pengaruh geometri sudut pahat high speed steel (hss)

download pengaruh geometri sudut pahat high speed steel (hss)

If you can't read please download the document

  • date post

    31-Dec-2016
  • Category

    Documents

  • view

    225
  • download

    6

Embed Size (px)

Transcript of pengaruh geometri sudut pahat high speed steel (hss)

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

    commit to user

    PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL (HSS) TERHADAP UMUR PAHAT

    DAN PENYUSUNAN STANDARD OPERATING PROCEDURE (SOP) PENGASAHAN PAHAT PADA PROSES BUBUT

    ALUMINIUM PADUAN RENDAH

    Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

    Faris Budi Setyawan

    NIM. I 1308512

    JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

    SURAKARTA 2011

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

    commit to user

    ii

    ABSTRAK

    Faris Budi Setyawan, NIM: I 1308512. PENGARUH GEOMETRI SUDUT PAHAT HIGH SPEED STEEL (HSS) TERHADAP UMUR PAHAT DAN PENYUSUNAN STANDART OPERATIONAL PROCEDURE (SOP) PENGASAHAN PAHAT PADA PROSES BUBUT ALUMINIUM PADUAN RENDAH. Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2011.

    Geometri sudut pahat perlu diperhatikan dalam proses pengasahan suatu pahat karena geometri sudut pahat mempengaruhi umur pakai pahat tersebut. Pada studi kasus di Laboratorium Perencanaan dan Perancangan Produk Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta ditemukan fakta pahat bubut HSS yang digunakan mudah aus yang mengindikasikan bahwa umur pakai pahat rendah. Fakta lainnya geometri sudut pahat bubut HSS yang digunakan tidak sesuai dengan standar optimum geometri sudut pahat bubut HSS. Penelitian ini bertujuan meneliti pengaruh geometri sudut pahat bubut HSS pada pengerjaan proses bubut benda kerja aluminium paduan rendah berdasarkan hasil eksperimen

    Dalam penelitian ini dilakukan eksperimen dengan metode Randomized Block Design. Faktor yang digunakan dalam penelitian ini adalah sudut kappa (r), sudut gamma (o), dan diameter material pengujian sebagai blok. Level faktor sudut kappa (r) pada penelitian ini adalah 90, 75, dan 45. Level faktor sudut gamma (o) pada penelitian ini adalah 30, 26, 22, 18 dan 14. Level blok diameter material pengujian pada penelitian ini adalah 31,5 mm , 29,9 mm, dan 28,3 mm serta replikasi yang dilakukan sebanyak dua kali. Kenaikan temperatur bidang aktif pahat dijadikan variabel respon sebagai indikator umur pahat.

    Dari hasil penelitian ini, geometri sudut pahat yang berpengaruh terhadap kenaikan temperatur mata potong aktif pahat adalah sudut kappa dan sudut gamma. Kombinasi geometri sudut pahat yang dipilih adalah kombinasi antara sudut kappa 90 dengan sudut gamma 18 dan kombinasi antara sudut kappa 45 dengan sudut gamma 30. Kata kunci: pahat HSS, Randomized Block Design, sudut gamma, sudut kappa,

    temperatur bidang aktif pahat, umur pahat. xvi + 102 halaman.; 11 gambar; 37 tabel; 3 lampiran Daftar pustaka: 14 (1985 - 2010)

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

    commit to user

    iii

    ABSTRACT Faris Budi Setyawan, NIM: I 1308512. THE GEOMETRY EFFECT OF HIGH SPEED STEEL (HSS) TOOL ANGEL REGARDING TOOL LIFE AND MAKING STANDART OPERATING PROCEDURE (SOP) FOR SHARPENING TOOL IN THE LATHE PROCESS ON ALUMINIUM LOW ALLOY. Final assignment. Surakarta: Industrial Engineering Department, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, January 2011.

    Turning tool sharpening process should consider tool angles determination becouse it would influence life of the tool wich was indicated by its temperature. In the case study at the laboratorium of Perencanaan dan Perancangan Produk Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta discovered facts that HSS tool is easily worn down as indicated that the tool life was low. Later found that the geometry of HSS tool angel was not set according to the standard geometry which was based on the tool and work material. Furthen more, the standard was not optimized yet since some angles value was still in wide ranges. This study aims to examine the geometry effect of HSS tool angel in the lathe process of aluminum low alloy experimentally.

    There was an experiment with Randomized Block Design method to analized tool angels effect on tools temperature. The considerate factors in this experiment is the kappa angle (r), the gamma angle (o), and the material diameter as a block. Level of kappa angle (r) in this experiment is 90, 75, and 45. Level of gamma angle (o) in this experiment is 30, 26, 22, 18 and 14. Level of diameter material in this experiment is 31.5 mm, 29.9 mm and 28.3 mm. Replication done twice. The raising temperature of active field tool is a variable respon as well as indicator of tool life tool.

    The experiment result, showed that all of considerated was the geometry influenced the raising temperature of tools. Combination geometry of tool angel that chosen in this experiment is combination between kappa angle 90 with gamma angel 18 and combination between kappa angle 45 with gamma angel 30.

    Keywords: gamma angle, HSS tools, kappa angle, rendomized block design,

    temperature of active field chisel, and tool life. xvi + 102 pages., 11 drawings, 37 tables, 3 appendix References: 14 (1985 - 2010)

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

    commit to user

    I-1

    BAB I PENDAHULUAN

    Pada bab ini diuraikan beberapa hal pokok mengenai penelitian ini, yaitu

    latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian,

    batasan masalah dan asumsi, serta sistematika pembahasan.

    1.1 LATAR BELAKANG

    Perkembangan cutting tool seperti pahat bubut jenis carbida, CBN, keramik,

    dan inserts tool sudah semakin maju. Meskipun demikian, jenis pahat

    konvensional salah satunya jenis pahat high speed steel (HSS) masih tetap

    dipakai di workshop. Pahat HSS merupakan baja karbon tinggi yang mengalami

    proses perlakuan panas (heat treatment) sehingga kekerasan menjadi cukup tinggi

    dan tahan terhadap temperatur tinggi tanpa menjadi lunak (annealed) (Rochim,

    1993). Pahat HSS dapat digunakan untuk kedalaman pemotongan yang lebih

    besar pada kecepatan potong yang lebih tinggi dibanding dengan pahat baja

    karbon. Pahat jenis HSS masih banyak dipakai di workshop karena pembentukan

    pahat ini lebih mudah karena dapat diasah secara manual tanpa menggunakan

    fixture tambahan. Apabila telah mengalami keausan, pahat HSS dapat diasah

    kembali. Keuletan pahat HSS relatif baik, sehingga tepat untuk pengerjaan benda

    pada kecepatan potong rendah dan fibrasi getaran mesin yang relatif tinggi. Pada

    kondisi tersebut bila menggunakan jenis pahat yang lain, seperti carbida, CBN,

    keramik, resiko keretakan pahat relatif lebih besar karena sifatnya yang lebih

    getas. Akan tetapi pahat HSS memiliki keterbatasan dalam ketahanan aus atau

    memiliki umur pahat yang relatif lebih pendek dibanding pahat carbida, CBN,

    atau keramik.

    Pada dasarnya umur pahat HSS dapat dioptimumkan, dengan menjaga

    geometrinya sesuai dengan karakteristik benda kerja yang digunakan. Geometri

    pahat yang optimum memberikan proses pemotongan yang cepat dengan hasil

    yang halus serta keausan pahat yang minimum. Namun faktanya tidak semua

    workshop memahami pentingnya hal tersebut. Selain itu, rata-rata workshop

    belum memiliki alat pengasah pahat khusus pahat bubut yang mampu mengasah

    sesuai dengan geometri pahat yang tepat. Geometri pahat bubut untuk setiap

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

    commit to user

    I-2

    karakteristik material benda kerja berbeda-beda agar hasil pemotongan dapat

    optimum.

    Hal yang diperhatikan pada optimisasi dari umur pahat adalah geometri

    sudut pahat yang mempengaruhi umur pahat antara lain, sudut bebas orthogonal

    (o), sudut geram orthogonal (o), sudut miring (s), sudut potong utama (r), dan

    sudut potong bantu (r) (Rochim, 1993). Sudut bebas (o) dapat mengurangi

    gesekan antara bidang utama pahat dengan bidang transien dari benda kerja,

    sehingga temperatur yang tinggi akibat gesekan akan dihindari agar keausan tepi

    (flank wear) tidak cepat terjadi. Sudut geram (o) mempengaruhi proses

    pembentukan geram. Sudut miring (s) mempengaruhi arah aliran geram, bila

    sudut miring berharga nol maka arah aliran geram tegak lurus mata potong.

    Dimensi geram yang terbentuk dan arah aliran geram pada pahat mempengaruhi

    umur pakai pahat. Sudut potong utama (r) berfungsi menentukan lebar dan tebal

    geram sebelum terpotong, menentukan panjang mata potong yang aktif atau

    panjang kontak antara geram dengan bidang pahat, dan menentukan besarnya

    gaya radial Fx (Rochim, 1993). Sudut bantu r mempengaruhi kekuatan ujung

    pahat dan kehalusan dari material benda kerja.

    Umur pahat yang optimum diperoleh dengan pemilihan geometri pahat yang

    paling tepat untuk setiap karakteristik benda kerja. Dalam menentukan geometri

    sudut pahat yang efektif untuk setiap karakteristik material benda kerja, beberapa

    geometri sudut sudah ditentukan nilainya tetapi ada beberapa geometri yang

    nilainya masih memberikan range dan beberapa pilihan. Hal tersebut

    dimungkinkan karena material benda kerja juga memiliki range tingkat kekerasan,

    sehingga diperlukan variasi geometri sudut pahat. Sebagai contoh pada material

    aluminium, geometri sudut pahat yang efektif digunakan pada pahat HSS adalah

    sudut bebas orthogonal (o) 12, sudut potong bantu (r) 60, sudut geram

    orthogonal (o) 14-30, sudut potong utama (r) 45, 75, 90, sudut penampang

    orthogonal 48-64. Geometri tersebut adalah geometri yang dapat

    meminimumkan temperatur proses pemotongan. Temperatur bidang aktif pahat

    yang dihasilkan setaraf dengan besarnya dimensi keausan yang dianggap sebagai

    batas atau tanda saat berakhirnya umur pahat (Rochim, 1993).