perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PENGARUH...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH KECEPATAN SPINDEL, KECEPATAN PEMAKANAN DAN

KEDALAMAN PEMAKANAN TERHADAP TINGKAT KEKASARAN

PERMUKAAN BENDA KERJA HASIL PEMESINAN BUBUT CNC PADA

BAJA ST 40

S K R I P S I

Oleh :

RULI ADRIANTO

X 2508514

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010


commit to user

ii

PENGARUH KECEPATAN SPINDEL, KECEPATAN PEMAKANAN DAN

KEDALAMAN PEMAKANAN TERHADAP TINGKAT KEKASARAN

PERMUKAAN BENDA KERJA HASIL PEMESINAN BUBUT CNC PADA

BAJA ST 40

Oleh :

RULI ADRIANTO

X 2508514

Skripsi

Ditulis dan diajukan untuk memenuhi syarat

mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan

Program Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010


commit to user

iii

PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji

Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Persetujuan Pembimbing

Pembimbing I

Drs. Suhardi HW, M.T

NIP.19460604 197501 1 001

Pembimbing II

Yuyun Estriyanto ST., MT.

NIP. 19780113 200212 2 006


commit to user

iv

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak

terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu

perguruan tinggi dan menurut sepengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau

pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis

mengacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, 25 Juni 2010

Penulis,

RULI ADRIANTO

X 2508514


commit to user

v

PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima

untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Pada hari : Jumat

Tanggal : 25 Juni 2010

Tim Penguji Skripsi :

Nama Terang Tanda Tangan

Ketua : Drs. Bambang Prawiro, M.M. ........................

Sekretaris : Drs. Bambang Dwi Wahyudi ........................

Anggota I : Drs. Suhardi, M.T. ........................

Anggota II : Yuyun Estriyanto, S.T., M.T. ........................

Disahkan oleh

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Dekan,

Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd.

NIP. 19600727 198702 1 001


commit to user

vi

ABSTRAK

Ruli Adrianto. PENGARUH KECEPATAN SPINDEL, KECEPATAN PEMAKANAN, DAN KEDALAMAN PEMAKANAN TERHADAP TINGKAT KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA HASIL PEMESINAN BUBUT CNC PADA BAJA ST 40. Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan. Universitas Sebelas Maret Surakarta, Juli 2010.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui: (1) Ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan spindel terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (2) Ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (3) Ada tidaknya pengaruh variasi kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (4) Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (5) Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (6) Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (7) Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40. (8) Pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40 yang menghasilkan kekasaran paling kecil.

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium CNC Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS dengan menggunakan mesin CNC LATHE TURN MASTER TMC 320 dengan control SIEMENS 802 S.. Dan Laboratorium Material D3 Teknik Mesin UGM sebagai tempat pengujian tingkat kekasaran. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Populasi yang dipakai adalah baja ST 40. Sedangkan sampelnya adalah baja ST 40 dengan ukuran panjang (p) = 100mm dan diameter (d) = 38mm. Teknik analisis data pada penelitian ini menggunakan analisis variansi tiga jalan yang sebelumnya telah dilakukan uji prasyarat yaitu uji normalitas dan uji homogenitas.

Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa : (1) Ada pengaruh yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 224,18 lebih besar daripada Ftabel = 5,01 (Fobservasi > Ftabel). (2) Ada pengaruh yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini


commit to user

vii

dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 577,19 lebih besar daripada Ftabel = 5,01 (Fobservasi > Ftabel). (3) Ada pengaruh yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 12870,31 lebih besar daripada Ftabel = 5,01 (Fobservasi > Ftabel). (4) Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel dan kecepatan pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 32,04 lebih besar daripada Ftabel = 3,68 (Fobservasi > Ftabel). (5) Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 7,44 lebih besar daripada Ftabel = 3,68 (Fobservasi > Ftabel). (6) Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 11,42 lebih besar daripada Ftabel = 3,68 (Fobservasi > Ftabel). (7) Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel, kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 13,28 lebih besar daripada Ftabel = 2,83 (Fobservasi > Ftabel). (8) Pengaruh bersama ( interaksi ) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40 yang menghasilkan kekasaran paling kecil adalah pada kecepatan spindel 1250 rpm, kecepatan pemakanan 0,07 mm/rev, dan kedalaman pemakanan 0,25 mm yaitu sebesar 1,30 µm.


commit to user

viii

MOTTO

“Tuntutlah ilmu tapi jangan melupakan ibadah, dan kerjakanlah ibadah tapi tidak

boleh lupa pada ilmu”

(HR. Muslim)

..Never Put Until Tomorrow What You Can Do Today..


commit to user

ix

PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan hati dan ketulusan jiwa

sebuah karya kecil ini kupersembahkan kepada:

Bapak dan Ibu tercinta dengan kasih sayangnya serta dorongan spiritual

maupun material tak terhingga sampai terselesaikannya

skripsi ini.

Mas Nerro atas motivasinya

Teman-teman seperjuangan PTM Kualifikasi Guru

Sahabat-sahabatku

Almamater


commit to user

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat-

Nya, skripsi ini akhirnya dapat diselesaikan, untuk memenuhi sebagian persyaratan

mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini menghadapi

hambatan dan kesulitan. Namun dengan bantuan berbagai pihak, hambatan dan

kesulitan tersebut dapat teratasi. Oleh karena itu penulis menyampaikan terima

kasih kepada pihak-pihak yang dengan sepenuh hati memberi bantuan, dorongan,

motivasi, bimbingan, dan pengarahan, sehingga penyusunan skripsi ini dapat

terselesaikan.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UNS beserta seluruh stafnya.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS

3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS.

4. Bapak Drs. Bambang Dwi Wahyudi selaku Pembimbing Akademik.

5. Bapak Drs. Suhardi, MT. selaku Koordinator Skripsi bidang teknik (produksi)

dan Pembimbing I.

6. Bapak Yuyun Estriyanto, ST., MT. selaku Pembimbing II.

7. Bapak Herman Saputro, MPd., MT. atas semua ilmu dan bimbingannya.

8. Segenap dosen Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS.

9. Kepada seluruh pihak yang telah membantu, yang tidak dapat penulis sebutkan

satu per satu. Terima kasih atas dukungan dan kerjasamanya.

Menyadari bahwa terbatasnya ilmu pengetahuan yang dimiliki

menyebabkan kurang sempurnanya penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu,

diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca demi

kesempurnaan skripsi ini. Harapan penulis semoga skripsi ini dapat bermanfaat.

Surakarta, Juni 2010

Penulis


commit to user

xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL........................................................................................

HALAMAN PENGAJUAN.............................................................................

HALAMAN PERSETUJUAN.........................................................................

SURAT PERNYATAAN.........................................................................

HALAMAN PENGESAHAN..........................................................................

HALAMAN ABSTRAK..................................................................................

HALAMAN MOTTO......................................................................................

HALAMAN PERSEMBAHAN.......................................................................

KATA PENGANTAR......................................................................................

DAFTAR ISI....................................................................................................

DAFTAR TABEL...........................................................................................

DAFTAR GAMBAR........................................................................................

DAFTAR LAMPIRAN.....................................................................................

i

ii

iii

iv

v

vi

viii

ix

x

xi

xiii

xiv

xv

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ............................................................................ 1

B. Identifikasi Masalah .................................................................................. 3

C. Batasan Masalah ........................................................................................ 3

D. Perumusan Masalah................................................................................... 4

E. Tujuan Penilitian ........................................................................................ 5

F. Manfaat Penilitian ...................................................................................... 6

BAB II LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 7

1. Mesin Bubut CNC ................................................................................. 7

2. Kecepatan Spindel ................................................................................. 7

3. Kecepatan Pemakanan .......................................................................... 8

4. Kedalaman Pemakanan ......................................................................... 9

5. Kekasaran .............................................................................................. 9

B. Penelitian Yang Relevan ........................................................................... 13


commit to user

xii

C. Kerangka Pemikiran .................................................................................. 13

D. Hipotesis Penelitian ................................................................................... 15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................... 17

1. Tempat penelitian .................................................................................. 17

2. Waktu penelitian ................................................................................... 17

B. Metode Penelitian ...................................................................................... 17

C. Populasi dan Sampel.................................................................................. 18

D. Teknik Pengumpulan Data ........................................................................ 19

1. Identifikasi Variabel .............................................................................. 19

2. Instrumen Penelitian ............................................................................. 23

3. Desain Eksperimen................................................................................ 26

4. Pelaksanaan Penelitian .......................................................................... 27

E. Teknik Analisis Data ................................................................................. 31

1. Uji Persyaratan Analisis Data ............................................................... 31

2. Analisis Data ......................................................................................... 33

BAB IV HASIL PENELITIAN

A. Deskripsi Data ........................................................................................... 37

B. Uji Persyaratan Analisis ............................................................................ 40

C. Pengujian Hipotesis ................................................................................... 42

D. Pembahasan Hasil Analisis Data ............................................................... 45

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN

A. Simpulan ................................................................................................... 47

B. Implikasi .................................................................................................... 48

C. Saran .......................................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 51

LAMPIRAN ........................................................................................................ 53


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Ketidakteraturan suatu profil ...................................................... 10

Tabel 2. Standarisasi Simbol Nilai Kekasaran ......................................... 12

Tabel 3. Variasi Parameter Sampel Penelitian ......................................... 18

Tabel 4. Hasil Uji Komposisi Baja ST 40 ................................................ 25

Tabel 5. Pengumpulan Data ..................................................................... 27

Tabel 6. Data Panjang Pemakanan Untuk Setiap Spesimen Pengujian ... 28

Tabel 7. Tabel Jumlah AB ........................................................................ 34

Tabel 8. Tabel Jumlah AC ........................................................................ 34

Tabel 9. Tabel Jumlah BC ......................................................................... 34

Tabel 10. Tabel Jumlah ABC ..................................................................... 34

Tabel 11. Tabel Rangkuman Analisis Variansi Tiga Jalan. ........................ 36

Tabel 12. Data Hasil Pengukuran Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 37

Tabel 13. Rerata Hasil Pengukuran Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 38

Tabel 14. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Liliefors . ......................... 43

Tabel 15. Ringkasan Hasil Uji F Untuk Anava Tiga Jalan ........................ 43


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Kecepatan Potong (Cs) ............................................................ 8

Gambar 2. Kecepatan Pemakanan dan Kedalaman Pemakanan ............... 9

Gambar 3. Profil Permukaan ..................................................................... 11

Gambar 4. Skema Paradigma Penelitian ................................................... 14

Gambar 5. Rekomendasi Vc untuk material pahat CT 3000 .................... 20

Gambar 6. Rekomendasi Parameter Pemesinan ....................................... 21

Gambar 7. Rekomendasi Parameter Pemesinan ....................................... 22

Gambar 8. Mesin CNC LATHE TRUN MASTER TMC 320 .................. 24

Gambar 9. Pahat Insert TNMG 160404 FG CT 3000 ............................... 24

Gambar 10. SURFCODER SE-1700 ........................................................... 25

Gambar 11. Spesimen dengan Stoper .......................................................... 28

Gambar 12. Spesimen Hasil Proses Pemesinan .......................................... 30

Gambar 13. Grafik Histogram Variasi Kecepatan Spindel Dengan

Kedalaman Pemakanan Pada Kecepatan Pemakanan 0,07

Mm/Rev Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40

Hasil Proses Pemesinan CNC LATHE TURN MASTER

TMC 320 .................................................................................. 39





TMC 320 .................................................................................. 39





TMC 320 .................................................................................. 40


commit to user

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data Hasil Pengujian Kekasaran Permukaan .......................... 53

Lampiran 2. Uji Normalitas Kolom B1 dan C1 ............................................ 58









Lampiran 11. Uji Normalitas Baris A1 .......................................................... 67



Lampiran 14. Uji Homogenitas Antar Baris .................................................. 73

Lampiran 15. Uji Homogenitas Antar Kolom .............................................. 75

Lampiran 16. Uji Analisis dengan Anava Tiga Jalan .................................... 77

Lampiran 17. Surat-surat Perijinan ................................................................ 83

Lampiran 18. Tabel-tabel Statistik ................................................................ 92


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Dunia industri saat ini, terutama dalam bidang manufaktur, mengalami

perkembangan yang sangat pesat. Terutama dalam perkembangan teknologi.

Tuntutan yang paling utama bukan hanya kualitas barang yang tinggi, tapi juga

waktu proses yang singkat. Sehingga diharapkan proses produksi dapat dilakukan

secara cepat, dalam jumlah yang banyak dan tentunya dengan kualitas yang sesuai

tuntutan. Beberapa komponen, bahkan hampir seluruh barang teknik dikerjakan

dengan menggunakan mesin karena dengan menggunakan mesin, proses produksi

menjadi lebih cepat. Dengan proses produksi yang cepat maka akan meningkatkan

efisiensi kerja sehingga pada akhirnya biaya produksi akan menjadi lebih efektif.

Untuk itu diperlukan sebuah mesin yang mampu memenuhi semua

tuntutan-tuntutan dalam industri manufaktur. Salah satunya adalah mesin CNC.

Dalam industri manufaktur, penggunaan mesin CNC mengalami peningkatan

yang cukup besar mengingat produk yang dihasilkan memiliki tingkat kualitas

yang jauh lebih baik bila dibandingkan dengan mesin konvensional. Dengan

menggunakan mesin CNC, tingkat kepresisian atau ketepatan ukuran yang tinggi

dapat tercapai. Kelebihan lain dari mesin CNC adalah dalam memproduksi barang

dengan jumlah besar. Dengan menggunakan program dan setingan yang sama,

maka produk yang dihasilkan akan sama pula meskipun diulang berkali-kali.

Selain itu waktu pengerjaan dapat jauh berkurang, karena untuk produksi massal,

seting mesin, seting alat potong dan pembuatan program cukup dilakukan sekali

pada awal pengerjaan saja. Karena pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka

mesin CNC banyak digunakan pada produksi massal yang menuntut keseragaman

dan kecepatan. (Lilih, 2001).

Satu lagi tuntutan yang harus dipenuhi adalah tingkat kekasaran

permukaan hasil proses pemesinan. Tuntutan ini harus juga diperhatikan karena

memiliki pengaruh terhadap fungsi dari produk atau komponen tersebut. Terutama

untuk bagian-bagian yang berpasangan. Misalnya komponen yang akan dipasang


commit to user

2

pada bearing. Selain ukurannya harus sesuai, komponen tersebut juga harus

memiliki tingkat kekasaran tertentu. Hal ini dimaksudkan agar komponen tersebut

dapat berfungsi secara maksimal dan memiliki umur pakai yang tinggi.

Permukaan dengan tingkat kekasaran yang tinggi, terutama pada bagian yang

banyak terjadi kontak, akan menyebabkan terjadinya gaya gesekan yang cukup

tinggi yang pada akhirnya akan menyebabkan keausan. Untuk itulah, pada setiap

gambar kerja biasanya disyaratkan tingkat kekasaran tertentu pada bagian tertentu

dari komponen tersebut.

Pada proses pemesinan konvensional, cara yang digunakan untuk

mendapatkan setingan kekasaran tertentu adalah dengan mencoba-coba, atau

dengan feeling. Biasanya dilakukan dengan memperbesar atau memperkecil

kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan. Tentunya

hasilnya tidak dapat dipastikan, tergantung dari skill dan pengalaman operator.

Cara coba-coba tersebut tidak cocok untuk kita terapkan dalam proses pemesinan

dengan mesin CNC. Karena kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan

kedalaman pemakanan harus ditentukan di awal proses pada saat penyetingan dan

pemrograman.

Dari latar belakang permasalahan tersebut, maka perlu untuk diadakan

penelitian tentang variasi parameter pemotongan dan pengaruhnya terhadap

tingkat kekasaran hasil proses pemesinannya. Oleh sebab itu penelitian ini

mengambil judul :

“PENGARUH KECEPATAN SPINDEL, KECEPATAN PEMAKANAN

DAN KEDALAMAN PEMAKANAN TERHADAP TINGKAT

KEKASARAN PERMUKAAN BENDA KERJA HASIL PEMESINAN

BUBUT CNC PADA BAJA ST 40”.


commit to user

3

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah diatas, dapat di identifikasi

permasalahan yang dihadapi untuk mendapatkan optimasi proses pemesinan pada

mesin bubut CNC. Agar kekasaran permukaan yang diinginkan dapat dicapai

dalam waktu yang paling singkat perlu diketahui :

1. Faktor – faktor apa saja yang berpengaruh pada proses pemesinan bubut.

2. Pengaruh masing – masing faktor terhadap kekasaran permukaan hasil proses

pemesinan.

3. Faktor apa yang paling berpengaruh terhadap kekasaran permukaan hasil

proses pemesinan.

C. Batasan Masalah

Agar penelitian yang dilakukan dapat mengarah tepat pada sasaran dan

tidak menyimpang dari tujuan penelitian, maka peneliti memfokuskan masalah

dengan membatasi pada hal :

1. Proses pemesinan menggunakan mesin CNC LATHE TURN MASTER TMC

320 dengan sistem kontrol SIEMENS 802 S.

2. Pahat yang digunakan adalah TNMG 160404 FG CT 3000.

3. Pengujian kekasaran permukaan menggunakan SURFCODER SE-1700.

4. Kecepatan Spindel dalam satuan rpm.

5. Kecepatan Pemakanan dalam satuan mm/putaran.

6. Kedalaman Pemakanan dalam satuan mm.

7. Kekasaran Permukaan dalam hal ini adalah Ra ( kekasaran rata-rata aritmetik )

dengan satuan µm.


commit to user

4

D. Perumusan Masalah

Berdasarkan identifikasi masalah dan pembatasan masalah tersebut dapat

ditentukan perumusan masalah sebagai berikut :

1. Adakah pengaruh kecepatan spindel terhadap tingkat kekasaran permukaan

benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40?

2. Adakah pengaruh kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran

permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40?

3. Adakah pengaruh kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran

permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40?

4. Adakah pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kecepatan

pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil

pemesinan bubut CNC pada baja ST 40?

5. Adakah pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kedalaman


pemesinan bubut CNC pada baja ST 40?

6. Adakah pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan pemakanan dan

kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja

hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40?

7. Adakah pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan

pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan

benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40?

8. Pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan

dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja

hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40 yang manakah yang

menghasilkan kekasaran paling kecil?


commit to user

5

E. Tujuan Penelitian

Berdasarkan perumusan masalah tersebut, tujuan dari penelitian ini

adalah untuk mengetahui :

1. Ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan spindel terhadap tingkat kekasaran

permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.

2. Ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan pemakanan terhadap tingkat

kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST

40.

3. Ada tidaknya pengaruh variasi kedalaman pemakanan terhadap tingkat

kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST

40.

4. Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan

kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan benda kerja hasil

pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.

5. Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan


hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.

6. Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan pemakanan dan



7. Ada tidaknya pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel,

kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran

permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.

8. Pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan


hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40 yang menghasilkan kekasaran

paling kecil.


commit to user

6

F. Manfaat Penelitian

1. Manfaat Teoritis

a. Membuktikan teori tentang pengaruh kecepatan spindel, kecepatan pemakanan

dan kedalaman pemakanan terhadap kekasaran permukaan hasil proses

pemesinan.

b. Sebagai masukan dan pertimbangan bagi perkembangan penelitian sejenis

dimasa yang akan datang.

c. Menjadi bahan pustaka bagi Program Pendidikan Teknik Mesin Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Manfaat Praktis

a. Dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan setingan kecepatan

spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan yang paling optimal

untuk mendapatkan kekasaran yang diinginkan dalam proses pemesinan bubut

CNC pada baja ST 40.

b. Dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan urutan proses pemesinan

dan pemrograman yang paling efisien, terutama dalam pemilihan kecepatan

pemakanan dan kedalaman pemakanan, dalam proses pemesinan bubut CNC

pada baja ST 40.

c. Menjadi masukan bagi pengguna mesin bubut CNC dalam peningkatan

kualitas dan kuantitas produk hasil proses pemesinan serta peningkatan

Sumber Daya Manusia..


commit to user

7

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Mesin Bubut CNC

a. Pengertian Mesin CNC

Pengertian singkat mesin CNC (Computer Numerically Controlled)

adalah, suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan

bahasa numeric (perintah gerakan yang menggunakan kode angka dan huruf).

Misalnya pada program ditulis M03 S1000 maka spindel akan berputar

dengan kecepatan 1000 rpm. Dan bila kita tulis M05 maka spindel akan

berhenti. (Lilih, 2001).

b. Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC

Prinsip kerja mesin bubut CNC sama dengan mesin bubut konvensional,

yaitu benda kerja berputar pada sumbunya, sedangkan pahat yang terpasang

bergerak kearah horisontal atau melintang. Untuk arah gerakan persumbuan

tersebut diberi lambang persumbuan yaitu : sumbu X bergerak kearah

horisontal dan sumbu Y bergerak kearah melintang. (Lilih, 2001).

2. Kecepatan Spindel

Kecepatan spindel selalu dihubungkan dengan sumbu utama (spindel)

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

per minute, rpm). Akan tetapi yang diutamakan dalam proses bubut adalah

kecepatan potong (cutting speed atau v) atau kecepatan benda kerja yang dilalui

oleh pahat/keliling benda kerja (lihat Gambar 1). Secara sederhana kecepatan

potong dapat digambarkan sebagai keliling benda kerja dikalikan dengan

kecepatan putar atau :

� ��

��


commit to user

8

Dimana :

V = Kecepatan Potong ( Cs ), mm / menit.

d = Diameter Benda Kerja, mm.

n = Kecepatan Spindel ( Putaran Benda Kerja ), rpm.

Gambar 1. Kecepatan Potong (Cs)

Dengan demikian kecepatan potong ditentukan oleh diameter benda

kerja. Selain kecepatan potong ditentukan oleh diameter benda kerja faktor bahan

benda kerja dan bahan pahat sangat menentukan harga kecepatan potong. Pada

dasarnya pada waktu proses bubut kecepatan potong ditentukan berdasarkan

bahan benda kerja dan pahat. Harga kecepatan potong sudah tertentu, misalnya

untuk benda kerja Mild Steel dengan pahat dari HSS, kecepatan potongnya antara

20 sampai 30 m/menit.

3. Kecepatan Pemakanan

Kecepatan pemakanan, f (feed), adalah jarak yang ditempuh oleh pahat

setiap benda kerja berputar satu kali (Gambar 2), sehingga satuan f adalah

mm/putaran. Gerak makan ditentukan berdasarkan kekuatan mesin, material

benda kerja, material pahat, bentuk pahat dan terutama kehalusan permukaan yang

diinginkan. Gerak makan biasanya ditentukan dalam hubungannya dengan

kedalaman potong (a). Gerak makan tersebut berharga sekitar 1/3 sampai 1/20 a,

atau sesuai dengan kehalusan permukaan yang dikehendaki.


commit to user

9

Gambar 2. Kecepatan Pemakanan dan Kedalaman Pemakanan

4. Kedalaman Pemakanan

Kedalaman potong, a (depth of cut), adalah tebal bagian benda kerja yang

dibuang dari benda kerja, atau jarak antara permukaan yang dipotong terhadap

permukaan yang belum terpotong (Gambar 2). Ketika pahat memotong sedalam

a, maka diameter benda kerja akan berkurang 2a, karena bagian permukaan benda

kerja yang dipotong ada di dua sisi, akibat dari benda kerja yang berputar.

5. Kekasaran

Permukaan adalah batas yang memisahkan antara benda padat dengan

sekelilingnya. Jika ditinjau dengan skala kecil pada dasarnya konfigurasi

permukaan merupakan suatu karakteristik geometri golongan mikrogeometri.

Sementara itu yang tergolong makrogeometri adalah permukaan secara

keseluruhan yang membuat bentuk atau rupa yang spesifik misalnya permukaan

poros, lubang, sisi dan lain-lain yang tercakup pada elemen geometri ukuran,

bentuk dan posisi. (Taufiq Rochim, 1982).

Karakteristik suatu permukaan memegang peranan penting dalam

perancangan komponen mesin atau peralatan. Banyak hal di mana karakteristik

permukaan perlu dinyatakan dengan jelas misalnya dalam kaitannya dengan

gesekan, keausan, pelumasan ketahanan lelah, perekatan dua atau lebih komponen


commit to user

10

mesin dan sebagainya. Akan tetapi karena terjadi berbagai penyimpangan selama

proses pembuatan maka permukaan geometric ideal (geometrically ideal surface),

yaitu permukaan yang dianggap mempunyai bentuk yang sempurna, tidaklah

dapat dibuat.

Ketidakteraturan konfigurasi suatu permukaan bila ditinjau dari profilnya

dapat diuraikan menjadi beberapa tingkat seperti yang terlihat pada tabel 1.

Tingkat pertama merupakan ketidakteraturan makrogeometri yaitu keseluruhan

permukaan yang membuat bentuk. Tingkat kedua yaitu yang disebut 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).

Tabel 1. Ketidakteraturan suatu profil (konfigurasi penampang permukaan)

Tingkat

Profil terukur

(bentuk grafik hasil

pengukuran)

Istilah Contoh tingkat kemungkinan

penyebabnya

1

Kesalahan

bentuk

(form error)

Kesalahan bidang pembibing

mesin perkakas dan benda

kerja, kesalahan pencekaman

benda kerja.

2

Gelombang

(waviness)

Kesalahan bentuk perkakas,

penyenteran perkakas, getaran

dalam proses permesinan

3 Alur

(grove)

Jejak atau bekas pemotongan

(bentuk ujung pahat, gerak

makan)


commit to user

11

4

Serpihan

(flakes)

Proses pembentukan geram

5

Kekasaran

permukaan

(surface

roughness)

Kombinasi ketidak teraturan

tingkat 1 sampai 4

Kekasaran rata-rata aritmetik (mean roughness index/center line average

,CLA), Ra (µm) adalah harga rata-rata aritmetik bagi harga absolutnya jarak antara

profil terukur dengan profil tengah.

��

�� |��| ��

�

�

Gambar 3. Profil Permukaan

Harga kekasaran rata-rata (Ra) maksimal yang diijinkan ditulis diatas

simbol segitiga. Satuan yang digunakan harus sesuai dengan satuan panjang yang

digunakan dalam gambar teknik (metrik atau inchi). Jika angka kekasaran Ra

minimum diperlukan, dapat dituliskan dibawah angka kekasaran maksimum.

Angka kekasaran dapat di klarifikasikan menjadi 12 angka kelas kekasaran seperti

yang terlihat pada tabel 2.


commit to user

12

Tabel 2. Standarisasi Simbol Nilai Kekasaran

Harga kekasaran, Ra

(µm)

Angka kelas

kekasaran

Panjang sampel

50

25

N12

N11 8

12,5

6,3

N10

N9 2,5

3,2

1,6

0,8

0,4

N8

N7

N6

N5

0,8

0,2

0,1

0,005

N4

N3

N2

0,25

0,025 N1 0,08

Angka kekasaran (ISO number) dimaksudkan untuk menghindari

terjadinya kesalahan interpretasi atas satuan harga kekasaran. Jadi spesifikasi

kekasaran dapat langsung dituliskan nilainya atau dengan menuliskan angka

kekasaran ISO. Panjang sampel pengukuran disesuaikan dengan angka kekasaran

yang dimiliki oleh suatu permukaan. Apabila panjang sampel tidak dicantumkan

didalam penulisan symbol berarti panjang sampel 0,8 mm (bila diperkirakan

proses permesinannya halus sampai sedang) dan 2,5 mm (bila diperkirakan proses

permesinannya kasar). (Taufiq Rochim, 1982).


commit to user

13

B. Penelitian Yang Relevan

Penelitian yang akan dilakukan ini merujuk pada penelitian yang telah

dilakukan sebelumnya :

Pengaruh Kecepatan Spindel dan Kedalaman Pemakanan Terhadap

Tingkat Kekasaran Logam Paduan Aluminium (Al 5005) Hasil Proses Mesin

Bubut CNC. (Yusuf Wahyu Wibowo,2008).

Dalam penelitian ini ada dua variabel bebas yaitu kecepatan spindel dan

kedalaman pemakanan. Untuk kecepatan spindel digunakan tiga variasi yaitu 460

rpm, 755 rpm dan 1255 rpm. Sedangkan untuk kedalaman pemakanan juga

menggunakan tiga variasi yaitu 0,5 mm, 1 mm dan 1,5 mm.

Dari penelitian tersebut diambil kesimpulan bahwa variasi kecepatan

spindel memberikan pengaruh terhadap tingkat kekasaran permukaan logam

paduan aluminium hasil proses mesin bubut CNC. Begitu juga dengan variasi

kedalaman pemakanan. Sedangkan variasi kecepatan spindel dan variasi

kedalaman pemakanan tidak memberikan pengaruh. Kekasaran permukaan yang

paling kecil dihasilkan pada kecepatan spindel 1255 rpm dengan kedalaman

pemakanan 0,5 mm dan yang paling besar pada kecepatan spindel 460 rpm dan

kedalaman pemakanan 1,5 mm.

C. Kerangka Pemikiran

Dalam proses pemesinan, terutama dengan mesin perkakas, tingkat

kekasaran permukaan hasil proses merupakan salah satu faktor yang harus

diperhatikan. Fungsi dari komponen yang dibuat tersebut bukan hanya ditentukan

oleh ketepatan ukuran, tetapi juga oleh tingkat kekasaran yang sesuai dengan

tuntutan. Tingkat kekasaran disini bukan berarti harus serendah mungkin, tetapi

disesuaikan dengan fungsi dari bagian komponen tersebut.

Tingkat kekasaran permukaan hasil proses pemesinan dengan mesin

bubut CNC dipengaruhi oleh beberapa parameter pemotongan. Diantaranya

kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan. Dalam

penelitian ini, material yang digunakan adalah baja ST 40. Kecepatan spindel


commit to user

14

dalam penelitian ini akan divariasi menjadi tiga, yaitu 460 rpm, 1250 rpm dan

2000 rpm. Kecepatan pemakanan juga akan divariasi menjadi tiga, yaitu 0,07

mm/rev, 0,11 mm/rev dan 0,2 mm/rev. Sedangkan kedalaman pemakanan

divariasi menjadi tiga, yaitu 0,25 mm, 0,5 mm dan 1 mm. Untuk melakukan

pengukuran terhadap tingkat kekasaran yang dihasilkan, digunakan alat pengukur

kekasaran, yaitu Surftest.

Dari uraian singkat di atas, maka dapat ditentukan paradigma penelitian

sebagai berikut :

Gambar 4. Skema Paradigma Penelitian

Keterangan :

A : Variasi Kecepatan Spindel.

B : Variasi Kecepatan Pemakanan.

C : Variasi Kedalaman Pemakanan.

X : Tingkat Kekasaran Permukaan.

1 : Pengaruh Variasi Kecepatan Spindel Terhadap Tingkat Kekasaran

Permukaan.

2 : Pengaruh Variasi Kecepatan Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran

Permukaan.

3 : Pengaruh Variasi Kedalaman Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran

Permukaan.


commit to user

15

4 : Pengaruh Interaksi Variasi Kecepatan Spindel dan Kecepatan Pemakanan

Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan.

5 : Pengaruh Interaksi Variasi Kecepatan Spindel dan Kedalaman Pemakanan

Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan.

6 : Pengaruh Interaksi Variasi Kecepatan Pemakanan dan Kedalaman

.Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan.

7 : Pengaruh Interaksi Variasi Kecepatan Spindel, Kecepatan Pemakanan dan

Kedalaman Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Permukaan.

8 : Tingkat Kekasaran Permukaan Terendah.

D. Hipotesis Penelitian

Berdasarkan tinjauan pustaka dan kerangka pemikiran diatas, dapat

diambil kesimpulan sementara sebagai berikut :

1. Ada pengaruh kecepatan spindel terhadap tingkat kekasaran permukaan benda

kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.

2. Ada pengaruh kecepatan pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan

benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.

3. Ada pengaruh kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan


4. Ada pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kecepatan



5. Ada pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel dan kedalaman



6. Ada pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan pemakanan dan



7. Ada pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan

pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan



commit to user

16

8. Didapatkan rata-rata tingkat kekasaran permukaan logam terkecil dari

interaksi variasi antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan

kedalaman pemakanan hasil proses pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.


commit to user

17

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

1. Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium CNC Program Pendidikan

Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan UNS sebagai tempat

pengerjaan proses pemesinan dengan mesin Bubut CNC, Laboratorium Politeknik

Manufaktur Ceper sebagai tempat pengujian komposisi material uji dan

Laboratorium material D3 Teknik Mesin UGM sebagai tempat pengujian tingkat

kekasaran.

2. Waktu Penelitian

Karena penelitian ini merupakan bagian dari penelitian dosen, sehingga

penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Juli 2009. Adapun jadwal penelitian

adalah sebagai berikut :

a. Pelaksanaan penelitian pada bulan Juli 2009 – November 2009

b. Seminar proposal penelitian pada tanggal 10 Maret 2010

c. Revisi proposal penelitian pada tanggal 11 Maret – 14 Maret 2010

d. Perijinan proposal penelitian pada tanggal 15 Maret 2010

e. Penulisan laporan penelitian pada tanggal 16 Maret 2010 – 10 Juni 2010

B. Metode Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kecepatan

spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat

kekasaran permukaan benda kerja hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40.

Untuk mendapatkan kebenaran ilmiah, pendekatan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah pendekatan eksperimen. Penelitian dengan pendekatan

eksperimen adalah suatu penelitian untuk berusaha mencari pengaruh variabel

tertentu terhadap variabel lain dalam suatu kondisi yang terkontrol secara ketat.

(Sugiyono, 1994 : 4).


commit to user

18

C. Populasi dan Sampel

1. Populasi Penelitian

Populasi adalah keseluruhan subyek penelitian. (Suharsimi Arikunto, 2002

: 108). Dalam penelitian ini, populasinya adalah baja ST 40.

2. Sampel Penelitian

Sampel dalam penelitian ini adalah material baja ST 40 dengan ukuran

diameter 38 mm dan panjang 100 mm, sebanyak 27 spesimen dengan rincian

sebagai berikut :

Tabel 3. Variasi Parameter Sampel Penelitian

Kondisi Kecepatan spindel

Kecepatan pemakanan

Kedalaman pemakanan Eksperimen

1 460 0.07 0.25

2 460 0.07 0.5

3 460 0.07 1

4 460 0.11 0.25

5 460 0.11 0.5

6 460 0.11 1

7 460 0.2 0.25

8 460 0.2 0.5

9 460 0.2 1

10 1250 0.07 0.25

11 1250 0.07 0.5

12 1250 0.07 1

13 1250 0.11 0.25

14 1250 0.11 0.5

15 1250 0.11 1

16 1250 0.2 0.25

17 1250 0.2 0.5


commit to user

19

18 1250 0.2 1

19 2000 0.07 0.25

20 2000 0.07 0.5

21 2000 0.07 1

22 2000 0.11 0.25

23 2000 0.11 0.5

24 2000 0.11 1

25 2000 0.2 0.25

26 2000 0.2 0.5

27 2000 0.2 1

Masing-masing variasi parameter spesimen penelitian diambil replikasi

sebanyak tiga kali, sehingga jumlah datanya adalah 81.

D. Teknik Pengumpulan Data

1. Identifikasi Variabel

Definisi variabel penelitian adalah sebagai objek penelitian, atau apa yang

menjadi titik perhatian suatu penelitian (Suharsimi Arikunto, 1993 : 91). Dalam

penelitian ini dilakukan pengukuran terhadap keberadaan suatu variabel dengan

instrument penelitian. Kemudian dilakukan analisis untuk mencari hubungan

antara variabel yang satu dengan variabel yang lain.

Variabel yang ada dalam penelitian ini adalah :

a. Variabel Bebas

Variabel bebas adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai

aspek atau unsur, yang berfungsi mempengaruhi atau menentukan munculnya

variabel lain yang disebut dengan variabel terikat. Munculnya atau adanya

variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak ditentukan oleh ada atau tidaknya

variabel lain. Sehingga tanpa variabel bebas, maka tidak akan ada variabel terikat.


commit to user

20

Demikian dapat pula terjadi bahwa jika variabel bebas berubah, maka akan

muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain.

Varibel bebas yang digunakan dalam penelitian ini merupakan parameter

pemesinan yang didasarkan kemampuan pahat dan mesin yang digunakan.

Adapun variabel-variabel yang digunakan yaitu:

1) Kecepatan Potong (Vc)

Gambar 5. Rekomendasi Vc untuk material pahat CT 3000

Dari gambar 5 diatas untuk pahat dengan kode CT 3000

direkomendasikan untuk bekerja pada daerah kecepatan potong antara 50

m/menit hingga 460 m/menit. Berdasarkan rekomendasi tersebut dan

kemampuan mesin yang digunakan maka dipilihlah kecepatan potong

sebagai berikut

a) Putaran Rendah

Untuk putaran rendah digunakan putaran spindel sebesar 460 rpm.

Sehingga kecepatan potong maksimal yang digunakan adalah

�� 100

= 460 x 3,14 x 37 1000 = 53,4 m/menit

b) Putaran Tengah

Untuk putaran tengah digunakan putaran spindel sebesar 1250

rpm. Sehingga kecepatan potong maksimal yang digunakan adalah:


commit to user

21

�� 100

= 1250 x 3,14 x 37 1000 = 145,2 m/menit

c) Putaran Tinggi

Untuk putaran tengah digunakan putaran spindel sebesar 2000

rpm. Sehingga kecepatan potong maksimal yang digunakan adalah:

�� 100

= 2000 x 3,14 x 37 1000 = 232,4 m/menit

Pemilihan ketiga variabel kecepatan diatas berdasarkan kemampuan

mesin yang digunakan dimana mesin belum menggunakan motor step

untuk mengatur putaran spindel sehingga kita hanya dapat memililih

putaran spindel yang tersedia.

2) Kecepatan Pemakanan (f)

Gambar 6. Rekomendasi Parameter Pemesinan

Dari gambar 6 untuk pahat jenis TNMG 160404 direkomendasikan

menggunakan kecepatan pemakanan sebesar 0,07 mm/rev hingga 0,2

mm/rev. Sehingga untuk percobaan ini menggunakan kecepatan

pemakanan :

a) Kecepatan pemakanan rendah

Untuk kecepatan pemakanan rendah digunakan kecepatan

pemakanan 0,07 mm/rev.

b) Kecepatan pemakanan tengah


commit to user

22

Untuk kecepatan pemakanan tengah digunakan kecepatan

pemakanan 0,11 mm/rev sesuai dengan rekomendasi dari pahat yang

digunakan.

c) Kecepatan pemakanan tinggi

Untuk kecepatan pemakanan tinggi digunakan kecepatan

pemakanan 0,2 mm/rev.

3) Kedalaman pemakanan

Gambar 7. Rekomendasi Parameter Pemotongan

Dari gambar 7 untuk pekerjaan finishing maka kedalaman pemakanan

yang direkomendasikan maksimal sebesar 1 mm. Sehingga untuk

percobaan ini menggunakan parameter kedalaman pemakanan sebagai

berikut :

a) Kedalaman pemakanan rendah

Kedalamanan pemakanan rendah yang digunakan yaitu sebesar

0,25 mm.

b) Kedalaman pemakanan tengah

Kedalamanan pemakanan tengah yang digunakan yaitu sebesar

0.5 mm.


commit to user

23

c) Kedalaman pemakanan tinggi

Kedalamanan pemakanan tinggi yang digunakan yaitu sebesar

1 mm.

b. Variabel Terikat

Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang menjadi

akibat karena adanya variabel bebas. Dengan kata lain ada atau tidaknya variabel

terikat tergantung ada atau tidaknya variabel bebas. Dalam penelitian ini variabel

terikatnya adalah tingkat kekasaran permukaan, dalam hal ini adalah Ra

(kekasaran rata-rata aritmetik) dengan satuan µm.

c. Variabel Kontrol

Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah :

1) Material yang digunakan adalah ST40.

2) Mesin bubut CNC yang digunakan pada penelitian ini adalah CNC

LATHE TURN MASTER TMC 320 dengan sistem controlnya

SIEMENS 802 S.

3) Alat ukur kekasaran yang digunakan adalah SURFCODER SE-1700.

4) Pahat yang digunakan adalah TNMG 160404 FG CT 3000, produksi

TAEGUTEC.

2. Instrument Penelitian

Instrument – instrument yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

a. Mesin Bubut CNC

Mesin bubut CNC yang digunakan pada penelitian ini adalah CNC

LATHE TURN MASTER TMC 320 dengan sistem controlnya SIEMENS 802 S.

Mesin ini masih menggunakan gear box untuk mengatur kecepatan putaran

spindel. Mesin ini memiliki 5 buah tool holder yang dapat dipasang pahat sesuai

dengan kebutuhannya.


commit to user

24

Gambar 8. Mesin CNC LATHE TRUN MASTER TMC 320

b. Pahat Bubut

Pahat yang digunakan adalah TNMG 160404 FG CT 3000, produksi

TAEGUTEC. Kode CT 3000 pada bagian akhir menunjukkan bahwa pahat ini

masuk dalam grade Cermet yang dibuat dari titanum karbida atau karbon

nitridapahat ini memiliki kekerasan 93 HRA. Pahat jenis ini biasa dipakai untuk

finising pada proses permesinan material-material seperti karbon & alloy steel,

stainless steel dan besi cor.

Gambar 9. Pahat Insert TNMG 160404 FG CT 3000

c. Alat Uji Kekasaran

Untuk mengetahui kekasaran yang dihasilkan dari proses pemesinan

digunakan SURFCODER SE-1700.


commit to user

d. Material

Material yang digunakan sebagai spesimen uji dalam

baja ST 40. Berikut ini adalah hasil pengujian

tersebut :

Tabel

Sumber

Gambar 10. SURFCODER SE-1700.

Material yang digunakan sebagai spesimen uji dalam penelitian adalah

Berikut ini adalah hasil pengujian komposisi unsur penyusun material

Tabel 4. Hasil Uji Komposisi Baja ST 40

Unsur Prosentase (%)

Fe 98,10

C 0,129

Si 0,283

Mn 0,490

P 0,094

S 0,031

Ni 0,115

Cr 0,114

Mo 0,082

Cu 0,392

Mg 0,001

V 0,010

Ti 0,007

Nb 0,019

Al 0,043

W 0,045

Sumber: Uji komposisi di PT. Itokoh Ceperindo

25

penelitian adalah

unsur penyusun material


commit to user

26

Baja ST 40 dipilih dalam penelitian ini, karena material tersebut sering

dipakai sebagai bahan pembuatan komponen-komponen mesin. Baja ini tergolong

dalam baja karbon rendah (kandungan karbon di bawah 0,2 %) dan sering disebut

mild steel. Baja ini memiliki karakteristik kekuatan rendah, keuletannya tinggi dan

tidak mampu dikeraskan dengan proses perlakuan panas kecuali proses surface

hardening. Baja ini memiliki sifat keuletan yang tinggi maka baik untuk

dilakukan proses pemesinan.

3. Desain Eksperimen

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. (Sudjana, 1995: 1)

Pada penelitian ini terdapat tiga variabel bebas yang kemudian pada desain

eksperimen ini disebut faktor. Faktor pertama mempunyai tiga taraf yaitu variasi

kecepatan spindel 460 rpm, 1250 rpm dan 2000 rpm. Faktor kedua mempunyai

tiga taraf yaitu variasi kecepatan pemakanan 0.07 mm/rev, 0.12 mm/rev dan 0.17

mm/rev. Dan faktor ketiga mempunyai tiga taraf, yaitu variasi kedalaman

pemakanan 0.25 mm, 0.5 mm dan 1 mm. Kombinasi perlakuan dilakukan dengan

mengkombinasikan masing-masing taraf faktor A dengan taraf-taraf pada faktor B

dan juga taraf-taraf pada faktor C. Sehingga pada eksperimen ini diperlukan 27

kondisi eksperimen atau 27 kombinasi perlakuan yang berbeda-beda. Kemudian

pada masing-masing perlakuan dilakukan 3 kali replikasi, sehingga tiap perlakuan

diperoleh 3 data. Sehingga dari eksperimen ini akan diperoleh 81 data. Berikut ini

merupakan tabel pengumpulan data eksperimen :


commit to user

27

Tabel 5. Pengumpulan Data

Faktor C ( mm )

0.25 0.5 1

Faktor B ( mm/menit ) Faktor B ( mm/menit ) Faktor B ( mm/menit )

0.07 0.11 0.2 0.07 0.11 0.2 0.07 0.11 0.2

Fak

tor

A (

rpm

)

460

X1111 X1211 X1311 X1121 X1221 X1321 X1131 X1231 X1331

X1112 X1212 X1312 X1122 X1222 X1322 X1132 X1232 X1332

X1113 X1213 X1313 X1123 X1223 X1323 X1133 X1233 X1333

1250

X2111 X2211 X2311 X2121 X2221 X2321 X2131 X2231 X2331

X2112 X2212 X2312 X2122 X2222 X2322 X2132 X2232 X2332

X2113 X2213 X2313 X2123 X2223 X2323 X2133 X2233 X2333

2000

X3111 X3211 X3311 X3121 X3221 X3321 X3131 X3231 X3331

X3112 X3212 X3312 X3122 X3222 X3322 X3132 X3232 X3332

X3113 X3213 X3313 X3123 X3223 X3323 X3133 X3233 X3333

4. Pelaksanaan Penelitian

Langkah-langkah dalam pelaksanaan eksperimen ini adalah sebagai

berikut :

a. Persiapan Bahan

Proses persiapan bahan yang dilakukan yaitu meliputi :

1) Pengujian Komposisi

Proses ini bertujuan untuk mengatahui komposisi dari unsur-unsur

material yang digunakan. Pengujian dilaksakan di PT Itokoh Ceperindo

Klaten.

2) Pemotongan dan Facing

Proses ini bertujuan untuk membuat benda kerja memiliki ukuran

yang sama sehingga diharapkan perlakuan yang diterima oleh setiap

spesimen akan sama. Benda kerja dipotong dengan panjang 105 mm dan

di facing 2 mm untuk setiap ujungnya.


commit to user

28

3) Pembuatan Stoper

Pembuatan stopper dimaksudkan untuk mempermudah

penyetingan / pemasangan spesimen pada mesin. Sehingga panjang

spesimen yang keluar dari chuck selalu sama.

Gambar 11. Spesimen dengan Stoper

b. Proses pemesinan

Proses pemesinan dilakukan setiap satu menit, kemudian material dan

pahat dilepas dari pencekam untuk dilakukan pengujian kekasaran permukaan

hasil pemesinan dan keausan pahat. Proses pemesinan dilakukan kembali setelah

pengujian kekasaran permukaan dan keausan pahat selesai dilakukan dengan

memasang benda kerja ke cekam dengan posisi seperti awal (dengan melihat

tanda yang ada pada benda kerja dan cekam). Panjang pemakanan untuk setiap

spesimen pengujian adalah sebagai berikut :

Tabel 6. Data Panjang Pemakanan Untuk Setiap Spesimen Pengujian

No RPM FEED DOC Panjang spesimen

untuk 1 mnt

Jumlah spesimen

Panjang penyayatan

( P )

1 460 0.07 0.25 32.2 1 32.2

2 460 0.07 0.5 32.2 1 32.2

3 460 0.07 1 32.2 1 32.2

4 460 0.11 0.25 50.6 1 50.6

5 460 0.11 0.5 50.6 1 50.6

6 460 0.11 1 50.6 1 50.6

7 460 0.2 0.25 92 2 50.6


commit to user

29

8 460 0.2 0.5 92 2 46

9 460 0.2 1 92 2 46

10 1250 0.07 0.25 87.5 2 46

11 1250 0.07 0.5 87.5 2 43.75

12 1250 0.07 1 87.5 2 43.75

13 1250 0.11 0.25 137.5 3 43.75

14 1250 0.11 0.5 137.5 3 48.83

15 1250 0.11 1 137.5 3 48.83

16 1250 0.2 0.25 250 4 48.83

17 1250 0.2 0.5 250 4 62.5

18 1250 0.2 1 250 4 62.5

19 2000 0.07 0.25 140 3 46.7

20 2000 0.07 0.5 140 3 46.7

21 2000 0.07 1 140 3 46.7

22 2000 0.11 0.25 220 4 46.7

23 2000 0.11 0.5 220 4 55

24 2000 0.11 1 220 4 55

25 2000 0.2 0.25 400 7 57.14

26 2000 0.2 0.5 400 7 57.14

27 2000 0.2 1 400 7 57.14

Proses pengujian untuk spesimen dengan panjang yang cukup panjang

dilakukan beberapa kali dengan tujuan untuk mengurangi lendutan yang terjadi

pada spesimen. Untuk itu panjang awal semua spesimen sudah ditetapkan

sebelumnya yaitu sepanjang 100 mm dengan panjang spesimen yang keluar dari

chuck sepanjang 70 mm. Sehingga untuk material dimana panjang pengujiannya

lebih dari 65 mm akan menggunakan beberapa spesimen hingga panjang yang

dibutuhkan diperoleh.

Untuk pemotongan awal dilakukan penyayatan setebal 0,5 mm hingga

material menjadi ukuran 37 mm dengan tujuan agar material tersebut silindris dan


commit to user

30

tidak oleng. Pemakanan awal menggunakan pahat khusus yang memang

digunakan untuk facing dan tidak menggunakan pahat untuk pengujian.

Gambar 12. Spesimen Hasil Proses Pemesinan

c. Pengujian kekasaran permukaan

Pengujian kekasaran permukaan dilakukan dengan menggunakan

SURFCODER SE-1700. Dengan pengambilan sampel dilakukan pada 5 titik di

sepanjang permukaan hasil pemotongan pada benda kerja. Dengan adanya

replikasi sebanyak 3 kali maka jumlah sampel untuk setiap spesimen yaitu 15

buah dan jumlah sampel keseluruhan spesimen adalah 405 titik. Pengujian

dilakukan dengan panjang sampel pengukuran (cut of) sepanjang 0,8 mm dan

pengulangan 3 kali.

d. Analisis data

Pada bagian ini dilakukan kegiatan yang meliputi pengumpulan data,

pengaturan data, perhitungan serta penyajian data dalam suatu lay out tertentu

yang sesuai dengan desain yang dipilih untuk suatu percobaan yang dipilih. Selain

itu dilakukan perhitungan dan penyajian data dan teknik yang digunakan dalam

analisis data adalah teknik statistik deskriptif, yaitu teknik analisis data yang

didalamnya berisis interpretasi hasil penelititan dalam bentuk tabel, grafik dan

diagram.

Analisa yang dilakukan yaitu untuk mengetahui parameter pemesinan apa

yang paling berpengaruh terhadap kekasaran permukaan dengan menggunakan

metode analisis varian (ANOVA).


commit to user

31

e. Kesimpulan

Setelah dilakukan. percobaan dan analisis, kita bisa menarik kesimpulan

dengan cara membandingkan dengan teori yang ada.

E. Teknik Analisis Data

Teknik analisis data dalam penelitian ini menggunakan analisis variansi

tiga jalan dengan sel sama. Tujuan analisis variansi tiga jalan adalah untuk

menguji signifikansi efek tiga variabel (faktor) bebas A, B dan C terhadap

variabel terikat. Kecuali itu, juga bertjuan untuk menguji signifikansi interaksi

AB, AC, BC dan ABC terhadap variabel terikat. (Budiyono, 2009 : 235).

1. Uji Persyaratan Analisis Data

a. Uji Normalitas

Uji ini bertujuan untuk mengetahui apakah data pada variabel-variabel

penelitian berasal dari populasi yang berdistribusi normal atau tidak, Uji

normalitas yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji normalitas Liliefors (S).

Adapun prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1) Tentukan hipotesis

Ho = Sampel berasal dari populasi berdistribusi normal.

Hi = Sampel tidak berasal dari populasi berdistribusi normal.

2) Tentukan taraf nyata α = 0,01.

3) Menentukan harga S dengan rumus :

( )( )1nn

XXnSD

2

i2

i2

−−

= ∑ ∑

Keteranagan :

SD : Simpangan baku atau Deviasi Standar.

n : Jumlah baris.

X i2 : Jumlah keseluruhan kolom pangkat dua.

ΣX i2 : Hasil pangkat dua Xi

2 kemudian dijumlahkan keseluruhan.

4) Pengamatan X1, X2, …., Xn dijadikan bilangan Z1, Z2, …., Zn dengan


commit to user

32

menggunakan rumus : Zi = SD

XX i −

5) Statistik uji yang digunakan L = Maks.( ) ( )ZiSZiF −

Dengan F(Zi) = P(Z≤ Zi); Z ~ N(0,1);

( )n

ZiZZZZbanyaknyaZiS N ≤= ,,, 321

6) Daerah kritik uji DK = {LL > Lα;n}

Ho ditolak apabila Lo mak > L tabel.

Hi diterima apabila Lo mak < L tabel.

(Sumber: Budiyono, 2000:169)

b. Uji Homogenitas

Untuk menguji persyaratan homogenitas digunakan uji Bartlet, adapun

prosedur yang harus ditempuh adalah sebagai berikut :

1) Tentukan hipotesis

Ho : S12 = S2

2 …. = Sk2 ; Hi : Tidak semua variansi sama.

2) Tentukan taraf nyata α = 0,01.

3) Untuk uji Bartlet digunakan statistik uji :

b = �� …��

��

��

Dimana:

N = sampel total.

Sampel yang berukuran n1,n2,n3,…,nk

s�� = ∑ �� !

"��

Si2 = ( )

1n

nYiYi

i

i22

−Σ−Σ /)(

4) Daerah kritik ( Daerah penolakan Ho )

DK = {b | b < bk (α;n1,n2,n3,….,nk)}

Ho ditolak apabila b < bk (α;n1,n2,n3,….,nk).


commit to user

33

Ho diterima apabila b > bk (α;n1,n2,n3,….,nk).

(Sumber: Sudjana, 1996: 261).

2. Analisis Data

Langkah-langkah dalam Uji Hipotesis dengan Anava Tiga Jalan adalah

sebagai berikut :

1) Menentukan Hipotesis

Pada analisis variansi tiga jalan, ada 7 pasang hipotesis (H0 dan H1) yang

dapat diuji, yaitu :

a) H0A : #$= 0 untuk setiap i= 1, 2, 3;

H1A : paling sedikit ada satu #$ yang tidak nol.

b) H0B : %&= 0 untuk setiap i= 1, 2, 3;

H1B : paling sedikit ada satu %& yang tidak nol.

c) H0C : '(= 0 untuk setiap i= 1, 2, 3;

H1C : paling sedikit ada satu '( yang tidak nol.

d) H0AB : �#%�$&= 0 untuk setiap i= 1, 2, 3; dan j= 1, 2, 3;

H1AB : paling sedikit ada satu �#%�$& yang tidak nol.

e) H0AC : �#'�$(= 0 untuk setiap i= 1, 2, 3; dan k= 1, 2, 3;

H1AC : paling sedikit ada satu �#'�$(yang tidak nol.

f) H0BC : �%'�&(0 untuk setiap j= 1, 2, 3; dan k= 1, 2, 3;

H1BC : paling sedikit ada satu �%'�&( yang tidak nol.

g) H0ABC : �#%'�$&(0 untuk setiap i= 1, 2, 3; j= 1, 2, 3; dan k= 1, 2, 3;

H1ABC : paling sedikit ada satu �#%'�$&( yang tidak nol.

2) Memilih taraf signifikasi tertentu (α = 0,01).

3) Komputasi

Rumus-rumus yang digunakan untuk menganalisa data yaitu :


commit to user

34

Mendefinisikan notasi jumlah Ai, Bj, Ck, ABij, BCjk, ACik dan ABCijk,

seperti pada table-tabel berikut :

Tabel 7. Tabel Jumlah AB

Faktor A

(Kec. Spindel)

Faktor B (Kec. Pemakanan) Total

0.07 mm/men 0.11 mm/men 0.2 mm/men

460 rpm AB11 AB12 AB13 A1

1250 rpm AB21 AB22 AB23 A2

2000 rpm AB31 AB32 AB33 A3

Total B1 B2 B3 G

Tabel 8. Tabel Jumlah AC

Faktor A

(Kec. Spindel)

Faktor C (Ked. Pemakanan) Total

0.25 mm 0.5 mm 1 mm

460 rpm AC11 AC12 AC13 A1

1250 rpm AC21 AC22 AC23 A2

2000 rpm AC31 AC32 AC33 A3

Total C1 C2 C3 G

Tabel 9. Tabel Jumlah BC

Faktor B

(Kec. Pemakanan)

Faktor C (Ked. Pemakanan) Total

0.25 mm 0.5 mm 1 mm

0.07 mm/men BC11 BC12 BC13 B1



Total C1 C2 C3 G

Tabel 10. Tabel Jumlah ABC

c1 … cr

b1 … bq … b1 … bq

a1 ABC111 … ABC 1q1 … ABC 11r … ABC 1qr

a2 ABC 211 … ABC 2q1 … ABC 21r … ABC 2qr


commit to user

35

… … … … … … …

ap ABC p11 … ABC pq1 … ABC p1r … ABC pqr

Pada analisis variansi tiga jalan dengan sel sama ini, didefinisikan 9

besaran sebagai berikut :

�1� � )�*

�2� � ∑ X-./0�$,&,(,2

�3� � ∑ 4 ��56$

�4� � ∑ 89�

��6&

�5� � ∑ ;��5(

�6� � ∑ 48=9�

�6$,&

�7� � ∑ 4; ��5$,(

�8� � ∑ 8;9@�

��&,(

�9� � ∑ 48;=9@�

�$,&,(

Terdapat 9 jumlah kuadrat pada analisis variansi tiga jalan, yang

berdasarkan sifat-sifat tertentu dapat dirumuskan sebagai berikut :

JKA = (3) - (1)

JKC = (5) - (1)

JKB = (4) – (1)

JKAB = (1) + (6) - (3) – (4)

JKAC = (1) + (7) – (3) – (5)

JKBC = (1) + (8) – (4) – (5)

JKABC= (3) + (4) + (5) + (9) - (1) – (6) – (7) – (8)

JKG = (2) – (9)

JKT = (2) – (1)

Rerata kuadrat (RK) adalah Jumlah Kuadrat (JK) dibagi dengan Derajat

Kebebasan (Dk) yang bersesuaian. Dan nilai F amatan (Fobs) diperoleh dari


commit to user

36

membagi Rerata Kuadrat (RK) yang bersesuaian dengan Rerata Kuadrat Galat

(RKG). Selanjutnya rangkuman analisis variansi tiga jalan adalah sebagai

berikut :

Tabel 11. Tabel Rangkuman Analisis Variansi Tiga Jalan

Sumber JK Dk RK Fobs Fa p

A JKA p-1 RKA Fa F* <# atau > #

B JKB q-1 RKB Fb F* <# atau > #

C JKC r-1 RKC Fc F* <# atau > #

AB JKAB (p-1)(q-1) RKAB Fab F* <# atau > #

AC JKAC (p-1)(r-1) RKAC Fac F* <# atau > #

BC JKBC (q-1)(r-1) RKBC Fbc F* <# atau > #

ABC JKABC (p-1)(q-1)(r-1) RKABC Fabc F* <# atau > #

Galat JKG N-pqr RKG - - -

Total JKT N-1 - - - -

Keterangan : p adalah probabilitas amatan; F* adalah nilai yang diperoleh

dari tabel.

(Budiyono,2009 : 235-239)


commit to user

37

BAB IV

HASIL PENELITIAN

A. Deskripsi Data

Seperti telah diuraikan pada Bab III, penelitian ini merupakan penelitian

eksperimen yang melibatkan tiga faktor. Faktor A adalah perlakuan variasi

kecepatan spindel yaitu: 460 rpm, 1250 rpm, dan 2000 rpm. Faktor B adalah

variasi kecepatan pemakanan (feed) yaitu: 0,07 mm/rev, 0,11 mm/rev, dan 0,2

mm/rev. Sedangkan faktor C adalah variasi kedalaman pemakanan yaitu: 0,25

mm, 0,5 mm, dan 1 mm. Faktor A,B dan C merupakan variabel bebas. Dan

sebagai variabel terikatnya adalah tingkat kekasaran permukaan logam hasil

proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320 pada material baja

ST 40. Sehingga data dapat dideskripsikan sebagai berikut :

Tabel 12. Data Hasil Pengukuran Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40

Taraf

Faktor B (feed)

0,07 mm/men 0,11 mm/men 0,2 mm/men

Faktor C (DOC), mm Faktor C (DOC), mm Faktor C (DOC), mm

0,25 0,5 1 0,25 0,5 1 0,25 0,5 1

Fak

tor

A (S

pind

le s

peed

)

460 rpm

1,44 1,86 2,00 2,37 2,56 3,22 4,27 4,65 4,83

1,42 1,79 2,05 2,37 2,53 3,22 4,28 4,66 4,75

1,42 1,82 2,09 2,40 2,47 3,15 4,19 4,73 4,83

Rata-rata 1,43 1,83 2,05 2,38 2,52 3,20 4,25 4,68 4,80

1250

rpm

1,28 1,70 1,93 1,86 2,22 2,14 3,80 4,40 4,52

1,34 1,57 1,91 1,79 2,29 2,19 3,87 4,29 4,40

1,27 1,58 1,92 1,91 2,21 2,19 3,84 4,40 4,71

Rata-rata 1,30 1,62 1,92 1,85 2,24 2,17 3,84 4,36 4,54

2000

rpm

1,39 1,73 2,15 2,33 2,41 2,71 3,99 4,59 4,64

1,58 1,69 2,13 2,30 2,47 2,61 3,99 4,26 4,67

1,52 1,69 2,09 2,27 2,39 2,57 3,97 4,55 4,70

Rata-rata 1,50 1,70 2,12 2,30 2,42 2,63 3,98 4,47 4,67


commit to user

38

Data hasil pengukuran tingkat kekasaran material baja ST 40 hasil proses

pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320 seperti telah ditunjukkan

dalam Tabel 11 di atas, diperoleh atas dasar pengukuran tingkat tingkat kekasaran

material baja ST 40 dengan menggunakan alat SURFCODER SE-1700 Roughness

Tester di Laboratorium Material D3 Teknik Mesin UGM.

Pada Tabel 12 dapat dilihat bahwa data pengaruh variasi kecepatan

pemakanan dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran material baja

ST 40 disusun berdasarkan kolom, sedangkan pengaruh variasi kecepatan spindel

terhadap tingkat kekasaran material baja ST 40 disusun berdasarkan baris. Untuk

jelasnya dapat dilihat pada Tabel 13.

Tabel 13. Rerata Hasil Pengukuran Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40

Taraf

Faktor B (feed)

0.07 mm/rev 0.11 mm/rev 0.2 mm/rev

Faktor C (DOC),mm Faktor C (DOC), mm Faktor C (DOC),mm

0.25 0.5 1 0.25 0.5 1 0.25 0.5 1

Fak

tor

A 460 rpm 1,43 1,83 2,05 2,38 2,52 3,20 4,25 4,68 4,80

1250 rpm 1,30 1,62 1,92 1,85 2,24 2,17 3,84 4,36 4,54

2000 rpm 1,50 1,70 2,12 2,30 2,42 2,63 3,98 4,47 4,67

Dari tabel diatas didapat bahwa tingkat kekasaran paling rendah terjadi

pada interaksi kecepatan spindel 1250 rpm, kecepatan pemakanan 0,07 mm/rev

dan kedalaman pemakanan 0,25 mm yaitu sebesar 1,30 µm sedangkan tingkat

kekasaran paling tinggi terjadi pada interaksi kecepatan spindel 460 rpm,

kecepatan pemakanan 0,2 mm/rev dan kedalaman pemakanan 1 mm yaitu sebesar

4,80 µm

Untuk memahami lebih jelas perbandingan pengaruh dari masing-masing

variasi kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan

terhadap tingkat kekasaran dapat kita lihat pada grafik sebagai berikut :


commit to user

39

Gambar 13. Grafik Histogram Variasi Kecepatan Spindel Dengan Kedalaman Pemakanan Pada Kecepatan Pemakanan 0,07 Mm/Rev Terhadap Tingkat

Kekasaran Material Baja ST 40 Hasil Proses Pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320



0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

460 rpm 1250 rpm 2000 rpm

Ke

ka

sara

n (

μm

)

0.25 mm

0.5 mm

1 mm

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

460 rpm 1200 rpm 2000 rpm

Ke

ka

sara

n (

μm

)

0.25 mm

0.5 mm

1 mm


commit to user

40



B. Uji Persyaratan Analisis

Karena penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif, maka data yang

diperoleh sebelum dianalisis dengan uji Analisis Variansi tiga jalan, maka

dilakukan uji pendahuluan atau uji prasyarat analisis yang meliputi uji normalitas

dan uji homogenitas.

1. Uji Normalitas

Uji normalitas dipakai untuk menguji apakah data hasil penelitian yang

didapatkan mempunyai distribusi yang normal atau tidak. Untuk uji ini dilakukan

dengan menggunakan uji normalitas Lilliefors, dengan taraf signifikansi 1 %.

Selanjutnya mencari harga Lmaks { |F(Zi) - S(Zi)| } pada masing-masing kelompok

perlakuan. Kemudian harga Lmaks dikonsultasikan dengan harga LTabel yang

didapatkan pada Tabel dengan N = 15 dan diperoleh LTabel sebesar 0,257. Jika

hasil perhitungan mendapatkan harga Lmaks lebih kecil dari harga LTabel, maka data

berdistribusi normal. Adapun keputusan uji normalitas data selengkapnya adalah

tersebut dalam Tabel 14.

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

460 rpm 1200 rpm 2000 rpm

Ke

ka

sara

n (

μm

)

0.25 mm

0.5 mm

1 mm


commit to user

41

Tabel 14. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Liliefors

Sumber Perlakuan Data Hasil Uji Keputusan

Kolom B1C1 Lobs= 0 < L0.01; 9 = 0,311 Sampel berasal dari populasi

yang berdistribusi normal

Kolom B1C2 Lobs= 0,060 < L0.01; 9 = 0,311 Sampel berasal dari populasi
















Baris A1 Lobs= 0,128 < L0.01; 27 = 0,195 Sampel berasal dari populasi






Keputusan Uji Normalitas

Karena Lmaks dari perlakuan tidak berada pada daerah kritik atau lebih

kecil dari Ltabel maka Ho masing-masing perlakuan diterima. Jadi data hasil

pengukuran tingkat kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC

LATHE TURN MASTER TMC 320 dalam penelitian ini secara keseluruhan

berasal dari populasi yang berdistribusi normal. Perhitungan selengkapnya ada

pada lampiran 2 sampai dengan lampiran 13.


commit to user

42

2. Uji Homogenitas

Uji homogenitas digunakan untuk menguji kesamaan beberapa buah rata-

rata. Pada penelitian ini, digunakan metode Bartlett untuk uji homogenitas. Dan

pengambilan kesimpulan dengan taraf signifikansi 1 %. Jika didapatkan harga

bhitung lebih kecil dari harga bTabel {b (0,01)(27) = 0,8869}, berarti data yang

didapatkan berasal dari sampel yang tidak homogen. Namun bila didapatkan harga

bhitung lebih besar dari harga bTabel {b (0,01)(27) = 0,8869}, berarti data yang

didapatkan berasal dari sampel yang homogen. Data hasil pengujian homogenitas

dengan Metode Bartlet yang telah dilakukan adalah bhitung = 0,999. Karena

bhitung > btabel, maka data yang didapatkan berasal dari sampel yang homogen.

Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 14 dan 15.

C. Pengujian Hipotesis

Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh variasi kecepatan spindel,


material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER

TMC 320, perlu dilakukan suatu pengujian statistik. Dalam penelitian ini, uji

statistik yang digunakan adalah analisis variansi tiga jalan. Hasil pengujian

analisis variansi tiga jalan tersebut adalah sebagai indikator ada tidaknya pengaruh

variasi kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan

terhadap tingkat kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC

LATHE TURN MASTER TMC 320.

Kemudian untuk melihat besarnya pengaruh masing-masing variabel

serta interaksi antara ketiga variabel tersebut dapat ditunjukkan pada Tabel 15,

yaitu Tabel ringkasan hasil uji F untuk anava tiga jalan sebagai berikut

(perhitungan selengkapnya terdapat pada lampiran 16) :


commit to user

43

Tabel 15. Ringkasan Hasil Uji F Untuk Anava Tiga Jalan

Sumber JK Dk RK Fobs F � p

A 1.82 2 0,911 224,18 5,01 Fobs < F �

B 4.69 2 2,345 577,19 5,01 Fobs < F �

C 104.56 2 52,282 12870,31 5,01 Fobs < F �

AB 0.52 4 0,130 32,04 3,68 Fobs < F �

AC 0.12 4 0,030 7,44 3,68 Fobs < F �

BC 0.19 4 0,046 11,42 3,68 Fobs < F �

ABC 0.43 8 0,054 13,28 2,83 Fobs < F �

Galat 0.219 54 0,004 - - -

Total 112.55 80 - - - -

Keterangan :

A : Variasi kecepatan spindel.

B : Variasi kecepatan pemakanan.

C : Variasi kedalaman pemakanan.

AB : Pengaruh bersama (interaksi) antara variasi kecepatan spindel dan

kecepatan pemakanan.

AC : Pengaruh bersama (interaksi) antara variasi kecepatan spindel dan

kedalaman pemakanan.

BC : Pengaruh bersama (interaksi) antara variasi kecepatan pemakanan dan

kedalaman pemakanan.

ABC : Pengaruh bersama (interaksi) antara variasi kecepatan spindel, kecepatan

pemakanan, dan kedalaman pemakanan.

Berdasarkan Tabel 12 dan rangkuman hasil Uji F untuk anava tiga jalan

pada Tabel 15 dapat diambil keputusan uji sebagai berikut :

a. Variasi Kecepatan Spindel Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40

(Faktor A)

Tabel 15 menunjukkan bahwa Fobservasi = 224,18 dan Ftabel = 5,01. Karena

Fobservasi > Ftabel, maka hipotesis pertama dapat diterima dengan taraf

signifikansi 1 %.


commit to user

44

b. Variasi Kecepatan Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST

40 (Faktor B)

Tabel 15 menunjukan bahwa Fobservasi = 577,19 dan Ft = 5,01. Karena

Fobservasi > Ftabel, maka hipotesis kedua dapat diterima dengan taraf signifikansi

1 %.

c. Variasi Kedalaman Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST

40 (Faktor C)

Tabel 15 menunjukkan bahwa Fobservasi = 12870,31 dan Ftabel = 5,01.

Karena Fobservasi > Ftabel, maka hipotesis ketiga dapat diterima dengan taraf

signifikansi 1 %.

d. Interaksi Variasi Kecepatan Spindel dan Kecepatan Pemakanan Terhadap

Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 (Faktor AB)


Fobservasi > Ftabel, maka hipotesis keempat dapat diterima dengan taraf

signifikansi 1 %.

e. Interaksi Variasi Kecepatan Spindel dan Kedalaman Pemakanan Terhadap

Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 (Faktor AC)


Fobservasi > Ftabel, maka hipotesis kelima dapat diterima dengan taraf

signifikansi 1 %.

f. Interaksi Variasi Kecepatan Pemakanan dan Kedalaman Pemakanan Terhadap

Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 (Faktor BC)


Fobservasi > Ftabel, maka hipotesis keenam dapat diterima dengan taraf

signifikansi 1 %.

g. Interaksi Variasi Kecepatan Spindel, Kecepatan Pemakanan, dan Kedalaman

Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 (Faktor ABC)


Fobservasi > Ftabel, maka hipotesis ketujuh dapat diterima dengan taraf

signifikansi 1 %.

h. Interaksi Variasi Kecepatan Spindel, Kecepatan Pemakanan, dan Kedalaman

Pemakanan yang menghasilkan rata-rata tingkat kekasaran permukaan terkecil


commit to user

45

Dari tabel 12 didapat bahwa tingkat kekasaran paling rendah terjadi pada

interaksi kecepatan spindel 1250 rpm, kecepatan pemakanan 0,07 mm/rev dan

kedalaman pemakanan 0,25 mm yaitu sebesar 1,30 µm.

D. Pembahasan Hasil Analisis Data

Analisa variansi yang dilakukan terhadap data yang diperoleh dapat

dilihat pada tabel anava harga Fobservasi dibandingkan dengan harga Ftabel. Bila

Fobservasi > Ftabel maka sumber perlakuan mempunyai pengaruh terhadap variabel

yang diselidiki dan bila lebih kecil maka sumber perlakuan tidak atau sedikit

memberi pengaruh pada variabel respon dengan α yang telah ditentukan.

a. Variasi Kecepatan Spindel Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40

(Faktor A)

Dari Tabel 15 didapatkan Fobservasi = 224,18 dan Ftabel = 5,01 sehingga

Fobservasi > Ftabel. Dapat disimpulkan bahwa variasi kecepatan spindel

berpengaruh secara signifikan dengan taraf signifikansi 1 % terhadap tingkat

kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN

MASTER TMC 320.

b. Variasi Kecepatan Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST

40 (Faktor B)


Fobservasi > Ftabel. Dapat disimpulkan bahwa variasi kecepatan pemakanan



MASTER TMC 320.

c. Variasi Kedalaman Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST

40 (Faktor C)


Fobservasi > Ftabel. Dapat disimpulkan bahwa variasi kedalaman pemakanan



MASTER TMC 320.

d. Interaksi Variasi Kecepatan Spindel dan Kecepatan Pemakanan Terhadap

Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 (Faktor AB)


commit to user

46


Fobservasi > Ftabel. Dapat disimpulkan bahwa interaksi variasi kecepatan spindel

dan kecepatan pemakanan berpengaruh secara signifikan dengan taraf

signifikansi 1 % terhadap tingkat kekasaran material baja ST 40 hasil proses

pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320.

e. Interaksi Variasi Kecepatan Spindel dan Kedalaman Pemakanan Terhadap

Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 (Faktor AC)


Fobservasi > Ftabel. Dapat disimpulkan bahwa interaksi variasi kecepatan spindel

dan kedalaman pemakanan berpengaruh secara signifikan dengan taraf

signifikansi 1 % terhadap tingkat kekasaran material baja ST 40 hasil proses

pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320.

f. Interaksi Variasi Kecepatan Pemakanan dan Kedalaman Pemakanan Terhadap

Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 (Faktor BC)


Fobservasi > Ftabel. Dapat disimpulkan bahwa interaksi variasi kecepatan

pemakanan dan kedalaman pemakanan berpengaruh secara signifikan dengan

taraf signifikansi 1 % terhadap tingkat kekasaran material baja ST 40 hasil

proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320.

g. Interaksi Variasi Kecepatan Spindel, Kecepatan Pemakanan, dan Kedalaman

Pemakanan Terhadap Tingkat Kekasaran Material Baja ST 40 (Faktor ABC)


Fobservasi > Ftabel. Dapat disimpulkan bahwa interaksi variasi kecepatan spindel,

kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan berpengaruh secara

signifikan dengan taraf signifikansi 1 % terhadap tingkat kekasaran material

baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC

320.

h. Interaksi Variasi Kecepatan Spindel, Kecepatan Pemakanan, dan Kedalaman

Pemakanan yang menghasilkan rata-rata tingkat kekasaran permukaan terkecil

Dari tabel 12 didapat bahwa tingkat kekasaran paling rendah dicapai

pada interaksi kecepatan spindel 1250 rpm, kecepatan pemakanan 0,07

mm/rev dan kedalaman pemakanan 0.25 mm yaitu sebesar 1,30 µm


commit to user

47

BAB V

SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah diuraikan pada BAB IV dengan

mengacu pada perumusan masalah, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai

berikut :

1. Ada pengaruh yang signifikan dengan taraf signifikansi 1 % yaitu pada variasi

kecepatan spindel terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil

proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat

pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 224,18 lebih

besar daripada Ftabel = 5,01 (Fobservasi > Ftabel).


kecepatan pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40

hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat

dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 577,19

lebih besar daripada Ftabel = 5,01 (Fobservasi > Ftabel).


kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40


dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi =

12870,31 lebih besar daripada Ftabel = 5,01 (Fobservasi > Ftabel).

4. Ada pengaruh bersama (interaksi) yang signifikan dengan taraf signifikansi

1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel dan kecepatan pemakanan terhadap

besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC

LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis

data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 32,04 lebih besar daripada Ftabel =

3,68 (Fobservasi > Ftabel).


commit to user

48


1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel dan kedalaman pemakanan terhadap

besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC

LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji analisis

data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 7,44 lebih besar daripada Ftabel =

3,68 (Fobservasi > Ftabel).


1 % yaitu pada variasi kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan

terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40 hasil proses pemesinan

CNC LATHE TURN MASTER TMC 320. Ini dapat dilihat pada hasil uji

analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 11,42 lebih besar daripada

Ftabel = 3,68 (Fobservasi > Ftabel).


1 % yaitu pada variasi kecepatan spindel, kecepatan pemakanan, dan

kedalaman pemakanan terhadap besarnya nilai kekasaran material baja ST 40


dilihat pada hasil uji analisis data yang menyatakan bahwa Fobservasi = 13,28

lebih besar daripada Ftabel = 2,83 (Fobservasi > Ftabel).

8. Pengaruh bersama (interaksi) antara kecepatan spindel, kecepatan pemakanan,


hasil pemesinan bubut CNC pada baja ST 40 yang menghasilkan kekasaran

paling kecil adalah pada kecepatan spindel 1250 rpm, kecepatan pemakanan

0,07 mm/rev, dan kedalaman pemakanan 0,25 mm yaitu sebesar 1,30 µm.

B. Implikasi

Berdasarkan hasil penelitian yang didukung oleh landasan teori yang

telah dikemukakan, tentang pengaruh kecepatan spindel, kecepatan pemakanan

dan kedalaman pemakanan terhadap tingkat kekasaran permukaan pada material

baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN MASTER TMC 320,


commit to user

49

dapat diterapkan ke dalam beberapa implikasi yang dapat dikemukakan sebagai

berikut :

1. Implikasi Teoritis

Didalam penelitian ini menyelidiki pengaruh variasi kecepatan spindel,


permukaan pada material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE TURN

MASTER TMC 320. Kekasaran permukaan (Ra) terbukti tergantung pada

kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan analisis

variansi tiga jalan yang dilakukan menggunakan variabel bebas kecepatan spindel,

kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan serta variabel terikat tingkat

kekasaran permukaan (Ra).

2. Implikasi Praktis

Penelitian ini dapat digunakan sebagai masukan dalam menentukan

rekomendasi kombinasi level kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan

kedalaman spindel untuk mendapatkan tingkat kekasaran yang dikehendaki.

Sebagai acuan operator pemesinan untuk menentukan kombinasi parameter

pemotongan yang sesuai untuk mendapatkan tingkat kekasaran tertentu.

Tingkat kekasaran yang dimaksud bukan berarti sekecil-kecilnya atau

sehalus-halusnya, akan tetapi sesuai dengan tuntutan fungsinya. Tingkat kekasaran

ini biasanya dicantumkan dalam gambar kerja. Dari hasil penelitian ini didapat

beberapa kombinasi kecepatan spindel, kecepatan pemakanan dan kedalaman

spindel yang dapat mencapai tuntutan kekasaran tersebut. Operator dapat

menggunakannya sebagai masukan dalam menentukan setingan kecepatan

spindel, kecepatan pemakanan, dan kedalaman pemakanan yang paling optimal

untuk mendapatkan kekasaran yang diinginkan dalam proses pemesinan bubut

CNC pada baja ST 40. Sebagai acuan operator dalam menentukan urutan proses

pemesinan dan pemrograman yang paling efisien, terutama dalam pemilihan

kecepatan pemakanan dan kedalaman pemakanan, dalam proses pemesinan bubut


commit to user

50

CNC pada baja ST 40. Karena pemilihan kecepatan pemakanan dan kedalaman

pemakanan tersebut sangat berpengaruh terhadap waktu proses pemesinan. Yang

pada akhirnya akan sangat berpengaruh juga terhadap cost / biaya produksi

terutama pada produksi massal.

C. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh dan implikasi yang

ditimbulkan, maka dapat disampaikan saran-saran sebagai berikut:

1. Untuk penelitian selanjutnya yang sejenis sangat baik kalau dianalisa faktor-

faktor atau variabel-variabel lain yang mempengaruhi tingkat kekasaran

permukaan pada material baja ST 40 hasil proses pemesinan CNC LATHE

TURN MASTER TMC 320.

2. Dalam penelitian ini masih bisa dikembangkan lagi dengan cara menambah

variabel bebasnya seperti variasi media pendingin, variasi geometri pahat,

material pahat dan benda kerja.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PENGARUH...

Documents

Transcript of perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PENGARUH...