--DHIAH_PURBOSARI_K2508005

perpustakaan.uns.ac.iddigilib.uns.ac.id

KARAKTERISASI TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 40 HASIL PEMESINAN CNC MILLING ZK 7040 EFEK DARI KECEPATAN PEMAKANAN (FEED RATE) DAN AWAL WAKTU PEMBERIAN PENDINGIN

DHIAH PURBOSARI

NIM. K2508005

FAKULAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

JULI 2012

commiti to user


PERN YATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini

Nama: Dhiah Purbosari

NIM: K2508005

MenyatakanTINGKAT

KEKASARANPEMESINA N CNC

MILLING(FEED

RATE)ini be nar-benar

merupakandari pe nulis lain

telah disebutkan.

Apabila padaskripsi ini hasil

japlakan,

commitiito user


KARAKTERISASI TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 40 HASIL PEMESINAN CNC MILLING ZK 7040 EFEK DARI KECEPATAN PEMAKANAN (FEED RATE) DAN AWAL WAKTU PEMBERIAN PENDINGIN

Dijadikan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan Gelar Sarjana Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juli 2012 commitiiito user


PERSETUJUAN

Skripsi ini telah d isetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Kegurua n dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebela s Maret Surakarta.

commitivto user


PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendid ikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendi dikan.

commit to user


ABSTRAK

DhiahPurbosari.KARAKTERISASITINGKATKEKASARAN

PERMUKAAN BAJA ST 40 HASIL PEMESINAN CNC MILLING ZK 7040 EFEK DARI KECEPATAN PEMAKANAN (FEED RATE) DAN AWAL WAKTU PEMBERIAN PENDINGIN. Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan. Universitas Sebelas Maret Surakarta, Juli 2012.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakterisasi tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC Milling ZK 7040 efek darikecepatan.

Surakarta.

Prosesdengan control

SIEMENSmengukurtingkat

kekasarandi Laboratorium

BahanTeknikmenggunakan

metodedan awal waktu

pemberianbaja ST 40.

0,13mm/rev dan

0,15mm/revyang digunakan

menghasilkanawal waktu

pemberianmenunjukanbahwa

semakindalamproses

pemesinanmenghasilkan tingkat

kekasaranvariasi tingkat

kekasaran

Milling ZK 7040

pada bajaawal pemberian

pendinginpendingin 10

menit yaitu sebesar 1,616 m, sedangkan tingkat kekasaran paling besar terjadi pada feed rate 0,15 mm/rev dan awal waktu pemberian pendingin 20 menit yaitu sebesar 3,603 m. Tingkat kekasaran benda kerja hasil pemesinan CNC Milling ZK 7040 pada baja ST 40 yang paling kecil pada kondisi setelah waktu pemberian pendingin pada proses pemesinan CNC milling ZK 7040 terjadi pada feed rate0,11 mm/rev dan awal waktu pemberian pendingin setelah 10 menit yaitusebesar 1,855 m sedangkan tingkat kekasaran paling besar terjadi pada feed rate0,15 mm/rev dan awal waktu pemberian pendingin setelah 20 menit yaitu sebesar5,782 m.

Penelitian ini menunjukkan adanya efek kecepatan pemakanan (feed rate) dan awal waktu pemberian pendingin terhadap tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040.

Kata Kunci: kecepatan pemakanan (feed rate), awal waktu pemberian pendingin, kekasaran permukaan, baja ST 40, CNC Milling

commitvito user


ABSTRAK

DhiahPurbosari.KARAKTERISASITINGKATKEKASARAN

PERMUKAAN BAJA ST 40 HASIL PEMESINAN CNC MILLING ZK 7040 EFEK DARI KECEPATAN PEMAKANAN (FEED RATE) DAN AWAL WAKTU PEMBERIAN PENDINGIN. Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan. Universitas Sebelas Maret Surakarta, Juli 2012.

The purpose of this research was to determine the level surface roughness characterization of steel ST 40 results ZK 7040 CNC Milling machining

Laboratory.

Machiningcontrol SIEMENS

SINUMERIKroughness of the

workpieceD3, Univesitas

Gadjahanalysis with

independentcooling, dependent

variable

Theand 0.15 mm /

rev indicateslevel of the rough

workpieceminutes and, 20

minutesin the CNC

machiningthe level of the

roughlevels of surface

roughness

TheMilling results

ZK 7040 onthe beginning of

the cooling10 minutes is

equal to 1.of 0.15 mm /

rev and the early timing of the air 20 minutes is equal to 3.603 m. The level of roughness of the workpiece machining CNC Milling results ZK 7040 on steel ST 40 that the smallest on the conditions after the timing of cooling on CNC milling machining process ZK 7040 occurred at a feed rate of 0.11 mm / rev and the early timing of cooling after 10 minutes is equal to 1.855 m while the roughness of the greatest place on the feed rate of 0.15 mm / rev and the early timing of cooling after 20 minutes is equal to 5.782 m.

This research shows that effect of feed rate and the early timing of cooling of the level of surface roughness of steel ST 40 results ZK 7040 CNC milling machining

Keywords: feed rate, early timing of air, surface roughness, steel ST 40, CNC Milling

commitviito user


MOTTO

Selemah-lemah manusia ialah orang yang tak mau mencari sahabat dan orang yang lebih lemah dari itu ialah orang yang mensia-siakan sahabat yang telah dicari.( Saidina Ali) #

#diketahui orang!

(

#lakukan kepada

(Gay

# Janganketahui apa yang

kau

#orang tua kelak

akan

Bila anda berani bermimpi tentang sukses brarti anda sudah memegang kunci kesuksesan hanya tinggal berusaha mencari lubangnya kuncinya untuk membuka gerbang kesuksesan. (John Savique Capone) #

Jangan membayangkan hal-hal yang berlebihan, mungkin itu hanya rasa ketakutan yang muncul dipikiran anda, berpikirlah positif kawan! (Dhiah P) #

commitviiito user


PERSEMBAHAN

Skripsi ini aku persembahkan untuk :

ALLAH SWT ku yang telah memberikan rahmat dan hidayah Nya padaku,serta Nabi Muhammad SAW ku yang menjadi teladan bagi umat.

Terimauntuk anakmu.

berikan dan

Insan

Terima kasih sahabat sahabat terbaikku dalam mengejar mimpi terimakasih atas tawa yang pernah tercipta dan selalu menghiburku dan menemaniku disaat ku sedih maupun senang.

Tri Ujan, Arif Budi H, Nur First dan Didik WTerima kasih atas semangat, perjuangan dan kerjasamanya.

Teman teman Pendidikan Teknik Mesin 08.

Almamaterku.

commitixto user


KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul PENGARUH KECEPATANPEMAKANAN DAN WAKTU PEMBERIAN PENDINGIN TERHADAP

TINGKATKERJAPROSES

PEMESINAN

skripsi ini tidak

terlepas darilangsung. Dalam

kesempatanyang sebesar-

besarnya

1.DekanSebelas Maret

Surakarta

2.Ketua

3.KetuaTeknik dan

Kejuruan,Sebelas Maret

Surakarta

4. Bapak Herman Saputro, S.Pd., M.Pd., M.T selaku dosen pembimbing I atas bimbingan, pengarahan, saran serta dukungan yang berarti kepada penulis selama penyusunan skripsi.

5. Bapak Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng selaku dosen pembimbing II atas bimbingan, pengarahan, saran serta dukungan yang berarti kepada penulis selama penyusunan skripsi.

6. Mahasiswa Pendidikan Teknik Mesin angkatan 2008 yang telah bersedia untuk berpartisispasi dalam pelaksanaan penelitian ini.

7. Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak mungkin disebutkan satu persatu.

commitxto user


Semoga segala kebaikan dan pertolongan semuanya mendapatkan berkah dari Allah SWT. Akhir kata penulis mohon maaf apabila masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.

2012

Penulis

commitxito user


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDULi

HALAMAN PERNYATAANii

HALAMAN PENGAJUANiii

HALAMAN PERSETUJUANiv

HALAMANv

HALAMANvi

HALAMANviii

HALAMANix

KATAx

DAFTARxii

DAFTARxiv

DAFTARxviii

DAFTARxix

BAB I

1

3

C. Pembatasan Masalah3

D. Perumusan Masalah3

E. Tujuan Penelitian4

F. Manfaat Penelitian4

BAB II LANDASAN TEORI

A. Kajian Pustaka6

1. Kajian Teori6

a. Pengertian Mesin CNC6

b. Mesin CNC Milling6

c. Prinsip Kerja Mesin CNC Milling7

d. Bagian-bagian Utama Mesin CNC Milling7commit to usere. Pemrograman NC10

xii


f. Parameter Pemesinan CNC Milling11

g. Pendingin13

h. Kekasaran Permukaan15

2. Penelitian Relevan22

B. Kerangka Berpikir23

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

25

25

27

28

31

32

33

BAB IV

39

46

BAB V

77

78

C. Saran79

DAFTAR PUSTAKA80

DAFTAR LAMPIRAN82

commit to user

xiii


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Sistem Persumbuan Mesin CNC Milling ..............................................7

Gambar 2.2. Meja Mesin............................................................................................8

Gambar 2.3. Spindle ...................................................................................................8

Gambar 2.4. Monitor ..................................................................................................9

Gambar 2........................9

Gambar 2.....................................10

Gambar 2.terhadap

........................................17

Gambar 2......................................21

Gambar 2.............................24

Gambar 3...................27

Gambar 3.......................28

Gambar 3............29

Gambar 3................29

Gambar 3........................30

Gambar 3.....................30

Gambar 3.....................30

Gambar 3.8. Surfcoder SE-1700 ................................................................................31

Gambar 3.9. Diagram Alir Penelitian ........................................................................34

Gambar 3.10. Proses End Mill ...................................................................................35

Gambar 3.11. Potongan Benda Kerja.........................................................................36

Gambar 3.12. Bentuk Awal ........................................................................................36

Gambar 3.13. Benda Hasil Pengerjaan .....................................................................38

Gambar 4.1. Pengukuran Temperatur Pahat Sebelum Pemberian

Pendingin dengan Inflared Thermometer .............................................39

Gambar 4.2. Pengukuran Temperatur Pahat Setelah Pemberian Pendingin

dengan Infrared Thermometer ..............................................................40

Gambar 4.3. Hasil sebelum Awal Waktu (t) Pemberian Pendingin dan Feed Rate

commit to user042

(mm/rev) terhadap Temperatur Pahat ( C) End mill HSS Kobe ...........

xiv


Gambar 4.4. Hasil stelahAwal Waktu (t) Pemberian Pendingin dan Feed Rate

(mm/rev) terhadap Temperatur Pahat (0C) End mill HSS Kobe42

Gambar 4.5. Pengujian Kekasaran Permukaan Menggunakan Surfcoder SE-1700 43

Gambar 4.6. Hasil sebelum Awal Waktu Pemberian Pendingin dan Feed Rate

(mm/rev) terhadap Temperatur Pahat (0C) End mill HSS Kobe45

Gambar 4.7. Hasil setelah Awal Waktu Pemberian Pendingin san Feed Rate

HSS Kobe45

Gambar 4dan Feed Rate

47

Gambar 4.sebelum Awal

49

Gambar 4.Baja ST 40 pada

Pendingin

50


Pendingin

51


Pendingin

selama 15 menit52

Gambar 4.13. Hasil Foto Makro pada tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada

Feed Rate 0,11 mm/rev dan sebelum Awal Waktu Pemberian

Pendingin selama 20 menit54


Feed Rate 0,11 mm/rev dan setelah Waktu Pemberian pendingin

selama 20 menit55


Feed Rate 0,13 mm/rev dan sebelum Awal Pemberian Pendingin

selama 10 menit56

commit to user

xv



Feed Rate 0,13 mm/rev dan setelah Waktu Pemberian Pendingin

selama 10 menit57





Pendingin

60


Pemberian

61


Pendingin

62


Pemberian

64



selama 10 menit65






selama 15 menit67




commit to user

xvi




selama 20 menit70

Gambar 4.27. Pengaruh Feed Rate 0,11 mm/rev dan Awal Waktu Pemberian

Pendingin terhadap Kekasaran Permukaan71

Gambar 4.28. Pengaruh Feed Rate 0,13 mm/rev dan Awal Waktu Pemberian

72

Gambar 4.Waktu Pemberian

72

Gambar 4.Benda Kerja

ST 4074

Gambar 4Kekasaran

Milling ZK 7040

75

commit to user

xvii


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Susunan Pemrograman NC11

Tabel 2.2. Tabel Pemakanan dan Kecepatan Potong13

Tabel 2.3. Ketidakteraturan Suatu Profil (Konfigurasi Penampang

Permukaan)16

Tabel 2.4.Sampel

19

Tabel 2.5.

20

Tabel 3.1.26

Tabel 3.2.Itokoh

28

Tabel 4.1.Kobe41

Tabel 4.2.ST 40

44

Tabel 4.346

commit to user

xviii


DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

1.Bahasa Pemprograman ...................................................................................82

2.Hasil Pengukuran Tingkat Kekerasan Permukaan Baja ST 40 ......................93

3.Katalog Pahat End mill Kobe .........................................................................120

4.Katalog Dromus B .........................................................................................121

5.................. 122

6.Surat............... 124

commit to user

xix


BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dari waktu ke waktu

mengalami kemajuan yang pesat, semakin modern serta canggih. Kebutuhan manusia yang semakin meningkat dan beraneka ragam memicu berkembangnyateknologi,Dalam industri

pemesinanpembubutan,

pengefraisperbedaandari

proses-prosespemesinan banyak

mengalamiyang berkualitas

dan bagaimana

produk masal

yang lebih. Oleh karena

itu, kebutuhanControlled) saatini

sangat. Mesinini

memilikikonvensional,yaitu

ketelitianproduktivitastinggi

(productive), dan dapat mengerjakan bentuk yang kompleks (Dalmasius Ganjar S, 2008: 42).

Mesin CNC milling (Computer Numerically Controlled Milling) adalah mesin milling yang diprogram secara numerik dengan komputer. Dunia industri dan bengkel pemesinan banyak yang menggunakan mesin CNC milling untuk mendapatkan produk yang berkualitas. Tingkat kekasaran hasil pengerjaan mesin CNC milling menjadi suatu tuntutan yang harus diperhatikan, karena tingkat kekasaran permukaan memiliki pengaruh dalam kualitas produk. Semakin halus permukaannya, semakin baik pula kualitasnya.

Hasil kekasaran permukaan bergantung kepada parameter pemesinan, antara lain kecepatan spindle, kecepatan pemakanan, kecepatan potong,

commit to user

1


2 kedalaman pemakanan, gerak pemakanan, pendinginan, karakteristik pahat, danlain-lain.

Pendingin merupakan salah satu dari parameter pemesinan yang harus diperhitungkan sejak awal atau tahap perencanaan. Pendingin tidak hanya berfungsi sebagai pelumasan tetapi juga mempengaruhi biaya produksi. Belum diketahui kapan waktu pemberian pendingin yang tepat, dengan ditentukannya

waktuakan lebih

efektif danbiayauntuk

cairanpadaproses

pemesinan.

temperaturakibat

adanyamesin CNC

milling,dari atas pahat

melaluikerja dan pahat,

sehinggayang dihasilkan

dari prosespendingin,waktu

pemberiann parameter

pemesinanmempertimbangkan

fungsi prosesproduksi.

Material baja ST 40 memiliki nilai kekerasan 44,70 HRA (142,50 BHN).

Bahan ini banyak digunakan sebagai bahan pembuatan komponen-komponen mesin. Baja ini tergolong dalam baja karbon rendah dan sering disebut mild steel.

Dari latar belakang permasalahan tersebut, maka perlu dilakukan penelitian tentang variasi parameter pemotongan dan karakterisasi terhadap tingkat kekasaran hasil proses pemesinannya. Oleh sebab itu, penelitian ini mengambil judul: KARAKTERISASI TINGKAT KEKASARAN

PERMUKAAN BAJA ST 40 HASIL PEMESINAN CNC MILLING ZK 7040 EFEK DARI KECEPATAN PEMAKANAN (FEED RATE) DAN AWAL WAKTU PEMBERIAN PENDINGIN.

commit to user


3

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dalam diidentifikasi beberapa permasalahan yang dapat mempengaruhi kekasaran baja ST 40 hasil proses pemesinan dengan mesin CNC milling jenis ZK 7040, yaitu:

1. Masalah parameter pemesinan seperti spindle speed, feed dan depth of cut sangat terpengaruh terhadap kualitas hasil pemesinan. Pada pemesinan CNC parameterbahan atau benda

kerja. Pemilihan ini

menjadiCNC.

2. Masalah

menyimpangdari

permasalahan,karakterisasi tingkat

kekasaranZK 7040efek

dari kecepatanpendingin dengan

menggunakanpendingin dromus.

Berdasarkan uraian di atas, maka dapat dirumuskan pokok permasalahan dari penelitian yang akan dilakukan yaitu:

1. Adakah karakterisasi tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040 efek dari feed rate dan sebelum awal waktu pemberian pendingin?

2. Adakah karakterisasi tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040 efek dari feed rate dan setelah waktu pemberian pendingin?

3. Adakah variasi tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040 efek dari feed rate dan awal waktu pemberian pendingin?

commit to user


4

4. Adakah pengaruh tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040 efek dari feed rate?

5. Adakah pengaruh tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040 efek dari waktu pemberian pendingin?

6. Adakah pengaruh tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040 efek dari feed rate dan waktu pemberian pendingin?

ini yaitu:

1.MengetahuiST40hasil

pemesinanawalwaktu

pemberian


pemesinansetelahwaktu

pemberian

3.Mengetahuihasil pemesinan

CNCpendingin?


pemesinan

5. Mengetahui pengaruh tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040 efek dari waktu pemberian pendingin?

6. Mengetahui pengaruh tingkat kekasaran permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040 efek dari feed rate dan waktu pemberian pendingin?

F. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan akan memberikan manfaat, sebagai berikut:

1. Manfaaat Teoritis

a. Sebagai bahan masukan atau referensi untuk penelitian tentang parameter

tingkat kekasaran permukaan terhadap baja ST 40. commit to user


5

b. Sebagai bahan pustaka di lingkungan Universitas Sebelas Maret Surakarta khususnya di program studi Pendidikan Teknik Mesin.

2. Manfaat Praktis

a. Dapat digunakan sebagai referensi dalam menentukan kecepatan pemakanan dan waktu pendinginan untuk mendapatkan kekasaran yang ST 40.

b.Dapatindustriberupa

tolakmilling CNC

pada

c.Dapatmillingdalam

pemesinan.

commit to user


BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori dan Penelitian yang Relevan

1. Kajian Teori a.

) adalah suatu

. Sistem CNC ini produk masal, Joko Darmanto mengendalikan lebih

dari

b.

digolongkan dan mesin CNC yang sama,. Mesin CNC

Programming System), dan dapat digunakan untuk mengerjakan pekerjaan ringan. Mesin CNC milling Production Unit digunakan untuk mengerjakan pekerjaan banyak, sehingga mesin ini dilengkapi dengan aksesoris yang lebih mahal. Aksesoris ini, antara lain sistem chuck otomatis, pembuang tatal otomatis, dan toolpost otomatis.

Mesin CNC milling dikontrol oleh komputer, sehingga semua gerakan akan berjalan secara otomatis sesuai dengan perintah program yang diberikan. Oleh karena itu, dengan program yang sama, mesin ini dapat diperintahkan untuk mengulangi proses pelaksanaan program secara terus-menerus (Joko Darmanto, 2007: 15).

commit to user

6


7

c.Prinsip Kerja Mesin CNC Milling

Mesin CNC milling menggunakan sistem dengan persumbuan dengan dasar sistem koordinat kartesius (arah jarum jam). Sistem persumbuan pada mesin CNC sudah diatur berdasarkan standar ISO 841 dan DIN 66217 seperti yang terlihat pada gambar 2.1 di bawah ini:

Milling

perkakas dengan milling, gerak pada meja kerja. diberi lambang meja, dan sumbuX adalah arah memanjang meja.

d. Bagian-bagian Utama Mesin CNC Milling

1) Meja Mesin

Mesin milling CNC bisa bergerak dalam 2 sumbu yaitu sumbu X dan sumbu Y. Untuk masing-masing sumbunya, meja ini dilengkapi dengan motor penggerak, ball screw plus bearing dan guide way slider untuk akurasi pergerakannya. Untuk pelumasannya, beberapa mesin menggunakan minyak oli dengan jenis dan merk tertentu, dan beberapa mesin menggunakan grease. Meja mesin dapat dilihat pada gambar 2.2 di bawah ini:

commit to user


8

2)

2.3 merupakan inilah yang Z. Spindletransmisi berupa ini juga bisa

Gambar 2.3. Spindle

3) Monitor

Pada bagian depan mesin terdapat monitor yang menampilkan data-data mesin mulai dari setting parameter, posisi koordinat benda,

commit to user


9

pesan error, dan lain-lain. Gambar 2.4 di bawah ini menunjukkan gambar monitor mesin CNC milling.

4)

pendinginan untuk air coolant pada blok gambar 2.5

Gambar 2.5. Coolant House

5) Bagian Pengendali/Kontrol

Bagian pengendali/kontrol merupakan bok kontrol mesin CNC yang commit to userberisikan tomboltombol dan saklar yang dilengkapi dengan monitor.


10

Pada bok kontrol merupakan unsur layanan langsung berhubungan dengan operator. Bagian ini dapat dilihat pada gambar 2.6.

e.

dengan layanan otomatis dengan memori mesin

yang kerja disebut yang disusun secara terperinci setiap blok untuk memberitahu mesin CNC tentang apa

yang harus dilakukan (Joko Darmanto, 2007: 21).

Program CNC terdiri atas sejumlah kode-kode perintah yang tersusun dalam bentuk kombinasi huruf-huruf dan angka tertentu serta tanda lain, seperti tanda titik dan tanda minus. Mesin CNC mempunyai perangkat komputer yang disebut Machine Control Unit (MCU) yakni suatu perangkat yang berfungsi menterjemahkan bahasa kode ke dalam bentuk gerakan persumbuan sesuai bentuk benda kerja. Kode-kode bahasa dalam mesin CNC dikenal dengan kode G dan M yang telah distandarkan dalam ISO 1056, DIN 66025, BS 3635 dan RS 274D. Tabel 2.1 di bawah ini merupakan salah satu contoh blok program NC:

commit to user


11

Tabel 2.1. Susunan Pemrograman NC

NG /MXYZFS

Blok IN01M03----S1000

Blok IIN02G01100050

dan

seterusnya

Dari tabel 2.1 dapat dijelaskan bahwa pada blok I, kode M03 dari artinya spindle

G01 artinya menunjukkan arah 0 menunjukkan.

f.

1)

diperlukan dalam pemotongan potong ditentukan:

1000

Keterangan:

Vs = kecepatan potong, m/menit d = diameter pisau / pahat, mmS = kecepatan spindle, rpm

2) Kecepatan Spindle

Kecepatan potong dipergunakan untuk menentukan kecepatan putaran spindle, semakin cepat putaran spindle maka akan berpengaruh terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja (Suhardi, 1999: 74). Putaran spindle utama mesin yang juga merupakan putaran commitpisau toatauuserpahat dalam satuan rpm. Dari


12

kecepatan potong dan diameter benda kerja, kecepatan spindle bisa didapatkan dengan persamaan sebagai berikut:S = Vs x 1000 (rpm) x d

3) Kecepatan Pemakanan

Kecepatan pemakanan (feed, f) adalah kecepatan gerak dari pahat

pemakanan pahat sepanjang. Pemakanan selama proses. dinyatakan sebagai mm per putaran

(3) tipe, yaitu: pada waktu satu

dalam mm pada revolution.

waktu cutter yang berputar pada benda kerja dari satu mata potong ke mata potong berikutnya. Satuannya mm/tooth.

Penelitian ini menggunakan feed per cutter revolution dengan rumus sebagai berikut:

f = Vfn (mm/rev)

Keterangan:

f= kecepatan pemakanan(mm/rev)

Vf = rata-rata kecepatan pemakanan(mm/menit)

n= Jumlah putarancommit to user(rpm)


13

Feed tiap gigi untuk mesin milling dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2. Tabel Pemakanan dan Kecepatan PotongFeed tiapKecepatan potong (ft/menit)

Bahangigi dalamCarbon steel cuttersHSS cutters

inch

Besi Tuang0,01540 s/d 6080 s/d 100

Baja Lunak0,01230 s/d 4080 s/d 100

60 s/d 80

80 s/d 100

200 s/d 400

600 s/d 1000

4)

ke dalam mm atau inch.

atau inch) atau inch)

g.

Fungsi pendingin adalah untuk mengontrol temperatur pemotongan dan untuk pelumasan. Aplikasi pendingin adalah memperbaiki kualitas benda kerja selama mengalami proses pemotongan (material removal) secara terus menerus oleh pahat (tool) dan juga memperbaiki umur pahat. Pada proses permesinan dikenal adanya dua macam kondisi pemotongan yaitu kondisi kering (dry machining) dan kondisi basah (wet machining). Pada konsidi kering proses pemotongan benda dilakukan tanpa menggunakan pemberian cairan pendingin pada permukaan benda kerja dan pahat. Pada kondisi basah proses pemotongan dilakukaan dengan memberi cairan pendingin pada permukaan pahat dan

benda kerja. Diskripsi beberapa karakteristik pendingin atau pelumas: commit to user


14

1) Dari Bahan Utama Minyak (Oil Based)

a) Straight Oil (100% Petroleum Oil)

Straight oil disebut minyak bumi karena tidak ada kandungan air di dalamnya. Kelebihan dari straight oil adalah kemampuan pelumasan yang sangat baik atau menciptakan lapisan sebagai efek bantalan antara benda kerja dan pahat, melindungi dari karat

adalah sifat resiko kebakaran.

emulsif atau minyak bumi, ini dicampur dipakai untuk

pendinginan dan minyak dan air, komponen bercampur dengan ) atau korosi,

masalah kesehatan timbulnya bakteri, dan kabut asap yang dibentuk bisa menciptakan lingkungan kerja yang tidak aman.2) Fluida Pemotongan Dari Bahan Kimia

Fluida pemotongan dari bahan kimia pertama dikenalkan sekitar tahun 1945, ada dua jenis yaitu sintetis dan semi sintetis, memiliki sifat lebih stabil, memperbaiki wettability (kemampuan untuk melumasi). a) Sintetis (0% Petroleum Oil)

Sintetis tidak mengandung minyak atau mineral yang lain, secara umum terdiri dari pelumas kimia (chemical lubricant) dan inhibitor karat yang larut dalam air. Didesain untuk memiliki

kemampuan pendinginan yang lebih cepat, pelumasan yang lebih commit to user


15

baik, mencegah korosi dan mudah dilakukan perawatan. Sintesis ini dianjurkan untuk proses pemesinan dengan kecepatan tinggi.b) Semisintetis (2-30% Petroleum Oil)

Semisintetis tersusun oleh soluble oil (minyak sekitar 2 s/d 30%) dan sintetis. Memiliki viskositas lebih rendah dari soluble oil. Inhibitor korosi, mengurangi timbulnya asap dan kabut, dan

h.

1)

batas yang atau bentuk yang tersendiri yaitu dari suatu ketidakteraturan mencakup selama proses permukaan yang mungkin

atau berulang yang diakibatkan oleh kekasaran, waviness, lay, dan flaws. Ketidakteraturan dari bentuk permukaan dapat dibedakan menjadi empat tingkat seperti yang ditunjukan pada tabel 2.3 berikut ini.

commit to user


16

Tabel 2.3. Ketidakteraturan Suatu Profil (Konfigurasi Penampang Permukaan)

TingkatProfil terukur, bentukIstilahContoh kemungkinan

grafik hasil pengukuranpenyebabnya

1.KesalahanKesalahanbidang-bidang

bentukpembimbingmesinperkakas

(form error)dan bendakerja,kesalahan

posisi pencekaman benda kerja

2.GelombangKesalahanbentukperkakas,

(waviness)kesalahanpenyenteran

dalam proses

3.pemotongan

pahat,gerak

4.pembentukangeram,

proses pancar

pembentukanmodule

electroplating

ketidakteraturan sampai dengan 4.

(Sumber

makrogeometri, yaitu

kedua, yaitu

yangdisebut dengan gelombang (waviness), merupakan

ketidakteraturan yang periodik dengan panjang gelombang yang jelas

lebih besar dari kedalamannya (amplitude). Tingkat ketiga, yaitu alur

(groove) dan tingkat keempat adalah serpihan (flaw) dan keduanya

lebih dikenal dengan istilah kekasaran (roughness). Kekasaran

permukaan (surface roughness) dibedakan menjadi dua, yaitu:

a) Ideal Surface Roughness

Ideal surface roughness adalah kekasaran ideal (terbaik) yang

bisa dicapai dalam suatu proses permesinan dengan kondisi ideal.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekasaran ideal di antaranya:

(1) Getaran yang terjadi pada mesin.

(2) Ketidaktepatancommitgerakanto userbagian-bagian mesin.


17

(3) Ketidakteraturan feed mechanism.

(4) Adanya cacat pada material.

(5) Gesekan antara chip dan material

b) Natural Surface Roughness

Natural surface roughness adalah kekasaran alamiah yang terbentuk dalam proses permesinan karena adanya berbagai tersebut.

2)

perlu diketahui terlihat pada

Profil Alas terhadap Profil Terukur untuk Satu Panjang Sampel(Sumber: Taufiq Rochim, 2001: 56)

Profil kekasaran permukaan terdiri dari:

a) Profil geometrik ideal ialah profil pemukaan yang sempurna dapat berupa garis lurus, lengkung atau busur.

b) Profil terukur (measured profil), merupakan profil permukaan terukur.

c) Profil referensi adalah profil yang digunakan sebagai acuan untuk menganalisa ketidakteraturan konfigurasi permukaan.

d) Profil akar/alas yaitu profil referensi yang digeserkan ke bawah sehingga menyinggungcommittitiktouserterendah profil terukur.


18

e) Profil tengah adalah profil yang digeserkan ke bawah sedemikian rupa sehingga jumlah luas bagi daerah-daerah diatas profil tengah sampai profil terukur adalah sama dengan jumlah luas daerah-daerah di bawah profil tengah sampai ke profil terukur.

Berdasarkan profil-profil di Gambar 2.7 di atas, dapat didefinisikan berhubungan dengan dimensi arah

height), Rt(m) alas.

to mean profil referensi

index/center line aritmetik dibagi profil tengah.

d)Kekasaran rata-rata kuadratik (root mean square height), Rq(m)

adalah akar bagi jarak kuadrat rata-rata antara profil terukur

dengan profil tengah.1

=

e)Kekasaran total rata-rata, Rz(m) merupakan jarak rata-rata profil

alas ke profil terukur pada lima puncak tertinggi dikurangi jarak

rata-rata profil alas ke profil terukur pada lima lembah terendah.

)= 1 + 2 + +5 5 6 10

commit to user


19

Parameter kekasaran yang biasa dipakai dalam proses produksi untuk mengukur kekasaran permukaan benda adalah kekasaran rata-rata (Ra). Harga Ra lebih sensitif terhadap perubahan atau penyimpangan yang terjadi pada proses pemesinan.

Toleransi harga Ra, seperti halnya toleransi ukuran (lubang dan poros) harga kekasaran rata-rata aritmetis Ra juga mempunyai harga kekasaran dan kelas

) dan Panjang

0,1N30,25

0,005N2

0,025N10,08

(Sumber: Taufiq Rochim, 2001: 62)

Toleransi harga kekasaran rata-rata Ra dari suatu permukaan tergantung pada proses pengerjaan. Tabel 2.5 memberikan contoh harga kelas kekasaran rata-rata menurut proses pengerjaannya.

commit to user


20

Tabel 2.5. Tingkat Kekasaran Rata-rata Permukaan Menurut Proses PengerjaannyaProses pengerjaanSelang (N)Harga Ra

Flat and cylindrical lapping,N1s/d N40,025s/d 0,2

Superfinishing diamond turningN1s/d N60,025s/d 0,8

Flat cylindrical grindingN1s/d N80,025s/d 3,2

FinishingN4s/d N80,1 s/d 3,2

0,4 s/d 50,0

1,6 s/d 12,5

0,8 s/d 50,012,5 s/d 25,0

s/d 3,2 s/d 1,6

3)

Profilometer

adalah salah satu Sistem kerja prinsip peralatan muka ukur

dapat dilihat dan dibaca pada bagian amplimeter.

Gerakan stilus bisa dilakukan dengan tangan dan bisa dengan otomatis yang dilakukan oleh motor penggeraknya. Angka yang ditunjukkan pada bagian skala adalah angka tinggi rata-rata kekasaran.

b) Pengukuran Kekasaran Permukaan dengan Surftests

Surfcoder adalah alat pengetes kehalusan permukaan logam yang ringkas dan mudah dibawa. Kedua mesin pengetes ini mempunyai beberapa kelebihan, yaitu: (1) mudah diopersikan,

(2) murah, (3) ringkas, (4) ramah lingkungan. Bentuknya yang

ringkas juga menggunakan baterai isi ulang dapat dibawa commit to user

kemana-mana dengan tas khusus yang merupakan perlengkapan


21

standar. Dengan surftest pengukuran dapat dilakukan dalam berbagai posisi baik vertikal, horizontal, atas bawah dan lain-lain. Selain itu juga dilengkapi peralatan tambahan yang memungkinkan pengukuran dalam berbagai bentuk bagian dari logam.

Pengukuran kekasaran pada penelitian ini adalah proses kerja dengan cara menguji dengan ukur Surface karena adanya yang akan Ra, Rz, dan metode DIN

kekesatan yang Ra dapat parameter Rz dan dari pengukuran grafik maupun dilihat pada

Gambar 2.8 berikut:

Gambar 2.8. Surface Roughness Tester

commit to user


22

2. Penelitian Relevan

Dari penelitian sebelumnya banyaknya parameter dan hubungan antar parameter terkait proses milling yang telah diteliti. Wang M.Y., Chang H. Y: (2004) menganalisis pengaruh kecepatan potong, kecepatan makan, kedalaman potong dan geometri pahat terhadap kekasaran permukaan ketika melakukan slot end milling pada AL2014-T6 dengan menggunakan metode

eksperimenpemberiancairan

pendinginyang dilakukan

menunjukkankekasaran

permukaanmakan, dan

geometriyang sangat

berpengaruhmakan dan

geometrimenggunakancairan

pendingindibandingkan

tanpa

tentang pengaruh

kecepatantingkat kekasaran

permukaanilling jenis ZK

7040.enganmetode

eksperimen. Hasil penelitian yang dilakukan menunjukan adanya pengaruh yang signifikan antara variasi kecepatan pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 dan adanya pengaruh signifikan antara variasi kecepatan spindel terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40.

Yang dan Chen (2001) menggunakan metode Taguchi untuk merancang prosedur sistematis agar diperoleh parameter yang menghasilkan performa pemesinan optimal serta proses kendali mutu operasi mesin frais. Mesin yang digunakan adalah Fadal VMC-40 vertical milling dengan pahat HSS empat flute dan bahan aluminium 6061. Parameter optimum yang dihasilkan berupa depth of cut = 0,2 inch (0,5 mm), spindle speed = 5000 rpm,

feedrate = 10 inch/menit (254 mm/menit) dan tool diameter = 0,75 inch (19commit to usermm) dengan interval keyakinan sebesar 95 % serta rata rata kekasaran

ditentukan oleh dipilih saat kerja dari bahan

menghasilkan pendingin dan menurunkan gesekanbisa dilihat semakin kecil,perpustakaan.uns.ac.iddigilib.uns.ac.id

23

permukaan = 23 inch. Lebih spesifik pada topik operasi surface finish, Lou et al (1998) membuat prediksi atas kekasaran permukaan aluminium 6061. Mesin yang digunakan Fadal CNC End Milling. Hasil prediksinya berada pada akurasi 90,29 % untuk training data dan 90,03 % untuk testing data. Ditinjau dari parameter pemesinan, diketahui lewat uji statistik bahwa feed rate memegang peranan kunci dalam menghasilkan surface roughness pada

operasi

kekasaran kecepatan permukaan

dari tingkat maka kualitas

kecepatan pengerjaanlogam baja ST 40 dengan tingkat kekerasan 44,70 HRA.

Untuk mengetahui secara pasti ada tidaknya pengaruh kecepatan pemakanan dan waktu pemberian pendingin terhadap tingkat kekasaran permukaan logam hasil proses pemesinan CNC milling pada material baja ST 40, maka dilakukan pengukuran tingkat kekasaran permukaan dengan surface roughness tester. Untuk lebih jelasnya, paradigma kerangka pemikiran ini seperti gambar 2.9 berikut:

commit to user


24

X11X1X12

X13

Y

X21

X2

Keterangan

X1=variasi

X11

X12

X13

X2=variasi

X21

X22

X23= waktu pemberian pendingin pada 20 menit

Y= tingkat kekasaran permukaan (m)

commit to user


BAB III

METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

1. Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di:

a.pembentukan

benda

b.Teknik Mesin,

pengujian tingkat

2. Waktu

n Maret 2012

sampai

a.

b.

c.

d.

e.

f.Penelitian: 15 sampai 28 Juni 2012

g.Analisis data: 1 sampai 9 Juli 2012

h.Penulisan laporan: 9 sampai 23 Juli 2012

B.Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian ini adalah penelitian eksperimen yang dilakukan di laboratorium dengan perlengkapan disesuaikan dengan kebutuhan penelitian. Menurut Sudjana Desain eksperimen adalah langkah-langkah lengkap yang perlu diambil jauh sebelum eksperimen dilakukan supaya data yang semestinya diperlukan dapat diperoleh, sehingga akan membawa kepada analisa obyektif dan

kesimpulan yang berlaku untuk persoalan-persoalan yang sedang dibahas (1991:commit to user

1). Penelitian ini menggunakan desain eksperimen faktorial, dimana eksperimen

25


26

yang semua taraf sebuah faktor tertentu dikombinasikan dalam eksperimen itu. Pada penelitian ini ada dua variabel bebas, maka faktor yang digunakan yaitu X1 dan X2.Faktor pertama (X1) adalah variasi kecepatan pemakanan terdiri dari tiga taraf, yaitu 0,11 mm/rev, 0,13 mm/rev dan 0,15 mm/rev. Faktor kedua (X2) variasi waktu pemberian pendingin, yaitu 10 menit, 15 menit dan 20 menit. Pada masing-masingdilakukan pada

kesembilanjumlah data

pengukuranBerikut ini tabel

3.1 pengumpulan

Tabel 3.1.

mm/rev

Y131

Faktor X2 (Waktu Pemberian Pendingin)

10Y132

Y133

J130

Rata130

Y211Y221Y231

15 menitY212Y222Y232

Y213Y223Y233

JumlahJ210J220J230

Rata-rata210220230

Y311Y321Y331

20 menitY312Y322Y332

Y313Y323Y333

JumlahJ310J320J330

Rata-rata310320330

commit to user


27

C. Material Penelitian

Material yang digunakan sebagai spesimen uji dalam penelitian ini adalah baja ST 40 dengan tingkat kekerasan 44,70 HRA (142,50 BHN). Bahan baja ST 40 dipotong dengan menggunakan gergaji sesuai ukuran 100 mm x 45 mm x 45 mm yang berjumlah 15 buah. Bentuk baja ST 40 yang akan digunakan seperti pada gambar 3.1.

karbon di bawah 0,2%) dan sering disebut mild steel. Penelitian ini menggunakan baja ST 40 karena sering dipakai sebagai bahan pembuatan komponen-komponen mesin. Baja ini memiliki karakteristik kekuatan rendah, keuletannya tinggi dan tidak mampu dikeraskan dengan proses perlakuan panas kecuali proses surface hardening, sehingga baja ini baik untuk dilakukan proses pemesinan. Ada beberapa unsur penyusun dari baja ST 40 seperti terlihat pada tebel 3.2 berikut ini:

commit to user


28

Tabel 3.2. Hasil Uji Komposisi Baja ST 40 yang dilakukan di PT. Itokoh CeperindoUnsurProsentase (%)

Fe98,10

C0,129

Si0,283

Mn0,490

P >0,094

S0,031

dalam proses

penelitian.

1. Gergajispesimen yang

akan diuji seperti pada gambar 3.2 berikut:

Gambarcommit3.2.toGergajiuser Potong


29

2. Infrared Thermometer, digunakan untuk mengetahui besarnya suhu atau temperatur pemesinan pada waktu pahat end mill menyayat benda kerja. Setelah mengetahui jumlah energi inframerah yang dipancarkan oleh objek dan emisinya, maka temperatur objek dapat dibedakan. Adapun gambar Infrared Thermometer seperti pada gambar 3.3 berikut ini:

3. Mesin802S seperti

pada

Gambar 3.4. Mesin CNC Milling

commit to user


30

4. Pahat End mill HSS Kobe seperti pada gambar 3.5.

5.benda kerja

se

Gambar 3.6. Vernier Calipers

6. Canon EOS 60D seperti pada gambar 3.7 dibawah ini digunakan untuk pengambilan foto macro tingkat kekasaran permukaan benda ST 40.

commit to userGambar 3.7. Canon EOS 60D


31

7. Alat uji kekasaran permukaan seperti pada gambar 3.8, yang digunakan adalah Surfcoder SE-1700. Alat ukur ini adalah produksi Mitutoyo memiliki ketelitian 0,01m.

1. Identifikasi

adalah sebagai

objeksuatu penelitian

(2006:

a.

mempengaruhi atau yang menjadi sebab perubahannya atau timbulnya variabel dependen (terikat) (Sugiyono, 2011: 4). Dapat pula terjadi jika variabel bebas berubah, maka akan muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain. Dalam penelitian ini variabel bebasnya adalah:

1) Variasi kecepatan pemakanan 0,11 mm/rev, 0,13 mm/rev, dan 0,15 mm/rev.

2) Variasi awal waktu pemberian pendingin 10 menit, 15 menit, dan 20 menit.

b. Variabel Terikat

Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang

menjadi akibat, karena adanya variabel bebas (Sugiyono, 2011: 4). Dalam commit to user


32

penelitian ini variabel terikatnya adalah tingkat kekasaran permukaan logam baja ST 40.

c. Variabel Kontrol

Menurut Sugiyono Variabel kontrol adalah variabel yang dikendalikan atau dibuat konstan sehingga hubungan variabel independen terhadap dependen tidak dipengaruhi oleh faktor luar yang tidak diteliti(

mengubah atau

. Dengan

katamenghasilkan

kontrolnya

adalah:

1)HRA

2)control SIEMENS

3)100 mm, lebar =

4)mm.

5)

6) Pahat end mill HSS Kobe

7) Kecepatan spindel yang digunakan 1150 rpm.

F. Analisis Data

Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data deskriptif. Data-data yang terkumpul dalam proses penelitian, kemudian dianalisis dengan cara melukiskan dan merangkum pengamatan dari penelitian yang dilakukan. Analisis data terhadap tingkat kekasaran permukaan pada penelitian ini sebagai berikut:

1. Hasil Studi Temperatur Pahat

Pengukurantemperatur pahat dengan menggunakan infraredcommit to usertermometertipe KRISBOW KW06-280. Alat ini bekerja dengan


33

menghidupkan sinyal inframerah lalu ditembakkan ke pahat dan temperatur

akan muncul dilayar. Sinyal inframerah ini mempunyai skala pengukuran

sampai 500 oC (932oF) dan perbandingan jarak penembakan adalah 8 : 1

dengan ukuran objek tembak. Penembakan termometer pada penelitian ini

dilakukan pada jarak 96 mm. Hasil pengujian diperoleh rerata temperatur

pahat. Analisis hasil pengukuran pahat dengan menggunakan metode

deskriptifyang minimum

dan

2.StudiBaja ST 40

baja ST 40,

kemudiandiperoleh tingkat

kekasarandiperoleh grafik

pengaruhpendingin. Grafik

kecepatankemudian dianalisis

dengan

3.Hasil

ST 40 dengan

menggunakan0,01 m. Alat

ukur iniuntuk meraba

permukaan yang akan diukur. Permukaan baja ST 40 disentuhkan ke detector

kemudian hasil dari pengukuran tersebut akan muncul pada layar monitor alat

tersebut berupa grafik maupun angka. Hasil pengujian diperoleh Rata-rata

aritmetik (Ra) kekasaran permukaan baja ST 40. Analisis hasil pengujian

kekasaran baja ST 40 dengan menggunakan metode deskriptif analisis,

sehingga diperoleh data kelas kekasaran permukaan minimum dan maksimum.

G. Prosedur Penelitian

1.Tahap Eksperimen

Tahap eksperimen dalam penelitian ini dapat digambarkan dengan

bagan aliran proses eksperimen seperti gambar 3.9. commit to user


34

Mulai

Baja ST 40

Machining

(pembuatan spesimen ukuran)

Feedrate

0,11 mm/rev

t. pemberian pendingin 10 mnt

t. pemberian pendingin 15 mntt. pemberian pendingin 20 mnt

Feedrate

0,15 mm/rev

t. pemberian pendingin 10 mntt. pemberian pendingin 15 mntt. pemberian pendingin 20 mnt

Temperatur Suhu dan Foto Makro

Kekasaran Permukaan sebelum Awal Waktu Pemberian Pendingin dan setelah Waktu Pemberian Pendingin

Analisis Data dan Kesimpulan

Selesai

commit to userGambar 3.9. Diagram Alir Penelitian


35

2. Urutan Langkah Eksperimen

Eksperimen ini dilakukan pada mesin CNC Milling type ZK 7040 dengan control SIEMENS SINUMERIK 802S dengan pisau pahat HSS (High Speed Steel) diameter 12 mm, dengan empat mata sayat pada proses end mill seperti yang ditunjukan pada gambar 3.10.

Urutan

a.

1)

2)

3) Menyiapkan tabel data untuk mencatat hasil pengukuran.

4) Menyiapkan cairan pendingin yang dipakai. b. Langkah Pemotongan Pemotongan material benda uji seperti pada gambar 3.11 yang berbentuk balok dengan ukuran panjang = 100 mm, lebar = 45 mm, tinggi = 45 mm dengan menggunakan mesin gergaji.

commit to user


36

c.

1)

2)frais.

3)

lebar = 45 mm, kerja memiliki diterima oleh ditunjukkan pada

Gambar 3.12. Bentuk Awal

commit to user


37

d. Langkah Melaksanakan Syarat-Syarat Mesin CNC Bekerja

1) Mesin menyala (switch on)

2) Mencapai titik acuan (reference point)

3) Pergeseran titik nol (zero offset)

4) Penetapan data pahat (tool data)

5) Memasukkan data mesin (machine data)

6)

e.

1)ragum.

2)yang telah

pendingin,

sebag

G54G00 Z10

G00 X-3 Y14

G9G01 Z-1 F()

M03dan seterusnya

N01

N02 G00 Z0N10 G00 X-3 Y42M05

N03 G01 Z-1 F()N11 G01 Z-1 F(...)G500

N12 G01 X100 Y42M30

Pada waktu pemberian pendingin perintah pemograman CNC,

sebagai berikut:

N16 G00 Z10

N17 M08

N18 G01 Z- (...) F(...)

N19 G01 X100 Y14

N... dan seterusnya

N21 G00 Z100

M05

G500commit to user

M30


38

Keterangan: () menunjukkan variabel yang akan diuji sesuai level pada desain eksperimen.

Hasil material benda kerja ST 40 yang akan diuji tingkat kekasarannya yang ditunjukan pada gambar 3.13 berikut:

f.

menggunakan etiap spesimen yang telah mendapat perlakuan yang berbeda-beda, sehingga peneliti

mendapatkan data yang diinginkan.

commit to user


BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Dari pengujian yang telah dilakukan, diperoleh hasil kualitas permukaan yang baik dengan memvariasikan kecepatan pemakanan dan awal waktu pemberian pendingin. Penelitian ini, pada saat awal waktu pemberian pendinginhasil yangwaktu pemberian

pendinginpenelitian dan

pembahastemperatur pahat

endmill,permukaan baja

ST 40.

temperatur pahat,

studi hasilpermukaan.

1. Studi

proses pemesinan

berlangsungtipe KRISBOW

KW06mengetahui

besarnyadilakukan

pada dua kondisi, sebelum awal waktu pemberian pendingin dan setelah waktu pemberian pendingin terlihat pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2.

Gambar 4.1. Pengukuran Temperatur Pahat sebelum Awal Waktu commit to user

Pemberian Pendingin dengan Inflared Thermometer

39


40

Waktu Pemberian

inframerah lalu

ditembakkaninyal inframerah

iniperbandingan

jarak. Penembakan

termometermm. Tabel 4.1

dibawahpahat dengan

Infrared

commit to user


41

Tabel 4.1. Rerata Hasil Pengukuran Temperatur Pahat Endmill HSS KobeFaktor X1

TarafKecepatan Pemakanan

0,11 mm/rev0,13 mm/rev0,15 mm/rev

ABABAB

Pendingin)10450C280C510C290C540C300C

430C280C520C280C550C310C

menit

450C290C520C290C550C310C

C920C

Pemberian310C

B

35 0C

Waktu

34 0C

0

35C

(Awal

104 0 C

0

2

35 C

X

Faktor

B

38 0C

39 0C

39 0C

C116 0 C

39 0C

Berdasarkan tabel 4.1 dapat diketahui bahwa kenaikan temperatur

pada setiap variasi pemakanan dan awal waktu pemberian pendingin berbeda-

beda. Kenaikan temperatur dapat dideskripsikan seperti pada Gambar 4.3 dan

Gambar 4.4.

commit to user


42

Temperatur Pahat (0C)

80757065605550454035

0,110,13 0,15

657276

657277

657777

waktu 20 menit

Pendingin danPahat (0C)

Pahat ( C)0

Temperatur29

27

25

0,110,130,150,110,130,150,110,130,15

Replika 1282930313435373838

Replika 2282831323334363739

Replika 3292931333435363839

Setelah waktuSetelah waktuSetelah waktu

10 menit15 menit20 menit

Gambar 4.4. Hasil setelah Waktu (t) Pemberian Pendingin dan Feed Rate (mm/rev) terhadap Temperature Pahat (0C) Endmill HSS Kobe

commit to user


43

2. Studi Foto Makro pada Tingkat Kekasaran Permukaan Baja ST 40

Pembahasan untuk tingkat kekasaran permukaan hasil benda kerja proses pemesinan CNC milling ZK 7040 pada baja ST 40 tidak hanya menggunakan Surfcoder SE-1700, tetapi juga foto makro. Pengambilan foto makro menggunakan camera digital canon EOS 60D. Pengambilan Gambar dilakukan pada jarak 15 cm dari permukaan datar benda kerja ke lensakameradua hasil foto

makro,dansetelah

waktu

3. Studi

44 mm proses

pemesinandiuji tingkat

dan dilakukan

dua kalipendingin dan

yangyang ditentukan.

ProsesPengukurantingkat

kekasaransurfcoder SE-

1700

Gambar 4.5. Pengujian Kekasaran Permukaan Menggunakan Surfcoder

SE-1700

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang melibatkan dua commit to userfaktor. Faktor X1 adalah perlakuan variasi kecepatan pemakanan yaitu: 0,11


44

mm/rev, 0,13 mm/rev, 0,15 mm/rev, sedangkan faktor X2 adalah variasi awal waktu pemberian pendingin yaitu: 10 menit, 15 menit, dan 20 menit. Faktor X1 dan faktor X2 ini merupakan variabel bebas. Untuk variabel terikatnya adalah tingkat kekasaran permukaan proses pemesinan CNC milling ZK 7040 pada baja ST 40. Hasil benda kerja proses pemesinan dengan faktor X1 dan faktor X2, kemudian diujikan tingkat kekasaran yang menghasilkan nilai kekasaran

Tabel 4.2.ST 40 (m)

mm/rev

B

Faktor X2 (Awal Waktu Pemberian Pendingin)

102,282

2,713

3,285

8,28

Rata2,76

B

3,779

3,566

4,321

Jumlah7,51710,1288,20310,9438,31411,666

Rata-2,5063,3762,7343,6472,7713,889

rata

ABABAB

3,0065,0113,1974,2413,2165,862

203,0394,3523,1034,6103,7965,461

menit3,0844,1913,0544,1893,7976,022

Jumlah9,12913,5549,34513,0410,80917,345

Rata-3,0434,3473,1184,5183,6035,782

rata

Berdasarkan tabel 4.2 dapat diketahui bahwa tingkat kekasaran

permukaan pada setiap variasi pemakanan dan waktu pemberian pendingin

berbeda-beda. Tingkat kekasaran permukaan dapat dideskripsikan seperti

pada Gambar 4.6 dan Gambar 4.7.commit to user


45

m)(4,000

3,500

Ra3,000

Roughness/

2,500

2,000

Surface1,500

1,000

Roughness/ Ra (m)

2,000

Surface

1,000

0,110,130,15

Replika 11,963,062,28

Replika 21,882,002,71

Replika 32,752,673,28

Setelah waktu 10 menit

0,13 0,15

3,19 3,21

3,10 3,79

3,05 3,79

waktu 20 menit

Pendingin dan Feed(0C) Endmill

0,110,130,150,110,130,15

3,154,303,775,014,245,86

3,313,213,564,354,615,46

3,653,414,324,194,186,02

Setelah waktuSetelah waktu

15 menit20 menit

Gambar 4.7. Hasil setelah Waktu Pemberian Pendingin dan Feed Rate (mm/rev) terhadap Temperatur Pahat (0C) Endmill HSS Kobe

commit to user


46

B. Pembahasan Hasil Penelitian

Dalam pembahasan hasil penelitian meliputi hasil pengukuran temperatur pahat, hasil foto makro dan pengukuran tingkat kekasaran dengan dua kondisi.1. Pembahasan Hasil Pengukuran Temperatur Pahat

Pengukuran temperatur pahat dilakukan pada saat proses pemesinan, ketika pahat memakan benda kerja dengan kedalaman tertentu denganendmill HSS

Kobe.pahat pada saat

proses.

Tabel

Awal

10

C

15

C

20

C

temperatur pahat endmill dengan dua kondisi pemakanan yaitu pada sebelum awal waktu pemberian pendingin dan setelah waktu pemberian pendingin dari pengaruh feed rate dapat dideskripsikan seperti pada gambar 4.8 dibawah ini:

commit to user


47

Temperatur Pahat (0C)

0,11

0,13

0,15

80

70

60

50

40

30

20

10

20 menit

36

38

39

Pemberian

dan Feed RateKobe

terjadi pada

feed rpendingin 10

menitpada feed rate

0,1520 menit

sebesarpahat terendah

terjadi pada feed rate 0,11 mm/rev dengan setelah waktu pemberian pendingin 10 menit yaitu sebesar 28 oC, sedangkan temperatur pahat tertinggi pada feed rate 0,15 mm/rev dengan setelah waktu pemberian pendingin 20 menit sebesar 39 0C.

Berdasarkan data hasil pengukuran temperatur pahat pada tabel 4.3 dan gambar 4.8 diatas dapat disimpulkan bahwa semakin besar kecepatan pemakanan dan semakin lama awal waktu pemberian pendingin maka temperatur pahat semakin tinggi, sedangkan besarnya temperatur pahat setelah waktu pemberian pendingin pada semua variasi pemakanan cenderung sama. Hal ini menunjukkan bahwa variasi kecepatan pemakanan dan variasi

awal waktu pemberian pendingin mempunyai karakteristik dan pengaruh commit to user


48

tertentu terhadap temperatur pahat end mill HSS pada proses pemesinan CNC milling.

2. Pembahasan Hasil Foto Makro

Pembahasan untuk tingkat kekasaran permukaan hasil benda kerja proses pemesinan CNC milling ZK 7040 pada baja ST 40 tidak hanya menggunakan Surfcoder SE-1700, tetapi juga foto makro.

a. FeedPemberian

1)ST 40 pada

Pemberian

dan hasil foto

.9 menjelaskan

mm/rev dan

menunjukkan

m (angka kelas

saat temperatur

(angka kelas

1,719 m (angka

kelas kekasaran N7) pada temperatur pahat 450C.

commit to user


49

R eplika 1Replika 2

1,81 2 m (450C)1,317 m (430C )

mm/rev dan selama 10

2)ST 40 pada

P endingin

dan hasil foto makro setelah waktu pemberian pendingin dapat dilihat pada Gambar 4.10. Pada Ga mbar 4.10 menjelaskan foto makro benda kerja dengan variasi feed rate 0,11 mm/rev dan setelah waktu pemberian p endingin 10 menit. Hasi l foto makro menunjukkan bahwa replika 1 me mpunyai harga kekasaraan 1,966 m (angka kelas kekasaran N 7) pada temperatur pahat 280C. Replika 2 saat temperatur pah at 280C mempunyai harga kekasaran 1,881 m (angka kelas kekasa ran N6), sedangkan replika 3 harga kekasaran 2,751 m (angka kelas k ekasaran N7) pada temp eratur pahat 290C.

commit to user


50

Repl ika 1Replika 2

1,966 m (280C)1,881 m (28 0C)

Material Baja STsetelah Waktu

4.10 hasil foto mil ling ZK waktu p emberian

pendingin 10 menit pada dua kondisi berbeda. Pada kon disi awal waktu pember ian pendingin tingkat kekasaran begitu halu s dengan rata-rata nilai 1,616 m (angka kelas kekasaran N7). Kondi si setelah waktu pemberian pendingin terlihat adanya alur atau tingkat k ekasaran dengan rata-ra ta nilai 1,855 m (angka kelas kekasaran N7). Nilai rata-rata kekasaran selisih 0,239 m. Pada temperatur pahat ketika awal waktu ta npa pemberian pendingin temperatur pahat tinggi dan setelah waktu p emberian pendingin temperatur pahat rendah.

commit to user


51

3) Hasil Foto Ma kro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,11 mm/rev dan sebelum Awal Waktu Pemberian Pendingin selama 15 menit

Berdasarkan T abel 4.1 dan Tabel 4.2, temperatur pahat dan hasil foto makro waktu pemberian pendingin dapat dilihat pada Gam bar 4.11. Pada Gambar 4 .11 menjelaskan foto makro benda kerja denga n variasi

p endingin

1 me mpunyai

N 7) pada pah at 540C

kekasa ran N7),

kelas k ekasaran

2(540C)

Replika 3 2,326 m (510C)

Gambar 4.11. Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,11 mm/rev dan sebelu m Awal Waktu Pemberian Pendingin selama 15 menit

commit to user


52

4) Hasil Foto Ma kro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,11 mm/rev dan setelah Waktu Pemberian P endingin selama 15 menit

Berdasarkan T abel 4.1 dan Tabel 4.2, temperatur pahat dan hasil foto makro setelah waktu pemberian pendingin dapat dilihat pada Gambar 4.12. Pada Ga mbar 4.12 dibawah ini, menjelaskan foto makro benda

waktu p emberian

bahwa replika 1

kekasaran N7) pa hat 320C

kekasa ran N8),

kelas k ekasaran

Replika 2

3,157 m (310C)3,318 m (32 0C)

Replika 3 3,653 m (330C)

Gambar 4.12. Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,11 mm/rev dan setela h Waktu Pemberian Pendingin selama 15 menit

commit to user


53

Berdasarkan pengamatan Gambar 4.11 dan Gambar 4.12 hasil foto makro pada material baja ST 40 hasil pemesinan CNC milling ZK 7040 dengan variasi feed rate 0,11 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 15 menit pada dua kondisi berbeda. Pada kondisi awal waktu tanpa pemberian pendingin tingkat kekasaran dengan rata-rata nilai 2,506 m (angka kelas kekasaran N7). Kondisi setelah

tingkat kekasaran N8). Nilai

5)ST 40 pada

Pemberian

dan hasil foto Gambar 4.13. dengan variasi pendingin 1 mempunyai N7) pada

pahat 650C mempunyai harga kekasaran 3,039 m (angka kelas kekasaran N7), sedangkan replika 3 harga kekasaran 3,084 m (angka kelas kekasaran N7) pada temperatur pahat 650C.

commit to user


54

Replika 1Replika 23,006 m (650C)3,039 m (650C)

Material Baja STAwal Waktu

6)ST 40 pada

Pendingin

Berdasarkan Tabel 4.1 dan Tabel 4.2, temperatur pahat dan hasil foto makro setelah waktu pemberian pendingin dapat dilihat pada Gambar 4.14. Pada Gambar 4.14 menjelaskan foto makro benda kerja dengan variasi feed rate 0,11 mm/rev dan setelah waktu pemberian pendingin 20 menit. Hasil foto makro menunjukkan bahwa replika 1 mempunyai harga kekasaraan 5,011m (angka kelas kekasaran N8) pada temperatur pahat 370C. Replika 2 saat temperatur pahat 360C mempunyai harga kekasaran 4,352 m (angka kelas kekasaran N8), sedangkan replika 3 harga kekasaran 4,191 m (angka kelas kekasaran N8) pada temperatur pahat 360C.

commit to user


55

Repl ika 1Replika 25,0111 m (370C)4,352 m (360C)

Material Baja STsetela h Waktu

4.14 h asil foto CNC milling ZK waktu p emberian

pendingin 20 menit pada dua kondisi berbeda. Pada kon disi awal waktu pemberi an pendingin tingkat kekasaran dengan rata- rata nilai 3,043 m (a ngka kelas kekasaran N7). Kondisi setelah waktu pemberian pe ndingin terlihat adanya alur atau tingkat k ekasaran dengan rata-rata nilai 4,347 m. Tingkat kekasaran tersebut, termasuk pada angka kelas kekasaran N8. Dibandingkan dengan sebelu m diberi perlakuan pend ingin, kondisi setelah pemberian pendingin leb ih kasar. Nilai rata-rata kekasaran selisih 1,304 m.

commit to user


56

b. Feed Rate 0,13 mm/rev dengan Variasi Awal Waktu Pemberian Pendingin

1) Hasil Foto M akro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,1 3 mm/rev dan sebelum Awal Waktu Pemberian Pendingin sela ma 10 menit

Berdasarkan T abel 4.1 dan Tabel 4.2, temperatur pahat dan hasil foto

Gamb ar 4.15

feed r ate 0,13

Hasil fo to makro

1 ,363 m

520C. R eplika 2

2,007 m

harga k ekasaran pahat 510C.

R eplika 1Replika 2

1,3663 m (510C)2,007 m (52 0C)

Replika 3 1,730 m (520C)

Gambar 4.15. Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,13 mm/rev dan sebelu m Awal Waktu Pemberian Pendingin selama 10 menit

commit to user


57

2) Hasil Foto M akro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,13 mm/rev dan setelah Waktu Pemberian P endingin selama 10 men it


makro setelah pemberian pendingin dapat dilihat pada Gambar 4.16.

Pada Gambar 4.16 dibawah ini, menjelaskan foto makro be nda kerja

p endingin

1 me mpunyai

N 7) pada pah at 280C

kekasa ran N7),

kelas k ekasaran

Replika 1Replika 2

3,060 m (290C)2,008 m (280C)

Replika 32,679 (290C)

Gambar 4.16. Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,13 mm/rev dan setela h Waktu

Pemberian Pendingin selama 10 menit commit to user


58

Berdasarkan pengamatan Gambar 4.15 dan Gambar 4.16 hasil foto makro pada material baja ST 40 proses pemesinan CNC milling ZK 7040 dengan variasi feed rate 0,13 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 10 menit pada dua kondisi agak berbeda. Pada kondisi sebelum awal waktu pemberian pendingin tingkat kekasaran begitu halus dengan rata-rata nilai 1,700 m (angka kelas kekasaran N7).

adanya alur atau Tingkat kekasaran

pendingin dan Sebelum awal setelah waktu

3)ST 40 pada

Pemberian

dan hasil foto dilihat pada benda kerja

dengan variasi feed rate 0,13 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 15 menit. Hasil foto makro menunjukkan bahwa replika 1 mempunyai harga kekasaraan 2,651 m (angka kelas kekasaran N7) pada temperatur pahat 600C. Replika 2 saat temperatur pahat 620C mempunyai harga kekasaran 2,686 m (angka kelas kekasaran N7), sedangkan replika 3 harga kekasaran 2,866 m (angka kelas kekasaran N7) pada temperatur pahat 620C.

commit to user


59

Replika 1Replika 2

2,651 m (600C)2,686 m (620C)

Material Baja ST sebelu m Awal menit

4)ST 40 pada

P endingin

selama 15 men it

Berdasarkan T abel 4.1 dan Tabel 4.2, temperatur pahat dan hasil foto makro setelah pemberian pendingin dapat dilihat pada Gambar 4.18. Pada Gambar 4.18 dibawah ini, menjelaskan foto makro be nda kerja dengan variasi feed rate 0,11 mm/rev dan waktu pemberian p endingin 10 menit. Hasi l foto makro menunjukkan bahwa replika 1 me mpunyai harga kekasaraan 4,308 m (angka kelas kekasaran N 8) pada temperatur pahat 340C. Replika 2 saat temperatur pah at 330C mempunyai harga kekasaran 3,219 m (angka kelas kekasa ran N8), sedangkan replika 3 harga kekasaran 3,416 m (angka kelas k ekasaran

N8) pada temp eratur pahat 340C. commit to user


60

` ReplikaReplika 2

4,308 m (340C)3,219 m (330C)


4.18 h asil foto CNC milling ZK 7040 dengan variasi feed rate 0,13 mm/rev dan waktu p emberian

pendingin 15 menit pada dua kondisi berbeda. Pada kondisi sebelum awal waktu pemberian pendingin tingkat kekasaran dengan rata-rata nilai 2,734 m (angka kelas kekasaran N7). Kondisi setel ah waktu pemberian pe ndingin terlihat adanya alur atau tingkat k ekasaran dengan rata-rata nilai 3,647 m. Tingkat kekasaran tersebut, termasuk pada angka kelas kekasaran N8. Dibandingkan dengan sebelu m diberi perlakuan pend ingin, kondisi setelah pemberian pendingin leb ih kasar. Nilai rata-rata kekasaran selisih 0,913 m.

Pada temperatu r pahat sebelum awal waktu pemberian pendingin dan

setelah waktu pemberian pendingin sangat berbeda. sebel um awal commit to user


61

waktu pemberian pendingin temperatur pahat tinggi dan setelah waktu pemberian pen dingin temperatur pahat rendah.

5) Hasil Foto M akro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,1 3 mm/rev dan sebelum Awal Waktu Pemberian Pendingin sela ma 20 menit


Gambar 4.19.

denga n variasi

20 menit. Hasil

ny ai harga

pada temperatur

mempun yai harga

sedangkan replika 3

N 7) pada

Rep lika 1Replika 2

3,197 m (720C)3,103 m (720C )

Replika 3 3,054 m (710C)

Gambar 4.19. Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST

40 pada feed rate 0,13 mm/rev dan sebelu m Awal commit to user

Waktu Pemberian Pendingin selama 20 menit


62

6) Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,13 mm/rev dan setelah Waktu Pemberian Pendingin selama 20 menit

Pada Gambar 4.20 dibawah ini, menjelaskan foto makro benda kerja dengan variasi feed rate 0,13 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 20 menit. Hasil foto makro menunjukkan bahwa replika 1 mempunyai

N8) pada pahat 360C kekasaran N8), kelas kekasaran

2(380C)

Replika 3 4,189m (370C)

Gambar 4.20. Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,13 mm/rev dan setelah Waktu Pemberian Pendingin selama 20 menit

Berdasarkan pengamatan Gambar 4.19 dan Gambar 4.20 hasil foto

makro pada material baja ST 40 proses pemesinan CNC milling ZK commit to user

7040 dengan variasi feed rate 0,13 mm/rev dan awal waktu pemberian


63

pendingin 20 menit pada dua kondisi berbeda. Pada kondisi sebelum awal waktu pemberian pendingin tingkat kekasaran dengan rata-rata nilai 3,118 m (angka kelas kekasaran N7). Kondisi setelah waktu pemberian pendingin terlihat adanya alur atau tingkat kekasaran dengan rata-rata nilai 4,518 m. Tingkat kekasaran tersebut, termasuk pada angka kelas kekasaran N8. Dibandingkan dengan sebelum diberi

lebih kasar.

pendingin dan

Sebelum sebelum

tinggi dan setelah

rendah.

c. FeedPemberian

1)ST 40 pada

Pemberian

dan hasil foto makro sebelum awal waktu pemberian pendingin dapat dilihat pada Gambar 4.21. Pada Gambar 4.21 menjelaskan foto makro benda kerja dengan variasi feed rate 0,15 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 10 menit. Hasil foto makro menunjukkan bahwa replika 1 mempunyai harga kekasaraan 1,593 m (angka kelas kekasaran N6) pada temperatur pahat 540C. Replika 2 saat temperatur pahat 550C mempunyai harga kekasaran 2,003 m (angka kelas kekasaran N7), sedangkan replika 3 harga kekasaran 1,745 m (angka kelas kekasaran N7) pada temperatur pahat 550C.

commit to user


64

Repl ika 1Replika 21,593 m (540C)2,003 m (55 0C)

Material Baja ST

sebelu m Awal

menit

2)ST 40 pada

P endingin

selama 10 menit

Berdasarkan T abel 4.1 dan Tabel 4.2, temperatur pahat dan hasil foto makro setelah waktu pemberian pendingin dapat dilihat pada Gambar 4.22. Pada Ga mbar 4.22 dibawah ini, menjelaskan foto makro benda kerja dengan variasi feed rate 0,15 mm/rev dan waktu p emberian pendingin 10 menit. Hasil foto makro menunjukkan bahwa replika 1 mempunyai harga kekasaraan 2,282 m (angka kelas kekasaran N7) pada temperat ur pahat 300C. Replika 2 saat temperatur pa hat 310C mempunyai harga kekasaran 2,713 m (angka kelas kekasa ran N7), sedangkan replika 3 harga kekasaran 3,285 m (angka kelas k ekasaran

N8) pada temp eratur pahat 310C. commit to user


65

R eplika 1Replika 2

2,282 m (300C)2,713 m (310C)


4.22 h asil foto CNC milling ZK 7040 dengan variasi feed rate 0,15 mm/rev dan waktu p emberian

pendingin 10 menit pada dua kondisi agak berbeda. Pada kondisi sebelum awal waktu pemberian pendingin tingkat kekasara n begitu halus dengan rata-rata nilai 1,780 m (angka kelas kekasaran N7). Kondisi setela h waktu pemberian pendingin terlihat adanya alur atau tingkat kekasa ran dengan rata-rata nilai 2,76 m. Tingkat k ekasaran tersebut, terma suk pada angka kelas kekasaran N7. Diba ndingkan dengan sebelu m awal waktu pemberian pendingin, kondisi setelah waktu pemberian pendingin lebih kasar. Nilai rata-rata k ekasaran selisih 0,98 m .

Pada temperatu r pahat sebelum awal waktu pemberian pendingin dan commit to user

setelah waktu pemberian pendingin sangat berbeda. Sebel um awal


66

waktu pemberia n pendingin temperatur pahat tinggi dan setel ah waktu pemberian pend ingin temperatur pahat rendah.

3) Hasil Foto Ma kro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,15 mm/rev dan sebelum Awal Waktu Pemberian Pendingin selama 15 menit


dilihat pada

be nda kerja

p endingin

1 me mpunyai

N 7) pada pah at 650Ckekasa ran N7),

kelas k ekasaran

Repl ika 1Replika 22,911 m (660C)2,455 m (650 C)

Replika 3 2,948 m (660C)

Gambar 4.23. Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST

40 pada feed rate 0,15 mm/rev dan sebelu m Awal Waktu commitPeberiantouserPndingin selama 15 menit


67

4) Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,15 mm/rev dan setelah Waktu Pemberian Pendingin selama 15 menit

Berdasarkan Tabel 4.1 dan Tabel 4.2, temperatur pahat dan hasil foto makro setelah waktu pemberian pendingindapat dilihat pada Gambar 4.24. Pada Gambar 4.24 dibawah ini, menjelaskan foto makro benda

waktu pemberian

bahwa replika 1

kekasaran N8) pahat 340C

kekasaran N8),

kelas kekasaran

Replika 2

3,779 m (35 C)3,566 m (340C)

Replika 3 4,321 m (350C)

Gambar 4.24. Hasil Foto Makro Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 pada feed rate 0,15 mm/rev dan setelah Waktu Pemberian Pendingin selama 15 menit

commit to user


68

Berdasarkan pengamatan Gambar 4.23 dan Gambar 4.24 hasil foto makro pada material baja ST 40 proses pemesinan CNC milling ZK 7040 dengan variasi feed rate 0,15 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 15 menit pada dua kondisi berbeda. Pada kondisi sebelum awal waktu pemberian pendingin tingkat kekasaran dengan rata-rata nilai 2,771 m (angka kelas kekasaran N7). Kondisi setelah waktu

tingkat kekasaran tersebut, termasuk sebelum waktu pendingin

pendingindan Sebelum awal setelah waktu

5)ST 40 pada

Pemberian

dan hasil foto makro sebelum awal waktu pemberian pendingindapat dilihat pada Gambar 4.25. Pada Gambar 4.25 menjelaskan foto makro benda kerja dengan variasi feed rate 0,15 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 20 menit. Hasil foto makro menunjukkan bahwa replika 1 mempunyai harga kekasaraan 3,216 m (angka kelas kekasaran N8) pada temperatur pahat 760C. Replika 2 saat temperatur pahat 770C mempunyai harga kekasaran 3,796 m (angka kelas kekasaran N7), sedangkan replika 3 harga kekasaran 3,797 m (angka kelas kekasaran N7) pada temperatur pahat 770C.

commit to user


69

Replika 1Replika 23,216 m (760C)3,796 m (770C)

Material Baja ST sebelum Awal menit

6)ST 40 pada

Pendingin

selama 20 menit

Berdasarkan Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 temperatur pahat dan hasil foto makro setelah waktu pemberian pendingin dapat dilihat pada Gambar 4.26. Pada Gambar 4.26 di bawah ini, menjelaskan foto makro benda kerja dengan variasi feed rate 0,15 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 20 menit. Hasil foto makro menunjukkan bahwa replika 1 mempunyai harga kekasaraan 5,862 m (angka kelas kekasaran N8) pada temperatur pahat 380C. Replika 2 saat temperatur pahat 390C mempunyai harga kekasaran 5,461 m (angka kelas kekasaran N8), sedangkan replika 3 harga kekasaran 6,022 m (angka kelas kekasaran

N8) pada temperatur pahat 390C. commit to user


70

Replika 1Replika 2

0(390C)


4.26 hasil foto CNC milling ZK 7040 dengan v ariasi feed rate 0,15 mm/rev dan waktu p emberian

pendingin 20 menit pada dua kondisi berbeda. Pada kondisi sebelum awal waktu pe mberian pendingintingkat kekasaran dengan rata-rata nilai 3,603 m (angka kelas kekasaran N8). Kondisi setela h waktu pemberian pendiinginterlihat adanya alur atau tingkat kekasara n dengan rata-rata nilai 5,782 m. Tingkat kekasaran tersebut, terma suk pada angka kelas ke kasaran N8. Dibandingkan dengan sebelu m diberi perlakuan pendingin, kondisi setelah waktu pemberian pendi nginlebih kasar. Nilai rata-rata kekasaran selisih 2,179 m.

Pada temperatur pahat sebelum awal waktu pemberian pend ingindan

setelah waktu pemberian pendingin sangat berbeda. Sebel um awal commit to user


71

waktu pemberian pendingin temperatur pahat tinggi dan setelah waktu pemberian pendingin temperatur pahat rendah.

3. Pembahasan Pengukuran Hasil Tingkat Kekasaran Permukaan Baja ST

40 Hasil Pemesinan CNC Milling

Pengukuran hasil tingkat kekasaran permukaan pada dua kondisi yaitu

sebelumwaktu pemberian

pendinginpermukaan

bajawaktu pemberian

pendingin

0,11 mm/rev

dengan

Awal

Waktu

Pendingin

Awal Waktu Pemberian Pendingin (menit)

Gambar 4.27. Pengaruh Feed rate 0,11 mm/rev dan Awal Waktu Pemberian Pendingin terhadap Kekasaran Permukaan

Gambar 4.28 terlihat grafik adanya pengaruh feed rate 0,13 mm/rev

dengan variasi awal waktu pemberian pendingin terhadap Ra.

commit to user


72

(m)6

5.5

5

Ra

4.5

/

4

Roughness

3.5

3

2.5

2

Surface

1.5

1

Sebelum Awal Waktu

Pemberian Pendingin

Setelah Waktu Pemberian

Pendingin

Awal WaktuPermukaan

0,15 mm/rev

dengan

(m)7.5

7

6.5

/ Ra6

5.5

Roughness5

4.5

4

3.5

3

Surface2.5

2

1.5

1

101520

Waktu

Pemberian Pendingin

Setelah Waktu

Pemberian Pendingin

Awal Waktu Pemberian Pendingin (menit)

Gambar 4.29. Pengaruh Feed rate 0,15 mm/rev dan Awal Waktu Pemberian Pendingin terhadap Kekasaran Permukaan

Analisis grafik untuk masing-masing parameter pemotongan dan

pengaruh masing-masing level dari rerata hasil pengukuran.

commit to user


73

1. Feed rate

Rerata hasil pengukuran kekasaran permukaan baja ST 40 dilihat

pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 diubah dalam bentuk grafik, sehingga akan

memudahkan untuk melakukan analisis hasil.

Tabel 4.4. Rerata HasilPengukuran Kekasaran Permukaan Baja ST 40 (dalam

m)

Waktu

Pemberian

Pendingin

10B

2,76

15B

3,889

20B

5,782

permukaan benda

kerja40 dengan dua

kondisiseperti pada

gambar

commit to user


74

Surface Roughness/ Ra (m)

10

15 20

6.565.554.543.532.52

0,15

mm/rev 582 2.76 647 3.8895185.782

Pemberian

Permukaan Benda

7040 pada Baja

Gambar 4.30 nilai kekasaran permukaan terkecil benda kerja proses pemesinan sebelum awal waktu pemberian pendingin adalah 1,616 m dihasilkan parameter pemesinan pada feed rate 0,11 mm/rev dengan waktu pemberian pendingin 10 menit. Nilai kekasaran permukaan terbesar 3,603 m pada feed rate

0,15 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 20 menit. Pada kondisi pemakanan setelah pemberian pendingin, nilai kekasaran permukaan terkecil adalah 1,855 dengan feed rate 0,11 dan waktu pemberian pendingin 10 menit. Nilai kekasaran permukaan terbesar 5,782 m pada feed rate 0,15 mm/rev dan waktu pemberian pendingin 20 menit.

Semakin tinggi feed rate maka kekasaran permukaan proses pemesinan CNC Milling semakin besar, begitu pula dengan rendahnya feed rate maka

kekasaran permukaan akan semakin kecil meskipun sebelum dan setelah commit to user


75

pemberian pendingin. Dengan feed rate yang besar maka pergerakan pahat untuk melakukan pemakanan pada permukaan benda kerja akan semakin besar, sehingga akan meninggalkan alur pengerjaan yang besar dan akan semakin kasar.

2.Waktu Pemberian Pendingin

Berdasarkan Tabel 4.9 data tingkat kekasaran permukaan benda kerja

prosesdua kondisi

pemakanandideskripsikan

seperti pada

Surface Roughness/ Ra (m)

20

menit

4.347

4.518

5.782

Waktu

Pemberian PendinginPemberian Pendingin

Gambar 4.31. Pengaruh Waktu Pemberian Pendingin terhadap Kekasaran Permukaan Benda Kerja Proses Pemesinan CNC Milling ZK 7040 pada Baja ST 40

Pada Gambar 4.31 semakin lama waktu pemberian pendingin maka tingkat kekasaran permukaan proses pemesinan CNC Milling semakin besar, begitu pula sebaliknya semakin cepat waktu pemberian pendingin maka tingkat kekasaran permukaan semakin kecil. Pernyataan ini berlaku untuk semua feed rate yang digunakan (0,11 mm/rev, 0,13 mm/rev, dan 0,15 mm/rev), meskipunsebelum pemberian pendingin dan setelah pemberian pendingin. Kekasaran commit to user

permukaan terkecil pada awal waktu pemberian pendingin 10 menit dan feed rate


76

0,11 mm/rev. Kekasaran permukaan terbesar pada waktu pemberian pendingin 20 menit dan pada feed rate 0,15 mm/rev. Hal ini disebabkan semakin lambat waktu pemberian pendingin akan terjadi kenaikan temperatur sehingga pergerakan antar partikel pada pahat menjadi lebih cepat dan pahat akan cepat aus. Pahat yang aus mengakibatkan tingkat kekasaran permukaan bertambah kasar.

commit to user


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian tentang karakterisasi tingkat kekasaran

permukaan baja ST 40 hasil pemesinan CNC Milling ZK 7040 efek dari feed rate

dan awalBAB IV dengan

mengacuhal sebagai

berikut:

1.Tingkatwaktu pemberian

pendinginterjadi pada feed

rate10 menit yaitu

sebesarterjadi pada feed

rateyaitu sebesar

3,603

2.Tingkatpendingin

padafeed rate 0,11

mm/revsebesar 1,855

mfeed rate 0,15

mm/rev dan awal waktu pemberian pendingin setelah 20 menit yaitu sebesar 5,782 m.

3. Bahan baja ST 40 apabila dilaksanakan proses pemesinan CNC milling ZK 7040 dengan variasi feed rate 0,11 mm/rev, 0,13 mm/rev, 0,15 mm/rev dan awal waktu pemberian pendingin 10 menit, 15 menit dan 20 menit akan menghasilkan variasi tingkat kekasaran permukaan antara N6 sampai dengan N8, dengan dua kondisi pemakanan yaitu sebelum awal waktu pemberian pendingin dan setelah waktu pemberian pendingin.

4. Bahan baja ST 40 apabila dilaksanakan proses pemesinan CNC milling ZK

7040 akan menghasilkan tingkat kekasaran permukaan yang semakin tinggi

seiring bertambahnya feed rate yang digunakan dalam proses pemesinan, commit to user

77


78

dengan dua kondisi pemakanan yaitu sebelum awal waktu pemberian pendingin dan setelah waktu pemberian pendingin.

5. Bahan baja ST 40 apabila dilaksanakan proses pemesinan CNC milling ZK 7040 akan menghasilkan tingkat kekasaran permukaan yang semakin tinggi seiring bertambahnya waktu pemberian pendinginan pada benda kerja.

6. Feed rate dan waktu pemberian pendingin sangat berpengaruh terhadap

tingkatCNC milling ZK

7040

teori yang

telahpendingin

terhadapCNC milling

ZK 7040implikasi yang

dapat

Dirate dan waktu

pemberiankerja proses

pemesinan CNC milling ZK 7040 pada baja ST 40. Feed rate (f) dan waktu pemberian pendingin (t) terbukti mempunyai pengaruh terhadap kekasaran permukaan (Ra). Hasil penelitian ini dapat dijadikan dasar pengembangan penelitian selanjutnya, yang relevan dengan masalah yang dibahas dalam penelitian ini.

2. Implikasi Praktis

Penelitian ini dapat digunakan sebagai pendukung dalam mempermudah aktivitas estimasi biaya produksi pada tahap awal proses pemesinan dan masukan dalam menentukan rekomendasi kombinasi level feed rate dan waktu pemberianpendingin untuk mendapatkan tingkat kekasaran yang dikehendaki. Sebagai acuan commit to user


79

operator pemesinan untuk menentukan kombinasi parameter pemotongan yang sesuai untuk mendapatkan tingkat kekasaran tertentu.

C. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh dan implikasi yang ditimbulkan, maka dapat disampaikan saran-saran sebagai berikut:

1.Adanyaaliran pendingin

terhadap

2.Adanya-parameter lain

sesuaicooling fluid

dan lain

3.Penelitianpendingin minyak

nabatifinishing.

4.Dalamcara menambah

variabelmata sayat pahat,

bahan

commit to user

--DHIAH_PURBOSARI_K2508005

Documents

Transcript of --DHIAH_PURBOSARI_K2508005