Bab ii ANALISA PENGARUH PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37...

59
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Klasifikas dan Elemen Dasar Proses Pemesinan Dalam industri manufaktur proses permesinan merupakan salah satu cara untuk menghasilkan produk dalam jumlah banyak dengan waktu relatif singkat. Banyak sekali jenis mesin yang digunakan, ini berarti mengarah pada proses yang berbeda-beda untuk setiap bentuk produk. Dalam proses permesinan, benda kerja merupakan jenis material dengan sifat mekanis tertentu yang dipotong secara kontinyu oleh pahat potong untuk menghasilkan bentuk sesuai keinginan, oleh sebab itu perlu penyesuaian material pahat. Proses pemotongan logam merupakan suatu proses yang digunakan untuk mengubah bentuk dari logam (komponen mesin) dengan cara memotong. Proses pemotongan dengan menggunakan pahat potong yang dipasang pada mesin perkakas dalam istilah teknik sering disebut dengan nama proses permesinan. Komponen 5

Transcript of Bab ii ANALISA PENGARUH PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37...

Page 1: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Klasifikas dan Elemen Dasar Proses Pemesinan

Dalam industri manufaktur proses permesinan merupakan salah satu cara

untuk menghasilkan produk dalam jumlah banyak dengan waktu relatif singkat.

Banyak sekali jenis mesin yang digunakan, ini berarti mengarah pada proses yang

berbeda-beda untuk setiap bentuk produk. Dalam proses permesinan, benda kerja

merupakan jenis material dengan sifat mekanis tertentu yang dipotong secara

kontinyu oleh pahat potong untuk menghasilkan bentuk sesuai keinginan, oleh

sebab itu perlu penyesuaian material pahat.

Proses pemotongan logam merupakan suatu proses yang digunakan untuk

mengubah bentuk dari logam (komponen mesin) dengan cara memotong. Proses

pemotongan dengan menggunakan pahat potong yang dipasang pada mesin

perkakas dalam istilah teknik sering disebut dengan nama proses permesinan.

Komponen mesin yang terbuat dari logam mempunyai bentuk yang beraneka

ragam. Umumnya mereka dibuat dengan proses permesinan dari bahan yang

berasal dari proses sebelumnya yaitu proses penuangan (casting) dan atau proses

pengolahan bentuk (metal forming). Karena bentuknya yang beraneka ragam

tersebut maka proses permesinan yang dilakukannya pun bermacam-macam

sesuai dengan bidang yang dihasilkan yaitu silindrik atau rata. Klasifikasi proses

permesinan dibagi menjadi tiga yaitu menurut jenis gerakan relatif pahat /

5

Page 2: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

perkakas potong terhadap benda kerja, jenis mesin perkakas yang digunakan, dan

pembentukan permukaan (Rochim, 1993).

Pahat yang bergerak relatif terhadap benda kerja akan menghasilkan geram

dan sementara itu permukaan benda kerja secara bertahap akan terbentuk menjadi

komponen yang dikehendaki. Pahat tersebut dipasang pada suatu jenis mesin

perkakas dan dapat merupakan salah satu dari berbagai jenis pahat / perkakas

potong disesuaikan dengan cara pemotongan dan bentuk akhir dari produk. Gerak

relatif pahat terhadap benda kerja dapat dipisahkan menjadi dua macam

komponen gerakan yaitu gerak potong (cutting movement) dan gerak makan

(feeding movement). Menurut jenis kombinasi dari gerak potong dan gerak makan

maka proses permesinan dikelompokkan menjadi tujuh macam proses yang

berlainan seperti pada Tabel 2.1.

6

Page 3: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Tabel 2.1Klasifikasi proses permesinan menurut gerakan relatif pahat/perkakas

potong terhadap benda kerja (Rochim, 1993)

Selain ditinjau dari segi gerakan dan segi mesin yang digunakan proses

permesinan dapat diklasifikasikan berdasarkan proses terbentuknya permukaan

(surface generation). Dalam hal ini proses tersebut dikelompokkan dalam dua

garis besar proses yaitu:

a) Pembentukan permukaan silindrik atau konis, dan

b) Pembentukan permukaan rata/lurus dengan atau tanpa putaran benda kerja.

7

Page 4: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Berdasarkan gambar teknik, dimana dinyatakan spesifikasi geometrik

suatu produk komponen mesin, proses bubut dipilih sebagai suatu proses atau

urutan proses yang digunakan untuk membuatnya. Bagi suatu tingkatan proses,

ukuran obyektif ditentukan dan pahat harus membuang sebagian material benda

kerja sampai ukuran obyektif tersebut dicapai. Hal ini dapat dilaksanakan dengan

cara menentukan penampang geram (sebelum terpotong). Lima elemen dasar

proses permesinan yaitu:

a) Kecepatan potong (cutting speed) ; v (m/min)

b) Kecepatan makan (feeding speed) ; vf (mm/min)

c) Kedalaman potong (depth of cut) ; a (mm)

d) Waktu pemotongan (cutting time) ; tc (min), dan

e) Kecepatan penghasilan geram (rate of metal removal) ; Z (cm3/min).

Elemen proses permesinan tersebut (v, vf, a, tc, dan Z) dihitung

berdasarkan dimensi benda kerja dan / atau pahat serta besaran dari mesin

perkakas. Untuk proses bubut terdapat dua sudut pahat yang penting yaitu sudut

potong utama (principal cutting edge angle) dan sudut geram (rake angle). Kedua

sudut tersebut berpengaruh pada gaya pemotongan.

2.2 Mesin Bubut (Turning)

Mesin bubut (turning machine) adalah suatu jenis mesin perkakas yang

dalam proses kerjanya bergerak memutar benda kerja dan menggunakan potong

pahat (tools) sebagai alat untuk memotong benda kerja tersebut. Mesin bubut

8

Page 5: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

merupakan salah satu mesin proses produksi yang dipakai untuk membentuk

benda kerja yang berbentuk silindris, namun dapat juga dipakai untuk beberapa

kepentingan lain Pada prosesnya benda kerja terlebih dahulu dipasang pada chuck

(pencekam) yang terpasang pada spindel mesin, kemudian spindel dan benda kerja

diputar dengan kecepatan tertentu.

Alat potong (pahat) yang dipakai untuk membentuk benda kerja akan

ditempelkan pada benda kerja yang berputar sehingga benda kerja terbentuk

sesuai dengan ukuran yang dikehendaki. Umumnya pahat bubut dalam keadaan

diam, pada perkembangannya ada jenis mesin bubut yang berputar alat

potongnya, sedangkan benda kerjanya diam.

Pada kelompok mesin bubut juga terdapat bagian-bagian otomatis dalam

pergerakannya bahkan juga ada yang dilengkapi dengan layanan sistem otomatis,

baik yang dilayani dengan sistem hidraulik ataupun elektrik.Ukuran mesinnya pun

tidak semata-mata kecil karena tidak sedikit mesin bubut konvensional yang

dipergunakan untuk mengerjakan pekerjaan besar seperti yang dipergunakan pada

industri perkapalan dalam membuat atau merawat poros baling-baling kapal yang

diameternya mencapai 1.000 mm atau lebih.Pada Gambar 2.1 terlihat contoh dari

mesin bubut.

9

Page 6: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Gambar 2.1Mesin Bubut(Sumber : http://www.machinerycanada.com/kinwa%20small.jpg)

2.2.1 Prinsip kerja Mesin Bubut

Poros spindel akan memutar benda kerja melalui piringan pembawa

sehingga memutar roda gigi pada poros spindel. Melalui roda gigi penghubung,

putaran akan disampaikan ke roda gigi poros ulir. Oleh klem berulir, putaran

poros ulir tersebut diubah menjadi gerak translasi pada eretan yang membawa

pahat. Akibatnya pada benda kerja akan terjadi sayatan yang berbentuk ulir.

Disamping itu gerak lainnya yang banyak dilakukan diantaranya :

a. Memotong dan meratakan benda kerja

b. Membuat bentuk profil

c. Membuat bentuk tirus

d. Membuat ulir.

Menurut fungsi dan jenisnya mesin bubut dibagi menjadi 2 (dua), yaitu :

1. Mesin Bubut Eretan Majemuk (Turret Lathe)

2. Mesin Bubut Senter

10

Page 7: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

2.2.2 Bagian-Bagian Utama Mesin Bubut

Bagian-bagian utama pada mesin bubut pada umumnya sama walaupun

merk atau buatan pabrik yang berbeda, hanya saja terkadang posisi handel/tuas,

tombol, tabel penunjukan pembubutan, dan rangkaian penyusunan roda gigi untuk

berbagai jenis pembubutan letak/posisinya berbeda. Demikian juga cara

pengoperasiannya tidak jauh berbeda. Berikut ini akan diuraikan bagian-bagian

utama mesin bubut konvesional (biasa) yang pada umumnya dimiliki oleh mesin

tersebut.

Sumbu Utama (Main Spindle)

Pada Gambar 2.2 terlihat gambar sumbu utama atau dikenal dengan main

spindle.Sumbu utama merupakan bagian mesin bubut yang berfungsi sebagai

dudukan chuck (cekam) yang didalamnya terdapat susunan roda gigi yang dapat

digeser-geser melalui handel/ tuas untuk mengatur putaran mesin sesuai

kebutuhan pembubutan.

Gambar 2.2Sumbu Utama Mesin Bubut(Sumber : http://wempynew.blogspot.com/2016_02_01_archive.html)

11

Page 8: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Meja Mesin (Bed)

Meja mesin merupakan tumpuan gaya pemakanan waktu pembubutan.

Meja mesin berfungsi sebagai tempat dudukan kepala lepas dan eretan.Bentuk

alas ini bermacam-macam, ada yang datar dan ada yang salah satu atau kedua

sisinya mempunyai ketinggian tertentu.Permukaannya halus dan rata, sehingga

gerakan kepala lepas dan eretan menjadi lancar. Pada Gamabar 2.3 terlihat meja

mesin (bed)

Gambar 2.3meja mesin (bed)(sumber : http://wempynew.blogspot.com/2016_02_01_archive.html)

Eretan (Carriage)

Eretan seperti yang terlihat pada Gambar 2.4 merupakan bagian dari mesin

bubut yang berfungsi sebagai pembawa dudukan pahat potong.Eretan terdidi dari

beberapa bagian seperti engkol dan transporter.

Gambar 2.4Eretan (Carriage)(sumber : http://wempynew.blogspot.com/2016_02_01_archive.html)

12

Page 9: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Kepala Lepas (Tail Stock)

Pada Gambar 2.5 terlihat gambar dari kepala lepas.Kepala lepas

digunakan sebagai dudukan senter putar sebagai pendukung benda kerja pada

saat pembubutan, dudukan bor tangkai tirus, dan cekam bor sebagai menjepit

bor.

Gambar 2.5Kepala Lepas (Tail Stock)(http://wempynew.blogspot.com/2016_02_01_archive.html)

Penjepit Pahat (Tools Post)

Penjepit pahat digunakan untuk menjepit atau memegang pahat

potong.yang bentuknya ada beberapa macam di antaranya seperti ditunjukkan

pada Gambar 2.6. Jenis ini sangat praktis dan dapat menjepit pahat 4 buah

sekaligus sehingga dalam suatu pengerjaan bila memerlukan 4 macam pahat

dapat dipasang dan disetel sekaligus.

13

Page 10: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Gambar 2.6Penjepit Pahat (Tools Post)(Sumber : http://wempynew.blogspot.com/2016_02_01_archive.html)

Tuas Pengatur Kecepatan Sumbu Utama dan Plat Penunjuk Kecepatan

Tuas pengatur kecepatan berfungsi untuk mengatur kecepatan putaran

mesin sesuai hasil dari perhitungan atau pembacaan dari tabel putaran. Plat

tabel kecepatan sumbu utama pada Gambar 2.7, menunjukkan angka-angka

besaran kecepatan sumbu utama yang dapat dipilih sesuai dengan pekerjaan

pembubutan.

Gambar 2.7Tuas Pengatur Kecepatan dan Plat Penunjuk Kecepatan( sumber : Muhamad Choirul Azhar (2014) skripsi dengan judul “Analisa

Kekasaran Permukaan Benda Kerja dengan Variasi Jenis Material dan Pahat Potong” hal.9)

14

Page 11: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Transporter dan Sumbu Pembawa

Transporter atau poros transporter seperti yang terlihat pada Gambar

2.8 adalah poros berulir segi empat atau trapesium yang biasanya memiliki

kisar 6 mm, digunakan untuk membawa eretan pada waktu kerja otomatis,

misalnya waktu membubut ulir, alur, atau pekerjaan pembubutan lainnya.

Sedangkan sumbu pembawa atau poros pembawa adalah poros yang selalu

berputar untuk membawa atau mendukung jalannya eretan.

Gambar 2.8Transporter dan Sumbu Pembawa( sumber : Muhamad Choirul Azhar (2014) skripsi dengan judul “Analisa

Kekasaran Permukaan Benda Kerja dengan Variasi Jenis Material dan Pahat Potong” hal.9)

Chuck (Cekam)

Cekam adalah alat yang digunakan untuk menjepit benda kerja.

Jenisnya ada yang berahang tiga sepusat (Self centering chuck) seperti yang

dapat dilihat pada Gambar 2.9, dan ada juga yang berahang tiga dan empat

tidak sepusat (Independenc chuck) Cekam rahang tiga sepusat, digunakan

untuk benda-benda silindris, di mana gerakan rahang bersama-sama pada saat

dikencangkan atau dibuka. Sedangkan gerakan untuk rahang tiga dan empat

tidak sepusat, setiap rahang dapat bergerak sendiri tanpa diikuti oleh rahang

15

Page 12: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

yang lain, maka jenis ini biasanya untuk mencekam benda-benda yang tidak

silindris atau digunakan pada saat pembubutan eksentrik.

Gambar 2.9 Chuck (Cekam) Rahang Tiga(Sumber : http://wempynew.blogspot.com/2016_02_01_archive.html)

2.2.3 Gerakan-Gerakan Dalam MembubutDalam pengerjaan mesin bubut dikenal beberapa prinsip gerakan yaitu :

1. Gerakan berputar benda kerja pada sumbunya disebut (cutting motion)

artinya putaran utama. Dan cutting speed atau kecepatan potong

merupakan gerakan untuk mengurangi benda kerja dengan pahat.

2. Pahat yang bergerak maju secara teratur, akan menghasilkan geram/

serpih/tatal (chip).Gerakan tadi disebut kecepatan makan (feed motion).

3. Bila pahat dipasang dengan dalam pemotongan (depth of cutting), pahat

dimajukan ke arah melintang sampai kedalaman pemotongan yang

dikehendaki. Gerakan ini disebut “adjusting motion”.

2.2.4 Jenis-Jenis Pekerjaan Yang Dapat Dilakukan/ Dikerjakan Dengan

Mesin Bubut

Dalam prakteknya dilapangan mesin bubut dapat mengerjakan pekerjaan

pemotongan benda kerja sebagai berikut :

16

Page 13: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Pembubutan Muka (Facing), yaitu proses pembubutan yang dilakukan pada

tepi penampangnya atau gerak lurus terhadap sumbu benda kerja, sehingga

diperoleh permukaan yang halus dan rata.

Pembubutan Rata (pembubutan silindris), yaitu pengerjaan benda yang

dilakukan sepanjang garis sumbunya. Membubut silindris dapat dilakukan

sekali atau dengan permulaan kasar yang kemudian dilanjutkan dengan

pemakanan halus atau finishing.

Pembubutan ulir (threading), adalah pembuatan ulir dengan menggunakan

pahat ulir.

Pembubutan tirus (Taper), yaitu proses pembuatan benda kerja berbentuk

konis. Dalam pelaksanaan pembubutan tirus dapat dilakukan denngan tiga

cara, yaitu memutar eretan atas (perletakan majemuk), pergerseran kepala

lepas (tail stock), dan menggunakan perlengkapan tirus (tapper atachment).

Pembubutan drillng, yaitu pembubutan dengan menggunakan mata bor

(drill), sehingga akan diperoleh lubang pada benda kerja. Pekerjaan ini

merupakan pekerjaan awal dari pekerjaan boring (bubut dalam).

Perluasan lubang (boring), yaitu proses pembubutan yang bertujuan untuk

memperbesar lubang. Pembubutan ini menggunakan pahat bubut dalam.

2.2.5 Parameter yang Dapat Diatur pada Mesin Bubut

Tiga parameter utama pada setiap proses bubut adalah kecepatan putar

spindel (speed), gerak makan (feed), dan kedalaman potong (depth of cut). Tiga

parameter di atas adalah bagian yang bisa diatur oleh operator langsung pada

17

Page 14: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

mesin bubut.Kecepatan putar, n (speed), selalu dihubungkan dengan sumbu utama

(spindel) dan benda kerja.Kecepatan putar dinotasikan sebagai putaran per menit

(rotations per minute, rpm). Kemudian dari ketiga parameter tersebut, untuk

menghitung kecepatan potong dari suatu proses pembentukan benda kerja pada

mesin bubut dengan mengunakan persamaan :

Vc= π d n1000

………………………… .. ……………(2.1)

d=(do+dm)2

……………………………… ……(2.2)

Dimana :

v = kecepatan potong (m/menit)

d = diameter rata-rata (mm)

n = kecepatan putar (rpm)

do = diameter awal (mm)

dm = diameter akhir (mm)

π = 3,14

Kemudian untuk menghitung kedalaman potong dari suatu proses

pembentukan benda kerja pada mesin bubut mengunakan persamaan :

a=(do−dm )2

……………… .. …… ..…………2.3

Dimana :

a = kedalaman potong (mm)

do = diameter awal (mm)

dm = diameter akhir (mm)

18

Page 15: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Kemudian untuk menghitung kecepatan makan dari suatu proses

pembentukan benda kerja pada mesin bubut mengunakan persamaan :

Vf =f xn …………………………………… ..….……2.4Dimana :

Vf = kecepatan makan (mm/menit)

f = gerak makan (mm/r)

n = kecepatan putar (rpm)

Kemudian untuk menghitung waktu pemotongan dari suatu proses

pembentukan benda kerja pada mesin bubut menggunakan persamaan :

tc= ¿Vf

………………….……… ……………2.5

Dimana :

tc = waktu pemotongan (menit)

lt = panjang pemotongan (mm)

Vf= kecepatan makan (mm/menit)

Kemudian untuk menghitung kecepatan penghasilan geram dari suatu

proses pembentukan benda kerja pada mesin bubut menggunakan persamaan :

Z=f x a x v………………………… ………………….……2.6

Dimana : Z = kecepatan penghasilan geram (cm3/menit)

2.3 Pahat

Pahat adalah suatu alat yang terpasang pada mesin perkakas yang

berfungsi untuk memotong benda kerja atau membentuk benda kerja menjadi

19

Page 16: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

bentuk yang diinginkan. Pada proses kerjanya pahat digunakan untuk memotong

meterial-material yang keras sehingga mataterial dari pahat haruslah lebih keras

dari pada material yang akan dibubut. Meterial pahat harus mempunyai sifat-sifat:

Keras, kekerasan material pahat harus melebihi kekerasan dari material

benda kerja.

Tahan terhadap gesekan, material pahat harus tahan terhadap gesekan, hal

ini bertujuan pada saat proses pembubutan berlangsung pahat tidak mudah

habis (berkurang dimensinya) untuk mencapai keakuratan dimensi dari

benda kerja.

Ulet, material dari pahat haruslah ulet, dikarenakan pada saat proses

pembubutan pahat pastilah akan menerima beban kejut.

Tahan panas, material dari pahat harus tahan panas, karena pada saat pahat

dan benda kerja akan menimbulkan panas yang cukup tinggi (2500C –

4000C) tergantung putaran dari mesin bubut (semakin tinggi putaran mesin

bubut maka semakin tinggi suhu yang dihasilkan).

Ekonomis, material pahat harus bersifat ekonomis (pemilihan material pahat

haruslah sesuai dengan jenis pengerjaan yang dilakukan dan jenis material

dari benda kerja)

Kekearasa dan tahan terhadap gesekan yang rendah tidak diinginkan pada

material pahat, sebab akan menyebabkan keausan pada material pahat tersebut.

Keuletan yang randah dan ketahanan thermal yang rendah akan mengankibatkan

rusaknya terhadap mata potong maupun retak mikro pada pahat yang dapat

kerusakan fatat pada pahat dan benda kerja. Sifat-sifat unggul diatas memang 20

Page 17: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

perlu dimiliki oleh material pahat.Akan tetapi tidak semua sifat tersebut dapat

dipenuhi secara berimbang.Pada umumnya kekerasan, ketahanan gesek dan

ketahana thermal yang tinggi selalu diikuti oleh penurunan keuletan.Berbagai

penelitian dilakukan untuk mempertinggi kekerasan dan menjaga supaya keuletan

tidak terlalu rendah sehingga pahat tersebut dapat digunakan pada kecepatan

potong yang tinggi.

Pada mulanya untuk memotong baja digunakan baja karbon tinggi sebagai

bahan dari pahat, dimana kecepatan potongnya pada waktu itu hanya bisa

mencapai sekitar 10 m/menit.Berkat kemajuan tenologi kecepatan potong ini

dapat dinaikkan sehingga mencapai sekitar 700 m/menit yaitu dengan

menggunakan CBN (Cubic Baron Nitride).Kekerasan tersebut dapat dicapai

berkat kekerasan yang tetap relatif tinggi meskipun temperatur kerjanya cukup

tinggi.Dari kemajuan teknologi tersebut dapat diketahui bahwa hanya material

dari jenis karbida dan keramiklah yang tetap berfungsi dengan baik pada

kecepatan potong atau temperatur kerja yang tinggi. Meskipun demikian, bukan

berarti hanya Karbida dan Keramik saja yang saat ini di pakai sebagai pahat

potong tetapi jenis lain masih tetap dipilh yaitu pada saat di perlukan sifat

keuletan yang dan nilai ekonomis yang tinggi. Namun pada saat ini material pahat

yang banyak digunakan adalah HSS dan Karbida Berikut ini adalah

materialmaterial pahat secara berurutan dari yang paling lunak tetapi ulet sampai

dengan yang paling keras tetapi getas, yaitu :

1. Baja Karbon Tinggi

2. HSS (High Speed Steels)21

Page 18: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

3. Paduan Cor Nonferro

4. Karbida

5. CBN (Cubic Baron Nitride)

2.4 Pengertian Kekasaran Permukaan

Kekasaran permukaan adalah salah satu penyimpangan yang disebabkan

oleh kondisi pemotongan dari proses pemesinan. Sedangkan permukaan itu

sendiri ialah batas yang memisahkan benda padat dengan sekelilingnya. Karakter

suatu permukaan memegang peranan penting dalam perancangan komponen

mesin / peralatan. Dimana karakteristik permukaan dinyatakan dengan jelas

misalnya dalam kaitannya dengan gesekan, keausan, pelumasan, tahanan

kelelahan, dan lain-lain. Karakteristik perancangan sedapat mungkin harus

dipenuhi oleh si pembuat komponen.

Kekasaran permukaan dapat diwakilkan kedalam sebuah grafik yang

memiliki bentuk yang sama dengan profil yang diukur. Grafik tersebut merupakan

pembesaran dari kekasaran permukaan pada profil tersebut. Dari grafik yang

didapatkan tersebut, dapat dicari beberapa parameter-parameter guna menganalisa

dan mengidentifikasi konfigurasi suatu permukaan.

Jika ditinjau dengan skala kecil pada dasarnya konfigurasi permukaan

suatu elemen mesin (produk) juga merupakan suatu karakteristik geometri, yang

dalam hal ini termasuk golongan mikrogeometri. Sementara itu yang tergolong

mikrogeometri adalah permukaan secara keseluruhan yang membuat bentuk atau

rupa yang spesifik. Misalnya permukaan poros, lubang, sisi dan sebagainya.

22

Page 19: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Karakteristik suatu permukaan memegang peranan penting dalam

rancangan komponen mesin atau peralatan, dalam proses pengerjaan harus sangat

diperhatikan. Kompromi haruslah didapatkan antara persyaratan fungsional

komponen dengan ongkos pembuatan.

Agar pengerjaan lebih mudah maka sebaiknya diperhatikan seperti

toleransi, ukuran, bentuk dan posisi. Karakteristik permukaan harus diterjemahkan

kedalam bentuk gambar teknik.

2.4.1 Permukaan

Permukaan adalah suatu titik yang membatasi antara sebuah benda padat

dengan lingkungan sekitarnya.Jika ditinjau dengan skala kecil pada dasarnya

konfigurasi permukaan sebuah produk juga merupakan suatu karakteristik

geometrik yang dalam hal ini termasuk golongan mikrogeometri.Permukaan

produk yang secara keseluruhan membuat rupa atau bentuk adalah termasuk

golongan makrogeometri.Sebagai contoh yang termasuk dalam golongan

makrogeometri adalah poros, lubang, sisi dan sebagainya.

Karakteristik suatu permukaan memegang peranan penting dalam

perancanagan komponen mesin/peralatan.Hal ini karena karakteristik permukaan

dari sebuah komponen mesin sangat erat kaitannya dengan gesekan, keausan,

pelumasan dan sebagainya. Maka dalam proses pembuatan sebuah komponen

karakteristik permukaan yang di kehendaki harus dapat di penuhi.

Seperti halnya pada toleransi ukuran, bentuk, dan posisi, karakteristik

permukaan harus dapat diterjemahkan kedalam gambar teknik supaya kemauan

23

Page 20: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

perancang dapat dipenuhi.Oleh sebab itu, orang berusaha membuat berbagai

definisi atas berbagai parameter guna menandai/ mengidentifikasikan konfigurasi

suatu permukaan.Dinamakan parameter sebab definisi tersebut harus bisa di ukur

dengan besaran/ unit tertentu yang mungkin harus dilakukan dengan memakai alat

ukuran khusus yang dirancang untuk keperluan tersebut.

2.4.2 Permukaan dan Profil

Karena ketidaksempurnaan alat ukur dan cara pengukuran maupun cara

evaluasi hasil pengukuran maka suatu permukaan sesungguhnya (real surface)

tidaklah dapat dibuat tiruan/ duplikatnya secara sempurna. Tiruan permukaan

hasil pengukuran hanya bisa mendekati bentuk/ konfigurasi permukaan

sesungguhnya dengan kata lain dapat disebut permukaan terukur (measured

surface). Karena dalam pembuatan sebuah komponen dapat terjadi penyimpangan

maka permukaan geometri ideal (geometrically ideal surface), yaitu permukaan

yang dianggap mempunyai bentuk yang sempurna tidak lah dapat dibuat. Dalam

prakteknya, seorang perancang akan menuliskan syarat permukaan pada gambar

teknik. Suatu permukaan yang disyaratkan pada gambar teknik ini disebut sebagai

permukaan nominal (nominal surface).

Karena kesulitan dalam mengukur dan menyatakan besaran yang diukur

dari suatu permukaan secara tiga dimensi maka dilakukan pembatasan.Permukaan

hanya dipandang sebagai penampang permukaan yang dipotong (yang ditinjau

24

Page 21: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

relative terhadap permukaan dengan geometric ideal) secara tegak lurus (normal),

serong (oblique) atau singgung (tangensial).

Ketidak teraturan konfigurasi suatu permukaan bila ditinjau dari profilnya

dapat di uraikan menjadi beberapa tingkat, seperti yang dapat dilihat pada Tabel

yang terlihat di bawah ini

Tabel 2.2 Ketidak teraturan konfigurasi suatu permukaan (Budi, 2012)

Permukaan merupakan suatu titik yang memisahkan antara suatu benda

dengan sekelilingnya.Bentuk dari permukaan suatu benda memegang peranan

penting dalam melakukan perancangan sebuah benda.Karena permukaan suatu

benda berkaitan dengan gesekan, keausan, pelumasan dan lain sebagainya. Dalam

merancang sebuah benda salah satu hal penting yang juga perlu di perhatikan

adalah kekerasan permukaannya,.Kekerasan permukaan sebuah produk tidak

harus memiliki nilai yang kecil atau halus, tetapi terkadang sebuah produk

memerlukan nilai kekasaran permukaan yang besar sesuai dengan

25

Page 22: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

fungsinya.Namun terkadang dalam praktek di lapangan, di dapati nilai kekasaran

permukaan dari sebuah produk tidak sesuai dengan yang di harapkan.

Hal-hal yang mempengaruhi nilai kekasaran permukaan sebuah produk

tidak sesuai dengan yang di harapkan, di karenakan oleh beberapa faktor seperti,

pemilihan mata pahat yang kurang tepat atau pahat yang digunakan sudah aus

sehingga berpengaruh pada kemampuan pahat tersebut untuk memotong. Selain

itu, kesalahan proses atau tahapan yang dilakukan dalam proses pemesinan untuk

membentuk atau membuat sebuah produk juga sangat berpengaruh terhadap nilai

kekasaran permukaan sebuah benda.

Tingkat pertama merupakan ketidak teraturan makrogeometri.Tingkat

kedua yang disebut dengan gelombang (Vaviness) merupakan ketidak teraturan

yang periodic dengan panjang gelombang yang jelas lebih besar dari kedalamanya

(amplitudonya). Tingkat ketiga atau alur (grooves) serta tingkat keempat yang

disebut dengan serpihan (Flakes). Kedua-duanya lebih dikenal dengan kekasaran

(roughness).Dalam banyak hal ke empat tingkatan ketidak teraturan konfigurasi

suatu permukaan jarang ditemukan secara terpisah/ tersendiri melainkan

kombinasi beberapa tingkat ketidakteraturan tersebut.

2.4.3 Parameter kekasaran permukaan

Untuk memproduksi profil suatu permukaan, sensor/ peraba (stylus) alat

ukur harus digerakkan mengikuti lintasan yang berupa garis lurus dengan jarak

yang telah ditentukan terlebih dahulu.Panjang lintasan ini disebut dengan panjang

pengukuran (traversing length).Sesaat setelah jarum bergerak dan sesaat sebelum

26

Page 23: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

jarum berhenti secara elektronik alat ukur melakukan perhitungan berdasarkan

data yang dideteksi oleh jarum peraba.Bagian panjang pengukuran yang dibaca

oleh sensor alat ukur kekasaran permukaan disebut panjang sampel. Pada Gambar

2.11 ditunjukkan bentuk profil sesungguhnya dengan beberapa keterangan lain,

seperti :

Profil geometric ideal adalah garis permukaan sempurna yang dapat

berupa garis lurus, lengkung atau busur.

Profil terukur adalah garis permukaan yang terukur.

Profil referensi/ puncak/ acuan merupan garis yang digunakan sebagai

acauan untuk menanalisa ketidak teraturan bentuk permukaan.

Profil alas adalah garis yang berada dibawah yang menyinggung

terendah.

Profil tengah merupakan garis yang berada ditengah-tengah antara

puncak tertinggi dan lembah terdalam.

Gambar 2.10 Bentuk Profil kekasaran permukaan( sumber : Hadimi ( 2008 ) dengan judul “Pengaruh Perubahan Kecepatan Pemakanan

Terhadap Kekasaran Permukaan Pada Proses Pembubutan” )

Dari gambar diatas, dapat didefinisaikan beberapa parameter kekasarn

permukaan, yaitu :27

Page 24: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Kekasaran total( peak to valley height/total height) (Rt) merupakan

jarak antara garis referensi dengan garis alas.

Kekasaran perataan( deph of surface smooting / peak to mean line),

(Rp) merupakan jarak rata-rata antara garis referensi dengan garis

terukur.

Kekasaran rata-rata aritmatikaritmatik( mean roughness indek / center

line average, CLA).(Ra) merupakan nilai rata-rata aritmatik antara garis

tengah dan garis terukur.

Catatan :

Parameter Ra ini banyak dimanfaatkan dalam praktek. Pada gambar 2.11

diperlihatkan jika daerah-daerah dibawah profil tengah ” Lembah” dicerminkan ke

atas ( menjadi daerah-daerah yang diarsir tegak ) di rata – ratakan dengan daerah –

daerah diatas profil tengah ( ” gunung ” ; daerah yang diarsir miring ) maka akan

terbentuk ” dataran tinggi” dengan ketinggian sebesar Ra.

Kekasaran rata – rata kuadratik( root mean square height ) Rg ( μm)

Adalah akar bagi jarak kuadrat rata – rata antara profil terukur

denganprofil Tengah.

Rg = √ 1ℓ∫0

1

hi2dx ... (2.7)

Kekasaran total rata – rata, Rz ( μm) Adalah merupakan jarak rata –

rata profil alas ke profil terukur pada limapuncak tertinggi dikurangi

jarak rata – rata profil alas ke profil terukur pada limalembah terendah.

Rz = ∑ (R 1+ R 2+R 3+R 4+R 5−r1−r 2−r 3−r 4−r 5) /5 ... (2.8)28

Page 25: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Selanjutnya untuk dimensi arah mendatar ( sesuai dengan arah gerak

sensor alat ukur) diterangkan beberapa parameter antara lain (lihat gambar 2.12a):

Gambar 2.11 Analisis profil terukur dalam arah sumbu gerak sensor alatukur.( sumber : Hadimi ( 2008 ) dengan judul “Pengaruh Perubahan Kecepatan Pemakanan

Terhadap Kekasaran Permukaan Pada Proses Pembubutan” )

Lebar gelombang(waviness width) Aw (mm) adalah rata – rata aritmatik

bagi semua jarak a1 diantara dua buah puncakgelombang (profil terukur )

yang berdekatan pada suatu panjag sampel ℓw. ℓw ini disebut dengan

panjang sampel gelombang (waviness sampeling length), dimensinya

lebih panjang dari pada panjang sampel ℓ (yang biasanya dipakai untuk

mengukur kekasaran), maksud pemakaian ℓw adalah untuk memisahkan

efek gelombang dari parameter kekasaran.

Lebar kekasaran. (roughness width) Ar (mm) adalah rata – rata

aritmatik bagi semua jarak awi diantara dua puncak kekasaran profil

terukur yang berdekatan pada suatu panjang sampel ℓ.

Panjang penahan(bearing lenght ). ℓt (mm) apabila profil referensi

digeserkan kebawah sejauh c (dalam mm) akan memotong profil terukur 29

Page 26: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

sepanjang ℓc1 , ℓc2 .........ℓcn. panjang penahan ℓt adalah jumlah proyeksi

ℓc1 , ℓc2 .........ℓcn. (pada profil referensi atau profil geometrik ideal, lihat

gambar 2.12-b ) karena untuk tiap harga C (mm) akan memberikan harga

harga ℓt yang tertentu, maka pada waktu menulisakan ℓt perlu dijelaskan

juga harga C ini didapat untuk pergeseran C sebesar 0,25 μm.

Bagian panjang penahan( bearing lenght frantion), tp (mm) Adalah

hasil bagi panjang penahan terhadap panjang sampelnya

tp =

ltl

100 %

... (2.9)

Seperti halnya pada pernyataan ℓt, besarnya C harus pula dituliskan, yaitu secara

contoh berikut : tp 0,25 = ...........%

Apabila C mencapai harga maksimum,yaitu sama dengan harga

mencapai harga 100% . Selanjutnya, dapat dibuat suatu kurva yang

menggambarkan hubungan antara C dan tp, dan kuva ini dikenal dengan nama

kurva abbott dengan bentuk yang tertentu, sehingga dapat dianggap sebagai salah

satu karakteristik konfigurasi permukaan yang bersangkutan gambar 2.13

menunjukkan contoh kurva ini.

Gambar 2.12 Kurva abbott(sumber : http://www.tecnikdraw.blogspot.co.id/ 2011/01/kekasaran-

permukaan.html)

30

Page 27: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

2.4.4 Pembahasan Harga Parameter Kekasaran Permukaan

Sebagaimana yang telah disinggung dimuka, parameter kekasaran

permukaan merupakan besaran panjang yang direkayasa orang guna

mengidentifikasikan suatu permukaan. Suatu parameter dikatakan ideal jika

perbedaan yang bagaimanapun spesifikasinya dapat diketahui dan perbedaan hasil

pengukuran berdasarkan parameter tersebut. Karena kompleksitas suatu

permukaan maka sulit untuk membuat parameter yang ideal, hal ini

dapatditunjukkan melalui ulasan berikut.

Gambar 2.13 Profil”berduri”dan profil”bercelah”.(sumber : http://www.tecnikdraw.blogspot.co.id/ 2011/01/kekasaran-

permukaan.html)

Pertama–tama marilah kita tinjau dua buah profil permukaan yang

”istimewa” seperti gambar 2.14. salah satu profil mempunyai celah – celah yang

sempit. Bila diukur, kedua profil ini akan memberikan harga Ra yang kurang lebih

sama. Demikian pula halnya dengan harga Rt-nya. Perbedaan kedua profil ini

hanya terletak pada harga Rp-nya. Oleh karena itu, untuk memberikan informasi

yang lebih lengkap mengenai konfigurasi permukaan. dikemukakan suatu

parameter baru yang disebut dengan parameter bentuk yang dapat dinyatakan

dengan memakai salah satu dan dua cara pernyataan berikut:

31

Page 28: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Koefisien lekukan, ku

Adalah kekasaran peralatan dibagi dengan kekasaran total

Ku =

RpRt ... (2.10)

Koefisien kelurusan, kv

Adalah merupakan komplemen satuan koefisien lekukan

Kv = 1− Rp

Rt=1−ku

... (2.11)

Untuk suatu profil yang mempunyai kombinasi ketidakteraturan yang

berbentuk gelombang dan sekaligus juga kekasaran harus diusahakan untuk

memisahkan tingkatan ketidakteraturan tersebut. Caranya, dengan mengambil dua

panjang sampel yang bebeda yaitu panjang sampel gelombang dan panjang

sampel kekasaran jadi, harga rata – rata aritmatik Ra untuk beberapa panjang

sampel kekasaran yang diukur pada beberapa tempat didalam panjang sampel

gelombang dapat dikurangkan dari harga Ra yang didapat dari pengukuran untuk

satu panjang sampel gelombang tersebut (lihat gambar2.4.2 ) .

Gambar 2.14Penentuan tinggi gelombang W untuk profil yang bergelombang(sumber : http://www.tecnikdraw.blogspot.co.id/ 2011/01/kekasaran-

permukaan.html)

32

Page 29: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Dan hasil ini dapat didefenisikan suatu parameter lain yang disebut

ketinggian / kekasaran gelombang, w (waviness height). Untuk satu panjang

sampel gelombang. W adalah jarak antara profil dasar dengan profil referensi

yang telah digeser sejauh harga rata – rata Rt untuk beberapa panjang sampel

kekasaran .

W = Rt kekasaran – ‾Rtkekasaran ... (2.12)

Dimana : ‾Rtkekasaran =

1n∑ Rti

kekasaran

Untuk mengetahui karakteristik suatu permukaan akan diperoleh hasil

yang lebih baik jika dilakukan dengan cara merata–ratakan hasil pengukuran pada

beberapa tempat Arah gerak sensor alat ukur (arah pengukuran ) adalah

sembarang, kecuali jika ada ketentuan bahwa arah pengukuran harus tegak lurus

terhadap alur – alur bekas pengerjaan (dan ini merupakan cara yang banyak

dipraktekkan). Apabila arah telah ditentukan, pengukuran yang dilakukan pada

beberapa tempat harus menggunakan arah gerak sensor yang sama, jadi, garis –

garis pengukuran harus sejajar.

Secara teoritik dapat dimisalkan bentuk suatu profil permukaan.

Kemudian,dihitung parameter permukaannya berdasarkan rumus matematika tabel

2 berikut adalah contoh beberapa bentuk profil teoritik dengan perbandingan

harga–harga parameter ”kekasarannya”.

Tabel 2.3 Beberapa profil teoritik dengan harga parameter “kekasarannya” (budi 2012)

33

Page 30: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Dari tabel 2 ini dapat disimpulkan beberapa hal yang penting yaitu:

Koefisien Rg/Ra untuk kesemua bentuk profil harganya hampir tidak

berubah, yaitu Rg/Ra =1,2. Oleh karena itu dapat dianggap bahwa Rg

dan Ra adalah sederajat, artinya kedua parameter tersebut mempunyai

nilai informasi yang sama atas konfigurasi permukaan.

Koefisien Ra/Rt dan Rg/Rt tidak banyak dipengaruhi oleh bentuk profil,

yang bearti kedua koefisien ini tidak sesuai untuk menandai konfigurasi

permukaan.

Koefisien Rp/Rt yang harganya terletak diantara 0 dan 1 ternyata lebih

dapat digunakan untuk menandai konfigurasi permukaan dari pada yang

lain. Oleh sebab itu Rp/Rt ini disebut dengan nama koefisien lekukan Ku.

34

Page 31: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

2.4.5 Penulisan Kekasaran Permukaan Pada Gambar Teknik

Pada gambar teknik kekasaran permukaan biasanya dilambangkan dengan

simbol yang berupa segitiga sama sisi dengan salah satu ujungnya menempel pada

permukaan. Pada segitiga ini juga terdapat beberapa angka dan symbol yang

memiliki beberapa arti yang terlihat pada Gambar 2.16.

Gambar 2.15 Lambang kekasaran permukaan

Angka yang ada pada symbol kekasaran permukaan merupakan nilai dari

kekasaran permukaan aritmatik (Ra).Nilai Ra telah dikelompokan menjadi 12

kelas kekasaran sebagaimana terlihat pada Tabel 2.4 dibawah ini.

Tabel 2.4 Angka Kekasaran Permukaan

Kelas Kekasaran

Harga Ra (μm)

Toleransi (μm) ( +50% - 25%)

panjang Sampel (mm)

N1 0,025 0,02 - 0,04 0,08N2 0,05 0,04 - 0,08

0,25N3 0,1 0,08- 0, 15N4 0,2 0,15 - 0,03N5 0,4 0,03 - 0,06

0,8N6 0,8 0,06 - 1,2N7 1,6 1,2 - 2,4N8 3,2 2,4 - 4,8

35

Page 32: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

N9 6,3 4,8 - 9,6 2,5N10 12,5 9,6 - 18, 75N11 25 18,75 - 37,5 8

N12 50 37,5 - 75,0

2.4.6 Alat Ukur Kekasaran Permukaan

Alat ukur kekasaran permukaan yang digunakan adalah sureface

roughness tester Mitutoyo SJ – 301, alat ini dapat digunakan untuk mengamati

ataupun mengukur kekasaran permukaan dengan standar ISO. Bebarapa data yang

dapat di tunjukkan oleh alat uji kekasaran permukaan ini adalah nilai parameter-

parameter dari kekasaran permukaan dan grafik kekasaran permukaannya.Alat

ukur kekasaran permukaan dapat dilihat pada Gambar 2.17.

Cara kerja dari alat ukur kekasaran permukaan ini adalah dengan

meletakkan sensor yang dipasangkan pada alat tersebut, selanjutnya sejajarkan

alat ukur permukaan tersebut dengan bidang material yang akan di uji. Pada saat

pengerjaanya, alat ukur ini tidak boleh bergerak karena akan menggangu sensor

dalam membaca kekasaran dari permukaan material tersebut.

36

Page 33: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Gambar 2.16 sureface roughness tester Mitutoyo SJ – 301(Laboratorium Metalorgi Teknik Mesin Univ. Negeri Malang)

Merupakan alat pengukuran kekasaran permukaan.Pengukuran kekasaran

permukaan diperoleh dari sinyal pergerakanstylus berbentuk diamond yang

bergerak sepanjang garis lurus pada permukaan sebagai indikator pengukur

kekasaran permukaan benda uji.Prinsip kerja dari alat ini adalah dengan

menggunakan transducer dan diolah dengan mikroprocessor.Roughness Tester

dapat digunakan di lantai di setiap posisi, horizontal, vertikal atau di manapun.

Skema pengujian surface roughness tester terlihat seperti Gambar 2.18.

Gambar 2.17 Skema pengujian surface roughness tester

37

Page 34: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

2.5 Alat Ukur pendukung

2.5.1 Caliper (Jangka Sorong / Sigmat)

Jangka sorong merupakan sebuah alat ukur yang mempunyai ketelian

sampai seperseratus milimeter.Secara garis besar alat ukur ini terdiri atas dua

bagian, yaitu bagian diam serta bagian bergerak.Keahlian pemakai serta ketelitian

pemakai dan alat yang dipakai sangat mempengaruhi hasil dari sebuah

pengukuran. Terdapat dua macam jangka sorong yaitu jangka sorong manual dan

jangka sorong dengan display digital. Lalu apa saja bagian-bagian jangka sorong ?

Silahkan simak pembahasan dibawah ini.

Gambar 2.18 Jangka Sorong

(Sumber : http://www.kopi-ireng.com/2015/12/bagian-bagian-jangka-sorong-dan.html#sthash.Ev7WEplS.dpuf)

Rahang dalam

Terdiri dari rahang geser dan rahang tetap.Rahang dalam memiliki

fungsi untuk mengukur dimensi luar atau sisi bagian luar sebuah benda misal

tebal, lebar sebuah benda kerja.

Rahang luar

38

Page 35: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Terdiri dari rahang geser dan rahang tetap.Rahang luar memiliki fungsi

untuk mengukur diameter dalam atau sisi bagian dalam sebuah benda

misalnya diamater hasil pengeboran.( pada gambar ditunjukkan dengan nama

pengukuran dalam ).

Depth probe atau pengukur kedalaman

Seperti namanya bagian ini mempunyai fungsi untuk mengukur

kedalaman sebuah benda.

Skala Utama (dalam cm)

Skala utama dalam bentuk satuan cm memiliki fungsi untuk

menyatakan ukuran utama dalam bentuk centimeter (cm).

Skala utama (dalam inchi)

Skala utama dalam bentuk satuan inchi memiliki fungsi untuk

menyatakan ukuran utama dalam bentuk inchi.

Skala nonius (dalam mm)

Skala nonius dalam bentuk milimeter berfungsi sebagai skala

pengukuran fraksi dalam bentuk mm.

Skala Nonius (dalam inchi)

Skala nonius dalam bentuk inchi berfungsi sebagai skala pengukuran

fraksi dalam bentuk inchi.

Pengunci

Mempunyai fungsi untuk menahan bagian-bagian yang bergerak saat

berlangsungnya proses pengukuran misal rahang dan Depth probe.

39

Page 36: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

2.5.2 Fungsi Dari Jangka Sorong

Mengukur benda kerja pada bagian luar, yang berbentuk kubus, persegi panjang, bujur sangkar,ataupun bulat.

Gambar 2.19 Pengukuran menggunakan jangka sorong

Mengukur benda kerja pada bagian dalam yang berbentuk pipabulat, segi

empat dll.

Gambar 2.20Mengukur bagian dalam

Mengukur kedalaman lubang

40

Page 37: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Gambar 2.21 Mengukur kedalaman lubang

Mengukur ketinggian benda yang bertingkat

Gambar 2.22Mengukur ketinggian

2.5.3 Ketelitian Jangka Sorong

1. Ketelitian 0,02mm : skala Vernier terbagi 50 ruas

2. Ketelitian 0,05mm : skala Vernier terbagi 20 ruas

3. ketelitian 1/128inch : skala vernier terbagi 8 ruas satuan yg dipakai Inch

(bagian atas)

2.5.4 Cara Pembacaan Jangka Sorong

1. baca skala utama dengan membaca garis angka nol skala vernier

terletak  pada ruas atau garis ke berapa di skala utama ini akan menunjukan

angka  nominal

2. Baca skala vernier dengan membaca garis ke berapa dari  skala vernier yang

paling lurus dengan garis sekala utama, ini akan  menunjukan Angka decimal

3. menjumlahkan angka nominal dan angka desimal

Contoh Pengukurannya :

Jangka sorong dengan ketelitian 0,02 mm41

Page 38: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

Gambar 2.23Cara mengukur dengan jangka sorong ketelitian 0,02 mm

Jangka sorong dengan ketelitian 0,05 mm

Gambar 2.24Cara mengukur dengan jangka sorong ketelitian 0,02 mm

2.6 Penelitian Sebelomnya

MUHAMAD CHOIRUL AZHAR (2014) Universitas Bengkulu

Bengkulu, Analisa Kekasaran Permukaan Benda Kerja dengan Variasi Jenis

Material dan Pahat Potong

Bentuk dan kekasaran permukaan dari sebuah produk yang dihasilkan oleh

mesin perkakas seperti mesin bubut memegang peranan yang penting.Hal ini

42

Page 39: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

disebabkan oleh bentuk dan kekasaran permukaan produk tersebut berkaitan

dengan gesekan, keausan, sistem pelumasan dan lain-lainnya. Proses permesinan

akan menentukan kekasaran permukaan pada level tertentu dimana kekasaran

permukaan tersebut dapat dijadikan acuan untuk evaluasi produk pemesinan.

Kekasaran permukaan sebuah produk tidak harus memiliki nilai yang kecil.Salah

satu produk yang dituntut memiliki kekasaran permukaan yang rendah adalah

poros.

Dalam analisa kekasaran permukaan, tahapan yang dilakukan adalah

pemilihan jenis material benda kerja dan jenis pahat potong yang sering

digunakan pada bengkel-bengkel produksi di Bengkulu.Material bendakerja yang

dipakai adalah VCN, VCL dan ST 37 sedangkan jenis pahat potong yang

digunakan adalah HSS, Karbida Widia dan Karbida Sandvik. Untuk proses

selanjutnya adalah proses pembuatan benda kerja dengan mesin bubut dengan

variasi jenis pahat potong pada setiap material benda kerja.

Dari pengambilan data kekasaran permukaan pada setiap benda kerja

diperoleh nilai kekasaran permukaan pada material benda kerja VCN yang

terkecil sebesar 2,113 μm. Pada material benda kerja VCL nilai kekasaran

permukaan yang terkecil adalah 2,253 μmdan untuk material benda kerja ST 37

nilai kekakasaran permukaan yang terkecil sebesar 2,958 μm.

Mulyadi (2009) Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, Analisa Pengaruh

Putaran Spindle Dan Kecepatan Makan Terhadap Kekasaran Permukaan Baja

Scm 4 Pada Proses Milling. Pemilihan mesin dan proses yang baik untuk 43

Page 40: Bab ii ANALISA PENGARUH  PUTARAN SPINDEL DAN KECEPATAN MAKAN TERHADAP KEKASARAN PERMUKAAN BAJA ST 37  PADA PROSES BUBUT

membuat suatu produk tertentu memerlukan pengetahuan yang mendasar

mengenai segala kemungkinan yang terjadi selama proses produksi. Oleh karena

itu pemilihan bahan, set up mesin dan penentuan parameter pemesinan yang tepat

perlu dioptimalkan untuk menghasilkan produk yang berkualitas.

Dalam penelitian ini parameter pemesinan yang divariasikan adalah

Putaran Spindle (n) yaitu sebesar 300 rpm, 700 rpm, dan 1300 rpm. Serta

Kecepatan Makan (Vf) yaitu sebesar 15 mm/min, 21 mm/min,

29mm/min,diameter 70 mm,tebal potongan 15 mm. Sedangkan Kedalaman

Potong (a) dibuat konstan yaitu sebasar 0,35 mm. Dan kemudian dilakukan uji

kekasaran pada permukaan benda kerja tersebut. Kemudian data-data yang

diperoleh dianalisa dan dibahas berdasarkan statistik korelasi, dan uji hipotesis.

Dari perhitungan statistik antara variasai putaran spindle dan kekasaran

permukaan maka dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi putaran spindle, maka

tingkat / nilai kekasaran permukaan akan semakin rendah dan semakin tinggi

kecepatan makan, maka tingkat / nilai kekasaran permukaan akan semakin tinggi.

44