proses pembubutan secara

otomatis seperti proses pembubutan dengan arah melintang serta pembentukan ulir.

Poros penghantar merupakan poros yang selalu berputar untuk membawa jalannya

eretan pada saat proses pemotongan dengan tuas pengatur arah gerak pemakanan

untuk proses pembubutan otomatis dengan arah melintang (maju atau mundur)

terutama pada proses pembuatan ulir.

4. Eretan (carriage)

Eretan memanjang (longitudinal carriage) digunakan saat proses pembubutan

dengan arah memanjang ke arah spindle yang dapat dilakukan secara manual

maupun otomatis. Eretan memanjang bergerak sepanjang alas (bed) mesin dan

berfungsi sebagai tumpuan eretan melintang.

Eretan melintang (cross carriage) digunakan saat proses pembubutan dengan arah

melintang ke arah sumbu senter yang dapat dilakukan secara manual maupun

otomatis dan sekaligus menjadi tumpuan eretan atas.

Eretan atas (top carriage) digunakan saat proses pembubutan dengan arah sudut

yang bisa ditentukan.

Dilihat dari susunannya bahwa eretan melintang bertumpu pada eretan

memanjang sedangkan eretan atas bertumpu pada eretan melintang. Dapat

disimpulkan apabila eretan memanjang digerakkan maka eretan melintang dan eretan

atas juga ikut bergerak mengikuti arah eretan memanjang.

5. Penjepit Pahat (Tool post)

Penjepit pahat (Tools Post) berfungsi sebagai tempat penjepit pahat dengan 3

buah baut pada 4 sisinya sebagai penjepit pahat. Penjepit pahat memiliki tuas dibagian

atas yang berfungsi sebagai pengunci setelah mengatur sudut pahat yang ditentukan

pada proses pembubutan.

6. Kepala lepas (tail stock)

Kepala lepas (tail stock) berfungsi sebagai tumpuan untuk alat tambahan pada

proses bubut seperti senter putar (rotary centre) atau senter tetap yang berfungsi untuk

7

mendukung atau menahan ujung benda kerja agar putarannya tetap stabil serta cekam

bor (drill chuck) yang berfungsi sebagai pengikat mata bor saat proses pembuatan

lubang pada benda kerja. Kepala lepas dilengkapai roda pengatur ukuran dengan skala

garis ukur (nonius) dengan ketelitian antara 0,01 s.d 0,05 mm.

2.1.2 Parameter Pada Proses Pembubutan

Dalam proses pembubutan terdapat tiga parameter yang dapat ditentukan untuk

memperoleh hasil pembubutan yang maksimal, diantaranya adalah sebagai berikut: [1]

1. Kecepatan putar spindle (spindle speed)

Kecepatan putar spindle adalah gerakan putar dari benda kerja saat telah

terpasang pada spindle atau dapat disebut juga sebagai kemampuan putaran mesin

bubut dalam melakukan pemotongan benda kerja dalam satuan putaran/menit.

2. Kecepatan pergerakan pemotongan (feeding)

Kecepatan pergerakan pemakanan adalah jarak yang ditempuh oleh pahat saat

proses pembubutan yang terhitung setiap satu kali putaran benda kerja. Kecepatan

pergerakan pemakanan dipertimbangkan oleh beberapa faktor, diantaranya: kekerasan

benda kerja, kedalaman pemotongan, sudut mata potong pahat, material alat potong,

ketajaman alat potong serta kemampuan mesin yang akan digunakan. Kemampuan

mesin dapat diartikan dengan seberapa besar kemampuan mesin untuk mendukung

tercapainya kecepatan pemotongan yang optimal.

3. Kedalaman pemotongan (depth of cut)

Kedalaman pemotongan merupakan tebalnya bagian dari benda kerja yang

dibuang pada saat proses pembubutan atau dapat diartikan sebagai perbandingan

ukuran antara permukaan yang dipotong dengan permukaan yang belum terpotong.

Dalam kegiatan pembubutan berlangsung, ketika pahat memotong sedalam a, maka

diameter benda kerja mengalami pengurangan sebesar 2a, hal itu dikarenakan benda

kerja yang dipotong memiliki dua sisi akibat dari benda kerja yang berputar.

Parameter pada proses pembubutan merupakan acuan dasar perhitungan, rumus dan

tabel yang mendasari proses pembubutan. Parameter untuk proses pembubutan dapat dihitung

menggunakan rumus yang dapat diturunkan dengan memperlihatkan kondisi pemotongan yang

telah ditentukan seperti berikut: [2]

8

Gambar 2.2 Proses pembubutan

Keterangan gambar:

Benda kerja :

do = diameter awal; mm

dm = diameter akhir; mm

lt = panjang pemotongan; mm

Pahat :

χr = sudut potong utama

Mesin Bubut :

a = kedalaman pemotongan ; mm

𝑎 =𝑑𝑜−𝑑𝑚

2; mm

f = gerak pemotongan; mm/putaran

n = putaran poros utama; putaran/menit

Berdasarkan ketentuan tersebut maka perhitungan yang akan digunakan pada proses

pembubutan adalah sebagai berikut :

9

1. Kecepatan putar spindle / cekam :

𝑛 =𝐶𝑠×1000

𝜋×𝑑

d = diameter benda kerja ; mm

Cs = kecepatan potong ; mm/min

π = 3,14

2. Kedalaman pemotongan :

𝑎 =(𝑑𝑜−𝑑𝑚)

2 ; mm

𝑑𝑜 = diameter awal

𝑑𝑚 = diameter akhir

3. Kecepatan pergerakan pemotongan :

𝐹 = 𝑓 × 𝑛 ; mm/min

f = besar pemotongan atau bergesernya pahat ; mm/rev

n = putaran mesin ; rev/min

2.2 Pahat Bubut

Dalam proses pembubutan pahat merupakan bagian utama yang memegang peran

penting dalam pemotongan benda kerja, hal itu dikarenakan pahat adalah bagian yang

berkontak langsung dengan benda kerja yang dipotong. Beberapa kriteria pahat yang harus

diperhatikan, diantaranya material pahat harus lebih keras dari benda kerja yang akan diproses,

tahan sifat mekanis, dan tahan aus. Beberapa jenis material pahat yang terjual dipasaran sesuai

dengan kebutuhan proses pembubutan, diantaranya: baja karbon, HSS (High Speed Steel),

paduan cor nonferro, karbida, keramik, CBN (Cubic Boron Nitrides), dan intan.

2.2.1 Material Pahat Bubut HSS

Pahat bubut HSS (High Speed Steel) merupakan baja paduan tinggi dengan unsur

paduan seperti karbon, silikon, krom, vanadium, wolfram, molibdenum, dan karbon

monoksida. Baja HSS memiliki variasi komposisi kimia seperti pada tabel berikut:

10

Tabel 2.1 Komposisi kimia material HSS [3]

Perlakuan panas quenching diikuti tempering dengan variasi temperatur 200° sampai

550°C. Pelapisan DLC (Diamond-Like Carbon) dapat menurunkan kekerasan permukaan

material HSS sebesar 62% disertai dengan peningkatan keuletan material. Perlakuan panas

quenching diikuti tempering dengan temperatur 550°C dapat menurunkan kekerasan

permukaan material HSS sebesar 67% yang disertai dengan penurunan keausan. Berikut

merupakan klasifikasi pahat HSS berdasarkan komposisinya, yaitu:

HSS Konvesional

Molybdenum HSS

Powdered HSS

Tungsten HSS

Coated HSS

Cast HSS

11

HSS Special

High Vanadium HSS

Cobalt Added HSS

High Hardness Co. HSS

2.2.2 Proses Pembuatan Pahat HSS

Proses pembuatan pahat HSS yang melalui penuangan logam cair kemudian dilakukan

proses pengerolan atau penempaan baja hingga berbentuk batang atau silindris. Pada kondisi

lunak dengan proses perlakuan panas maka bahan tersebut dapat diproses permesinan untuk

membentuk pahat potong. Setelah proses perlakuan panas, maka kekerasan bahan tersebut

menjadi tinggi sehingga dapat digunakan sebagai pahat dengan kecepatan potong yang tinggi

bahkan hampir setara tiga kali kecepatan potong untuk pahat baja karbon. Hal itu yang

menyebabkan material ini disebut dengan Baja Kecepatan Tinggi (High Speed Steel).

Kemudian untuk pembuatan bagian mata potong pahat dapat diproses dengan mesin grinding

sesuai dengan kebutuhan bentuk mata potong yang akan digunakan dan apabila pahat

mengalami keausan maka pahat dapat diasah kembali untuk dibentuk mata potongnya. Hal ini

dikarenakan sifat keuletan material pahat HSS yang cukup baik. [3]

2.2.3 Geometri Pahat Bubut

Dalam penentuan geometri pahat, besar sudut potong dan sudut bebas pada bagian

mata potong pahat tergantung dari jenis material benda kerja yang akan dikerjakan. Hal

tersebut sangat berpengaruh dengan hasil pembubutan dan kemampuan pahat. [4]

12

Gambar 2.3 Geometri pahat bubut

Penjelasan istilah sudut geometris pada pahat bubut pada gambar diatas, antara lain:

1. Sudut potong samping (side cutting edge angle)

2. Sudut potong depan (front cutting edge angle)

3. Sudut tatal (rake angle)

4. Sudut bebas sisi (side clearance angle)

5. Sudut bebas depan (front clearance angle)

2.2.4 Mekanisme Keausan Pahat

Umur pahat bubut dipengaruhi oleh beberapa faktor utama dalam proses pembubutan

seperti geometri pahat, material pahat, benda kerja, kondisi saat pemotongan serta cairan

pendingin saat proses pembubutan. Keausan pahat sebaiknya dapat dikontrol atau dikoreksi

sehingga pada saat proses permesinan selanjutnya umur pahat akan menjadi lebih tinggi.

Keausan yang terjadi secara bertahap dikarenakan proses pembubutan akan membesar pada

bidang aktif pahat yaitu sudut mata potongnya karena tekanan dan temperatur yang tinggi pada

bidang aktif pahat dimana pada saat temperatur tinggi maka kekerasan pahat akan menurun.

Keausan yang terjadi pada bidang utama dinamakan keausan tepi (flank wear),

sedangkan keausan yang terjadi dibidang geram disebut keausan kawah (crater wear). Keausan

pahat pada bagian potong merupakan faktor terpenting yang menentukan umur pahat karena

keausan mengakibatkan pahat kehilangan bentuk aslinya sehingga berpengaruh pada hasil

pengerjaan benda kerja yang kurang sempurna. Keausan pahat ini akan membesar dengan

13

bertambahnya waktu pemotongan. Selama proses pembentukan geram berlangsung pahat dapat

mengalami kegagalan dari fungsi yang normal dikarenakan berbagai hal seperti :

Keausan yang terjadi secara bertahap dan membesar pada bidang aktif pahat yaitu

bagian mata potong pahat.

Terjadinya keretakan yang menjalar sehingga menimbulkan patahan pada mata

potong pahat.

Deformasi plastis yang akan mengubah bentuk atau geometri pahat.

Kerusakan yang biasa terjadi disebabkan oleh tekanan temperatur yang tinggi pada

bidang aktif pahat atau mata potong dimana kekerasan dan kekuatan material pahat akan

turun bersama dengan naiknya temperatur. Hal tersebut menjadi salah satu penyebab keausan

dapat terjadi pada bidang geram atau pada bidang utama pahat. [5]

Gambar 2.4 Keausan kawah dan keausan tepi

14

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Langkah-langkah Perencanaan

Adapun langkah-langkah perencaan yang penulis lakukan dalam penelitian ini adalah

sebagai berikut :

MULAI

OBSERVASI AWAL

Pre-study, Diskusi, Referensi

PENGUKURAN DIMENSI PAHAT

SEBELUM PROSES PEMBUBUTAN

PROSES PEMBUBUTAN

PENGUKURAN TEMPERATUR PAHAT

SETELAH PROSES PEMBUBUTAN

PENGUKURAN DIMENSI PAHAT

SETELAH PROSES PEMBUBUTAN

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pembubutan, Pengurangan ukuran pahat, Variabel

yang sesuai untuk proses pembubutan

SELESAI

PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN

Pahat HSS: pahat rata kanan, Material: SS400, Alat ukur: dial caliper, digital

thermal imaging, coordinate measuring machine, Mesin bubut: mesin bubut

konvensional dengan cekam model 3 penjepit

Gambar 3.1 Perencanaan proses penelitian

15

3.2 Observasi Awal

Dalam tahapan ini penulis mempelajari bagaimana prosedur pembubutan yang sesuai

dengan standar kerja pengoperasian mesin bubut. Penulis mempelajari tentang standar

operasional dalam pembubutan untuk mengatur kecepatan putaran spindle, kedalaman

pemotongan, serta kecepatan pergerakan pemotongan benda kerja. Hal tersebut diperoleh

berdasarkan teori yang telah umum digunakan untuk memperoleh prosedur pembubutan yang

sesuai dengan standar proses pembubutan yang aman dan ideal serta melakukan diskusi dengan

beberapa operator mesin bubut.

3.3 Persiapan Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada analisa ini meliputi pahat potong dengan jenis

HSS (High Speed Steel), material SS400, mesin bubut konvensional dengan 3 penjepit pada

cekam, Dial Caliper untuk mengukur benda kerja saat proses pembubutan, alat ukur untuk

mengukur keausan pahat berupa mesin CMM (Coordinate Measuring Machine), alat ukur

temperatur pahat pada saat proses pembubutan menggunakan Thermal Imaging Camera, serta

alat pembesaran untuk melihat bidang keausan mata potong pahat yaitu Digital Microscope

yang terhubung dengan PC yang dioperasikan dengan software AMCap.

3.3.1 Pahat Potong

Pahat merupakan salah satu penunjang yang perlu diperhatikan dalam proses

pembubutan terutama untuk menentukan efisiensi proses produksi dengan menyesuaikan

penggunaan pahat dengan material benda kerja. Di pasaran terdapat pahat dengan berbagai

merk dengan kualitas dan harga yang berbeda. Dalam penelitian ini penulis menggunakan

pahat bubut HSS (High Speed Steel) dengan ukuran 3/8” x 3/8” x 4”. Untuk membentuk bagian

mata potong pahat dilakukan dengan proses grinding yang dilakukan dengan mesin gerinda

cutting sesuai dengan standar ukuran sudut geometri dari pahat rata kanan.

16

Gambar 3.2 Pahat HSS dengan ukuran 3/8” x 3/8” x 4”

Pahat potong yang beredar dipasaran belum memiliki profil mata potong yang

diinginkan. Dalam analisa ini dibutuhkan jenis profil mata potong pahat dengan jenis pahat rata

kanan dikarenakan proses pembentukan benda kerja dengan pemakanan memanjang dengan

arah pemakanan dari arah kanan benda kerja dan bergeser ke kiri mendekati cekam. Sudut

geometris yang dibutuhkan dalam pembentukan pahat rata kanan adalah sebagai berikut: [2]

Gambar 3.3 Sudut geometris pahat rata kanan

Berikut adalah pahat HSS yang sudah dibentuk bagian mata potongnya dengan proses grinding:

17

Gambar 3.4 Pahat setelah dibentuk bagian mata potongnya

3.3.2 Material

Pada analisa ini penulis penggunakan material SS400 dengan diameter raw material 30

mm. Material SS 400/JIS G3101/ASTM A36 adalah baja umum (mild steel) dimana komposisi

kimianya hanya karbon (C), Silikon (Si), Manganese (Mn), Sulfur (S) dan Posfor (P). Baja

SS400 merupakan structural steel yang dipakai untuk aplikasi struktur/konstruksi umum

(general purpose structural steel) seperti konstruksi jembatan, pelat kapal laut, tanki oli, dll.

SS400 merupakan baja dengan kadar karbon rendah (max 0.17 %C) / Low Carbon Steel.

Tabel 3.1 Komposisi kimia (% max) material SS400

C max Si max Mn max S max P max

0,20 - 1,40 0,045 0,045

Material ini tidak dapat di keraskan (hardening) maupun proses perlakuan panas (heat

treatment) melalui proses quench and temper. Material ini hanya bisa dikeraskan melalui

pengerasan permukaan (surface hardening) seperti karburisasi (carburizing), nitriding atau

carbonitriding, dimana kekerasan permukaan bisa mencapai 500 Brinell (kira-kira 50 HRC)

pada kedalaman permukaan 10 hingga 20 mikron tergantung parameter process-nya. Dalam

pengerjaan material SS400 mudah untuk diproses dalam pengelasan, pemotongan, pembuatan

profil, serta proses permesinan.

3.3.3 Alat Ukur

Pada analisa ini penulis menggunakan Dial Caliper dengan nilai per 1 strip sebesar

0,02mm untuk pengukuran benda kerja saat proses pembubutan.

18

Gambar 3.5 Dial Caliper[6]

Kemudian alat ukur berikutnya menggunakan alat ukur CMM (Coordinate Measuring

Machine) dengan diameter probe ball (bagian alat ukur) sebesar 1mm. Pengukuran ditujukan

untuk mengukur bidang mata potong pahat dengan mengukur mata potong pahat sebelum dan

sesudah digunakan saat proses pembubutan agar diperoleh ukuran untuk perbandingan keausan

mata potong pahat.

Gambar 3.6 CMM (Coordinate Measuring Machine)

Selain mengukur keausan pahat penulis juga melakukan pengukuran temperatur yang

terjadi saat pahat melakukan proses pemotongan untuk mengetahui pengaruh temperatur

terhadap keausan pahat menggunakan alat Thermal Imaging Camera dengan kemampuan ukur

temperatur antara -20°C sampai 300°C.

19

Gambar 3.7 Thermal Imaging Camera

Kemudian penulis juga melakukan pembesaran objek pada bidang mata potong pahat

untuk memperbesar objek bagian mata potong pahat yang mengalami keausan setelah proses

pembubutan dengan Digital Microscope yang terhubung pada PC dan dioperasikan dengan

software AMCap.

Gambar 3.8 Digital Microscope

3.3.4 Mesin Bubut

Dalam proses analisa dan proses pembubutan penulis menggunakan mesin bubut

konvensional OKUMA Japan tipe LS dengan 3 jaw chuck atau 3 penjepit pada cekam.

20

Gambar 3.9 Mesin bubut OKUMA Japan tipe LS 110” X 48” X 60” [7]

3.4 Perhitungan Permesinan

Dalam proses analisa keausan pahat bubut HSS dibutuhkan 6 buah pahat dengan bentuk

mata potong rata kanan dan material yang digunakan adalah baja SS400 dengan diameter raw

material 30mm yang akan diproses bubut menjadi diameter 10mm sepanjang 30mm dengan

posisi pahat bubut ditetapkan pada posisi 90 derajat. Pada proses pembubutan dibuat menjadi

3 variabel untuk 6 buah pahat dengan masing-masing pahat dilakukan proses pemakanan

dengan dan tanpa metode pendinginan.

Variabel tersebut dibuat menjadi 2 bagian yaitu berupa variabel kontrol dan variabel

uji. Pada pengujian ini kedalaman pemotongan dan feeding ditetapkan sebagai variabel kontrol

sedangkan Kecepatan putar spindle dan kecepatan pergerakan pemotongan dilakukan

percobaan dengan menambah nilai dari masing-masing standar perhitungan yang akan

ditetapkan menjadi variabel uji. Adapun hasil perhitungan untuk menentukan perbedaan

variabel yang akan dilakukan saat proses pembubutan adalah sebagai berikut :

3.4.1 Kecepatan Putaran Spindle

Tabel 3.2 Kecepatan potong bubut [1]

Bahan

Pahat Bubut HSS Pahat Bubut

Karbida

m/min m/min

Baja Lunak(Mild Steel) 18-21 30-250

21

Baja Tuang(Cast Iron) 14-17 45-150

Perunggu 21-24 90-200

Tembaga 45-90 150-450

Kuningan 30-120 120-300

Aluminium 90-150 90-180

Dikarenakan satuan kecepatan potong (Cutiing Speed – Cs) masih dalam satuan m/min

sedangkan satuan yang digunakan untuk diameter benda kerja adalah milimeter maka sebelum

melakukan perhitungan harus disamakan terlebih dahulu dengan mengalikan nilai kecepatan

potong (Cutting Speed - Cs) dengan nilai 1000mm.

Maka rumus untuk kecepatan putaran mesin menjadi :

𝑛 =𝐶𝑠×1000

𝜋×𝑑

d = diameter benda kerja (raw material) ; mm

Cs = kecepatan potong ; mm/min

π = 3,14

𝑛 =21×1000

3.14×30

𝑛 = 21000

94,2 = 222,92 = 223 RPM

Dari hasil perhitungan tersebut dapat diartikan bahwa standar kecepatan yang

digunakan untuak proses pembubutan benda kerja dengan diameter 30mm sebesar 223 RPM.

3.4.2 Kedalaman Pemotongan

𝑎 =(𝑑𝑜−𝑑𝑚)

2 ; mm

𝑑𝑜 = diameter awal

𝑑𝑚 = diameter akhir

22

𝑎 =(30−29)

2

𝑎 =1

2 = 0,5 mm

Pada perhitungan diatas diameter akhir sebesar 49 mm dikarenakan pemotongan benda

dilakukan secara bertahap dengan pengurangan sebesar 1mm tiap pemotongan maka diperoleh

hasil perhitungan sebesar 0,5mm tiap pemotongan pada tiap prosesnya.

3.4.3 Kecepatan Pergerakan Pemotongan

Besarnya kecepatan pergerakan pemotongan (F) pada mesin bubut ditentukan dari

besarnya pergeseran pahat bubut (f) dalam satuan mm/putaran kemudian dikalikan dengan

besar putaran mesinnya (n) dalam satuan putaran. Maka rumus untuk mencari kecepatan

pemakanan (F) adalah:

𝐹 = 𝑓 × 𝑛 ; mm/min

f = besar pemotongan atau bergesernya pahat ; mm/rev


𝐹 = 0,5 × 223

𝐹 = 111,5 mm/min

Dari hasil perhitungan tersebut dapat diartikan bahwa pahat bergeser sejauh 111,5 mm selama

1 menit.

3.4.4 Variabel Proses Pembubutan

Setelah melakukan perhitungan untuk mencari standar operasional pembubutan benda

kerja maka dapat ditentukan variabel proses pembubutan sebagai berikut :

1. Variabel Kontrol

Kedalaman pemotongan : 0,5 mm

Feeding : [8]

𝑓 =𝐹

𝑛

𝑓 = besar pemotongan atau bergesernya pahat ; mm/rev

𝐹 = kecepatan pergerakan pemotongan ; mm/min

𝑛 = putaran mesin ; rev/min

23

𝑓 =111,5

223

𝑓 = 0,5 mm/rev

2. Variabel Uji

Variabel pahat A1 dan A2

o Kecepatan putaran spindle : 210 RPM

o Cutting speed (Cs) : [8]

𝐶𝑠 =𝜋.𝑑.𝑛

1000

Cs = kecepatan potong ; m/min


π = 3,14


𝐶𝑠 =3,14𝑥30𝑥210

1000

𝐶𝑠 = 19,782 = 19,8 m/min

o Kedalaman pemotongan : 0,5 mm

o Feeding : 0,5 mm/rev

o Metode pendinginan saat proses pembubutan : pahat A1 dengan coolant

yang tersedia pada mesin, pahat A2 tanpa coolant atau pendinginan

Variabel pahat B1 dan B2


o Cutting speed (Cs) :


1000



π = 3,14


𝐶𝑠 =3,14𝑥30𝑥290

1000

𝐶𝑠 = 27,318 = 27,3 m/min



o Metode pendinginan saat proses pembubutan : pahat B1 dengan coolant

24

yang tersedia pada mesin, pahat B2 tanpa coolant atau pendinginan

Variabel pahat C1 dan C2


o Cutting speed (Cs) :


1000



π = 3,14


𝐶𝑠 =3,14𝑥30𝑥525

1000

𝐶𝑠 = 49,455 = 49,5 m/min



o Metode pendinginan saat proses pembubutan : pahat C1 dengan coolant

yang tersedia pada mesin, pahat C2 tanpa coolant atau pendinginan

Penentuan kecepatan putar spindle berdasarkan besarnya nilai yang tersedia pada mesin

bubut yang digunakan. Peningkatan nilai kecepatan putar spindle pada tiap variabel dilakukan

untuk mengetahui kemampuan pahat dalam proses pembubutan dengan kecepatan potong

diatas standar perhitungan. Kemudian untuk mengaplikasikan penggunaan feeding otomatis

pada mesin nominalnya disesuaikan pada tabel mesin bubut yang digunakan. Maka feeding

yang digunakan sesuai tabel pada mesin yaitu 0,0196 inch/rev.

25

Gambar 3.10 Headstock mesin bubut OKUMA

Gambar 3.11 Tabel feeding mesin bubut OKUMA

26

3.5 Pengukuran Keausan Pahat

Setelah pahat digunakan dalam proses proses pembubutan dilanjutkan untuk proses

pengukuran temperatur pahat menggunakan Thermal Imaging Camera pada saat proses

pembubutan baru berakhir agar diperoleh temperatur maksimal pada bagian mata potong pahat.

Kemudian setelah semua pahat sudah digunakan dalam proses pembubutan maka dilanjutkan

pengukuran keausan pahat dengan mengetahui selisih ukuran pahat pada saat sebelum dan

sesudah proses pembubutan dengan CMM (Coordinate Measuring Machine) serta melakukan

pembesaran objek pada bagian mata potong pahat yang mengalami keausan dengan digital

microscope yang terhubung pada PC dan dioperasikan dengan software AMCap.

Gambar 3.12 Jarak titik pengukuran mata potong pahat

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 4.1 Drawing part yang akan diproses

Gambar diatas merupakan hasil akhir dari raw material yang dibuat dengan proses

pembubutan dengan 3 variabel yang sudah ditentukan. Pada tiap variabel dibuat perbandingan

saat proses pembubutan untuk metode pendinginan pahat dengan coolant dan tanpa coolant.

Material benda kerja yang akan diproses yaitu SS400 dengan raw material diameter 30mm

yang akan diproses bubut menjadi diameter 10mm sepanjang 30mm untuk tiap pahat sesuai

dengan variabel yang ditentukan.

28

4.1 Proses Pembubutan

4.1.1 Penyesuaian Pahat pada Proses Pembubutan

Setelah menyesuaikan variabel pembubutan maka dilanjutkan proses penyesuaian

pahat dan benda kerja pada mesin bubut, hal yang perlu diperhatikan adalah cara pemasangan

pahat yang tepat. Bagian ujung dari sudut mata potong pahat harus sejajar dengan kepala lepas

(tail stock) agar pada saat proses pemakanan benda kerja tidak terdapat sisa material yang tidak

terpotong dibagian tengah benda kerja, selain itu untuk pemasangan pahat sebaiknya tidak

dipasang terlalu panjang hinggs menonjol ke luar dari rumah pahat. Hal ini bertujuan agar pada

saat proses pembubutan pahat tidak bergetar yang berakibat pahat menjadai patah. Apabila

pahat belum center dengan kepala lepas maka dapat ditambahkan plat ganjal atau peninggi

pada bagian bawah pahat.

Gambar 4.2 Pemasangan pahat bubut

4.1.2 Proses Pembubutan Benda Kerja

Setelah alat dan bahan sudah dipersiapkan maka dilakukan proses pembubutan benda

kerja sesuai dengan drawing yang telah ditentukan. Pada tiap proses pembubutan dibuat

perbandingan berupa pahat A1, B1, C1 dilakukan proses pembubutan dengan menggunakan

coolant sebagai media pendingin mata potong pahat. Kemudian untuk pahat A2, B2, C2

dilakukan proses pembubutan tanpa menggunakan coolant.

29

Gambar 4.3 Pembubutan dengan coolant sebagai pendingin pahat

Gambar 4.4 Pembubutan tanpa coolant sebagai pendingin pahat

30

Gambar 4.5 Benda kerja setelah proses pembubutan

4.2 Hasil Pengukuran

Pengukuran dalam proses analisa keausan pahat bubut merupakan bagian utama dari

proses analisa tersebut. Dalam analisa ini dilakukan beberapa pengukuran pada pahat bubut

yang akan menjadi acuan untuk hasil akhir analisa ini, pengukuran yang dilakukan yaitu

temperatur pahat setelah proses pembubutan, ukuran awal bagian mata potong pahat sebelum

proses pembubutan, serta ukuran akhir mata potong pahat setelah proses pembubutan.

4.2.1 Pengukuran Temperatur Pahat

Pengukuran temperatur pahat dilakukan secara langsung setelah pahat digunakan saat

proses pembubutan menggunakan alat ukur temperatur Digital Imaging Camera dengan

memilih titik pengukuran pada bagian mata potong pahat untuk mendapatkan temperatur

tertinggi. Adapun hasil pengukuran sebagai berikut :

31

1. Pahat A1 (coolant)

Variabel yang digunakan :

Kecepatan putar spindle : 210 RPM

Kecepatan potong : 19,8 m/min


Feeding : 0,5 mm/rev

Metode pembubutan menggunakan coolant sebagai pendingin pahat

Gambar 4.6 Temperatur pahat A1 setelah proses pembubutan

Pengukuran temperatur pahat dilakukan pada saat pahat selesai digunakan untuk proses

pembubutan. Pada variabel ini pahat mampu digunakan sampai akhir proses pembubutan

sehingga diperoleh temperatur 43.4°C dengan temperatur minimum disekitar mata potong

pahat sebesar 32.3°C dan maksimum 44.9°C.

32

2. Pahat A2 (no coolant)






Metode pembubutan tanpa coolant sebagai pendingin pahat

Gambar 4.7 Temperatur pahat A2 setelah proses pembubutan





33

3. Pahat B1 (coolant)







Gambar 4.8 Temperatur pahat B1 setelah proses pembubutan





34

4. Pahat B2 (no coolant)







Gambar 4.9 Temperatur pahat B2 setelah proses pembubutan


pembubutan. Pada variabel ini pahat hanya mampu digunakan sampai proses pemotongan

keempat dikarenakan pahat sudah mengalami keausan maksimal sehingga tidak dapat

dilanjutkan untuk proses pembubutan sehingga diperoleh temperatur 72.7°C dengan

temperatur minimum disekitar mata potong pahat sebesar 33.2°C dan maksimum 71.6°C.

35

5. Pahat C1 (coolant)







Gambar 4.10 Temperatur pahat C1 setelah proses pembubutan



kedua dikarenakan pahat sudah mengalami keausan maksimal sehingga tidak dapat dilanjutkan

untuk proses pembubutan sehingga diperoleh temperatur 51.6°C dengan temperatur minimum

disekitar mata potong pahat sebesar 32.4°C dan maksimum 52.9°C.

36

6. Pahat C2 (no coolant)







Gambar 4.11 Temperatur pahat C2 setelah proses pembubutan



pertama dikarenakan pahat sudah mengalami keausan maksimal sehingga tidak dapat

dilanjutkan untuk proses pembubutan sehingga diperoleh temperatur 96.6°C dengan

temperatur minimum disekitar mata potong pahat sebesar 30.1°C dan maksimum 97.6°C.

Tabel 4.1 Hasil pengukuran temperatur mata potong pahat setelah proses pembubutan

Pahat Cs

(m/menit) Rpm Coolant Temperatur Kemampuan

Pemotongan

A1 19,8 210 Ya 43,4°C 10x pemotongan

37

Hasil pengukuran temperatur pada tabel diatas menunjukkan bahwa pada tiap variabel

pahat A, B, dan C penggunaan coolant sebagai media pendingin pahat mampu menekan

naiknya temperatur pahat saat proses pembubutan. Dapat dilihat pada pahat A1 dan A2 yang

mampu digunakan sampai 10 kali proses pemotongan bahwa pahat A1 menghasilkan

temperatur yang lebih rendah karena penggunaan coolant saat proses pembubutan.

4.2.2 Pengukuran Bagian Mata Potong Pahat Sebelum dan Sesudah Proses Pembubutan

Pengukuran bagian mata potong pahat sebelum proses pembubutan bertujuan untuk

mengetahui ukuran awal dari mata potong pahat sebelum digunakan saat proses pembubutan.

Pengukuran mata potong pahat menggunakan alat ukur CMM (Coordinate Measuring

Machine) dengan jarak pergeseran tiap bidang pengukuran sebesar 0,5mm.

Gambar 4.12 Proses pengukuran bagian mata potong pahat

A2 19,8 210 Tidak 56,2°C 10x pemotongan

B1 27,3 290 Ya 46,7°C 5x pemotongan

B2 27,3 290 Tidak 72,7°C 4x pemotongan

C1 49,5 525 Ya 51,6°C 2x pemotongan

C2 49,5 525 Tidak 96,6°C 1x pemotongan

38

Pengukuran bagian mata potong pahat bubut dilakukan dengan menyentuhkan probe

ball pada bidang yang akan diukur dengan awalan untuk mencari titik nol dari sumbu x dan y.

Adapun hasil pengukuran dari sumbu x dan y bagian mata potong pahat tersebut diperoleh data

untuk bagian mata potong pahat sebelum dan sesudah digunakan sebesar :

Tabel 4.2 Hasil pengukuran bagian mata potong pahat sebelum dan sesudah digunakan (mm)

Pahat Titik

Pengukuran

X Axis Y Axis

Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah

A1

1 12,181 12,121 9,142 9,114

2 11,979 11,920 9,069 9,065

3 12,004 11,965 8,988 8,996

4 11,930 11,888 8,892 8,905

5 11,855 11,810 8,786 8,807

6 11,780 11,726 8,668 8,694

A2

1 12,070 11,976 8,860 8,860

2 11,902 11,868 8,793 8,793

3 11,961 11,920 8,711 8,711

4 11,884 11,848 8,626 8,626

5 11,813 11,774 8,531 8,531

6 11,736 11,692 8,408 8,408

B1

1 12,115 11,885 9,344 9,295

2 11,896 11,810 9,272 9,253

3 11,957 11,860 9,194 9,172

4 11,884 11,793 9,099 9,068

5 11,812 11,723 8,995 8,967

6 11,736 11,650 8,872 8,845

B2

1 11,072 9,584 9,447 5,908

2 10,997 9,643 9,364 8,342

3 10,922 9,566 9,325 9,065

4 10,849 9,514 9,267 9,190

5 10,785 9,518 9,197 9,137

6 10,710 10,046 9,107 0,052

C1

1 11,240 10,559 9,367 9,106

2 10,750 10,598 9,294 9,242

3 10,238 10,578 9,245 9,170

4 9,736 10,572 9,170 9,118

5 9,237 10,582 9,038 9,080

6 8,740 10,585 8,913 8,965

C2 1 11,013 10,533 9,129 9,064

39

2 10,965 10,469 9,159 9,230

3 10,899 10, 462 9,104 9,082

4 10,844 10,428 9,039 9,019

5 10,783 10, 539 8,962 8,948

6 10,721 10, 615 8,879 8,867

4.2.4 Pemeriksaan Visual Keausan Bagian Mata Potong Pahat

Pemeriksaan keausan secara visual dilakukan dengan melakukan pembesaran objek

yang bertujuan untuk melihat secara detail atau memperjelas bagian mata potong pahat yang

mengalami keausan setelah pahat digunakan pada saat proses pembubutan. Pembesaran objek

tersebut menggunakan digital microscope dengan pembesaran objek sebesar 40x zoom in

diperoleh hasil berikut :







Gambar 4.13 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat A1

40

Gambar 4.14 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat A1

Pada variabel ini pahat mampu digunakan sampai akhir proses pembubutan. Dalam foto

pembesaran ini dapat dilihat bahwa terjadi keausan pada bidang utama(keausan tepi).







Gambar 4.15 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat A2

41

Gambar 4.16 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat A2


pembesaran ini dapat dilihat bahwa terjadi keausan di bagian bidang utama(keausan tepi) dan

keausan di bidang geram(keausan kawah).







Gambar 4.17 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat B1

42

Gambar 4.18 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat B1


pembesaran ini dapat dilihat bahwa terjadi keausan di bagian bidang utama(keausan tepi) dan

keausan di bidang geram(keausan kawah).







Gambar 4.19 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat B2

43

Gambar 4.20 Pembessaran objek bidang utama bagian mata potong pahat B2

Pada variabel ini pahat hanya mampu digunakan sampai pemotongan ke 4 dikarenakan

pahat sudah mengalami keausan maksimal sehingga tidak dapat dilanjutkan untuk proses

pembubutan. Dalam foto pembesaran ini dapat dilihat bahwa terjadi keausan yang besar di

bagian bidang utama(keausan tepi) dan keausan di bidang geram(keausan kawah).







44

Gambar 4.21 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat C1

Gambar 4.22 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat C1

Pada variabel ini pahat hanya mampu digunakan sampai pemotongan kedua

dikarenakan pahat sudah mengalami keausan maksimal sehingga tidak dapat dilanjutkan untuk

proses pembubutan. Dalam foto pembesaran ini dapat dilihat bahwa terjadi keausan yang besar

di bagian bidang utama(keausan tepi) dan keausan di bidang geram(keausan kawah).






45


Gambar 4.23 Pembesaran objek bidang geram bagian mata potong pahat C2

Gambar 4.24 Pembesaran objek bidang utama bagian mata potong pahat C2

Pada variabel ini pahat hanya mampu digunakan sampai pemotongan pertama

dikarenakan pahat sudah mengalami keausan maksimal sehingga tidak dapat dilanjutkan untuk

proses pembubutan. Dalam foto pembesaran ini dapat dilihat bahwa terjadi keausan yang besar

di bagian bidang utama(keausan tepi) dan keausan di bidang geram(keausan kawah).

46

4.3 Penentuan Hasil

4.3.1 Perbandingan Ukuran Mata Potong Pahat

Data Perbandingan ukuran mata potong pahat diperoleh berdasarkan pengukuran mata

potong pahat sebelum dan sesudah pahat digunakan saat proses pembubutan, melalui data

pengukuran tersebut dapat dilihat selisih ukuran yang menjadi acuan dari keausan pahat.

Berikut perbandingan ukuran pahat :







Tabel 4.3 Perbandingan ukuran pahat A1 (mm)

Bidang

Pengukuran

Titik

Pengukuran Sebelum Sesudah Pengurangan

X Axis

1 12,181 12,121 0,06

2 11,979 11,920 0,059

3 12,004 11,965 0,039

4 11,930 11,888 0,042

5 11,855 11,810 0,045

6 11,780 11,726 0,054

Y Axis

1 9,142 9,114 0,028

2 9,069 9,065 0,004

3 8,988 8,996 -0,008

4 8,892 8,905 -0,013

5 8,786 8,807 -0,021

6 8,668 8,694 -0,026







47

Tabel 4.4 Perbandingan ukuran pahat A2 (mm)

Bidang

Pengukuran

Titik


X Axis

1 12,070 11,976 0,094

2 11,902 11,868 0,034

3 11,961 11,920 0,041

4 11,884 11,848 0,036

5 11,813 11,774 0,039

6 11,736 11,692 0,044

Y Axis

1 8,860 8,913 -0,053

2 8,793 8,800 -0,007

3 8,711 8,717 -0,006

4 8,626 8,618 0,008

5 8,531 8,523 0,008

6 8,408 8,408 0







Tabel 4.5 Perbandingan ukuran pahat B1 (mm)

Bidang

Pengukuran

Titik


X Axis

1 12,115 11,885 0,23

2 11,896 11,810 0,086

3 11,957 11,860 0,097

4 11,884 11,793 0,091

5 11,812 11,723 0,089

6 11,736 11,650 0,086

Y Axis

1 9,344 9,295 0,049

2 9,272 9,253 0,019

3 9,194 9,172 0,022

4 9,099 9,068 0,031

5 8,995 8,967 0,028

6 8,872 8,845 0,027



48





Tabel 4.6 Perbandingan ukuran pahat B2 (mm)

Bidang

Pengukuran

Titik


X Axis

1 11,072 9,584 1,488

2 10,997 9,643 1,354

3 10,922 9,566 1,356

4 10,849 9,514 1,335

5 10,785 9,518 1,267

6 10,710 10,046 0,664

Y Axis

1 9,447 5,908 3,539

2 9,364 8,342 1,022

3 9,325 9,065 0,26

4 9,267 9,190 0,077

5 9,197 9,137 0,06

6 9,107 9,052 0,055







Tabel 4.7 Perbandingan ukuran pahat C1 (mm)

Bidang

Pengukuran

Titik


X Axis

1 11,240 10,559 0,681

2 10,750 10,598 0,152

3 10.238 10,578 -0,34

4 9,736 10,572 -0,836

5 9,237 10,582 -1,345

6 8,740 10,585 -1,845

Y Axis 1 9,367 9,106 0,261

2 9,294 9,242 0,052

49

3 9,245 9,170 0,075

4 9,170 9,118 0,052

5 9,038 9,080 -0,042

6 8,913 8,965 -0,052







Tabel 4.8 Perbandingan ukuran pahat C2 (mm)

Bidang

Pengukuran

Titik


X Axis

1 11,013 10,533 0,48

2 10,965 10,469 0,496

3 10,899 10,462 0,437

4 10,844 10,428 0,416

5 10,783 10,539 0,244

6 10,721 10,615 0,106

Y Axis

1 9,219 9,064 0,155

2 9,159 9,230 -0,071

3 9,104 9,082 0,022

4 9,039 9,019 0,02

5 8,962 8,948 0,014

6 8,879 8,867 0,012

Dari hasil perbandingan ukuran mata potong pahat selisih ukuran sebelum dan sesudah

pahat digunakan sebagai acuan keausan mata potong pahat. Pada beberapa hasil selisih ukuran

tiap bidang ukur menunjukkan nilai minus yang artinya ukuran pada bidang ukur bertambah

lebih besar yang disebabkan oleh beberapa faktor seperti terjadinya gesekan pahat akibat

temperatur tinggi pada saat proses pembubutan dan penumpukkan serpihan geram saat proses

pembubutan. Hal tersebut dikarenakan variabel proses pembubutan yang digunakan melebihi

dari batas kemampuan pahat bubut HSS serta mekanisme tersebut kemungkinan akibat dari

pertumbuhan ukuran bulir (grain growth mechanism).

50

4.3.2 Analisa Data Keausan Pahat

Berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan setelah melakukan variabel proses

pembubutan untuk 6 buat pahat yang berbeda untuk pengerjaan material SS400 dengan mesin

bubut konvensional maka dalam hal ini hasil dari keausan tiap mata potong pahat terlihat

perbedaan yang signifikan. Berikut merupakan analisa keseluruhan dari masing-masing pahat

dengan variabel proses pembubutan yang berbeda :

Pada pahat bubut A1, dengan hasil variabel proses pembubutan dengan kecepatan

putaran spindle sebesar 210 RPM, kedalaman pemotongan 0,5 mm, dan feeding 0,5 mm serta

proses pembubutan menggunakan coolant sebagai media pendingin pahat menghasilkan

temperatur akhir sebesar 43,4°C. Pada variabel ini pahat mampu digunakan sampai akhir

proses variabel pembubutan. Dari data selisih pengukuran dapat dilihat bahwa pahat A1

mengalami pengurangan ukuran pada bidang ukur x axis antara 0,039 mm sampai 0,06 mm

dan pada y axis antara 0,004 mm sampai -0,026 mm. Dalam pengurangan ini dapat diartikan

bahwa pahat A1 tidak mengalami keausan yang besar pada bagian mata potongnya.

Pada pahat bubut A2, dengan hasil variabel proses pembubutan dengan kecepatan


proses pembubutan tanpa menggunakan coolant sebagai media pendingin pahat menghasilkan


proses variabel pembubutan. Dari data selisih pengukuran dapat dilihat bahwa pahat A2


dan pada y axis antara 0,008 mm sampai -0,053 mm. Dalam pengurangan ini dapat diartikan

bahwa pahat A2 tidak mengalami keausan yang besar pada bagian mata potongnya.

Pada pahat bubut B1, dengan hasil variabel proses pembubutan dengan kecepatan

putaran spindle sebesar 290 RPM, kedalaman pemotongan 0,5 mm, feeding 0,5 mm serta



proses variabel pembubutan. Dari data selisih pengukuran dapat dilihat bahwa pahat B1


dan pada y axis antara 0,019 mm sampai 0,049 mm. Dalam pengurangan ini dapat diartikan

bahwa pahat B1 tidak mengalami keausan yang besar pada bagian mata potongnya.

Pada pahat bubut B2, dengan hasil variabel proses pembubutan dengan kecepatan

putaran spindle sebesar 290 RPM, kedalaman pemotongan 0,5 mm dan feeding 0,5 mm serta

51


temperatur akhir sebesar 72,7°C. Pada variabel ini pahat mampu digunakan sampai proses

pemotongan keempat sesuai variabel pembubutan. Dari data selisih pengukuran dapat dilihat

bahwa pahat B2 mengalami pengurangan ukuran pada bidang ukur x axis antara 0,064 mm

sampai 1,488 mm dan pada y axis antara 0,055 mm sampai 3,539 mm. Dalam pengurangan ini

dapat diartikan bahwa pahat B2 mengalami keausan yang besar pada bagian mata potongnya.

Pada pahat bubut C1, dengan hasil variabel proses pembubutan dengan kecepatan




pemotongan kedua sesuai variabel pembubutan. Dari data selisih pengukuran dapat dilihat

bahwa pahat C1 mengalami pengurangan ukuran pada bidang ukur x axis antara 0,152 mm

sampai -1,845 mm dan pada y axis antara 0,052 mm sampai -0,052 mm. Dalam pengurangan

ini dapat diartikan bahwa pahat C1 mengalami keausan yang besar pada bagian mata

potongnya.

Pada pahat bubut C2, dengan hasil variabel proses pembubutan dengan kecepatan




pemotongan pertama sesuai variabel pembubutan. Dari data selisih pengukuran dapat dilihat

bahwa pahat C2 mengalami pengurangan ukuran pada bidang ukur x axis antara 0,016 mm

sampai 0,496 mm dan pada y axis antara 0,012 mm sampai -0,071 mm. Dalam pengurangan

ini dapat diartikan bahwa pahat C2 mengalami keausan yang besar pada bagian mata

potongnya.

Dari hasil pengukuran diketahui bahwa tingkat keausan mata potong pahat yang

terendah ada pada pahat A1 dan tingkat keausan tertinggi ada pada pahat B2. Hasil minus pada

selisih pengukuran dikarenakan bertambahnya dimensi bidang ukur pahat setelah proses

pembubutan yang disebabkan oleh beberapa faktor seperti pemuaian pahat setelah proses

pembubutan dan penumpukkan serpihan geram yang menempel saat proses pembubutan.

52

Tabel 4.9 Analisa data keausan pahat

Pahat Cutting Speed Temperatur Kemampuan

Pemotongan

Selisih Ukuran Terbesar

Sumbu X Sumbu Y

A1 19,8 43,4° 10x proses 0,06 -0,026

A2 19,8 56,2° 10x proses 0,094 -0,053

B1 27,3 46,7° 5x proses 0,23 0,049

B2 27,3 72,7° 4x proses 1,488 3,539

C1 49,5 51,6° 2x proses -1,845 -0,052

C2 49,5 96,6° 1x proses 0,496 -0,071

53

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Dari serangkaian penelitian yang telah dilakukan untuk analisa keausan pahat bubut

HSS untuk pengerjaan material SS400 dengan 3 variabel proses pembubutan maka dapat

ditarik kesimpulan bahwa :

1. Penggunaan variabel proses pembubutan sesuai standar perhitungan lebih efektif

dan efisien digunakan untuk proses pembubutan sehingga menghemat, hal ini

dibuktikan dengan proses penggunaan pahat A1 dengan kecepatan putar spindle

sebesar 210 RPM, kedalaman pemotongan 0,5mm dan feeding 0,5 mm/rev

2. Penggunaan kecepatan potong yang tinggi akan mempercepat proses pembubutan

namun membuat pahat menjadi lebih cepat aus sedangkan penggunaan kecepatan

potong rendah sesuai standar perhitungan proses pembubutan lebih lambat namun

dapat memperpanjang umur pakai pahat, hal ini dibuktikan pada pahat A1 dan A2

dengan kecepatan putar spindle sebesar 210 RPM, kedalaman pemotongan 0,5mm

dan feeding 0,5 mm/rev mampu digunakan sampai akhir proses pembubutan dengan

tingkat keausan rendah dibandingkan dengan penggunaan kecepatan potong yang

tinggi pada pahat B1-B2 dan C1-C2.

3. Penggunaan coolant sebagai media pendingin pahat sangat direkomendasikan saat

proses pembubutan, hal ini dibuktikan dengan perbandingan proses penggunaan

pahat A1 dan A2 dengan kecepatan putar spindle sebesar 210 RPM, kedalaman

pemotongan 0,5mm dan feeding 0,5 mm/rev yang terlihat pada foto pembesaran

bahwa bidang mata potong pahat A1 dengan menggunakan coolant sebagai media

pendingin pahat permukaannya tidak terjadi gesekan yang besar antara mata potong

pahat dengan benda kerja akibat temperatur proses pembubutan yang berlebih

dibandingkan pahat A2 yang diproses tanpa media pendingin pahat.

54

5.2 Saran Dikarenakan keterbatasan penelitian ini, maka beberapa saran yang dapat disampaikan

berdasarkan hasil penelitian ini adalah :

1. Bagi pengembangan penelitian dengan pembahasan yang sama maka dapat

melakukan perbandingan antara jenis material pahat bubut yang berbeda dengan

menambahkan variabel proses pembubutan serta melakukan perbandingan untuk

pengerjaan beberapa material untuk mendapatkan hasil analisa keausan suatu pahat

lebih lengkap.

2. Dapat dilakukan pemeriksaan mikrostruktur pada bagian mata potong pahat setelah

proses pembubutan agar dapat diketahui mekanisme pertumbuhan ukuran bulir

(grain growth mechanism).

3. Dapat dilakukan pengukuran kekasaran permukaan material setelah proses

pembubutan agar diketahui pengaruh kecepatan potong pada permukaan benda

kerja.

55

DAFTAR PUSTAKA

[1] Putro, B. S. (2015). Pengerjaan Logam TURNING 1. Bekasi: ATMI St. Mikael.

[2] Paridawati. (2015). Pengaruh Kecepatan dan Sudut Potong Terhadap Kekasaran Benda

Kerja Pada Mesin Bubut. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Vol. 3, No. 1. Universitas Islam

45 Bekasi.

[3] Alan M. Bayer and Bruce A. Becherer, T. V. (1989). High-Speed Tool Steels. ASM

Handbook, Vol. 16: Machining.

[4] Rahdiyanta, D. (2010). Proses Bubut (Turning). Yogyakarta: Fakultas Teknik Universitas

Negeri Yogyakarta.

[5] Wawan. (2017). Kaji Eksperimental Pengaruh Kecepatan Putar Spindle dan Sudut

Potong Utama pada Proses Pembubutan Baja ST41 Terhadap Umur dan Keausan

Pahat HSS BOHLER dan ASSAB.

[6] Japan, M. (2020). Mitutoyo Japan. Diambil kembali dari

https://www.mitutoyo.co.jp/eng/useful/catalog-2019/

[7] Station, M. (2020). Machine Station. Diambil kembali dari

https://www.machinestation.us/product/okuma-ls-7215-geared-head-engine-lathe/

[8] "MITSUBISHI MATERIALS," [Online]. Available:

http://www.mitsubishicarbide.com/en/technical_information/tec_turning_tools/tec_turning_in

sert/tec_turning_formula/tec_turning_formula

[9] Angga Zeptiawan Sastal, Y. G. (2018). Pengaruh Kecepatan Potong Terhadap Perubahan

Temperatur Pahat dan Keausan Pahat Bubut pada Proses Pembubutan Baja Karbon

Sedang. Enthalpy-Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin, vol. 3, no. 1.

[10] Saifudin. (2017). Perbandingan Karakterisasi Fisis Dan Mekanis Lapisan Diamond-Like

Carbon (DLC) Dengan Teknik Plasma Assisted CVD Dan Perlakuan Panas Pada Tool

Steel HSS.

[11] Sri Nugroho, H. K. (2010). Karakterisasi Pahat Bubut High Speed Steel (HSS)

BOEHLER Tipe Molibdenum (M2) dan Tipe Cold Work Tool Steel (A8). 19-26.

[12] Creese, R. (1999). Introduction to Manufacturing processes and Materials. CRC Press.

[13] Suhartono, R. (2016). Geometri Pahat Bubut HSS pada Proses Membubut Muka Poros

Baja Karbon Rendah dari Hasil Pemotongan Menggunakan Las Oxy-Acetylen. 45-48.

[14] Team, S. (2015, March 9). Baja SS400 Bukan Stainless Steel tapi Structural Steel.

Diambil kembali dari steelindopersada.com:

https://www.steelindopersada.com/2015/03/ss400-bukan-stainless-steel.html

[15] Ninuk Jonoaji, J. D. (1999). Pengaruh Parameter Potong dan Geometri Pahat Terhadap

Kekasaran Permukaan Pada Proses Bubut. JURNAL TEKNIK MESIN, 82-88.

[16] Winston A. Knight, G. B. (2005). Fundamentals of Metal Machining and Machine

Tools. CRC Press.

56

LAMPIRAN

LAMPIRAN I : HASIL PENGUKURAN PAHAT SEBELUM DIGUNAKAN

1. Pahat A1

57

2. Pahat A2

3. Pahat B1

58

4. Pahat B2

5. Pahat C1

59

6. Pahat C2

LAMPIRAN II : HASIL PENGUKURAN PAHAT SESUDAH DIGUNAKAN

1. Pahat A1

60

2. Pahat A2

3. Pahat B1

61

4. Pahat B2

5. Pahat C1

62

6. Pahat C2

ANALYSIS OF THE RATIO OF CUTTING SPEED TO TOOL LIFE …

Documents

Transcript of ANALYSIS OF THE RATIO OF CUTTING SPEED TO TOOL LIFE …