Post on 05-May-2019
PENGARUH CAIRAN PENDINGIN BERTEKANAN TINGGI TERHADAP GAYA POTONG, KEAUSAN TEPI
PAHAT, DAN KEKASARAN PERMUKAAN PADA PROSES BUBUT MATERIAL AISI 4340
TUGAS AKHIRTEKNIK MANUFAKTUR
(TM091486)
•2107 100 629
ANDI PURWANTO
• Ir. Bobby Oedy P. Soepangkat, M.Sc, PhD.
DOSEN PEMBIMBING
LATAR BELAKANG
LATAR BELAKANG
Kamruzzaman et al. (2007)
Penelitian-penelitian yang pernah dilakukan
Mazurkiewicz et al. (1989)
• Meneliti tentang pengaruh cairan pendingin bertekanan tinggi pada prosespemesinan.
• Kesimpulan; bahwa pendinginan bertekanan tinggi dapat mengurangikoefisien gesek pada bidang geram dan bidang utama pahat sehinggadapat mengurangi gaya pemotongan dan meningkatkan umur pahat.Cairan pendingin bertekanan tinggi juga dapat mengurangi konsumsicairan pendingin sebesar 50 % .
• Meneliti pengaruh cairan pendingin bertekanan tinggi terhadap keausanpahat, umur pahat, dan kekasaran permukaan.
• Kesimpulan; bahwa CPBT lebih efektif dalam menurunkan keausan pahatdan kekasaran permukaan, serta meningkatkan umur pahat dibandingkantanpa pendinginan.
Penelitian-penelitian yang pernah dilakukan
Kamruzzaman et al. (2008)
• Meneliti pengaruh cairan pendingin bertekanan tinggi pada proses bubutterhadap keausan pahat, umur pahat, dan kekasaran permukaan.
• Kesimpulan; bahwa CPBT dapat mengurangi keausan tepi pahatsehingga dapat meningkatkan umur pahat, dengan CPBT pertumbuhankekasaran permukaan selama pemesinan semakin rendah sehinggameningkatkan kualitas produk.
Perumusan Masalah
Apakah penggunaan cairan pendingin bertekanantinggi (CPBT) dapat lebih menurunkan gaya potong,kekasaran permukaan, dan keausan tepi pahat,dibandingkan dengan penggunaan cairan pendingintanpa tekanan (CPTT).
Tujuan Penelitian
Batasan masalah dan asumsi
Batasan masalah
1. Tidak membahas masalah biaya selama proses pemesinan.2. Tidak menghitung waktu pemesinan selama proses
pemesinan.3. Penelitian dilakukan sesuai dengan batas kemampuan dari
mesin yang digunakan.4. Proses pembubutan yang dilakukan adalah proses bubut
silindris semi orthogonal5. Digunakan cairan pendingin yang sama untuk proses
pemesinan dengan menggunakan CPTT dan CPBT.
Batasan masalah dan asumsi
Asumsi
1. Variabel-variabel yang tidak diteliti dianggap selalu konstan dantidak berpengaruh secara signifikan terhadap hasil penelitian.
2. Benda kerja maupun pahat memiliki komposisi kimia yanghomogen.
3. Alat ukur yang digunakan dalam keadaan terkalibrasi dan layakdigunakan.
4. Mesin dan operator diasumsikan bekerja dengan baik selamaproses pemesinan.
Manfaat Penelitian
Sebagai bahan referensi bagi penelitian sejenisnyadalam rangka pengembangan pengetahuan tentangpengaruh CPBT pada proses bubut.
Sebagai masukan dan informasi dalammeningkatkan kualitas produk dari proses bubutkaitannya dengan CPBT.
Metodologi Penelitian
Mulai
Studi Pustaka
Perumusan Masalah
Penentuan TujuanPenelitian
Perencanaan eksperimen:Variabel proses: Variabel respon:- Gerak makan - Gaya potong- Kecepatan potong - Kekasaran permukaan- Kedalaman potong - Keausan tepi pahat- Cairan pendingin
Persiapan percobaan: Mesin bubut, bendakerja, pahat dan Alatukur
A
Ya
Tidak
Transformasi model
A
Pengambilan data:Proses bubut CPTTProses bubut CPBT
Pembuatan model statistik
−Pengujian kesesuaian model−Pengujian asumsi residual
ApakahModel sesuai
& asumsiterpenuhi ?
Pembahasan hasil
Selesai
Kesimpulan dan saran
Penentuan Kapasitas pendinginan
Grafik Penurunan Temperatur
Proses Persamaan Regresi
CPBT Temperatur = 419 - 13.6 waktu
CPTT Temperatur = 437 - 8.26 waktu
Data Hasil Percobaan
d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm
Fv1 Fv2 Fv1 Fv2 Fv1 Fv2
(kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg)
CPBT
V1 = 79.128
m/menit
f1 = 0,1 mm/put 33.30 33.78 45.47 45.42 58.40 58.02
f2 = 0,15 mm/put 42.56 42.70 54.01 53.77 63.88 64.96
f3 = 0.2 mm/put 43.73 43.83 55.65 56.10 73.73 74.17
V2 = 115.552
m/menit
f1 = 0,1 mm/put 27.39 28.05 43.95 44.04 53.47 54.02
f2 = 0,15 mm/put 34.97 35.11 55.28 54.78 63.98 64.85
f3 = 0.2 mm/put 53.77 55.76 73.81 75.37 85.74 85.53
V3 = 157
m/menit
f1 = 0,1 mm/put 27.86 28.08 37.86 35.04 56.45 56.84
f2 = 0,15 mm/put 36.45 36.30 57.87 58.31 62.76 63.40
f3 = 0.2 mm/put 47.30 47.93 65.36 64.22 77.50 78.88
Data Gaya Potong Pada Proses CPBT
Data Hasil Percobaan
Data Gaya Potong Pada Proses CPTT
d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm
Fv1 Fv2 Fv1 Fv2 Fv1 Fv2
(kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg)
CPTT
V1 = 79.128
m/menit
f1 = 0,1 mm/put 36.38 36.09 49.18 48.99 63.10 68.19
f2 = 0,15 mm/put 45.40 44.84 61.50 61.69 77.74 79.45
f3 = 0.2 mm/put 45.74 47.17 80.89 80.57 94.70 95.11
V2 = 115.552
m/menit
f1 = 0,1 mm/put 37.15 37.32 44.61 45.21 58.89 59.97
f2 = 0,15 mm/put 35.26 35.66 54.90 55.57 72.40 73.30
f3 = 0.2 mm/put 56.69 51.81 84.33 84.39 97.84 97.74
V3 = 157 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 37.28 37.50 44.28 44.98 59.47 56.07
f2 = 0,15 mm/put 42.72 44.11 54.44 54.62 72.60 73.05
f3 = 0.2 mm/put 54.34 55.03 69.66 70.53 83.98 83.93
Data Hasil Percobaan
Data Gaya Makan Pada Proses CPBT
d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm
Ff Ff1 Ff Ff1 Ff Ff1
(kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg)
CPBT
V1 = 79.128
m/menit
f1 = 0,1 mm/put 19.35 19.49 24.71 24.82 33.69 32.40
f2 = 0,15 mm/put 21.62 21.53 27.61 27.54 32.47 32.46
f3 = 0.2 mm/put 23.36 23.20 27.80 27.01 33.14 34.33
V2 = 115.552
m/menit
f1 = 0,1 mm/put 17.84 17.54 22.80 23.80 27.62 29.17
f2 = 0,15 mm/put 18.06 19.07 25.43 25.68 33.75 33.52
f3 = 0.2 mm/put 21.97 22.77 28.38 27.53 35.64 34.42
V3 = 157
m/menit
f1 = 0,1 mm/put 18.07 18.35 24.96 24.08 34.34 33.66
f2 = 0,15 mm/put 17.04 17.19 27.76 27.92 33.51 34.01
f3 = 0.2 mm/put 23.00 20.48 33.75 33.21 36.08 37.39
Data Hasil Percobaan
Data Gaya Makan Pada Proses CPTT
d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mmFf Ff1 Ff Ff1 Ff Ff1
(kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg)
CPTT
V1 = 79.128 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 23.04 23.58 31.70 31.31 42.51 45.11
f2 = 0,15 mm/put 26.54 26.42 35.94 35.99 49.14 49.44
f3 = 0.2 mm/put 27.24 27.77 43.31 43.23 57.69 56.58
V2 = 115.552 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 24.74 26.67 30.60 28.78 36.84 37.49
f2 = 0,15 mm/put 25.51 25.72 31.32 32.15 43.63 43.78
f3 = 0.2 mm/put 28.74 28.69 38.28 38.38 54.96 54.51
V3 = 157 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 22.51 23.39 30.50 30.65 39.76 37.39
f2 = 0,15 mm/put 24.91 24.82 32.19 32.23 43.37 43.41
f3 = 0.2 mm/put 29.12 29.58 36.33 36.80 48.75 50.42
Data Hasil Percobaan
Data Kekasaran Permukaan Pada Proses CPBT
d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm
Ra Ra1 Ra Ra1 Ra Ra1
μm μm μm μm μm μm
CPBT
V1 = 79.128 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 1.2 1.2 1.0 1.1 1.2 1.3
f2 = 0,15 mm/put 1.7 1.7 1.6 1.7 1.8 1.9
f3 = 0.2 mm/put 2.6 2.5 2.5 2.3 2.7 2.7
V2 = 115.552 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 0.9 0.8 1.0 0.9 1.1 1.0
f2 = 0,15 mm/put 1.5 1.4 1.5 1.4 1.6 1.5
f3 = 0.2 mm/put 2.3 2.4 2.3 2.1 2.4 2.3
V3 = 157 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 0.9 1.1 0.9 0.8 1.0 0.9
f2 = 0,15 mm/put 1.2 1.3 1.7 2.0 1.3 1.2
f3 = 0.2 mm/put 1.7 1.8 2.0 1.9 2.1 1.9
Data Hasil Percobaan
Data Kekasaran Permukaan pada Proses CPTT
d1 = 1 mm d2 = 1,5 mm d3 = 2mm
Ra Ra1 Ra Ra1 Ra Ra1
μm μm μm μm μm μm
CPTT
V1 = 79.128 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 1.5 1.2 1.7 1.6 1.3 1.4
f2 = 0,15 mm/put 1.8 2.1 1.7 1.0 1.7 1.6
f3 = 0.2 mm/put 3.0 2.9 2.5 2.6 3.4 3.4
V2 = 115.552 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 1.3 1.2 1.3 1.2 1.0 1.2
f2 = 0,15 mm/put 1.9 2.1 1.7 1.5 1.5 1.5
f3 = 0.2 mm/put 2.7 2.8 2.6 2.7 3.1 3.3
V3 = 157 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 0.9 1.0 1.1 1.2 0.9 1.1
f2 = 0,15 mm/put 1.6 1.7 1.7 1.9 1.6 1.8
f3 = 0.2 mm/put 2.3 2.3 3.1 3.0 3.2 3.0
Analisis dan Pembahasan
•FV = 123.03 f0.607 d0.797
•Ff = 30.90 f0.231 d0.746
•Ra = 72.44 V-0.351 f1.14CPBT
•Fv = 141.25 f0.616 d0.818
•Ff = 48.98 f0.342 d0.813
•Ra = 39.81V-0.160 f1.21CPTT
Pemodelan Matematis
Analisis dan Pembahasan
Respon Variabel prosesPangkat dari variabel bila memotong dengan-
Persentase penurunan pangkat
CPBT CPTT
Gaya potong f 0.607 0.616 1.461
d 0.797 0.818 2.5672
Gaya makan f 0.231 0.342 32.4561
d 0.746 0.813 8.2411
Kekasaran V -0.351 -0.16 54.416
permukaan f 1.14 1.21 5.7851
Tabel Harga Koefisien gesek
Analisis dan Pembahasan
a1 = 1 mm a2 = 1,5 mm a3 = 2mmμ μ μ μ μ μ
CPBT
V1 = 79.128 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 0.25 0.24 0.22 0.22 0.24 0.23f2 = 0,15 mm/put 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 0.18f3 = 0.2 mm/put 0.17 0.17 0.17 0.17 0.16 0.17
V2 = 115.552 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 0.16 0.15 0.13 0.15 0.13 0.15f2 = 0,15 mm/put 0.08 0.10 0.09 0.09 0.17 0.16f3 = 0.2 mm/put 0.11 0.10 0.11 0.09 0.16 0.15
V3 = 157 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 0.11 0.12 0.14 0.13 0.19 0.19f2 = 0,15 mm/put 0.04 0.05 0.12 0.13 0.15 0.15f3 = 0.2 mm/put 0.10 0.06 0.17 0.15 0.15 0.16
CPTT
V1 = 79.128 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 0.29 0.30 0.30 0.29 0.32 0.31f2 = 0,15 mm/put 0.25 0.25 0.25 0.25 0.29 0.28f3 = 0.2 mm/put 0.26 0.25 0.21 0.21 0.27 0.26
V2 = 115.552 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 0.31 0.35 0.33 0.29 0.28 0.28f2 = 0,15 mm/put 0.36 0.36 0.24 0.25 0.27 0.26f3 = 0.2 mm/put 0.19 0.23 0.14 0.14 0.23 0.23
V3 = 157 m/menit
f1 = 0,1 mm/put 0.27 0.28 0.33 0.33 0.32 0.31f2 = 0,15 mm/put 0.25 0.23 0.26 0.26 0.26 0.26f3 = 0.2 mm/put 0.21 0.21 0.20 0.20 0.25 0.26
Keausan Tepi Pahat
Analisis dan Pembahasan
Proses Persamaan Regresi
CPBT VB = 0.0107 + 0.0106 Waktu
CPTT VB = 0.0242 + 0.0126 Waktu
Analisis Bentuk Geram
Gambar geram hasil proses bubut dengan CPBT Gambar geram hasil proses bubut dengan CPTT
Kesimpulan
Kesimpulan
Prosentase penurunan pangkat dari variabel proses pada model gaya potong untuk f dan d sebesar 1.5% dan 2.5%, model gaya makan ubtuk f dan d sebesar 32.5% dan 8.4%, dan pada model kekasaran permukaan untuk V dan f sebesar 54.5% dan 5.7%.
Keausan tepi pahat yang terjadi pada proses bubut dengan CPBT mempunyai kecenderungan yang lebih rendah bila dibandingkan dengan CPTT.
Pembubutan dengan menggunakan CPBT menghasilkan geram yang tipis dan terputus-putus, sedangkan dengan menggunakan CPTT menghasilkan geram yang tebal dan kontinyu.
Kesimpulan dan Saran
Saran
Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dilakukanpengukuran temperatur pemotongan yang sebenarnya.